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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen und Freigeben eines Energieladeanschlusses eines Kraftfahrzeugs, mit einem Deckelteil, das mittels einer in betriebsfertig montiertem Zustand fahrzeugfesten Führungseinrichtung zwischen einer den Energieladeanschluss verschließenden Schließstellung und einer den Energieladeanschluss freigebenden Öffnungsstellung verlagerbar ist, mit einer manuell bedienbaren Notbetätigungseinrichtung zur Verlagerung des Deckelteils in die Öffnungsstellung, sowie mit einer Antriebseinrichtung zum angetriebenen Steuern der Verlagerung des Deckelteils zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung, und mit einer Kupplungseinrichtung zum Aktivieren der Notbetätigungseinrichtung und zum Deaktivieren der Antriebseinrichtung, wobei die Kupplungseinrichtung mechanisch wirkverbunden ist mit der Notbetätigungseinrichtung.
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Eine derartige Vorrichtung zum Verschließen und Freigeben eines Energieladeanschlusses eines Kraftfahrzeugs ist aus der
DE 10 2020 209 609 A1 bekannt. Der Energieladeanschluss weist eine Mulde im Bereich einer Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie auf, die durch ein Deckelteil verschließbar ist. Das Deckelteil ist an einer karosserieseitig festen Führungseinrichtung verlagerbar geführt zwischen einer Schließstellung, in der das Deckelteil die Mulde verschließt, und einer Öffnungsstellung, in der das Deckelteil die Mulde freigibt. Zur Verlagerung des Deckelteils ist eine elektrische Antriebseinrichtung vorgesehen. Der Antriebseinrichtung ist eine Kupplungseinrichtung zugeordnet, die mittels einer manuellen Betätigung einer Notbetätigungseinrichtung überführbar ist zwischen einem Kupplungszustand, in dem der Antriebsmotor mittels der Kupplungseinrichtung kraft- und bewegungsübertragend mit dem Deckelteil wirkverbunden ist, und einem Trennzustand, in dem die Wirkverbindung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Deckelteil getrennt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die witterungsunabhängig eine sichere Funktion der Notbetätigungseinrichtung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Kupplungseinrichtung eine mechanische Sicherungseinrichtung zugeordnet ist, die mit der Notbetätigungseinrichtung derart zusammenwirkt, dass bei deaktivierter Notbetätigungseinrichtung die Sicherungseinrichtung einen zusätzlichen Kupplungsformschluss zur Sicherung einer Kraftübertragung der Antriebseinrichtung bewirkt, wobei der zusätzliche Kupplungsformschluss bei Aktivierung der Notbetätigungseinrichtung aufgehoben wird.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung ist sichergestellt, dass kein unbeabsichtigtes Öffnen der Kupplungseinrichtung erfolgt. Dadurch ist eine Funktionssicherheit auch bei hohen Kräften, die auf die Kupplungseinrichtung wirken, gewährleistet. Beim Stand der Technik konnte der Fall auftreten, dass aufgrund einer Vereisung des Deckelteils sehr hohe Belastungen auf die Kupplungseinrichtung wirken konnten, die durch die Umklammerung der bekannten Notbetätigungseinrichtung nicht ausgeglichen werden konnten. Die Funktion der Antriebseinrichtung zum Öffnen des Deckelteils war somit nicht mehr gewährleistet. Erfindungsgemäß ist eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet, da im normalen Betrieb der Antriebseinrichtung sichergestellt ist, dass die Notbetätigungseinrichtung deaktiviert bleibt. Somit kann die Antriebseinrichtung auch große Antriebskräfte übertragen, ohne dass die Kupplungseinrichtung unbeabsichtigt außer Funktion gerät, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist für alle Arten von Kraftfahrzeugen vorgesehen, die mit wenigstens einem Energieladeanschluss versehen sind. Dabei kann als Energieladeanschluss sowohl ein Anschlussstutzen für eine Kraftstoffbetankung als auch ein Anschlussstutzen für eine Wasserstoffbetankung als auch ein elektrischer Stromanschluss für die Aufladung eines fahrzeugseitigen Energieträgers mit elektrischer Energie vorgesehen sein. Das Deckelteil verschließt den Energieladeanschluss vorzugsweise bündig mit einer Karosserieaußenhaut des Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise ist der Energieladeanschluss in einer Mulde der Fahrzeugkarosserie vorgesehen, so dass das Deckelteil in der Schließstellung die Mulde der Fahrzeugkarosserie bündig überdeckt. Das Deckelteil dient zum einen als Schutz gegen unbefugte Benutzung des Energieladeanschlusses und zum anderen als Schutz des Energieladeanschlusses gegen witterungsbedingte Einflüsse wie Regen, Schnee, Eis oder Ähnliches.
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In Ausgestaltung der Erfindung sind die Notbetätigungseinrichtung und die Sicherungseinrichtung relativ zueinander beweglich angeordnet, um die zusätzliche Sicherung durch die Sicherungseinrichtung zu erzielen oder aufzuheben. Vorzugsweise sind entweder die Notbetätigungseinrichtung oder die Sicherungseinrichtung ortsfest positioniert und die jeweils andere Funktionseinrichtung, d.h. die Sicherungseinrichtung oder die Notbetätigungseinrichtung, sind relativ hierzu beweglich angeordnet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sicherungseinrichtung ortsfest angeordnet und die Notbetätigungseinrichtung ist zwischen der Aktivierungsstellung und der Deaktivierungsstellung beweglich gelagert. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, da die Notbetätigungseinrichtung ohnehin manuell bedienbar ist und demzufolge für den Fall, dass ein Ausfall der Antriebseinrichtung vorliegt, manuell bewegt werden muss, um ein Öffnen des Deckelteils zu bewirken. Mit einer solchen Bewegung wird somit automatisch die Sicherungseinrichtung deaktiviert, so dass die Notbetätigungseinrichtung die entsprechende Öffnungsfunktion des Deckelteils übernehmen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Notbetätigungseinrichtung ein die Kupplungseinrichtung kraftbegrenzt umschließendes Klemmgehäuse auf, das um eine Kupplungsdrehachse schwenkbeweglich angeordnet ist, und das Klemmgehäuse ist mit einem manuell ergreifbaren Betätigungsglied gekoppelt, um auf das Klemmgehäuse eine Schwenkbewegung auszuüben. Die Schwenkbewegung des Klemmgehäuses führt zum einen zu einer Deaktivierung der Sicherungseinrichtung und zum anderen zur Aktivierung der Notbetätigungseinrichtung, denn die Schwenkbewegung führt das Klemmgehäuse der Notbetätigungseinrichtung in einen Aktivierungszustand, in der bei weiterer manueller Betätigung der Notbetätigungseinrichtung ein Abkoppeln der Antriebseinrichtung von der Steuerung des Deckelteils erfolgt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungsglied mittels eines Schiebegelenks mit dem Klemmgehäuse gekoppelt. Das Schiebegelenk weist eine Doppelfunktion auf, indem es zum einen die Schwenkbewegung des Klemmgehäuses zulässt und zum anderen bei entsprechender Linearverlagerung des Betätigungsglieds ein Öffnen der Kupplungseinrichtung ermöglicht. Das Schiebegelenk bildet demzufolge funktional ein Schub-Dreh-Gelenk.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Schiebegelenk eine Kulissenführung auf, die zumindest abschnittsweise geneigt zu einer Längserstreckung des Klemmgehäuses der Notbetätigungseinrichtung ausgerichtet ist. Die Kulissenführung ist vorzugsweise geradlinig ausgeführt und erstreckt sich in der Freigabestellung des Klemmgehäuses, in der die Kupplungseinrichtung für ein Abkoppeln der Antriebseinrichtung vom Deckelteil vorbereitet ist, koaxial zu einer Linearverlagerungsrichtung des Betätigungsglieds.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Klemmgehäuse wenigstens eine die Kupplungseinrichtung abschnittsweise radial außenseitig umschließende, elastisch nachgiebige Klemmlasche auf, und die Sicherungseinrichtung weist einen Sicherungsnocken auf, der radial außenseitig die Klemmlasche derart kontaktiert, dass in der Deaktivierungsstellung der Notbetätigungseinrichtung die Klemmlasche gegen eine radiale Aufspreizung nach außen formschlüssig blockiert ist, und in der Aktivierungsstellung der Notbetätigungseinrichtung ist die Klemmlasche für eine radiale elastische Aufspreizung nach außen freigegeben. Dies ist eine besonders einfache und funktionssichere Ausgestaltung. Eine radial außenliegende Außenkontur der Klemmlasche ist vorzugsweise kreisbogenförmig gekrümmt konzentrisch zu der Drehachse der Kupplungseinrichtung. Der Sicherungsnocken ragt radial zu dieser Drehachse von außen her an die Klemmlasche heran.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
- 1 zeigt ausschnittsweise eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich einer Fahrzeugkarosserie eines Personenkraftwagens und in einer Schließstellung eines Deckelteils,
- 2 in vergrößerter Darstellung die Vorrichtung gemäß 1 in einer Öffnungsstellung des Deckelteils,
- 3 in vergrößerter perspektivischer Darstellung die Vorrichtung gemäß den 1 und 2,
- 4 einen Teilbereich der Vorrichtung gemäß 3 in einer Deaktivierungsstellung einer Notbetätigungseinrichtung,
- 5 die Darstellung gemäß 4, jedoch in einer Aktivierungsstellung der Notbetätigungseinrichtung,
- 6 in vergrößerter Darstellung einen Teilbereich der Vorrichtung gemäß 4,
- 7 den Teilbereich gemäß 6, jedoch in einer Aktivierungsstellung der Notbetätigungseinrichtung,
- 8 die Darstellung gemäß 7 mit deaktivierter Kupplungseinrichtung und damit aktivierter Notbetätigungseinrichtung und
- 9 bis 11 in perspektivischer Darstellung die Vorrichtung gemäß den 1 bis 8 in unterschiedlichen Funktionsstellungen der Notbetätigungseinrichtung.
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Ein Kraftfahrzeug in Form eines Personenkraftwagens F weist eine Fahrzeugkarosserie K auf, die auf einer Karosserieseite, vorliegend auf einer in Fahrzeugrichtung linken Karosserieseite, mit einer Karosseriemulde T versehen ist, die einen Energieladeanschluss L aufweist. Der Karosseriemulde T und dem Energieladeanschluss L ist eine Vorrichtung 1 zum Verschließen und Freigeben des Energieladeanschlusses L zugeordnet. Die Vorrichtung 1 weist ein Deckelteil 2 auf, das zwischen einer in
1 dargestellten Schließstellung und einer in
2 gezeigten Öffnungsstellung in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung gemäß des fahrzeugseitigen Koordinatensystems x-y-z) linearbeweglich verlagerbar geführt ist. Eine entsprechende Führungseinrichtung zur Verlagerung des Deckels 2 ist anhand der
3 erkennbar, aber nicht näher bezeichnet. Zur Verlagerung des Deckelteils 2 zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung ist eine Antriebseinrichtung A vorgesehen, die einen elektrischen Antriebsmotor 3 sowie ein anhand der
9 bis
11 erkennbares Getriebe 6 umfasst. Dem Deckelteil 2 ist eine Zahnstange 2 fest zugeordnet, die mit einem Abtriebsritzel des Getriebes 6 der Antriebseinrichtung A kämmt. Aufbau und Funktion der Vorrichtung 1 sind bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zu der Vorrichtung gemäß der
DE 10 2020 209 609 A1 , so dass bezüglich der Offenbarung von Aufbau und Funktion der Vorrichtung 1 ausdrücklich ergänzend auf die Offenbarung der
DE 10 2020 209 609 A1 verwiesen wird.
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Das Deckelteil 2 ist wie bei der
DE 10 2020 209 609 A1 in seiner Schließstellung flächenbündig zu die Karosseriemulde T umgebenden Karosserieabschnitten der Fahrzeugkarosserie K ausgerichtet. In der Öffnungsstellung ist das Deckelteil 2 in Fahrzeugquerrichtung Y nach außen und in Fahrzeughochrichtung Z nach unten verlagert. Alternativ kann das Deckelteil je nach örtlicher Anbringung der Karosseriemulde T und/oder Gestaltung der entsprechenden fahrzeugfesten Führungseinrichtung in der Öffnungsstellung alternativ nach oben, nach innen sowie in Fahrzeuglängsrichtung X nach vorne und/oder nach hinten verlagert sein.
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Die Antriebseinrichtung A weist einen elektrischen Antriebsmotor auf, der kraft- und bewegungsübertragend mit dem Deckelteil 2 wirkverbunden ist. Die Wirkverbindung dient einer Übertragung von Antriebskräften und/oder -bewegungen von dem Antriebsmotor 3 auf das Deckelteil 2. Zur Versorgung mit elektrischer Betriebsenergie ist der elektrische Antriebsmotor 3 auf nicht näher gezeigte Weise an ein elektrisches Bordnetz des Kraftfahrzeugs F angeschlossen.
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Bei einer gestörten Energieversorgung des Antriebsmotors 3 oder anderweitigem Funktionsausfall der Antriebseinrichtung A erfolgt eine manuelle Verlagerung des Deckelteils 2 zwischen der Schließ- und der Öffnungsstellung durch eine Notbetätigungseinrichtung, wie sie anhand der 3 bis 11 erkennbar ist. Um Beschädigungen oder Beeinträchtigungen der Vorrichtung 1 vorzubeugen, weist die Vorrichtung 1 eine der Antriebseinrichtung A zugeordnete Kupplungseinrichtung 7 auf, die mittels der Notbetätigungseinrichtung zwischen einem Kupplungszustand und einem Trennzustand verlagerbar ist. In dem Kupplungszustand ist der Antriebsmotor 3 mittels der Kupplungseinrichtung 7 kraft- und bewegungsübertragend mit dem Deckelteil 2 wirkverbunden. Im Trennzustand ist diese Wirkverbindung getrennt.
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Das Getriebe 6 weist ein nicht näher bezeichnetes Abtriebsritzel auf, das in ebenfalls nicht näher dargestellter Weise mit einem Zahnstangenabschnitt kämmt, der an einem Führungsschlitten angeordnet ist, der wiederum das Deckelteil 2 trägt. Der Führungsschlitten ist entlang einer gehäusefesten Führungseinrichtung eines Vorrichtungsgehäuses 4 verfahrbar gelagert. Das Vorrichtungsgehäuse 4 ist in fahrzeugfest montiertem Zustand gemäß den 1 und 2 fest mit der Fahrzeugkarosserie K im Bereich der Karosseriemulde T verbunden.
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Eine Triebwelle der Antriebseinrichtung A ist um eine Drehachse D drehbar in dem Vorrichtungsgehäuse 4 gelagert. Die Kupplungseinrichtung 7 ist als Formschlusskupplung ausgeführt und bewirkt eine um die Drehachse D formschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebsritzel und einem Antriebsritzel der Triebwelle des Getriebes 6, wobei Abtriebsritzel und Antriebsritzel koaxial zur Drehachse D positioniert und angetrieben sind. Mit anderen Worten, die Formschlusskupplung ist zwischen der Triebwelle und der hierzu koaxialen Abtriebswelle angeordnet. Die Formschlusskupplung, d.h. die Kupplungseinrichtung 7, weist zwei Kupplungsbacken auf, die in radialer Richtung der Drehachse D begrenzt beweglich relativ zur Triebwelle und damit relativ zur Drehachse D gelagert und permanent drehmomentfest mit der Triebwelle verbunden sind. Die Kupplungsbacken sind mittels einer Federanordnung in radialer Richtung nach außen vorgespannt. Entsprechende Federelemente der Federanordnung sind als Blattfedern gestaltet, die auf die Kupplungsbacken eine permanente Belastung radial nach außen bewirken. Bei entsprechender Nachaußenverlagerung der Kupplungsbacken wird die Abtriebswelle und damit das Abtriebsritzel gelüftet, wodurch der Formschluss zwischen den Kupplungsbacken und der Triebwelle aufgehoben wird. Die Kupplungseinrichtung 7 wird so in den Trennzustand überführt.
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Um die Formschlusskupplung in dem Kupplungszustand zu halten, weist die Notbetätigungseinrichtung ein Klemmgehäuse 8 auf, das mit einer elastisch nachgiebigen, kreisbogenförmigen und rastnasenartigen Klemmlasche 11 versehen ist, die gemeinsam mit entsprechenden Klemmabschnitten des Klemmgehäuses 8 die Kupplungsbacken der Kupplungseinrichtung 7 in dem Kupplungszustand hält, in dem die Antriebseinrichtung A eine Antriebsübertragung auf den Führungsschlitten des Deckelteils 2 ausübt. Dieser Kupplungszustand ist anhand der 4, 6, 7 und 9, 10 gezeigt.
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Um zu vermeiden, dass aufgrund auftretender äußerer Belastungen die Klemmlasche 11 im Kupplungszustand der Kupplungseinrichtung 7 unbeabsichtigt nach außen gedrückt wird, wodurch das Klemmgehäuse 8 in Hochrichtung relativ zur Drehachse D verlagert werden kann und die Wirkverbindung zwischen der Antriebseinrichtung A und dem Deckelteil 2 unbeabsichtigt aufgehoben wird, ist dem Klemmgehäuse 8, das Teil der Notbetätigungseinrichtung ist, eine zusätzliche Sicherungseinrichtung zugeordnet, die einen gehäusefest am Vorrichtungsgehäuse 4 angeordneten Sicherungsnocken 12 aufweist. In dem Sicherungszustand (siehe insbesondere 6), in dem die Klemmlasche 11 gegen eine elastische Aufweitung nach außen durch den Sicherungsnocken 12 blockiert ist, ist das Klemmgehäuse 8 um einen spitzen Winkel verdreht relativ zur Fahrzeughochrichtung. In dieser Stellung ist die Notbetätigungseinrichtung deaktiviert. Das Klemmgehäuse 8 weist oberhalb des die Kupplungseinrichtung 7 umgebenden Klemmabschnitts einen einstückig angeformten Trägerfortsatz auf, der mit einer Kulissenführung 9 versehen ist, die relativ zu der Längserstreckung des Klemmgehäuses 8 in einem spitzen Winkel schräg nach oben ausgerichtet ist. In dieser Kulissenführung 9 ist ein Kulissenzapfen 10 drehbeweglich und längsverschiebbar geführt, so dass die Kulissenführung 9 und der Kulissenzapfen 10 ein Schiebegelenk für die Notbetätigungseinrichtung bilden. Der Kulissenzapfen 10 setzt sich nach oben fort in ein längserstrecktes Betätigungsglied 5, das an einem oberen Stirnende mit einem Betätigungsgriff versehen ist. Das Betätigungsglied 5 ist ebenfalls Teil der Notbetätigungseinrichtung und relativ zu dem Vorrichtungsgehäuse 4 in Fahrzeughochrichtung linearbeweglich gelagert.
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Wenn nun ausgehend von der Deaktivierungsstellung der Notbetätigungseinrichtung gemäß
6 oder
9 das Betätigungsglied 5 in Fahrzeughochrichtung manuell nach oben gezogen wird, bewirkt das Schiebegelenk zwangsläufig eine Verschwenkung des Klemmgehäuses 8 der Notbetätigungseinrichtung im Uhrzeigersinn (gemäß
6) um die Drehachse D nach unten, wodurch zwangsläufig auch die Klemmlasche 11 mit ihrer kreisbogenförmigen und zur Drehachse D konzentrischen Außenkontur an dem ortsfesten Sicherungsnocken 12 der Sicherungseinrichtung nach unten entlanggleitet. In dieser Stellung (
7) kann somit die Klemmlasche 11 bereits elastisch radial nach außen ausweichen, sobald das Klemmgehäuse 8 gegenüber der Kupplungseinrichtung 7 nach oben gezogen wird. Ein manueller Zug des Betätigungsglieds 5 nach oben bewirkt über den am oberen Ende der Kulissenführung angelangten Kulissenzapfen 10 zwangsläufig eine Zugbelastung auf das Klemmgehäuse 8 in Fahrzeughochrichtung nach oben, wodurch die Kupplungseinrichtung 7 aus der Umklammerung durch den Klemmabschnitt und die Klemmlasche 11 des Klemmgehäuses 8 herausgelangen (siehe
5 und
8 sowie
11). In dieser Stellung ist die Kupplungseinrichtung 7 gelüftet, da die Blattfedern die Kupplungsbacken radial nach außen drücken. Das Klemmgehäuse 8 der Notbetätigungseinrichtung ist analog der Vorrichtung gemäß der
DE 10 2020 209 609 A1 mit einer Verzahnung im Bereich der langlochartigen Innenkontur des Klemmgehäuses 8 versehen, die bei der Verlagerungsbewegung des Klemmgehäuses 8 nach oben das Abtriebsritzel antreibt und so das Deckelteil über den Führungsschlitten und den zugehörigen Zahnstangenabschnitt in eine Öffnungsstellung überführt. Dies entspricht der Aktivierungsfunktion der Notbetätigungseinrichtung.
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Um die Notbetätigungseinrichtung aus der aktivierten Stellung wieder in ihre Deaktivierungsstellung zu überführen, wird das Betätigungsglied 5 in Fahrzeughochrichtung wieder nach unten gedrückt, wodurch über das Schiebegelenk 9, 10 auf das Klemmgehäuse 8 zunächst wieder eine Linearbewegung entlang des Langlochs des Klemmgehäuses 8 nach unten erfolgt, bis die Kupplungseinrichtung 7 wieder in die Klemmabschnitte und die Klemmlasche 11 des Klemmgehäuses 8 eingetaucht ist und die Kupplungseinrichtung 7 wieder formschlüssig mit der Antriebseinrichtung A gekoppelt ist. Bei weiterer linearer Druckausübung auf das Betätigungsglied 5 in Fahrzeughochrichtung nach unten wird zwangsläufig das Klemmgehäuse 8 wieder um die Drehachse D im Gegenuhrzeigersinn (von 7 in Richtung 6) verschwenkt, wodurch der Sicherungsnocken 12 der Sicherungseinrichtung die Klemmlasche 11 wieder radial außen blockiert. Ein Lösen der Kupplungseinrichtung 7 von der Antriebseinrichtung A ist in dieser Stellung ausgeschlossen. Diese Stellung entspricht wieder der Deaktivierungsstellung der Notbetätigungseinrichtung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020209609 A1 [0002, 0013, 0014, 0021]
