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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Akkumulators eines mobilen Endgerätes zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug, umfassend eine derartige Ladevorrichtung.
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Ladevorrichtungen zum induktiven Laden eines Akkumulators eines mobilen Endgerätes in einem Kraftfahrzeug sind aus dem Stand der Technik bekannt. Allerdings sind die bekannten Vorrichtungen und Systeme in der Regel nur zum Laden des Akkumulators eines einzigen mobilen Endgerätes und nicht zum Laden der Akkumulatoren mehrerer mobiler Endgeräte gleichzeitig ausgebildet. Die erforderliche kurze Entfernung zwischen der Senderspule einer induktiven Ladevorrichtung und der innerhalb eines geeigneten mobilen Endgerätes angeordneten Empfängerspule verhindert bspw. ein Übereinanderstapeln von mobilen Endgeräten auf einer Auflagefläche einer induktiven Ladevorrichtung zum gleichzeitigen Laden mehrerer Geräte. Zwar sind aus dem Stand der Technik Vorrichtungen und Systeme bekannt, in denen die Auflagefläche der induktiven Ladevorrichtungen entsprechend vergrößert wird, um mehrere mobile Endgeräte zum gleichzeitigen Aufladen nebeneinander auf der Auflagefläche der induktiven Ladevorrichtung zu platzieren, jedoch hat sich dieses Konzept aus Gründen des hohen Platzbedarfs als nachteilig erwiesen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine auf einfache und kostengünstige Weise implementierbare, kompakte Ladevorrichtung zur induktiven Ladung der Akkumulatoren von mobilen Endgeräten zur Verfügung zu stellen, die auf effektive Weise die gleichzeitige Aufladung der Akkumulatoren von zwei mobilen Endgeräten ermöglicht.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Ladevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Erfindungsgemäß ist eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Akkumulators eines mobilen Endgerätes zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Hierbei weist die erfindungsgemäße Ladevorrichtung einen ersten Aufnahmeschacht zur Aufnahme eines ersten mobilen Endgerätes, einen zweiten Aufnahmeschacht zur Aufnahme eines zweiten mobilen Endgerätes sowie eine zwischen dem ersten und zweiten Aufnahmeschacht angeordnete Ladeeinheit zum gleichzeitigen induktiven Laden der Akkumulatoren des ersten und zweiten mobilen Endgerätes während einer Anordnung des ersten und zweiten mobilen Endgerätes innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes, auf.
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Erfindungsgemäß ist also die Ladevorrichtung dazu ausgelegt, die Akkumulatoren von zwei mobilen Endgeräten gleichzeitig auf effektive Weise drahtlos aufzuladen. Im Gegensatz zu den bekannten Ladevorrichtungen, die zum gleichzeitigen kabellosen, insbesondere induktiven Laden von zwei mobilen Endgeräten geeignet sind, weist die erfindungsgemäße Ladevorrichtung einen besonders kompakten Aufbau auf, der einfach und kostengünstig in Kraftfahrzeuge implementierbar ist. Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung, insbesondere das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten wird nachfolgend näher erläutert.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Ladeeinheit zwischen einem ersten und einem zweiten Aufnahmeschacht zur Aufnahme eines ersten und zweiten mobilen Endgerätes ist insbesondere eine gleichzeitige Ladung der Akkumulatoren des ersten und zweiten mobilen Endgerätes von zwei gegenüberliegend voneinander angeordneten Seiten einer Ladeeinheit möglich. Somit ist es zur gleichzeitigen Aufladung von zwei mobilen Endgeräten nicht erforderlich, die Aufladefläche zu verdoppeln, um die mobilen Endgeräte nebeneinander zu platzieren. Ebenso ist es über diese erfindungsgemäße Anordnung möglich, einzelne essentielle Komponenten, wie eine Kühleinheit oder dergleichen zur Abführung von Wärme für beide Ladevorgänge zu verwenden und somit nicht nur Kosten, sondern auch Platz einzusparen.
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Unter einem mobilen Endgerät kann im Rahmen der Erfindung insbesondere ein tragbares Kommunikationsgerät, wie ein Smart-Phone, ein Tablet, eine Smart-Watch, ein Ultrabook oder dergleichen verstanden werden. Unter einem Aufnahmeschacht kann gegenständlich vorzugsweise ein Raum zur Aufnahme eines mobilen Endgerätes verstanden werden, wobei der Raum insbesondere schachtartig ausgebildet sein kann, sodass ein mobiles Endgerät zumindest teilweise hineingeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung kann insbesondere in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden und dort entweder lösbar bzw. herausnehmbar angeordnet oder aber fest integriert und fixiert sein. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Ladevorrichtung nicht nur in Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, sondern auch in Zügen, Bahnen, Flugzeugen oder Schiffen eingesetzt werden kann.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ladeeinheit eine erste Senderspule zum Laden des Akkumulators des ersten mobilen Endgerätes und eine zweite Senderspule zum Laden des Akkumulators des zweiten mobilen Endgerätes aufweist, wobei vorzugsweise die erste Senderspule an der Außenseite des ersten Aufnahmeschachtes und die zweite Senderspule an der Außenseite des zweiten Aufnahmeschachtes angeordnet ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine besonders schnelle und effektive simultane drahtlose Aufladung eines ersten und eines zweiten mobilen Endgerätes bzw. der Akkumulatoren des ersten und zweiten mobilen Endgerätes per Induktion während einer Anordnung der mobilen Endgeräte innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes.
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Im Hinblick auf einen besonders effektiven Wärmeabtransport aus der Ladevorrichtung kann es darüber hinaus Vorteile mit sich bringen, wenn die Ladeeinheit einen Lüfter zur Abführung von Wärme aus der Ladevorrichtung aufweist, wobei der Lüfter vorzugweise zwischen der ersten und zweiten Senderspule angeordnet ist. Eine Anordnung des Lüfters zwischen der ersten und zweiten Senderspule ermöglicht nicht nur einen besonders effektiven Wärmeabtransport, sondern ermöglicht auch den Abtransport der Wärme lediglich über die Anordnung eines einzigen Lüfters vorzunehmen, sodass Kosten und Bauraum eingespart werden können.
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Ferner bringt es Vorteile mit sich, wenn Lüftungsöffnungen zur Ansaugung von Frischluft vorgesehen sind, wobei die Lüftungsöffnungen vorzugsweise in einem Mittelteil der Ladevorrichtung, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Aufnahmeschacht angeordnet sind. Eine derartige Anordnung von Lüftungsöffnungen zur Ansaugung von Frischluft ermöglicht insbesondere eine effektive Wärmeabfuhr und Kühlung der Ladevorrichtung sowie auch der mobilen Endgeräte. Im Hinblick auf eine effektive Abführung der Abwärme kann es dabei insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Lüftungsöffnungen gegenüberliegend von dem Lüfter angeordnet sind.
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Um eine beschädigungsresistente Aufnahme der mobilen Endgeräte innerhalb der Aufnahmeschächte sowie ein effektives Laden der mobilen Endgeräte zu ermöglichen, kann gegenständlich ferner vorgesehen sein, dass Fixierelemente zur Fixierung der mobilen Endgeräte innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes vorgesehen sind, wobei die Fixierelemente vorzugsweise in Form von verschiebbaren und arretierbaren Federelementen ausgebildet sind. Vorzugsweise können hierbei mehr als nur jeweils ein Fixierelement angeordnet sein, bspw. zumindest jeweils zwei Fixerelemente pro Aufnahmeschacht, um die mobilen Endgeräte während eines Ladevorgangs sicher an jeweils zwei Punkten innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes zu fixieren.
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Im Hinblick auf ein einfaches Auffinden des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes insbesondere bei Dunkelheit bringt es zudem Vorteile mit sich, wenn Leuchtmittel zur Hervorhebung des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes vorgesehen sind, wobei die Leuchtmittel vorzugsweise um den Öffnungsbereich des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes herum angeordnet sind, wobei die Leuchtmittel insbesondere in Form von LED's ausgebildet sind. Neben einer Funktion der besseren Erkennbarkeit der Aufnahmeschächte im Dunkeln können die Leuchtmittel bspw. auch dazu vorgesehen sein, bei einer Anordnung der mobilen Endgeräte von außen einen Ladestart, einen Ladestatus oder dergleichen anzuzeigen, insbesondere farbcodiert über die Verwendung von verschiedenfarbigen LED's.
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Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn Positionierungsmittel zur Positionierung der mobilen Endgeräte innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes vorgesehen sind, wobei die Positionierungsmittel vorzugsweise innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes angeordnet sind, wobei die Positionierungsmittel insbesondere in Form von höhenverstellbaren Federelementen ausgebildet sind. Mit Hilfe einer Anordnung derartiger Positionierungsmittel ist es vorteilhafterweise möglich, eine optimale Ausrichtung der mobilen Endgeräte innerhalb des Aufnahmeschachtes zu gewährleisten, insbesondere eine möglichst kurze Entfernung zwischen den Senderspulen und den innerhalb der mobilen Endgeräte angeordneten Empfängerspulen, um einen möglichst effektiven und schnellen Ladevorgang zu gewährleisten.
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Im Hinblick auf eine besonders effektive Energieübertragung zwischen Sender und Empfänger kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass die Ladeeinheit derart ausgebildet ist, dass innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes angeordnete mobile Endgeräte mittels einer resonanten induktiven Kopplung aufladbar sind, vorzugsweise mittels Qi aufladbar sind. Im Rahmen einer resonanten induktiven Kopplung, insbesondere über Qi, können zwischen dem Sender und dem Empfänger hierbei vorzugsweise Daten ausgetauscht werden, um eine optimale Energieübertragung zu gewährleisten. Der Sender kann dabei vorzugsweise das Sendefeld modulieren, wobei der Empfänger bspw. eine RFID-ähnliche Technik zur Übermittlung der Daten an den Sender verwenden kann. Durch die typischerweise hohe magnetische Kopplung der Spulen kann dabei insbesondere eine hohe Leistung übertragen werden.
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Im Rahmen einer optimierten Energieübertragung kann es ferner von Vorteil sein, wenn die Ladevorrichtung zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden und teilweise aus einem elektrisch nichtleitenden Material ausgebildet ist, um elektromagnetische Strahlung gezielt durchzulassen oder abzuschirmen. Um zu verhindern, dass elektromagnetische Strahlung leicht aus den Aufnahmeschächten austritt, kann die Ladevorrichtung bspw. aus einem leitenden Material ausgebildet sein. Um die Effektivität der Aufladung zwischen der Ladeinheit und den mobilen Endgeräten nicht zu schwächen, kann zwischen den Senderspulen der Ladevorrichtung und den Empfängerspulen der mobilen Endgeräte dagegen vorzugweise ein wenig abschirmendes, nicht leitendes Material angeordnet sein.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest eine voranstehend beschriebene Ladevorrichtung. Damit bringt das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Ladevorrichtung beschrieben worden sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Akkumulators eines mobilen Endgerätes zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug,
- 2 ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Akkumulators eines mobilen Endgerätes gemäß 1.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung 2 zum induktiven Laden eines Akkumulators20a, 20b eines mobilen Endgerätes 22a, 22b zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug 100.
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Wie gemäß 1 zu erkennen ist, umfasst die erfindungsgemäße Ladevorrichtung 2 einen ersten Aufnahmeschacht 4a zur Aufnahme eines ersten mobilen Endgerätes 22a, einen zweiten Aufnahmeschacht 4b zur Aufnahme eines zweiten mobilen Endgerätes 22b sowie eine zwischen dem ersten und zweiten Aufnahmeschacht 4a, 4b angeordnete Ladeeinheit 6 zum gleichzeitigen induktiven Laden der Akkumulatoren 20a, 20b des ersten und zweiten mobilen Endgerätes 22a, 22b während einer Anordnung des ersten und zweiten mobilen Endgerätes 22a, 22b innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes 4a, 4b.
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Ferner umfasst die Ladeeinheit 6 eine erste Senderspule 8a zum Laden des Akkumulators 20a des ersten mobilen Endgerätes 22a und eine zweite Senderspule 8b zum Laden des Akkumulators 20b des zweiten mobilen Endgerätes 22b, wobei die erste Senderspule 8a vorliegend an der Außenseite 10a des ersten Aufnahmeschachtes 4a und die zweite Senderspule 8b an der Außenseite 10b des zweiten Aufnahmeschachtes 4b angeordnet ist.
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Darüber hinaus weist die Ladeeinheit 6 einen Lüfter 12 zur Abführung von Wärme aus der Ladevorrichtung 2 auf, der vorliegend zwischen der ersten und zweiten Senderspule 8a, 8b angeordnet ist.
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Wie gemäß 1 erkennbar ist, sind ferner Lüftungsöffnungen 14 zur Ansaugung von Frischluft vorgesehen, wobei die Lüftungsöffnungen 14 in einem Mittelteil 16 der Ladevorrichtung 2, zwischen dem ersten und zweiten Aufnahmeschacht 4a, 4b angeordnet sind.
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Darüber hinaus weist die Ladevorrichtung 2 Fixierelemente 24a, 24b zur Fixierung der mobilen Endgeräte 22a, 22b innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes 4a, 4b auf, die vorliegend in Form von verschiebbaren und arretierbaren Federelementen ausgebildet sind.
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Ebenfalls innerhalb der Ladevorrichtung 2 vorgesehen sind ferner Leuchtmittel 30a, 30b zur Hervorhebung des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes 4a, 4b die vorliegend in Form von LED's ausgebildet sind.
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Darüber hinaus umfasst die Ladevorrichtung noch Positionierungsmittel 28a, 28b zur Positionierung der mobilen Endgeräte 22a, 22b innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes 4a, 4b, wobei die Positionierungsmittel 28a, 28b in Form von höhenverstellbaren Federelementen ausgebildet und innerhalb des ersten und zweiten Aufnahmeschachtes 4a, 4b angeordnet sind.
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2 zeigt ein Kraftfahrzeug 100, umfassend eine Ladevorrichtung 2 zum induktiven Laden eines Akkumulators 20a, 20b eines mobilen Endgerätes 22a, 22b gemäß 1.
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Wie gemäß 2 erkennbar ist, ist die erfindungsgemäße Ladevorrichtung 2 innerhalb des Cockpits des Kraftfahrzeugs 100, bspw. innerhalb der Mittelkonsole oder innerhalb des Instrumentenpanels oder dergleichen angeordnet.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
