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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladesteckdosensystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein hiermit ausgerüstetes Kraftfahrzeug gemäß dem Begriff des Anspruchs 10.
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Elektrofahrzeuge, also mittels eines Elektromotors angetriebene Kraftfahrzeuge, kommen immer mehr zu praktischem Einsatz. Ähnliches gilt für Hybrid-Fahrzeuge (auch als PHEV-Fahrzeuge bezeichnet), also wahlweise mittels eines Elektromotors oder eines Verbrennungsmotors angetriebene Kraftfahrzeuge.
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Bei mittels unterschiedlichen Ladestandards aufladbaren Energiespeichern von derartigen Fahrzeugen sind entsprechend unterschiedliche Ladesteckdosen vorgesehen. So muss beispielsweise wegen der unterschiedlichen Ladestandards bei mittels Gleichstrom schnellladefähigen Elektrofahrzeugen und Hybrid-Fahrzeugen, insbesondere für die Märkte in China und Japan, zusätzlich zu der für einen „normalen“ Ladevorgang vorgesehenen Wechselstrom-Ladesteckdose eine Gleichstrom-Ladesteckdose vorgesehen werden. Es ist wichtig, dass derartige Ladesteckdosen immer dann, wenn sie sich nicht in Benutzung befinden, dicht abgedeckt sind, um sie vor Umwelteinflüssen wie Staub, Schmutz und Regenwasser zu schützen. Es ist erwünscht, dass beide Ladesteckdosen unter einer einzigen Karosserieklappe angeordnet sind, die während des normalen Fahrbetriebs beide Ladesteckdosen dicht abdeckt. In diesem Falle jedoch steht bei Benutzung einer der beiden Ladesteckdosen nach vorhergehender Öffnung der Karosserieklappe auch die jeweils andere Ladesteckdose offen. Diese offene Ladesteckdose – genauer gesagt deren sogenanntes Steckgesicht – ist somit während der Benutzung der anderen Ladesteckdose anfällig für negative Umwelteinflüsse, da sie nicht abgedeckt bzw. abgedichtet ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Ladesteckdosensystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor sowie ein entsprechend ausgestattetes Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem sichergestellt ist, dass bei geöffneter Karosserieklappe die jeweils nicht benutzte Ladesteckdose bzw. deren Steckgesicht zuverlässig und ohne zusätzlichen Zeitaufwand seitens eines Benutzers dicht abgedeckt ist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Ladesteckdosensystem gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10, das mit einem solchen Ladesteckdosensystem ausgestattet ist, gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Ladesteckdosensystem für ein mit einem Elektromotor versehenes Kraftfahrzeug eine erste Ladesteckdose für das Laden eines für die Versorgung des Elektromotors bestimmten Energiespeichers, eine zweite Ladesteckdose, die der ersten Ladesteckdose benachbart angeordnet ist, für das Laden des Energiespeichers und einen Abdichtdeckel zum Abdecken einer Ladesteckdose. Das erfindungsgemäße Ladesteckdosensystem zeichnet sich dadurch aus, dass der Abdichtdeckel so verstellbar angeordnet und gelagert ist, dass er zwischen einer die erste Ladesteckdose abdeckenden ersten Abdeckposition und einer die zweite Ladesteckdose abdeckenden zweiten Abdeckposition verlagerbar ist und nur diese beiden Abdeckpositionen eigenstabil sind, während alle Zwischenpositionen zwischen der ersten Abdeckposition und der zweiten Abdeckposition nicht eigenstabil sind. Durch die Ausgestaltung des Abdichtdeckels in der beschriebenen Weise, dass er nur in den beiden Abdeckpositionen eigenstabil ist, was in anderen Worten bedeutet, dass er ohne Einfluss von außen in dieser Position verbleibt, jedoch in allen übrigen Positionen bzw. Zwischenpositionen zwischen diesen beiden Abdeckpositionen nicht eigenstabil ist und somit automatisch in eine der beiden Abdeckpositionen übergeht, kann jederzeit gewährleistet werden, dass die nicht benötigte Ladesteckdose bzw. deren Steckgesicht keinerlei negativen äußeren Umwelteinflüssen ausgesetzt ist. Außerdem ist vom Benutzer keine zusätzliche Aktion erforderlich, das mit der Benutzung und somit ggf. vorheriger Freilegung einer Ladesteckdose automatisch sichergestellt ist, dass die andere Ladesteckdose dicht abgedeckt ist.
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Somit ist hervorzuheben, dass bei der vorliegenden Erfindung die Kombination der Robustheit der Anordnung und des Kundennutzens in Form einer vereinfachten Handhabung gegeben ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ladesteckdosensystems ist der Abdichtdeckel um eine Schwenkachse verschwenkbar, was eine besonders einfache und wenig fehleranfällige Ausgestaltung der Verstellbarkeit des Abdichtdeckels darstellt. Es kann von Vorteil sein, wenn jede Ladesteckdose ein Steckgesicht und der Abdichtdeckel eine Abdeckfläche zum Abdecken des Steckgesichts aufweist und wenn der Abdichtdeckel um eine zur Abdeckfläche im Wesentlichen senkrechte Schwenkachse verschwenkbar ist. In diesem Fall kann der beispielsweise auf der ersten Abdeckposition aufliegende Abdichtdeckel – gegebenenfalls nach vorherigem leichtem Anheben – von der ersten Abdeckposition in die zweite Abdeckposition verschwenkt werden, wonach er in dieser zweiten Abdeckposition auf dem Steckgesicht der zweiten Ladesteckdose aufliegt und diese abdichtet. In einem alternativen Fall kann der beispielsweise auf der ersten Abdeckposition aufliegende Abdichtdeckel durch Umklappen um eine zur Abdeckfläche im Wesentlichen parallele oder komplanare Schwenkachse von der ersten Abdeckposition in die zweite Abdeckposition verschwenkt werden, wonach er in dieser zweiten Abdeckposition auf dem Steckgesicht der zweiten Ladesteckdose aufliegt und diese abdichtet.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der Abdichtdeckel translatorisch zwischen der ersten Abdeckposition und der zweiten Abdeckposition bewegt werden. Im Gegensatz zu einem Schwenkvorgang bewegen sich bei dieser Ausführungsform somit alle Teile des Abdichtdeckels in die gleiche Richtung, wobei der Abdichtdeckel auch eine gewisse Komponente des „Anhebens“ und anschließenden „Absenkens“ vor bzw. nach der Translationsbewegung erfahren kann.
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Es ist von Vorteil, wenn zumindest eine auf den Abdichtdeckel einwirkende Totpunktfeder zur Realisierung der Eigenstabilität der beiden Abdeckpositionen vorgesehen ist. Es versteht sich, dass auch zwei oder mehrere Totpunktfedern vorgesehen sein können, um die Eigenstabilität der beiden Abdeckpositionen bzw. des Abdichtdeckels in den beiden Abdeckpositionen noch besser zu realisieren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Feder zum Anpressen des Abdichtdeckels auf die Ladesteckdose in den beiden Abdeckpositionen vorgesehen. Hierdurch kann die Dichtungswirkung des Abdichtdeckels – zusätzlich zu der Dichtungswirkung der hierfür eigens vorgesehenen Karosserieklappe – noch verbessert werden. Außerdem kann hierdurch vermieden werden, dass der Abdichtdeckel während der Fahrt Klappergeräusche erzeugt.
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Die Bedienungsfreundlichkeit des erfindungsgemäßen Ladesteckdosensystems kann verbessert werden, wenn eine elektronische oder mechanische Vorrichtung zur Verlagerung des Abdichtdeckels zwischen den beiden Abdeckpositionen vorgesehen ist. In anderen Worten muss dann ein Benutzer den Abdichtdeckel nicht manuell zwischen den beiden Abdeckpositionen hin- und herbewegen, sondern kann einen derartigen Verlagerungsvorgang beispielsweise durch Knopfdruck einleiten bzw. ausführen lassen.
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Von besonderem praktischem Vorteil ist das erfindungsgemäße Ladesteckdosensystem dann, wenn die erste Ladesteckdose eine Gleichstromladedose und die zweite Ladesteckdose eine Wechselstromladedose ist.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor und einem für die Versorgung des Elektromotors bestimmten Energiespeicher, das mit einem Ladesteckdosensystem mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften und Ausprägungen ausgerüstet ist. Dementsprechend ergeben sich auch gleiche oder ähnliche Vorteile wie die in Verbindung mit dem Ladesteckdosensystem beschriebenen, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen wird.
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Einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesteckdosensystems,
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2A–2C in schematischer Draufsicht einen Abdichtdeckel gemäß der ersten Ausführungsform in einer ersten Abdeckposition, einer Zwischenposition bzw. einer zweiten Abdeckposition,
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3 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesteckdosensystems,
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4A–4C in schematischer Draufsicht einen Abdichtdeckel gemäß der ersten Ausführungsform in einer ersten Abdeckposition, einer Zwischenposition bzw. einer zweiten Abdeckposition,
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5 eine schematische Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesteckdosensystems, und
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6A–6C in schematischer Draufsicht einen Abdichtdeckel gemäß der ersten Ausführungsform in einer ersten Abdeckposition, einer Zwischenposition bzw. einer zweiten Abdeckposition.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ladesteckdosensystems 20 in Draufsicht dargestellt. Eine hier links dargestellte erste Ladesteckdose 30 – beispielsweise eine Gleichstromladedose – ist neben einer hier rechts dargestellten zweiten Ladesteckdose 40 – beispielsweise eine Wechselstromladedose – angeordnet. Dieses Ladesteckdosensystem 20 kann in analoger Weise wie ein von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren bekannter Tankstutzen mit zugeordnetem Tankdeckel in eine Fahrzeugkarosserie eingebaut sein. Die beiden Ladesteckdosen 30, 40 sind in schematischer Weise jeweils als Kreise dargestellt, wobei die tatsächliche Bauform hiervon abweichen kann. Die erste Ladesteckdose 30 weist ein sogenanntes Steckgesicht 32 auf, das hier als Kreisfläche innerhalb der Ladesteckdose 30 dargestellt ist. In entsprechender Weise weist die zweite Ladesteckdose 40 ein zugeordnetes Steckgesicht 42 auf, das ebenfalls als Kreisfläche innerhalb der Ladesteckdose 40 dargestellt ist. Die beiden Steckgesichter 32, 42 sind für unterschiedliche Typen von Ladesteckdosen üblicherweise mit unterschiedlichen Profilen oder anderweitigen Merkmalen, wie beispielsweise Rastvorsprüngen, versehen, um beispielsweise das Einstecken eines „falschen“ Steckers in eine bestimmte Ladesteckdose zu verhindern.
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Gemäß Darstellung in 1 liegt ein Abdichtdeckel 50 auf der ersten Ladesteckdose 30 bzw. auf dem ersten Steckgesicht 32 auf und deckt diese bzw. dieses somit ab. Der Abdichtdeckel 50 ist über ein Zwischenstück 51 mit einer als Drehgelenk ausgebildeten Schwenkachse 12 verbunden. Wie später ausführlicher erläutert wird, kann der Abdichtdeckel 50 aus der dargestellten Position so verschwenkt werden, dass er auf der zweiten Ladesteckdose 40 bzw. auf dem zweiten Steckgesicht 42 zu liegen kommt.
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Wie in 1 schematisch gezeigt ist, ist das erfindungsgemäße Ladesteckdosensystem 20 in eine Fahrzeugkarosserie 94 eingebaut und kann über eine Karosserie- oder Ladeklappe 91, die über einen Scharnierarm 92 an der Fahrzeugkarosserie 94 angelenkt ist, nach außen hin abgedeckt werden. Eine das Ladesteckdosensystem 20 umgebende Systemdichtung 93 stellt dabei sicher, dass das Ladesteckdosensystem 20 durch die Ladeklappe 91 gut gegen die Außenwelt abgedichtet ist, so dass es beispielsweise dicht gegen IP44 ist.
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An dem Zwischenstück 51 greifen zwei Totpunktfedern 60, 61 (hier als Beispiel in Form von Schraubenfedern) so an, dass sich der Abdichtdeckel 50 nur in der in 1 dargestellten ersten Abdeckposition oder einer später beschriebenen zweiten Abdeckposition in einer eigenstabilen Lage befindet. In den Zwischenpositionen zwischen diesen beiden Abdeckpositionen soll sich der Abdichtdeckel 50 jedoch nicht in einer eigenstabilen Lage befinden.
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In 2A ist die zuvor angesprochene erste Abdeckposition dargestellt und mit A1 bezeichnet, in der sich der Abdichtdeckel 50 auf der ersten Ladesteckdose 30 befindet. Die linke Totpunktfeder 60 ist dabei weitgehend entspannt, während die rechte Totpunktfeder 61 gespannt ist. Bei manuellem Bewegen des Abdichtdeckels 50 von der ersten Ladesteckdose 30 zur zweiten Ladesteckdose 40 hin (entsprechend einer zweiten Abdeckposition A2) wird die erste Totpunktfeder immer weiter gespannt, während die zweite Totpunktfeder 61 immer weiter entspannt wird. Durch unterschiedliche Wahl der jeweiligen Federkonstanten und/oder Angriffspunkte der Totpunktfedern 60, 61 kann erreicht werden, dass der Abdichtdeckel 50 bei der genannten Bewegung von der ersten Ladesteckdose 30 zur zweiten Ladesteckdose 40 oder umgekehrt zuerst einen Totpunkt überwinden muss, bevor er in die jeweils andere Abdeckposition gelangen kann. Ein Beispiel für einen solchen Totpunkt ist in 2B dargestellt, wobei der Doppelpfeil schematisch angeben soll, dass sich der Abdichtdeckel 50 aus dieser Zwischenposition ohne weitere Einwirkung von außen automatisch wegbewegt und somit in beide Richtungen – also nach links und/oder nach rechts – verschwenkt werden kann, da der Totpunkt sowie alle weiteren Zwischenpositionen nicht eigenstabil sind. Um bei der Bewegung des Abdichtdeckels 50 von der ersten Ladesteckdose 30 zur zweiten Ladesteckdose 40 oder umgekehrt die Reibung zu reduzieren, wird der Abdichtdeckel 50 vorzugsweise angehoben.
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Um sicherzustellen, dass der Abdichtdeckel 50 in den beiden Abdeckpositionen A1 und A2 die beiden Steckgesichter 32 und 42 dicht abdeckt, ist eine hier nur schematisch dargestellte, auf das Zwischenstück 51 einwirkende, Anpressfeder 70 vorgesehen.
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In den 3 und 4A–4C ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesteckdosensystems 20 dargestellt. Hierbei sind Details, die mit jenen der ersten Ausführungsform übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht erneut beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich darin, dass der Abdichtdeckel 52 um eine zu seiner Hauptfläche im Wesentlichen parallel oder komplanar angeordnete Schwenkachse 14 verschwenkbar ist und nicht um eine senkrecht zu seiner Hauptfläche angeordneten Schwenkachse. In anderen Worten ist somit der Abdichtdeckel 52 um die Schwenkachse 14 herum – und damit aus der Zeichenebene heraus – umklappbar. In vergleichbarer Weise wie bei der ersten Ausführungsform kann durch zwei Totpunktfedern 60, 61 (hier als Beispiel in Form von Spiralfedern) erreicht werden, dass nur die beiden in 4A bzw. 4C dargestellten Abdeckpositionen A1 und A2 eigenstabil sind, während alle dazwischen befindlichen Positionen nicht eigenstabil sind. Hierbei ist als Beispiel in 4B der Abdichtdeckel 52 in einer senkrecht zur Zeichenebene ausgerichteten Position dargestellt, der ein Totpunkt sein kann.
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Die Funktion der im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Anpressfeder 70 kann bei dieser zweiten Ausführungsform gegebenenfalls von den zwei Totpunktfedern 60, 61 gleich mit übernommen werden, so dass keine eigenen Anpressfedern vorgesehen werden müssen.
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In den 5 und 6A–6C ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesteckdosensystems 20 dargestellt. Hierbei sind ebenfalls Details, die mit jenen der ersten Ausführungsform übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht erneut beschrieben. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich darin, dass der Abdichtdeckel 54 mit einer translatorischen Bewegung von der ersten Abdeckposition A1 zur zweiten Abdeckposition A2 und zurück bewegbar ist und somit keiner Schwenkbewegung unterliegt. Um eine derartige Translationsbewegung genau definiert ausführen zu können, sind als Beispiel zwei Führungsschienen 58 in den 5 und 6A–6C dargestellt.
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Bei den vorgenannten Ausführungsformen kann es von Vorteil sein, wenn eine lediglich schematisch dargestellte elektrische oder mechanische Vorrichtung 80 (beispielsweise in Form einer Getriebestufe) vorgesehen ist, welche die Verlagerung des Abdichtdeckels 50 bzw. 52 bzw. 54 zwischen den beiden Abdeckpositionen übernehmen kann. Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 1 die mechanische Vorrichtung 80 als Motor oder Aktor ausgebildet sein, der über einen Schwenkarm 82 an dem Zwischenstück 51 angreift. Diese Bewegung kann somit durch ein mechanisches, mechatronisches oder elektrisches System bewirkt werden.
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Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der Ladesteckdosen, der Abdichtdeckel, der unterschiedlichen Federn sowie deren räumliche Anordnung, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen, Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nicht notwendigerweise immer alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.
