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Die Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung für eine an einem Kraftfahrzeug oder einer Ladestation angeordnete elektrische Steckkupplungseinrichtung, die mit einem Stecker kuppelbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik sind Verschlussvorrichtungen in Form von Tankverschlüssen mit einem Tankdeckel bekannt, der mittels eines Elektromotors zwischen einer Verschlussstellung, in der die Mündung des Kraftstoffeinfüllstutzens verschlossen ist, und einer Öffnungsstellung automatisch bewegt werden kann, wenn der Elektromotor ein entsprechendes Öffnungs- bzw. Schließsignal erhält.
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Weiterhin ist es bekannt, Elektroautos über elektrische Ladekabel aufzuladen. Ein derartiges Ladekabel weist einen Stecker auf, der in eine am Kraftfahrzeug angeordnete Steckkupplungseinrichtung (”Steckdose”) eingesteckt werden kann. Derartige Stecker und Steckdosen sind beispielsweise im Normblatt VDE-AR-E 2623-2-2 dargestellt. Ein weiterer Stecker, der mit einer entsprechenden Steckdose kuppelbar ist, ist durch die SAE J1772 normiert. Am Stecker gemäß SAE J 1772 ist ein zusätzlicher Schnapphaken vorgesehen, der im eingesteckten Zustand des Steckers einen Haltesteg der Steckdose hintergreift und dadurch verhindert, dass sich der Stecker unfreiwillig von der Steckdose lösen kann.
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Entsprechende Steckkupplungen können nicht nur zwischen dem Ladekabel und dem Kraftfahrzeug, sondern auch zwischen einer Ladestation und dem Ladekabel vorgesehen sein.
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Generell ist es erwünscht, dass elektrische Steckkupplungseinrichtungen bei Nichtgebrauch durch die Verschlussklappe dicht abgedichtet werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz zu vermeiden. Elektrische Klappenantriebe haben in diesem Zusammenhang besondere Vorteile, da bei rein manuellen Systemen relativ hohe Bedienkräfte zum dichten Andrücken der Verschlussklappe auf den Stutzen der Steckkupplungseinrichtung erforderlich sind.
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Bekannte Verschlussvorrichtungen haben darüber hinaus den Nachteil, dass sie nicht auf einfache Weise verhindern können, dass das Ladekabel unbefugt vom Kraftfahrzeug oder von der Ladestation gelöst werden kann. Dies spielt beim Aufladen von Kraftfahrzeugen eine besondere Rolle, da die Kraftfahrzeuge oft über eine längere Zeit, d. h. über viele Stunden, mit der Ladestation verbunden bleiben und sich der Fahrer während des Ladevorgangs in der Regel vom Fahrzeug entfernt. Es sind daher Sicherungseinrichtungen wünschenswert, die verhindern, dass das Ladekabel während des Ladevorgangs unbefugterweise von einem Fahrzeug entfernt und an ein anderes Fahrzeug angeschlossen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die möglichst einfach zu bedienen ist und auf einfache und zuverlässige Weise ein Verriegeln eines in die Steckkupplungseinrichtung gesteckten Steckers ermöglicht, so dass ein unbefugtes Entfernen des Steckers verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Bei der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung ist zur Verriegelung des mit der Steckkupplungseinrichtung gekuppelten Steckers ein über das Getriebe, das zwischen Antriebsmotor und Verschlusskappe vorgesehen ist, betätigbare Verriegelungseinrichtung vorgesehen. Diese Verriegelungseinrichtung weist ein Verriegelungselement auf, das beim Überführen der Verschlussklappe von einer Öffnungszwischenstellung, in welcher der Stecker mit der Steckkupplungseinrichtung kuppelbar ist, in die Öffnungsstellung in eine das Entfernen des Steckers von der Steckkupplungseinrichtung verhindernde Verriegelungsstellung bringbar ist.
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Gemäß der Erfindung wird somit die Bewegung des Getriebes, welches die Drehbewegung des Antriebsmotors auf die Verschlussklappe überträgt, verwendet, um nach dem Einstecken des Steckers in die Steckkupplungseinrichtung ein Verriegelungselement in eine Stellung zu bringen, in welcher das unbefugte Lösen des Steckers von der Steckkupplungseinrichtung verhindert wird. Die Verschlussvorrichtung kann dabei sehr einfach und platzsparend aufgebaut werden, da für die Verriegelungseinrichtung nur wenig zusätzliche Teile erforderlich sind. Weiterhin kann die Verschlussvorrichtung kostengünstig hergestellt und mit einer sehr einfachen Steuerungslogik betätigt werden.
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Gemäß einer vorteilhafte Ausführungsform ist das Verriegelungselement, bei dem es sich vorzugsweise um einen längsverschiebbaren Bolzen oder Stift handelt, zwischen einer Nichtverriegelungsstellung, in der es sich seitlich neben dem Einführbereich des Steckers befindet, und einer Verriegelungsstellung bewegbar, in der es in eine Aussparung des Steckers verriegelnd eingreift. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere zum Verriegeln eines Steckers nach VDE-AR-E 2623-2-2 geeignet.
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Alternativ hierzu kann des Verriegelungselement jedoch auch zwischen einer Nichtverriegelungsstellungund einer Verriegelungsstellung bewegbar sein, in der es derart neben einem Schnapphaken des Steckers platziert ist, dass eine Bewegung des Schnapphakens in dessen Löseposition verhindert wird. Eine derartige Verschlussvorrichtung ist insbesondere für einen Stecker gemäß SAE J1772 geeignet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Getriebe zwischen Antriebsmotor und Verschlussklappe ein mehrteiliges Verschlussklappenantriebsgestänge mit gelenkig verbundenen Gestängeelementen. Weiterhin ist das Verriegelungselement mittels eines Betätigungsteils bewegbar, das von einem Gestängeelement verschiebbar oder an einem Gestängeelement befestigt ist.
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Besteht das Betätigungsteil aus einem Stößel, so ist es vorteilhaft, wenn der Stößel stirnseitig von einem Gestängeelement beaufschlagt wird, wenn die Verschlussklappe in die Öffnungsendstellung überführt wird. Dies ermöglicht einen besonders einfachen und platzsparenden Aufbau.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nehmen die Gestängeelemente in der Öffnungsendstellung der Verschlussklappe eine Stellung ein, in der sie bei manueller Krafteinleitung über die Verschlussklappe drehblockiert sind. Auf diese Weise ist es nicht möglich, die Verschlussklappe in die Öffnungszwischenstellung zurück zu drücken, in der der Stecker von der Steckkupplungseinrichtung gelöst werden könnte.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nehmen die Gestängeelemente in Verschlussstellung der Verschlussklappe eine Stellung ein, in der sie bei manueller Krafteinleitung über die Verschlussklappe drehblockiert sind, so dass ein öffnen der Verschlussklappe verhindert wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung zum Bewegen der Verschlussklappe mit einer Zentralverriegelungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs derart gekoppelt, dass der Antriebsmotor durch Betätigen der Zentralverriegelungseinrichtung veranlasst wird, die Verschlussklappe von der Öffnungszwischen- in die Öffnungsendstellung, bzw. umgekehrt, und dadurch die Verriegelungseinrichtung in die Verriegelungsstellung bzw. in die Entriegelungsstellung zu bewegen. Alternativ hierzu ist es jedoch auch ohne Weiteres möglich, die Bewegung zwischen der Öffnungszwischenstellung und der Öffnungsendstellung der Verschlussklappe nicht über die Zentralverriegelungseinrichtung, sondern über einen hiervon getrennten Schalter zu steuern.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung bei geöffneter Verschlussklappe,
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2: den vorderen Endabschnitt eines Steckers, der mit der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung von 1 verriegelbar ist,
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3: die Verschlussvorrichtung von 1 in seitlicher Ansicht,
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4: die Verschlussvorrichtung von 1 mit geschlossener Verschlussklappe,
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5: einen mittigen Längsschnitt durch die Verschlussvorrichtung von 4,
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6: einen Schnitt längs der Linie VI-VI von
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5, wobei sich die Verschlussklappe in der geschlossenen Stellung und das Verriegelungselement in der entriegelten Stellung befinden,
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7: eine Schnittdarstellung entsprechend 6, wobei sich die Verschlussklappe in der Öffnungsendstellung und das Verriegelungselement in der verriegelten Stellung befinden,
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8: eine räumliche Darstellung eines Stößels und eines vom Stößel bewegbaren Verriegelungselements,
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9: das Betätigungselement von 8 in Alleinstellung,
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10: das Verriegelungselement von 8 in Alleinstellung,
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11: eine Schnittdarstellung längs der Linie XI-XI von 6,
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12: eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung mit geöffneter Verschlussklappe,
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13: einen vorderen Abschnitt eines bekannten SAE-Steckers, der in die Verschlussvorrichtung von 12 einsteckbar ist,
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14: eine räumliche Darstellung des Betätigungsteils in der Form eines Mitnehmers in Alleinstellung,
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15: eine räumliche Darstellung eines Teils der Steckkupplungseinrichtung von 12, wobei ein Teil eines verriegelten Schnapphakens des Steckers von 13 gezeigt ist, der in Eingriff mit der Steckkupplungseinrichtung ist,
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16: eine Darstellung entsprechend 15 ohne Schnapphaken in der entriegelten Stellung, des Verriegelungselements,
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17: einen vertikalen Längsschnitt durch die Verschlusseinrichtung von 12 bei geschlossener Verschlussklappe,
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18: eine Darstellung entsprechend 17, wobei sich die Verschlussklappe in der Öffnungsendstellung befindet,
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19: eine Seitenansicht der Verschlussvorrichtung von 12 bei geschlossener Verschlussklappe (ohne vordere Abdeckplatte),
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20: einen Schnitt längs der Linie XX-XX von 19,
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21: eine Seitenansicht der Verschlussvorrichtung von 12, wobei sich die Verschlussklappe in der Öffnungsendstellung befindet (ohne vordere Abdeckplatte), und
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22: einen Schnitt längs der Linie XXII-XXII von 21.
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Anhand der 1 bis 11 wird zunächst eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung beschrieben.
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Die Verschlussvorrichtung dient zum Verschließen einer Steckkupplungseinrichtung 1 (Steckdose), die beispielsweise an einem Kraftfahrzeug oder einer Ladestation angeordnet sein kann. In diese Steckkupplungseinrichtung 1 ist eine Stecker 41 steckbar, dessen vorderer Abschnitt in 2 dargestellt ist. Dieser Stecker 41 weist zylinderförmige Löcher 58 mit innenliegenden Kontaktstiften 56 auf. Die äußere Wandung des Steckers 41 ist mit 42 bezeichnet. In dieser Wandung 42 befindet sich eine Vertiefung oder Ausnehmung 55.
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Die Steckkupplungseinrichtung 1 weist Einführzapfen 2 auf, die in die Löcher 58 des Steckers 41 eingeführt werden. Im gekuppelten Zustand kontaktieren Kontakthülsen, die in den Einführzapfen 2 angeordnet sind, die Kontaktstifte 56 des Steckers 41.
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Die Einführzapfen 2 der Steckkupplungseinrichtung 1 sind von einer Umfangswand 3 umgeben, die in ihrem vorderen Endbereich eine Mündung 4 aufweist. Der von der Umfangswand 3 umschlossene Raum dient zum Einstecken des Steckers 41.
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Steckkupplungseinrichtungen dieser Art sind grundsätzlich bereits bekannt, so dass von einer detaillierteren Beschreibung abgesehen wird.
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Die Steckkupplungseinrichtung 1 ist in einem becherförmigen Aufnahmetopf 5 vertieft eingesetzt, der beispielsweise in die Karosserie eines Kraftfahrzeugs eingelassen sein kann.
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Um die Mündung 4 der Steckkupplungseinrichtung 1 dicht zu verschließen, ist eine Verschlussvorrichtung mit einer motorbetriebenen Verschlussklappe 6 vorgesehen. Diese Verschlussklappe 6 weist eine äußere Abdeckplatte 7 auf, die auf den äußeren Rand 8 des Aufnahmetopfs 5 aufgesetzt werden kann. An der Abdeckplatte 7 ist eine Halteplatte 9 befestigt, die randseitige Haltefinger 10 aufweist, die um eine Abdichtplatte 11 herum einschnappen und diese halten. Wie beispielsweise aus den 1, 5, 6 ersichtlich, umfasst die Abdichtplatte 11 einen Abdichtring 12, der auf den äußeren Rand der Umfangswand 3 abdichtend aufgesetzt werden kann. Eine Feder 13 zwischen der Abdichtplatte 11 und der Halteplatte 9 sorgt dabei dafür, dass der Abdichtring 12 immer mit einer gewissen Vorspannung gegen die Stirnseite der Umfangswand 3 gedrückt wird.
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Die Verschlussklappe 6 ist an einem Verschlussklappenbügel 14 befestigt, der sich durch eine im Aufnahmetopf 5 vorgesehene Öffnung 16 hindurch und in einen von einem benachbarten Antriebsgehäuse 15 umschlossenen Raum hinein erstreckt. Das Ende des Verschlussklappenbügels 14 ist drehfest mit einer Welle 17 verbunden. Diese Welle 17 verläuft quer durch das Antriebsgehäuse 15 hindurch und ist in den beiden Seitenwänden des Antriebsgehäuses 15 drehbar gelagert.
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Es ist erkennbar, dass dann, wenn die Welle 17 um die Drehachse 18 im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Verschlussklappe 6 von der in 5 gezeigten geschlossenen Stellung hochgeschwenkt werden kann, um die Mündung 4 der Steckkupplungseinrichtung 1 frei zu geben und das Einstecken des Steckers 41 zu ermöglichen.
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Das Verschwenken der Verschlussklappe 6 erfolgt mittels eines Antriebsmotors 19, der in 5 lediglich schematisch dargestellt und im Antriebsgehäuse 15 untergebracht ist. Zweckmäßigerweise handelt es sich beim Antriebsmotor 19 um einen langsam laufenden Elektromotor, der bei Erhalt eines entsprechenden Steuersignals eingeschaltet wird. Der Antriebsmotor 19 weist eine Antriebswelle 20 auf (4), die sich durch eine Seitenwand des Antriebsgehäuses 15 hindurch nach außen erstreckt. Die Drehbewegung der Antriebswelle 20 wird über ein Getriebe 21, die ein erstes Gestängeelement 22, ein zweites Gestängeelement 23 und ein drittes Gestängeelement 24 umfasst, auf die Welle 17 des Verschlussklappenbügels 14 übertragen. Das erste Gestängeelement 22 ist drehfest mit der Antriebswelle 20 des Antriebsmotors 19 verbunden. Das zweite Gestängeelement 23 ist drehfest mit der Welle 17 des Verschlussklappenbügels 14 verbunden. Das dritte Gestängeelement 23 ist einerseits über ein Drehgelenk 25 gelenkig mit dem ersten Gestängeelement 22 und andererseits über ein weiteres Drehgelenk 26 gelenkig mit dem zweiten Gestängeelement 23 verbunden.
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Die Drehachsen von Antriebswelle 20, den Drehgelenken 25, 26 und der Welle 17 verlaufen parallel. Sämtliche Gestängeelemente 22, 23, 24 können nahe neben den Seitenwand des Antriebsgehäuses 15 angeordnet sein, so dass das Getriebe 21 nur wenig Bauraum benötigt.
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Wird die Antriebswelle 20 von derjenigen Stellung, die in 4 gezeigt ist, im Uhrzeigersinn gedreht, wird auch das erste Gestängeelement 22 entsprechend im Uhrzeigersinn mit verschwenkt, was über das dritte Gestängeelement 24 zu einer gleichsinnigen Verschwenkung des zweiten Gestängeelements 23 und damit zu einem Drehen der Welle 17 im Uhrzeigersinn führt, wodurch die Verschlussklappe 6 geöffnet wird.
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Das öffnen der Verschlussklappe 6 erfolgt in zwei Schritten. Ist die Verschlussklappe 6 geschlossen und empfängt der Antriebsmotor 19 ein Steuersignal zum öffnen der Verschlussklappe 6, wird die Verschlussklappe 6 zunächst in eine Öffnungszwischenstellung hochgeschwenkt. In dieser Öffnungszwischenstellung ist die Verschlussklappe 6 noch nicht ganz, jedoch soweit geöffnet, dass der Stecker 41 in die Steckkupplungseinrichtung 1 eingesteckt werden kann. Erreicht die Verschlussklappe 6 die Öffnungszwischenstellung, schaltet der Antriebsmotor 19 zunächst ab. Erst wenn der Antriebsmotor 19 ein weiteres Öffnungssignal erhält, bewegt er die Verschlussklappe 6 weiter in seine Öffnungsendstellung. Diese Bewegung von der Öffnungszwischenstellung in die Öffnungsendstellung wird ausgenutzt, um den eingesteckten Stecker mittels einer Verriegelungseinrichtung 27 mit der Steckkupplungseinrichtung 1 zu verriegeln, wie im Folgenden näher ausgeführt wird.
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Die Verriegelungseinrichtung 27 umfasst, wie insbesondere aus den 8 bis 11 ersichtlich, ein stift- oder bolzenförmiges Verriegelungselement 28 und einen Stößel 29 zum Bewegen des Verriegelungselements 28. Das Verriegelungselement 28 erstreckt sich von der Steckkupplungseinrichtung 1 radial nach außen und quer zum Stößel 29. Weiterhin sind Verriegelungselement 28 und Stößel 29 in einem Stößelgehäuse 30 jeweils längs verschiebbar geführt, das sich direkt neben der Umfangswand 3 der Steckkupplungseinrichtung 1 unterhalb des Aufnahmetopfs 5 befindet. In den 1 und 4 ist das Stößelgehäuse 30 jeweils ohne äußere Abdeckplatte 59 (6, 7) dargestellt.
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Der Stößel 29 weist einen Stößelkopf 31, einen quaderförmigen Stößelabschnitt 32 und einen zylinderförmigen Führungsstift 33 auf, auf dem ein Magnet 34 befestigt ist.
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Im quaderförmigen Stößelabschnitt 31 ist, wie aus den 8 und 9 ersichtlich, eine quer verlaufende Langlochaussparung 35 vorgesehen, durch die sich das Verriegelungselement 28 hindurch erstreckt. Weiterhin sind in denjenigen Bereichen des Stößelabschnitts 32, die sich oberhalb und unterhalb der Langlochaussparung 35 befinden, Schrägaussparungen 36 in der Form von schräg verlaufenden Langlöchern vorgesehen. In diese Schrägaussparungen 36 erstreckt sich ein Kulissenstift 37 des Verriegelungselements 28 hinein. Dieser Kulissenstift 37 steht, wie aus 9 ersichtlich, beidseitig über die übrige Kontur des Verriegelungselements 28 vor. Die Schrägaussparungen 36 stellen somit Kulissenführungen für den Kulissenstift 37 dar und bewirken, dass das Verriegelungselement 28 in seiner Längsrichtung, d. h. quer zur Längsrichtung des Stößels 29, verschoben wird, wenn der Stößel 29 in seiner Längsrichtung verschoben wird, während das Verriegelungselement 28 sich nicht in Längsrichtung des Stößels 29, sondern nur quer dazu, bewegen kann.
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Diese Kinematik zwischen dem Stößel 29 und dem hierzu gekreuzt angeordneten Verriegelungselement 28 wird verwendet, um das Verriegelungselement 28 zwischen einer Entriegelungsstellung, die in 6 dargestellt ist, und einer Verriegelungsstellung zu bewegen, die in 7 dargestellt ist. In der Entriegelungsstellung befindet sich das innere Ende 38 des Verriegelungselements 28 außerhalb eines in der Steckkupplungseinrichtung 1 vorgesehenen Einführbereichs 39 für die Wandung 42 des Steckers 41. Wird das Verriegelungselement 28 dagegen mittels des Stößels 29 nach innen verschoben, erstreckt sich das innere Ende 38 des Verriegelungselements 28 in diesen Einführbereich 39 hinein, wie aus 7 ersichtlich, wobei sich das Verriegelungselement 28 in die Aussparung 55 der Wandung 42 des Steckers 41 hineinerstreckt und dadurch den Stecker 41 verriegelt, so dass ein Herausziehen des Steckers aus der Steckkupplungseinrichtung 1 nicht mehr möglich ist. Es ist zu beachten, dass in 7 der Übersichtlichkeit halber der eingeführte Stecker nicht dargestellt ist.
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Die Bewegung des Stößels 29 und damit des Verriegelungselements 28 von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung erfolgt mittels des Getriebes 21. Zwischen der Verschlussstellung, die in 4 dargestellt ist, und der Öffnungszwischenstellung der Verschlussklappe 6 befinden sich die Gestängeelemente 22–24 in einer zum Stößelkopf 31 beabstandeten Stellung. Der Stößel 29 wird dabei mittels einer nicht dargestellten Feder nach rechts gedrückt, wobei der Stößel 29 ein Stuck weit aus dem Stößelgehäuse 30 ausgefahren ist und der Stößelkopf 31, wie aus 11 ersichtlich, zur Stirnseite des Stößelgehäuses 30 einen Abstand a aufweist. Wie aus 4 ersichtlich, verläuft darüber hinaus in der Schließstellung der Verschlussklappe 6 das erste Gestängeelement 22 parallel zum dritten Gestängeelement 24. Dies bewirkt, dass die Verschlussklappe 6 nur über den Antriebsmotor 19, nicht jedoch durch Hochziehen der Verschlussklappe 6 manuell geöffnet werden kann. Allein durch die kinematische Anordnung der Gestängeelemente 22, 24 wird in der Verschlussstellung somit eine Sicherheitseinrichtung gegen ein unbeabsichtigtes manuelles öffnen der Verschlussklappe 6 geschaffen.
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Wird die Verschlussklappe 6 mittels des Antriebsmotors 19 geöffnet, so kommt ab einem gewissen Drehwinkel des ersten Gestängeelements 22 das vordere Ende 40 des dritten Gestängeelements 24 und/oder das hierzu benachbarte Ende des ersten Gestängeelements 22 mit dem Stößelkopf 31 in Kontakt. Kurz nach dieser Kontaktierung wird der Antriebsmotor 19 abgeschaltet. Die Verschlussklappe 6 befindet sich dabei in ihrer Öffnungszwischenstellung, in der der Stecker 41 in die Steckkupplungseinrichtung 1 eingesteckt werden kann.
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Nachdem in der Öffnungszwischenstellung der Verschlussklappe 6 der Stecker in die Steckkupplungseinrichtung 1 eingesteckt worden ist, kann bei Bedarf dem Antriebsmotor 19 ein weiteres Steuersignal zugeführt werden, um die Verschlussklappe 6 weiter in die Öffnungsendstellung zu schwenken, die in den 1, 3 und 7 dargestellt ist. Ab der Öffnungszwischenstellung tritt das Verriegelungselement 28 in den Einführbereich 39 und damit in die Ausnehmung in der Wandung des eingesteckten Steckers ein. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, drückt in dieser Stellung das vordere Ende 40 des Gestängeelements 24 und/oder das hierzu am benachbarten Ende des dahinter angeordneten Gestängeelements 22 den Stößel 29 maximal in das Stößelgehäuse 30 hinein, wodurch das Verriegelungselement 28 über die Kulissenführung maximal nach innen verschoben wird.
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In der Öffnungsendstellung der Verschlussklappe 6 erstreckt sich das erste Gestängeelement 22 wiederum parallel zum dritten Gestängeelement 24. Auch in der Öffnungsendstellung kann somit die Verschlussklappe 6 nicht mehr manuell durch Aufbringen einer Druckkraft auf die Verschlussklappe 6 in die Öffnungszwischenstellung zurück verschwenkt werden, da bei einer Krafteinleitung in dieser Richtung aufgrund der Kinematik zwischen den Gestängeelementen 22, 24 diese Gestängeelemente drehblockiert sind. Die Verriegelung des Steckers kann somit nicht von außen aufgehoben werden.
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Um bei Ausfall des Antriebsmotors 19 dennoch die Verschlussklappe 6 öffnen bzw. von der Öffnungsendstellung in Schließrichtung zurückführen zu können, kann eine Notbetätigungseinrichtung vorgesehen sein, mit der die Gestängeelemente 22, 24 aus ihrer Drehblockierstellung mittels einer mechanischen Einrichtung vom Inneren des Kraftfahrzeugs aus weg geschwenkt werden können. Eine derartige Notbetätigungseinrichtung kann beispielsweise einen Bowdenzug umfassen, der am ersten Gestängeelement 22 oder dritten Gestängeelement 24 angreift und mit dem diese Gestängeelemente aus ihrer Drehblockierstellung herausgezogen werden können.
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Die Lageerkennung der Verschlussklappe 6 kann beispielsweise mittels eines Magneten 34 erfolgen (9), der auf dem Führungsstift 33 des Stößels 29 aufgesetzt ist und mit einem Reedschalter 60 (6, 7) zusammenwirkt, der im Stößelgehäuse 30 angeordnet ist. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Lageerkennung der Verschlussklappe 6 mittels eines im Bereich des Antriebsmotors 19 vorgesehenen Encoders durchzuführen.
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An Hand der 12 bis 22 wird im folgenden eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung beschrieben. Teile der zweiten Ausführungsform, die gleich oder ähnlich zur ersten Ausführungsform sind, sind mit gleichen Bezugszeichen, gegebenenfalls mit zusätzlichem Strich, bezeichnet.
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Die zweite Ausführungsform wird für eine Steckkupplungseinrichtung 1 verwendet, in die ein Stecker 41' eingesteckt werden kann, von dem der vordere Endabschnitt in 13 dargestellt ist. Derartige Stecker 41' und Steckkupplungseinrichtungen 1 sind durch die Norm SAE J1772 festgelegt. Der Stecker 41' weist eine hülsenförmige Wandung 42 auf, die hohlzylinderförmige Einführzapfen 43 mit innenliegenden Kontakthülsen umschließt. Die Einführzapfen 43 des Steckers 41' werden in Einführöffnungen 57 der Steckkupplungseinrichtung 1 eingeführt, in denen sich Kontaktstifte befinden.
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Der Stecker 41' weist weiterhin außerhalb der Wandung 42 einen zusätzlichen Schnapphaken 44 mit einem Hakenelement 45 auf, das im eingesteckten Zustand des Steckers 41' mit einem Hakenrückhalteelement 46 (16) der Steckkupplungseinrichtung 1 verriegelnd zusammenwirkt. In den 13 und 16 ist lediglich der Endabschnitt des Schnapphakens 44, aus Gründen der Übersichtlichkeit jedoch nicht der übrige Teil des eingesteckten Steckers 41' dargestellt. Aus 15 ist erkennbar, wie das Hakenelement 45 des Schnapphakens 44 in das Hakenrückhalteelement 46 eingreift.
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Das öffnen und Schließen der Verschlussklappe 6 erfolgt bei der zweiten Ausführungsform in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform über einen Antriebsmotor 19 (17, 18) dessen Drehbewegung über ein erstes Gestängeelement 22, zweites Gestängeelement 23 und drittes Gestängeelement 24 mit der Welle 17 des Verschlussklappenbügels 14 in Drehverbindung ist. Zur Funktionsweise der Gestängeelemente 22–24 wird auf die entsprechende Beschreibung im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform verwiesen.
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Auch bei der zweiten Ausführungsform erfolgt der Öffnungs- und Schließvorgang der Verschlussklappe 6 jeweils in zwei Schritten. Der Antriebsmotor 19 öffnet die zunächst geschlossene Verschlussklappe 6 wiederum bis zu einer Öffnungszwischenstellung, in welcher der Stecker 41' in die Steckkupplungseinrichtung 1 eingesteckt werden kann. Bei Erreichen der Öffnungszwischenstellung schaltet sich der Antriebsmotor 19 automatisch ab. Der Stecker 41' kann eingesteckt werden. Empfängt der Antriebsmotor 19 anschließend, beispielsweise durch Betätigen der Zentralverriegelung eines Kraftfahrzeugs, ein Signal zum weiteren öffnen der Verschlussklappe 6, wird die Verschlussklappe 6 durch den Antriebsmotor 19 entsprechend weiter geöffnet, wobei gleichzeitig der Stecker 41' derart verriegelt wird, dass er nicht mehr von der Steckkupplungseinrichtung 1 gelöst werden kann.
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Wird nach Beendigung des Ladevorgangs die Verschlussklappe 6 mittels des Antriebsmotors 19 wieder in die Öffnungszwischenstellung zurückgeschwenkt, wird der Stecker 41' wieder entriegelt und der Antriebsmotor 19 abgeschaltet, so dass der Stecker 41' von der Steckkupplungseinrichtung 1 abgezogen werden kann. Nach Entfernen des Steckers 41 kann der Antriebsmotor 19 beispielsweise wieder über einen speziellen Schalter vom Fahrzeuginneren aus gestartet werden, um die Verschlussklappe 6 vollkommen zu schließen.
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Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch die Verriegelungseinrichtung 27', mit der der eingesteckte Stecker 41' zwischen der Öffnungszwischenstellung und Öffnungsendstellung der Verschlussklappe 6 verriegelt wird. Wie im folgenden näher ausgeführt wird, wirkt die Verriegelungseinrichtung 27' derart, dass der Schnapphaken 44, der zum Lösen des Steckers 41' mittels eines nicht dargestellten Druckknopfs manuell von der Wandung 42 weg gedrückt und damit außer Eingriff mit dem Hakenrückhalteelememt 46 der Steckkupplungseinrichtung 1 gebracht werden muss, von der Verriegelungseinrichtung 27' daran gehindert wird, nach außen in seine Entriegelungsstellung zu schwenken.
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Die Verriegelungseinrichtung 27' weist hierzu ein Verriegelungselement 28' in der Form eines Verriegelungsstifts auf, der aus den 15, 19–22 ersichtlich ist. Das Verriegelungselement 28' ist parallel zur Längsachse der Steckkupplungseinrichtung 1 und innerhalb eines Verriegelungsgehäuses 47 längsverschiebbar angeordnet.
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Wie aus den 20 und 22 ersichtlich, erstreckt sich das Verriegelungselement 28' durch den Boden des Aufnahmetopfs 5 hindurch. In der abgesenkten Entriegelungsstellung, die in 20 gezeigt ist, befindet sich der obere Endbereich 48 des Verriegelungselements 28' soweit unterhalb des Einführbereichs 49 des Hakenrückhalteelements 46, dass das Hakenelement 45 des Schnapphakens 44 nicht daran gehindert wird, am Hakenrückhalteelement 46 vorbeigeführt und in den Einführbereich 49 eingeführt zu werden. Soll der Stecker 41' dagegen verriegelt, d. h. ein Lösen des Schnapphakens 44 gesperrt werden, wird das Verriegelungselement 28' mittels des Getriebes 21 soweit hoch geschoben, dass der obere Endbereich 48 des Verriegelungselements 28' den Schnapphaken 44 an dessen Außenseite übergreift, wie in 22 dargestellt. Der Schnapphaken 44 kann damit nicht mehr seitlich nach außen bewegt werden.
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Das Verriegelungselement 28' ist mittels einer Feder 50 in seine abgesenkte Entriegelungsstellung vorgespannt. Die Feder 50 umgibt das Verriegelungselement 28 und ist mit seinem oberen Ende am Verriegelungsgehäuse 47 und mit seinem unteren Ende an einem Kragen 51 des Verriegelungselements 28' abgestützt. Beim Kragen 51 kann es sich um einen Magneten handeln, der mit einem ein Verriegelungsgehäuse 47 angeordneten Reedschalter zusammenwirkt, um die Verschlussklappenlage zu erkennen. Weiterhin ist am Verriegelungselement 28' ein Mitnehmerarm 52 befestigt, der seitlich in Richtung der Gestängeelemente 22–24 vorsteht.
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Um das Verriegelungselement 28' entgegen der Vorspannkraft der Feder 50 hochzuheben, ist am Gestängeelement 24 ein Mitnehmer 53 befestigt, der in Einzeldarstellung in 13 gezeigt ist. Dieser Mitnehmer 53 erstreckt sich von demjenigen Bereich des Gestängeelements 24, an dem sich das Drehgelenk 25 befindet, in Richtung des Verriegelungselements 28'.
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Befindet sich die Verschlussklappe 6 in der Verschlussstellung, die in 19 gezeigt ist, ist der Mitnehmer 53 zum Mitnehmerarm 52 des Verriegelungselements 28 beabstandet. Wird die Verschlussklappe 6 vom Antriebsmotor 19 in die Öffnungszwischenstellung geschwenkt, nähert sich der Mitnehmer 53 zunehmend dem Mitnehmerarm 52 an und untergreift schließlich diesen. Wird anschließend die Verschlussklappe 6 von der Öffnungszwischenstellung weiter in die Öffnungsendstellung geschwenkt, wird der Mitnehmer 53 über das Gestängeelement 24 angehoben, wodurch auch der Mitnehmerarm 52 und damit das Verriegelungselement 28' nach oben in die Verriegelungsstellung verschoben wird, die in den 21, 22 dargestellt ist.
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Wird die sich in der Öffnungsendstellung befindende Verschlussklappe 6 mittels des Antriebsmotors 19 wieder geschlossen, so bewegen sich die Gestängeelemente 22–23 in umgekehrter Richtung, so dass der Mitnehmer 53 abgesenkt und das Verriegelungselement 28' durch die Vorspannkraft der Feder 50 in die abgesenkte Entriegelungsstellung zurückgeführt wird.
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Die Lageerkennung der Verschlussklappe 6 kann auch bei dieser Ausführungsform wiederum durch einen im Bereich des Antriebsmotors 19 vorgesehenen Encoder erfolgen.
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Aus den 20 und 22 ist weiterhin eine Dichtung 54 ersichtlich, mit welcher die Durchführung des Verriegelungselements 28' durch den Boden des Aufnahmetopfs 5 abgedichtet ist.
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Die Gestängeelemente 22–24 sind auch bei der zweiten Ausführungsform in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform derart ausgebildet und angeordnet, dass sich die geschlossene Verschlussklappe 6 von außen durch Ziehen an der Verschlussklappe 6 nicht öffnen lässt, und dass sich die in der Öffnungsendstellung befindende Verschlussklappe 6 von außen durch Drücken bzw. Ziehen der Verschlussklappe 6 nicht in Schließrichtung bewegen lässt. Dies erfolgt dadurch, dass sich in der geschlossenen Stellung, wie aus 19 ersichtlich, die Gestängeelemente 22, 24 in einer parallelen, vollständig gestreckten Stellung angeordnet sind, während in der Öffnungsendstellung die beiden Gestängeelemente 22, 24 in einer parallelen, nebeneinanderliegenden Stellung angeordnet sind.
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Auch bei der zweiten Ausführungsform kann wiederum eine Notbetätigungseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise ein Bowdenzug, mit dem die Gestängeelemente 22–24 bei Ausfall des Antriebsmotors 19 mechanisch bewegt werden können.
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Gemäß der Erfindung können somit folgende Funktionen mit nur einem Antriebsmotor, dem beschriebenen Getriebe (Gestängeelemente 22–24) und der rein mechanischen Verriegelungseinrichtung 27, 27' bewerkstelligt werden:
- – Verschlussklappe entriegeln
- – Verschlussklappe öffnen
- – Stecker- und Verschlussklappenverriegelung bei geöffneter Verschlussklappe mit Funktionserkennung
- – Stecker- und Verschlussklappenentriegelung mit Funktionserkennung
- – Verschlussklappe schließen
- – Verschlussklappe verriegeln.
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Die Ansteuerungslogik kann sehr einfach ausgeführt werden. Kosten und Raumbedarf sind gering.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- VDE-AR-E 2623-2-2 [0003]
- SAE J1772 [0003]
- SAE J 1772 [0003]
- VDE-AR-E 2623-2-2 [0011]
- SAE J1772 [0012]
- SAE J1772 [0066]
