WO2013071906A2 - Vorrichtung zur verriegelung eines elektrosteckers für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung zur verriegelung eines elektrosteckers für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2013071906A2
WO2013071906A2 PCT/DE2012/001048 DE2012001048W WO2013071906A2 WO 2013071906 A2 WO2013071906 A2 WO 2013071906A2 DE 2012001048 W DE2012001048 W DE 2012001048W WO 2013071906 A2 WO2013071906 A2 WO 2013071906A2
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locking means
plug
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Stefan MÖNIG
Igor Gorenzweig
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Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg
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    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a device for locking an electrical connector for a motor vehicle, which in a vehicle and / or at a charging station
  • the electric plug has an operable by the user latching means which forms a latching connection with the latching receptacles of the socket in the inserted state to hold the electric plug in its predetermined position, wherein in the inserted state of the electrical plug in the socket the latching means of a driven Locking element is blocked.
  • Electric plug known.
  • a detent element associated with the electrical plug is blocked in the inserted state of the electrical plug in a socket by a bolt.
  • the moving by an electric motor bolt performs a rotational movement to lock or unlock the locking element.
  • In a rotational movement of the bolt is a larger space for the
  • the object of the invention is achieved in that the movement of the
  • Locking element for blocking the locking means translationally.
  • Locking element can be reduced, whereby the space of the inventive device can be downsized.
  • an electric motor which drives the locking element less energy is consumed in a translatory movement than in a rotary movement, because in a rotational movement the travel of the locking element is greater than in a translational movement of the bolt.
  • the locking element comprises a blocking element and a guide element, wherein the blocking element and the guide element are positively or non-positively coupled to each other.
  • Blocking element are movable relative to each other.
  • the latching element is located in a maximum pivoted position, an example designed as a one-piece bolt locking element would touch the locking means early. Since the travel of the locking element has a predetermined substantially constant value, the
  • Locking element performs at least two parts, so that the blocking element, which first contacts the locking element, connects by means of a coupling with a drive element driven by the drive element.
  • the guide element has a predetermined travel, so that a contact of the guide element is excluded with the locking means. If the user performs a continuous operation of the locking means, the blocking element, which is relative to
  • the locking means is pivoted in the locking receptacle.
  • the blocking element which also has a maximum predetermined travel (locking position), pushes the locking means into the locking receptacle.
  • a spring or a spring force which pivots the locking means back to its starting position, that remains
  • Blocking element in contact with the locking means or slides along the locking means along. In both cases, after completion of the movement of the locking means the
  • Blocking contact the locking means or block, so that adjusts a locking position of the locking means.
  • the coupling of the blocking element and the guide element is performed by means of a spring element, in particular with a spiral spring. Also conceivable would be a hydraulic or
  • the locking of the locking means by the locking element takes place when a current flow between the socket and the electrical connector is measurable.
  • Electric plug into the socket leads directly to a lock of the electrical connector.
  • the user only has to press the locking means to remove the charging plug from the socket.
  • the locking of the locking means by the locking element takes place before or after or as soon as a current flow between the socket and the electric plug can be measured.
  • the electrical connector has a housing and the latching means is at least partially pivotally disposed within the housing of the electrical connector.
  • the locking element at least partially within the housing of the Electric plug is arranged. This offers the advantage that the motor vehicle or the charging station can be made more compact and less expensive.
  • the comfort is increased for the user when the locking element, in particular the guide element, is driven by an electric motor, wherein the locking element and the electric motor mechanically or
  • electromechanical in particular as an electromagnet
  • the locking element is at least partially disposed within the housing of the socket. In this case, it is possible to make the electric plug cheaper and more compact.
  • the locking element is at least partially disposed within the housing of the charging station. If the charging station is also provided with a locking device, an unintentional removal of the electric plug from the charging station is excluded.
  • Very simple is the structure when the locking element is at least partially disposed on a body of a motor vehicle.
  • the direction of movement of the locking element takes place during the locking process parallel to the pivot axis of the locking means. According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the direction of movement of the locking element takes place during the locking process perpendicular to the pivot axis of the locking means. By this measure, it is possible to provide the force acting on the locking means for locking the locking means.
  • Very cost-effective and safe is the structure of the device according to the invention, when the blocking element is resiliently coupled, in particular with a trained as a spiral spring spring element with the guide element.
  • a very secure locking is provided when the direction of movement y of the locking element for locking the locking means is substantially opposite to the insertion direction x of the electric plug into the socket.
  • the locking means when plugged in electrical plug in the socket, has a leading from the pivot axis in the direction of the socket front portion and having a leading from the pivot axis in the direction of a power cable rear portion, wherein the locking element below the front
  • Section and / or above the rear portion is arranged.
  • the locking means when plugged in electrical plugs in the socket, the locking means one of the
  • the locking element is transferred after removal of the electrical connector from the socket back into the locked state. If the locking element can be mechanically transferred to the locked state, then the electric motor must be operated only once in an insertion and Aussteckvorgang (charging) of the electric plug into the socket, in order to unlock the locking means when pulling out the electric plug intended by the user.
  • the locking element by means of
  • FIG. 3 shows a detail of the electrical plug inserted into a socket in the locking position according to the fourth embodiment
  • Figure 4 schematically the locking element comprising a blocking element and a guide element
  • Figure 5 schematically another alternative locking element comprising the blocking element and the guide element.
  • FIG. 1 a detail of an electrical connector 1 is shown with an associated socket 2, wherein the electrical connector 1, a power cable 3 is connected, at the other end, a further electrical connector can be arranged.
  • the socket 2 shown in Figure 1 is assigned to the vehicle in the present embodiment, the socket with the invention
  • Device can also be arranged on a charging station.
  • the electrical connector 1 has a by a user to be actuated locking means 4, which pivotally mounted on a bearing 5 with a pivot axis 6 on
  • the locking means 4 is divided into a front
  • Socket 2 is directed.
  • the latching means 4 is partially arranged in a housing 9 associated with the electrical connector 1 with an opening 10. Through the opening 10, a user can pivot the latching means 4 by means of an actuating element 11 arranged on the latching means 4.
  • the socket 2 has a latching receptacle 12, in which the latching element 4 engages upon insertion of the electric plug 1.
  • three bolts 13a, 13b, 13c for locking the electric plug 1 are shown. At least one as a locking element trained bolt 13a, 13b, 13c is sufficient to the locking means 4 on
  • Locking receptacle 12 must remain. Pulling out the electrical connector 1 from the socket 2 is thereby also excluded.
  • the bolt 13c which is the same as the bolt 13b is arranged on the socket.
  • the bolt 13c is moved substantially perpendicular to the ground plane, in particular to the roadway plane.
  • the locking means 4 leading from the pivot axis 6 in the direction of the socket 2 leading portion 7 and the pivot axis 6 in the direction of a power cable. 3 leading rear portion 8, wherein the locking member 13 a, 13 b, 13 c may be disposed above the front portion 7 and / or below the rear portion 8.
  • the locking element 13b, 13c of course also be arranged on the body of the vehicle or on the charging station.
  • the locking of the locking means 4 takes place only when a current flow between the socket and Eiektrostecker is measurable.
  • the locking of the locking means can also take place before or after a current flow between the socket and Eiektrostecker is measurable.
  • Socket has 2 leading front section 7 and that of the
  • Pivoting axis 6 in the direction of a power cable 3 leading rear portion 8, wherein the locking element 3a, 13b, 13c below the front portion 7 and / or above the rear portion 8 is arranged.
  • the latching means 4 may be spring-loaded by a spring element arranged in the bearing 5.
  • FIGS. 2 and 3 show a further embodiment, which is similar to the embodiments in FIG. In Figures 2 and 3, the direction of movement y of the locking element for locking the locking means is substantially opposite to the insertion direction x of the electric plug into the socket 2.
  • the Eiektrostecker 1 has a housing 9, wherein the locking means 4 at least partially within the housing 9 of the electrical connector 1 is arranged pivotally. Both in Figure 3 and in Figure 4, the locking means 4 is already in the locking receptacle 12, not shown.
  • the Figure 3 shows the unlocked position in which the locking element 13d is in a retracted position with respect to the locking means 4.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of a locking element 13, as could also be used in the above-mentioned exemplary embodiments.
  • the locking element 13 could be formed as a one-piece bolt, but also at least in two parts as shown in Figures 4 and 5.
  • the locking element 13 comprises a blocking element 15 and one of the electric motor (M) 14 driven guide member 16, wherein the blocking element and the guide member 16 are positively or alternatively coupled non-positively with each other.
  • the coupling of the blocking element 15 and the guide element 16 is performed by means of a spring element 17, in particular with a spiral spring.
  • the coupling could alternatively be carried out hydraulically or pneumatically.
  • the guide member 16 and the blocking member 15 are movable relative to each other.
  • Locking element 13 the locking means 4 early contact before the locking position.
  • Locking element 13 has a predetermined substantially constant value for the travel. Therefore, at a touch of the
  • Locking element 13 with the locking means 4 the generated by the electric drive 14 and acting on the locking element 3 driving force counteract the generated by the user and acting on the locking means 4 actuating force.
  • an electric motor 14 designed as a drive would overheat and possibly be damaged during a permanent actuation.
  • Guide member 16 in Figures 4 and 5 has a predetermined travel, so that a contact of the guide member 16 with the locking means. 4
  • the blocking element 15, which moves relative to the guide member 16, would contact the locking means. Before or with the contact of the blocking element 15 with the locking means 4, the drive is deactivated because the guide element 16 has then reached its maximum travel. When the user has finished the operation of the locking means 4 by releasing the actuating element 11, locking means 4 is pivoted into the locking receptacle 12.
  • Socket 2 is returned to the locked state.
  • the user When inserting the electric plug 1, the user would press the locking element 13, in particular the blocking element 15 against the spring force by the spring element 17 in the unlocked position.
  • the latching means engages in the latching receptacle, the spring element relaxes and pushes the locking element 13 back into the locking position.
  • the electric motor 14 would then only have to be operated in order to unlock the latching means 4 or to move the blocking element 15 into the unlocked position. Basically, the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung eines Elektrosteckers für ein Kraftfahrzeug, welcher in eine am Fahrzeug und/oder an einer Ladesäule angeordnete Steckdose mit mindestens einer Rastaufnahmen einsteckbar ist und der Elektrostecker ein durch den Benutzer betätigbares Rastmittel aufweist, welches im eingesteckten Zustand des Elektrosteckers mit der Rastaufnahmen der Steckdose eine Rastverbindung bildet, um den Elektrostecker in seiner vorbestimmten Position zu halten, wobei im eingesteckten Zustand des Elektrosteckers in der Steckdose das Rastmittel von einem antreibbaren Verriegelungselement blockierbar ist.

Description

Vorrichtung zur Verriegelung eines Elektrosteckers für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung eines Elektrosteckers für ein Kraftfahrzeug, welcher in eine am Fahrzeug und/oder an einer Ladesäule
angeordnete Steckdose mit mindestens einer Rastaufnahme einsteckbar ist. Der Elektrostecker weist ein durch den Benutzer betätigbares Rastmittel auf, welches im eingesteckten Zustand des Elektrosteckers mit der Rastaufnahmen der Steckdose eine Rastverbindung bildet, um den Elektrostecker in seiner vorbestimmten Position zu halten, wobei im eingesteckten Zustand des Elektrosteckers in der Steckdose das Rastmittel von einem antreibbaren Verriegelungselement blockierbar ist.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung zur Verriegelung eines
Elektrosteckers bekannt. Ein dem Elektrostecker zugeordnetes Rastelement wird im eingesteckten Zustand des Elektrosteckers in einer Steckdose durch einen Bolzen blockiert. Der durch einen Elektromotor bewegte Bolzen führt eine rotatorische Bewegung aus, um das Rastelement zu verriegeln bzw. entriegeln. Bei einer rotatorischen Bewegung des Bolzens wird ein größerer Bauraum für die
Verriegelungseinrichtung benötigt, da der Bolzen seitlich ausschwenkt.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Vorrichtung zur Verriegelung eines Elektrosteckers bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Bewegung des
Verriegelungselements zur Blockierung des Rastmittels translatorisch erfolgt.
Durch diese Maßnahme gelingt es, den erforderlichen Bauraum zur Unterbringung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verkleinern. Ein seitliches Ausschwenken des Verriegelungselements ist aufgrund der translatorischen Bewegung daher
ausgeschlossen. Beim entriegelten Zustand des Elektrosteckers und noch in der Steckdose angeordneten Elektrosteckers reicht ein geringfügiger Abstand des Verriegelungselements zu einer Kontaktoberfläche, welche beim verriegelten
Zustand des Elektrosteckers von dem Verriegelungselement kontaktiert wird, aus. Im Unterschied zum Stand der Technik kann somit der Stellweg des
Verriegelungselements verringert werden, wodurch der Bauraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung verkleinert werden kann. Gleichzeitig wird bei einer Verwendung eines Elektromotors, welcher das Verriegelungselement antreibt, weniger Energie bei einer translatorischen Bewegung als bei einer rotatorischen Bewegung verbraucht, weil bei einer rotatorischen Bewegung der Stellweg des Verriegelungselements größer ist, als bei einer translatorischen Bewegung des Bolzens.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement ein Blockierelement und ein Führungselement umfasst, wobei das Blockierelement und das Führungselement formschlüssig oder kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind.
Durch diese Maßnahme gelingt es, dass das Führungselement und das
Blockierelement relativ zueinander bewegbar sind. Wenn der Elektrostecker vollständig in die Steckdose eingesteckt ist und ein Benutzer das Rastelement weiter betätigt, d.h. das Rastelement sich in einer maximal verschwenkten Position befindet, würde ein beispielsweise als einteiliger Bolzen ausgebildetes Verriegelungselement das Rastmittel frühzeitig berühren. Da der Stellweg des Verriegelungselements einen vorbestimmten im Wesentlichen konstanten Wert aufweist, würde das
Verriegelungselement mit der von Antrieb erzeugten Antriebskraft gegen die vom Benutzer erzeugte Betätigungskraft des Rastmittels entgegenwirken. Im Extremfall würde bei einer dauerhaften Betätigung ein als Antrieb ausgebildeter Elektromotor durch Überhitzung beschädigt werden. Nach der oben genannten bevorzugten Ausführungsform kann man dieses Problem lösen, indem man das
Verriegelungselement zumindest zweiteilig ausführt, so dass das Blockierelement, welches zuerst das Rastelement kontaktiert, mittels einer Kopplung mit einem von dem Antrieb angetriebenen Führungselement verbindet. Das Führungselement weist einen vorbestimmten Stellweg auf, so dass eine Berührung des Führungselements mit dem Rastmittel ausgeschlossen ist. Falls der Benutzer eine Dauerbetätigung des Rastmittels durchführt, würde das Blockierelement, welches sich relativ zum
Führungselement bewegt, das Rastmittel kontaktieren. Zuvor oder mit der Berührung des Blockierelements mit dem Rastmittel wird der Antrieb deaktiviert und das
Führungselement hat dann seinen maximalen Stellweg erreicht. Wenn der Benutzer die Betätigung des Rastmittels beendet hat, wird das Rastmittel in die Rastaufnahme geschwenkt. Das Blockierelement, welches ebenfalls einen maximal vorbestimmten Stellweg (Verriegelungsstellung) aufweist, drückt das Rastmittel in die Rastaufnahme hinein. Je nach Auslegung beispielsweise einer Feder bzw. einer Federkraft, welche das Rastmittel in seine Ausgangsstellung zurück schwenkt, bleibt das
Blockierelement in Kontakt mit dem Rastmittel oder gleitet am Rastmittel entlang. In beiden Fällen wird nach Beendigung der Bewegung des Rastmittels das
Blockierelement das Rastmittel kontaktieren bzw. blockieren, so dass sich eine Verriegelungsstellung des Rastmittels einstellt.
Daher ist es vorteilhaft und kostengünstig, wenn die Kopplung des Blockierelements und des Führungselements mittels eines Federelements, insbesondere mit einer Spiralfeder durchgeführt wird. Denkbar wäre auch eine hydraulische oder
pneumatische Kopplung des Blockierelements und des Führungselements.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelung des Rastmittels durch das Verriegelungselement erfolgt, wenn ein Stromfluss zwischen Steckdose und Elektrostecker messbar ist. Durch diese
Maßnahme wird sichergestellt, dass ein unbeabsichtigtes Einführen des
Elektrosteckers in die Steckdose direkt zu einer Verriegelung des Elektrosteckers führt. Der Benutzer muss lediglich das Rastmittel betätigen, um den Ladestecker aus der Steckdose zu entfernen.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelung des Rastmittels durch das Verriegelungselement erfolgt, bevor oder nachdem oder sobald ein Stromfluss zwischen Steckdose und Elektrostecker messbar ist. Durch diese Maßnahme wird die Sicherheit für den Benutzer verbessert, weil der Ladevorgang des Kraftfahrzeugs erst beginnt, wenn die Verriegelung des Elektrosteckers durchgeführt wurde.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Elektrostecker ein Gehäuse aufweist und das Rastmittel zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses des Elektrosteckers schwenkbar angeordnet ist. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses des Elektrosteckers angeordnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass das Kraftfahrzeug oder die Ladesäule kompakter und kostengünstiger gebaut werden können.
Der Komfort wird für den Benutzer erhöht, wenn das Verriegelungselement, insbesondere das Führungselement, durch einen Elektromotor antreibbar ist, wobei das Verriegelungselement und der Elektromotor mechanisch oder
elektromechanisch, insbesondere als Elektromagnet, miteinander verbunden sind. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses der Steckdose angeordnet ist. In diesem Fall ist es möglich, den Elektrostecker kostengünstiger und kompakter herzustellen.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses der Ladesäule angeordnet ist. Wenn die Ladesäule ebenfalls mit einer Verriegelungsvorrichtung versehen wird, ist ein unbeabsichtigtes Entfernen des Elektrosteckers aus der Ladesäule ausgeschlossen.
Sehr einfach ist der Aufbau, wenn das Verriegelungselement zumindest teilweise an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bewegungsrichtung des Verriegelungselements beim Verriegelungsvorgang parallel zur Schwenkachse des Rastmittels erfolgt. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bewegungsrichtung des Verriegelungselements beim Verriegelungsvorgang senkrecht zur Schwenkachse des Rastmittels erfolgt. Durch diese Maßnahme gelingt es, die auf das Rastmittel wirkende Kraft zur Verriegelung des Rastmittels bereitzustellen.
Sehr kostengünstig und sicher ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wenn das Blockierelement federelastisch, insbesondere mit einem als Spiralfeder ausgebildeten Federelement mit dem Führungselement gekoppelt ist.
Eine sehr sichere Verriegelung wird bereitgestellt, wenn die Bewegungsrichtung y des Verriegelungselements zum Verriegeln des Rastmittels im Wesentlichen entgegengesetzt zur Einschubrichtung x des Elektrosteckers in die Steckdose erfolgt. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass bei eingesteckten Elektrostecker in der Steckdose das Rastmittel einen von der Schwenkachse in Richtung der Steckdose führenden vorderen Abschnitt aufweist und einen von der Schwenkachse in Richtung eines Stromkabels führenden hinteren Abschnitt aufweist, wobei das Verriegelungselement unterhalb des vorderen
Abschnitts und/oder oberhalb des hinteren Abschnitts angeordnet ist.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass bei eingesteckten Elektrostecker in der Steckdose das Rastmittel einen von der
Schwenkachse in Richtung der Steckdose führenden vorderen Abschnitt aufweist und einen von der Schwenkachse in Richtung eines Stromkabels führenden hinteren Abschnitt aufweist, wobei das Verriegelungselement oberhalb des vorderen
Abschnitts und/oder unterhalb des hinteren Abschnitts angeordnet ist.
Es ist von Vorteil, wenn nach dem Entriegelungsvorgang des Rastmittels das Verriegelungselement nach dem Entfernen des Elektrosteckers aus der Steckdose wieder in den verriegelten Zustand überführt wird. Wenn das Verriegelungselement dabei mechanisch in den verriegelten Zustand überführt werden kann, dann muss der Elektromotor nur einmal bei einem Ein- und Aussteckvorgang (Ladevorgang) des Elektrosteckers in die Steckdose betrieben werden, und zwar, um das Rastmittel zu entriegeln, wenn ein Herausziehen des Elektrosteckers vom Benutzer beabsichtigt wird. Selbstverständlich kann das Verriegelungselement auch mittels des
elektrischen Antriebes in den verriegelten Zustand überführt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen:
Figur 1 - einen in eine Steckdose eingesteckten Elektrostecker in der
Verriegelungsstellung, wobei drei Ausführungsformen in Figur 1 zusammengefasst, die drei mögliche Positionen eines
Verriegelungselements darstellen, Figur 2 - ausschnittsweise einen in eine Steckdose eingesteckten Elektrostecker in der Entriegelungsstellung gemäß einer vierten Ausführungsform
Figur 3 - ausschnittsweise den in eine Steckdose eingesteckten Elektrostecker in der Verriegelungsstellung gemäß der vierten Ausführungsform,
Figur 4 - schematisch das Verriegelungselement aufweisend ein Blockierelement und ein Führungselement, und
Figur 5 - schematisch ein weiteres alternatives Verriegelungselement aufweisend das Blockierelement und das Führungselement.
In der Figur 1 ist ausschnittsweise ein Elektrostecker 1 mit einer dazugehörigen Steckdose 2 gezeigt, wobei an den Elektrostecker 1 ein Stromkabel 3 angeschlossen ist, an dessen anderem Ende ein weiterer Elektrostecker angeordnet sein kann. Die in der Figur 1 dargestellte Steckdose 2 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dem Fahrzeug zugeordnet, wobei die Steckdose mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung auch an einer Ladesäule angeordnet sein kann.
Der Elektrostecker 1 weist ein durch einen Benutzer zu betätigendes Rastmittel 4 auf, welches schwenkbar an einem Lager 5 mit einer Schwenkachse 6 am
Elektrostecker 1 gelagert ist. Das Rastmittel 4 ist unterteilt in einen vorderen
Abschnitt 7 und einen hinteren Abschnitt 8, wobei der hintere Abschnitt 8 in Richtung des Stromkabels 3 gerichtet ist und der vordere Abschnitt 7 in Richtung der
Steckdose 2 gerichtet ist. Das Rastmittel 4 ist teilweise in einem dem Elektrostecker 1 zugeordneten Gehäuse 9 mit einer Öffnung 10 angeordnet. Durch die Öffnung 10 kann ein Benutzer das Rastmittel 4 mittels eines am Rastmittel 4 angeordneten Betätigungselements 11 schwenken. Die Steckdose 2 weist eine Rastaufnahme 12 auf, in welche das Rastelement 4 beim Einstecken des Elektrosteckers 1 einrastet. Wie in der Figur 1 zu erkennen ist, sind drei Bolzen 13a, 13b, 13c zur Verriegelung des Elektrosteckers 1 gezeigt. Mindestens ein als Verriegelungselement ausgebildeter Bolzen 13a, 13b, 13c ist ausreichend, um das Rastmittel 4 am
Schwenken zu hindern, wenn der eingesteckte Elektrostecker 1 verriegelt werden soll. In der Praxis wird in der Regel aus Kostengründen nur ein Bolzen 13a, 13b, 13c zur Verriegelung des Elektrosteckers 1 verwendet. Die möglichen Positionen der Bolzen 13a, 13b, 13c und deren Wirkungsweise wird im Folgenden beschrieben. Zunächst wird auf den Bolzen 13a näher eingegangen, der eine mögliche Position zur Verriegelung des Elektrosteckers 1 darstellt. Dieser zylinderförmige aus Metall ausgebildete Bolzen ist Bestandteil des Elektrosteckers 1 und wird beim Verriegeln des Elektrosteckers 1 unter den hinteren Abschnitt 8 des Rastmittels 4 mittels eines nicht dargestellten Antriebes translatorisch bewegt bzw. verschoben. Der Bolzen 13a wird dabei parallel zur Schwenkachse des Rastmittels 4 bewegt. Dadurch wird bei einer Betätigung des Betätigungselements 11 das Verschwenken des Rastmittels 4 verhindert, so dass das Rastmittel 4 in der Rastaufnahme 12 verbleiben muss. Ein Herausziehen des Elektrosteckers 1 aus der Steckdose 2 ist dadurch
ausgeschlossen.
Wenn die Position gemäß Bolzen 13b gewählt wird, so ist dieser der Steckdose 2 zugeordnet. Der Bolzen 13b und der als Antriebselement ausgebildete Elektromotor ist dann an der Steckdose 2 angeordnet. Der Bolzen 13b wird analog zum Bolzen 13a bewegt, verriegelt allerdings den Elektrostecker 1 , indem er in den Bereich oberhalb des vorderen Abschnitt 7 des Rastmittels 4 bewegt wird. Dadurch wird wie bereits beim Bolzen 13a bei einer Betätigung des Betätigungselements 11 das Verschwenken des Rastmittels 4 verhindert, so dass das Rastmittel 4 in der
Rastaufnahme 12 verbleiben muss. Ein Herausziehen des Elektrosteckers 1 aus der Steckdose 2 ist dadurch ebenfalls ausgeschlossen.
Ferner wird nun auf den Bolzen 13c näher eingegangen, der genauso wie der Bolzen 13b an der Steckdose angeordnet ist. Im Unterschied zu den Bolzen 13a, 13b wird der Bolzen 13c im Wesentlichen senkrecht zur Bodenebene, insbesondere zur Fahrbahnebene, bewegt.
Allgemein weist bei eingesteckten Elektrostecker 1 in der Steckdose 2 das Rastmittel 4 den von der Schwenkachse 6 in Richtung der Steckdose 2 führenden vorderen Abschnitt 7 und den von der Schwenkachse 6 in Richtung eines Stromkabels 3 führenden hinteren Abschnitt 8 auf, wobei das Verriegelungselement 13a, 13b, 13c oberhalb des vorderen Abschnitts 7 und/oder unterhalb des hinteren Abschnitts 8 angeordnet sein kann.
Alternativ kann das Verriegelungselement 13b, 13c natürlich auch an der Karosserie des Fahrzeugs oder auch an der Ladesäule angeordnet sein.
Die Verriegelung des Rastmittels 4 erfolgt erst, wenn ein Stromfluss zwischen Steckdose und Eiektrostecker messbar ist. Alternativ kann die Verriegelung des Rastmittels auch erfolgen, bevor oder nachdem ein Stromfluss zwischen Steckdose und Eiektrostecker messbar ist.
Natürlich ist es auch denkbar, dass bei eingesteckten Eiektrostecker 1 in der
Steckdose 2 das Rastmittel 4 den von der Schwenkachse 6 in Richtung der
Steckdose 2 führenden vorderen Abschnitt 7 aufweist und den von der
Schwenkachse 6 in Richtung eines Stromkabels 3 führenden hinteren Abschnitt 8 aufweist, wobei das Verriegelungselement 3a, 13b, 13c unterhalb des vorderen Abschnitts 7 und/oder oberhalb des hinteren Abschnitts 8 angeordnet ist.
Ferner kann das Rastmittel 4 durch ein im Lager 5 angeordnetes Federelement federgelagert sein.
In den Figuren 2 und 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, welche ähnlich zu den Ausführungsformen in der Figur 1 ist. In den Figuren 2 und 3 erfolgt die Bewegungsrichtung y des Verriegelungselements zum Verriegeln des Rastmittels im Wesentlichen entgegengesetzt zur Einschubrichtung x des Elektrosteckers in die Steckdose 2. Der Eiektrostecker 1 weist ein Gehäuse 9 auf, wobei das Rastmittel 4 zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses 9 des Elektrosteckers 1 schwenkbar angeordnet ist. Sowohl in Figur 3 als auch in Figur 4 befindet sich das Rastmittel 4 bereits in der nicht näher dargestellten Rastaufnahme 12. Die Figur 3 zeigt die Entriegelungsstellung, bei welcher das Verriegelungselement 13d sich in einer zurückgezogenen Stellung im Bezug auf das Rastmittel 4 befindet. Wenn ein an der Steckdose 2 befestigter Elektromotor 14 von einer Steuerungseinheit angesteuert wird, beispielsweise bevor ein Stromfluss zwischen Steckdose 2 und Eiektrostecker 1 messbar ist, dann wird das Verriegelungselement 13d in die Verriegelungsposition überführt, wie es in Figur 4 gezeigt ist. Betätigt nun ein Benutzer das Betätigungselement 11, dann ist eine Schwenkbewegung des Rastmittels 4 ausgeschlossen.
In der Figur 4 ist eine Prinzipskizze eines Verriegelungselements 13 gezeigt, wie es auch Verwendung in den oben angeführten Ausführungsbeispielen finden könnte. Das Verriegelungselement 13 könnte als ein einteiliger Bolzen ausgebildet sein, aber auch wie in den Figuren 4 und 5 zumindest zweiteilig ausgeführt sein. Dabei umfasst das Verriegelungselement 13 ein Blockierelement 15 und ein von dem Elektromotor (M) 14 angetriebenes Führungselement 16, wobei das Blockierelement und das Führungselement 16 formschlüssig oder alternativ kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind. Die Kopplung des Blockierelements 15 und des Führungselements 16 wird mittels eines Federelements 17, insbesondere mit einer Spiralfeder durchgeführt. Die Kopplung könnte alternativ auch hydraulisch oder pneumatisch durchgeführt werden. Durch diese Anordnung sind das Führungselement 16 und das Blockierelement 15 relativ zueinander bewegbar. Wenn der Elektrostecker 1 vollständig in die Steckdose 2 eingesteckt ist und ein Benutzer das Rastelement 4 dauerhaft betätigt, d.h. das Rastelement 4 sich in einer maximal verschenkten Position befindet, würde ein als einteiliger Bolzen ausgebildetes
Verriegelungselement 13 das Rastmittel 4 frühzeitig vor der Verriegelungsstellung berühren. Der Stellweg eines als einteiligen Bolzens ausgebildeten
Verriegelungselements 13 weist einen vorbestimmten im Wesentlichen konstanten Wert für den Stellweg auf. Deshalb würde bei einer Berührung des
Verriegelungselements 13 mit dem Rastmittel 4, die vom Elektroantrieb 14 erzeugte und auf das Verriegelungselement 3 wirkende Antriebskraft der von dem Benutzer erzeugten und auf das Rastmittel 4 wirkenden Betätigungskraft entgegenwirken. Im Extremfall würde bei einer dauerhaften Betätigung ein als Antrieb ausgebildeter Elektromotor 14 überhitzen und möglicherweise beschädigt werden. Das
Führungselement 16 in den Figuren 4 und 5 weist einen vorbestimmten Stellweg auf, so dass eine Berührung des Führungselements 16 mit dem Rastmittel 4
ausgeschlossen ist. Falls der Benutzer eine Dauerbetätigung des Rastmittels 4 mittels des Betätigungselements 11 durchführt, würde das Blockierelement 15, welches sich relativ zum Führungselement 16 bewegt, das Rastmittel kontaktieren. Zuvor oder mit der Berührung des Blockierelements 15 mit dem Rastmittel 4 wird der Antrieb deaktiviert, weil das Führungselement 16 dann seinen maximalen Stellweg erreicht hat. Wenn der Benutzer die Betätigung des Rastmittels 4 beendet hat, indem er das Betätigungselement 11 loslässt, wird Rastmittel 4 in die Rastaufnahme 12 geschwenkt. Das Blockierelement 15, welches ebenfalls einen maximal
vorbestimmten Stellweg (Verriegelungsstellung) aufweist, drückt das Rastmittel 4 in die Rastaufnahme 12 hinein. Je nach Auslegung des Federelements bzw. der Federkraft, welche das Rastmittel 4 in seine Ausgangsstellung zurück schwenkt, bleibt das Blockierelement 15 in Kontakt mit dem Rastmittel 4 oder folgt der
Bewegung des Rastmittels 4 hinterher. In beiden Fällen wird nach Beendigung der Bewegung des Rastmittels 4 das Blockierelement 15 das Rastmittel 4 kontaktieren bzw. blockieren, so dass sich eine Verriegelungsstellung des Rastmittels 4 einstellt. Daher ist es vorteilhaft und kostengünstig, wenn die Kopplung des Blockierelements 15 und des Führungselements 16 mittels mit einer Spiralfeder durchgeführt wird. Möglich wäre es auch, dass nach dem Entriegelungsvorgang des Rastmittels 4 das Verriegelungselement 13 nach dem Entfernen des Elektrosteckers 1 aus der
Steckdose 2 wieder in den verriegelten Zustand überführt wird. Beim Einführen des Elektrosteckers 1 würde der Benutzer das Verriegelungselement 13, insbesondere das Blockierelement 15 gegen die Federkraft hervorgerufen durch das Federelement 17 in die Entriegelungsstellung drücken. Wenn das Rastmittel in die Rastaufnahme einrastet, entspannt sich das Federelement und drückt das Verriegelungselement 13 wieder zurück in die Verriegelungsstellung. Der Elektromotor 14 müsste dann nur betrieben werden, um das Rastmittel 4 zu entriegeln bzw., um das Blockierelement 15 in die Entriegelungsstellung zu bewegen. Grundsätzlich erfolgt auch die
Bewegung des Verriegelungselements 13 auch in den Figuren 4 und 5 translatorisch. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Verriegelungselement 13 auch zur Verriegelung einer Klappe zur Abdeckung der an dem Fahrzeug oder an der Ladesäule
angeordneten Ladesteckdose dient. Bezugszeichenliste
1 Elektrostecker
2 Steckdose
3 Stromkabel
4 Rastmittel
5 Lager
6 Schwenkachse
7 vorderer Abschnitt des Rastmittels
8 hinterer Abschnitt des Rastmittels
9 Gehäuse
10 Öffnung
11 Betätigungselement
12 Rastaufnahme
13a Verriegelungselement
13b Verriegelungselement
13c Verriegelungselement
13d Verriegelungselement
13 Verriegelungselement (13a, 13b, 13c, 13d)
14 Elektromotor
15 Blockierelement
16 Führungselement
17 Federelement

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Verriegelung eines Elektrosteckers für ein Kraftfahrzeug, welcher in eine am Fahrzeug und/oder an einer Ladesäule angeordnete Steckdose mit mindestens einer Rastaufnahmen einsteckbar ist und der Elektrostecker ein durch den Benutzer betätigbares Rastmittel aufweist, welches im eingesteckten Zustand des Elektrosteckers mit der
Rastaufnahmen der Steckdose eine Rastverbindung bildet, um den
Elektrostecker in seiner vorbestimmten Position zu halten, wobei im
eingesteckten Zustand des Elektrosteckers in der Steckdose das Rastmittel von einem antreibbaren Verriegelungselement blockierbar ist , dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Verriegelungselements zur
Blockierung des Rastmittels translatorisch erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Verriegelungselement ein Blockierelement und ein Führungselement umfasst, wobei das Blockierelement und das Führungselement formschlüssig oder kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung des Blockierelements und des Führungselements mittels eines
Federelements, insbesondere mit einer Spiralfeder durchgeführt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung des Rastmittels durch das Verriegelungselement erfolgt, wenn oder bevor oder nachdem ein Stromfluss zwischen Steckdose und Elektrostecker messbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung des Rastmittels durch das Verriegelungselement erfolgt, bevor ein Stromfluss zwischen Steckdose und Elektrostecker messbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses des Elektrosteckers angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement, insbesondere das Führungselement, durch einen Elektromotor antreibbar ist, wobei das Verriegelungselement und der
Elektromotor mechanisch oder elektromechanisch, insbesondere als
Elektromagnet, miteinander verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses der Steckdose angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses der Ladesäule angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement zumindest teilweise an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung des Verriegelungselements beim
Verriegelungsvorgang parallel zur Schwenkachse des Rastmittels erfolgt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung des Verriegelungselements beim
Verriegelungsvorgang senkrecht zur Schwenkachse des Rastmittels erfolgt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement federelastisch, insbesondere mit einem als
Spiralfeder ausgebildeten Federelement mit dem Führungselement gekoppelt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung y des Verriegelungselements zum Verriegeln des Rastmittels im Wesentlichen entgegengesetzt zur Einschubrichtung x des Elektrosteckers in die Steckdose erfolgt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingesteckten Elektrostecker in der Steckdose das Rastmittel einen von der Schwenkachse in Richtung der Steckdose führenden vorderen Abschnitt aufweist und einen von der Schwenkachse in Richtung eines Stromkabels führenden hinteren Abschnitt aufweist, wobei das
Verriegelungselement unterhalb des vorderen Abschnitts und/oder oberhalb des hinteren Abschnitts angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingesteckten Elektrostecker in der Steckdose das Rastmittel einen von der Schwenkachse in Richtung der Steckdose führenden vorderen Abschnitt aufweist und einen von der Schwenkachse in Richtung eines Stromkabels führenden hinteren Abschnitt aufweist, wobei das
Verriegelungselement oberhalb des vorderen Abschnitts und/oder unterhalb des hinteren Abschnitts angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entriegelungsvorgang des Rastmittels das
Verriegelungselement nach dem Entfernen des Elektrosteckers aus der Steckdose wieder in den verriegelten Zustand überführt wird.
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