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DE102017203800A1 - Verschwenkbare ladeeinrichtung zum induktiven laden eines energiespeichers eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verschwenkbare ladeeinrichtung zum induktiven laden eines energiespeichers eines kraftfahrzeugs Download PDF

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DE102017203800A1
DE102017203800A1 DE102017203800.4A DE102017203800A DE102017203800A1 DE 102017203800 A1 DE102017203800 A1 DE 102017203800A1 DE 102017203800 A DE102017203800 A DE 102017203800A DE 102017203800 A1 DE102017203800 A1 DE 102017203800A1
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DE
Germany
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coil element
charging device
line
pivot axis
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017203800.4A
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English (en)
Inventor
Josef Krammer
Josef Pömmerl
Hartmut Eggers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102017203800.4A priority Critical patent/DE102017203800A1/de
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung (20) zum induktiven Laden eines Energiespeichers (12) eines Kraftfahrzeugs (10), umfassend ein flächiges Spulenelement (30) zum induktiven Aufnehmen von elektrischer Energie, das zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung um eine Schwenkachse (28) verschwenkbar ist, die seitlich neben dem Spulenelement (30) angeordnet ist, eine mit dem Spulenelement (30) elektrisch verbundene Leitung (40) zum Übertragen der elektrischen Energie an den Energiespeicher (12), und eine Fixiereinrichtung (50) zum ortsfesten Fixieren der Leitung (40) bezüglich der Schwenkachse (28). Die Ladeeinrichtung (20) zeichnet sich dadurch aus, dass die Leitung (40) einen ersten Abschnitt (42) aufweist, der sich zwischen der Fixiereinrichtung (50) und dem Spulenelement (30) befindet und zumindest im Wesentlichen auf der Schwenkachse (28) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit ausgerüstetes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10.
  • Bei Kraftfahrzeugen mit Elektro- oder Hybrid-Antrieb ist es zweckmäßig, den hierfür vorgesehenen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie (auch als Akku oder Batterie bezeichnet) induktiv - also kontaktlos - aufladen zu können. Hierfür ist beispielsweise aus der DE 10 2015 210 445 A1 eine entsprechende Ladeeinrichtung bekannt, die eine beispielsweise fest an einem Untergrund verbaute Primärspule und eine in das Kraftfahrzeug am Fahrzeugunterboden eingebaute Sekundärspule umfasst. Die Energieübertragung erfolgt über magnetische Kopplung der Spulen. Zur effizienten Energieübertragung muss das Fahrzeug möglichst präzise über der Primärspule geparkt werden. Typischerweise ist dabei die Sekundärspule bei einem Kraftfahrzeug mit Hybrid-Antrieb an der Unterseite der Ölwanne angebracht. Die Sekundärspulen stellen eine relative große flache Struktur mit einer Fläche von mehr als 250*250 mm2 dar. Für höhere Ladeleistungen und Fahrzeuge mit hoher Unterbodenfreiheit sind für eine ausreichende magnetische Kopplung noch größere Flächen für die Sekundärspule notwendig. Somit wird durch die Sekundärspule in der Regel die Ölablassschraube verdeckt. Für einen Ölwechsel muss daher die Sekundärspule entfernt oder herabgeklappt werden. Bei Kraftfahrzeugen mit reinem Elektroantrieb ist zwar keine Ölwanne mit entsprechendem Zugangsbedarf vorhanden, jedoch lässt es sich in der Regel nicht vermeiden, dass die relativ großflächige Sekundärspule Bauteile verdeckt, die einer Wartung oder Reparatur bedürfen und somit ebenfalls zugänglich sein müssen. Somit ist auch in diesem Fall ein Entfernen oder Abklappen der Sekundärspule erforderlich.
  • Beim Abklappen muss jedoch die Anschlussleitung für die Sekundärspule entsprechend gebogen werden. Eine Möglichkeit zur definierten Biegung dieser Anschlussleitung wurde bereits in der DE 10 2015 210 445 A1 beschrieben. Ein Abklappen der Sekundärspule erfordert das Biegen der Anschlussleitungen (kritisch sind die HV-Leitungen). Da diese geschirmt sind und einen relativ großen Durchmesser aufweisen, sind die auftretenden Biegeradien nur schwer zu realisieren.
  • Eine Demontage erfordert dagegen das regelmäßige Ab- und Anstecken der Sekundärspule zu jedem Ölwechsel. Die in diesem Bereich eingesetzten Stecksysteme für die Hochspannung sind jedoch nicht für die nötige Anzahl von Steckzyklen ausgelegt. Jeder Steckvorgang bringt zudem Qualitätseinbußen mit sich.
  • Großflächige Spulen benötigen auch zur Montage im Werk entsprechende Vorkehrungen. Soll sich die Steckverbindung oberhalb der Spule befinden, muss diese vor der Spulenmontage gesteckt werden. Dabei muss die Anschlussleitung eine entsprechende Überlänge aufweisen. Diese muss beim Montageschritt der Spule verstaut werden. Dies hat wiederum zur Folge, dass die Anschlussleitung gebogen werden muss.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine (fahrzeugseitige) Ladeeinrichtung zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mit der die vorgenannten Nachteile vermieden werden können, und bei der insbesondere keine Beschädigungen der Anschlussleitung beim Abklappen der Ladeeinrichtung auftreten.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Ladeeinrichtung zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs ein flächiges Spulenelement als Sekundärspule zum induktiven Aufnehmen von elektrischer Energie, das zwischen einer ersten Stellung (beispielsweise Betriebs- oder Gebrauchsstellung) und einer zweiten Stellung (beispielsweise Wartungsstellung) um eine Schwenkachse verschwenkbar ist, die seitlich neben dem Spulenelement angeordnet ist. In anderen Worten ist die Schwenkachse in einem bestimmten Abstand von dem Spulenelement angeordnet und verläuft nicht durch das Spulenelement hindurch. Außerdem befindet sich die Schwenkachse grob gesagt in etwa in der gleichen Ebene wie die Mittelebene des flächig ausgebildeten Spulenelements. Die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung umfasst ferner eine mit dem Spulenelement elektrisch verbundene Leitung zum Übertragen der elektrischen Energie an den Energiespeicher und eine Fixiereinrichtung zum ortsfesten Fixieren der Leitung bezüglich der Schwenkachse. In anderen Worten soll dadurch die Leitung an einer definierten Position relativ zur Schwenkachse (und beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug relativ zur Karosserie) gehalten werden.
  • Die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Leitung einen ersten Abschnitt aufweist, der sich zwischen der Fixiereinrichtung und dem Spulenelement befindet und zumindest im Wesentlichen auf der Schwenkachse angeordnet ist. Unter „zumindest im Wesentlichen auf der Schwenkachse angeordnet“ ist hierbei zu verstehen, dass der erste Abschnitt vollständig, nahezu vollständig oder auch nur annähernd auf der Schwenkachse angeordnet ist bzw. mit der Schwenkachse zusammenfällt, wobei es auf kleinere Abweichungen von einer perfekten Übereinstimmung zwischen Schwenkachse und Leitung nicht wesentlich ankommt. Wenn bei dieser Konfiguration das Spulenelement von der ersten Stellung in die zweite Stellung verschwenkt wird, wird dabei der erste Abschnitt der Leitung in erster Linie nicht wie bei bekannten Lösungen gebogen, sondern unterliegt lediglich einer definierten Torsion, da durch das Abklappen des Spulenelements keine Änderung der Wegstrecke von dem ersten Abschnitt bis zum Spulenelement erfolgt, weil der erste Abschnitt auf der Schwenkachse angeordnet ist. Solche definierten Torsionen der Leitung sind deutlich besser beherrschbar hinsichtlich einer Materialverschlechterung der Leitung, da Biegebeanspruchungen vermieden bzw. sehr stark reduziert werden. Da demzufolge keine Biegungen der Leitung beim Abklappen oder Zurückklappen des Spulenelements auftreten, wird auch die Gefahr von Beschädigungen der Leitung vermieden.
  • Die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung weist weitere Vorteile auf:
  • Verschleiß und Beschädigungen durch die Bewegung können ausgeschlossen werden. Deutliche Überlängen der Kabel (um z.B. im abgeklappten Zustand die Verbindung darstellen zu können) sowie scharfe Knicke und undefinierte Biegungen der Leitungen werden vermieden. Mit sehr geringen zusätzlichen Biegebewegungen können sehr flexibel Kabelführungen konstruiert werden. Es besteht eine hohe Freiheit bei der Gestaltung der Drehaufhängung/-Lagerung. Aufgrund des integrativen Ansatzes (Bewegung der Leitung erfolgt sehr nahe der Schwenkachse, es treten nur sehr geringe Überlängen auf, die definiert geführt werden können) ist eine Realisierung auf kleinem Bauraum möglich.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich die Ladeeinrichtung dadurch aus, dass - wenn das Spulenelement durch eine erste Hauptflächenseite und eine zweite Hauptflächenseite begrenzt ist - die Schwenkachse in dem Bereich, der durch die durch die beiden Hauptflächenseiten definierten Ebenen begrenzt ist, im Abstand von dem Spulenelement angeordnet ist. Somit befindet sich die Schwenkachse in etwa in der gleichen „Schicht“, wie sie durch das flächige Spulenelement definiert ist, oder auch etwas außerhalb, jedoch noch in dem besagten Bereich. Dadurch ist eine besonders einfache und sichere Handhabung sowie praktische Einsetzbarkeit insbesondere beim Einbau einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung im Bereich des Fahrzeugunterbodens möglich.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Ladeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittelachse des ersten Abschnitts mit der Schwenkachse zusammenfällt. Bei einer solchen Konfiguration einer weitestgehenden Übereinstimmung des ersten Abschnitts mit der Schwenkachse treten praktisch keinerlei Biegebeanspruchungen der Leitung auf, sondern nur Torsionsbeanspruchungen, was eine besonders gute Materialschonung ermöglicht.
  • In vorteilhafter Weise weist die Leitung einen Anschlussabschnitt auf, mit dem sie an das Spulenelement angeschlossen ist, und der Anschlussabschnitt ist an einer Abwinkelstelle abgewinkelt und geht in den ersten Abschnitt über. Hierbei erstreckt sich der erste Abschnitt im Wesentlichen über die gesamte Strecke von der Abwinkelstelle bis zur Fixiereinrichtung. Dadurch wird die Torsion beim Abklappen des Spulenelements auf die maximal mögliche Weglänge „verteilt“, was ebenfalls eine verbesserte Materialschonung ermöglicht.
  • Es ist von Vorteil, wenn zwischen der Fixiereinrichtung und der Abwinkelstelle eine Straffungseinrichtung zur Straffhaltung der Leitung sowohl in der ersten Stellung als auch in der zweiten Stellung vorgesehen ist. Auf diese Weise lässt sich in dem Fall, in dem die Leitung beispielsweise mangels Verkürzung durch die Torsion infolge des Herunterklappens des Spulenelements eine gewisse Überlänge aufweist, ein Spiel der Leitung und ein entsprechendes, meist als störend empfundenes, Klappern vermeiden. Durch das permanente Straffhalten der Leitung kann nicht nur das Klappern, sondern auch jegliche andere Bewegung der Leitung bzw. des ersten Abschnitts verhindert werden, was günstige Auswirkungen auf die Alterung der Leitung hat.
  • Besonders gut geeignet ist die vorliegende Erfindung dann, wenn die Leitung als Flachkabel mit mindestens zwei Leitungssträngen ausgebildet ist. Bei dieser Konfiguration ist die Torsion der Leitung in besonders einfacher Weise möglich.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung weist das Spulenelement eine Hauptflächenseite auf, an der eine Schutzplatte lösbar befestigt ist, die in eine Schutzstruktur, insbesondere einen Unterfahrschutz eines Kraftfahrzeugs, eingebaut bzw. einbaubar ist und/oder an der Schutzstruktur befestigt werden kann. Daher ist die Leitung durch die Schutzstruktur gut geschützt.
  • Eine vorteilhafte Variante der Befestigung des Spulenelements besteht darin, dass das Spulenelement Zapfen für einen Eingriff mit einer jeweiligen Lagereinrichtung in Form eines Lagerbocks oder einer federnden Einrasteinrichtung aufweist, wodurch das Spulenelement zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verschwenkbar bezüglich der Lagereinrichtung ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Variante der Befestigung des Spulenelements besteht darin, dass das Spulenelement Haken für einen Eingriff mit einer jeweiligen Lagereinrichtung in Form von Eingriffsöffnungen aufweist, wodurch das Spulenelement zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verschwenkbar bezüglich der Lagereinrichtung ist.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Ladeeinrichtung gemäß vorstehender Beschreibung, wobei die Schwenkachse zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Fahrzeughochachse angeordnet ist. Dementsprechend ergeben sich auch gleiche oder ähnliche Vorteile wie die in Verbindung mit dem vorstehend Beschriebenen, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung verwiesen wird.
  • Einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Vorderansicht auf eine erfindungsgemäße Ladeeinrichtung zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, mit einer kraftfahrzeugseitigen Sekundärspule und einer korrespondierenden Primärspule zum induktiven Übertragen von elektrischer Energie auf die Sekundärspule;
    • 2 eine schematische Seitenansicht auf die Ladeeinrichtung;
    • 3 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Aufbaus einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung (Sekundärspule);
    • 4A und 4B schematische Ansichten einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung in hochgeklappter Stellung in Seitenansicht bzw. in Draufsicht;
    • 4C eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung von 4A in heruntergeklappter Stellung;
    • 5A bis 5C schematische Ansichten entsprechend den 4A bis 4C einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung;
    • 6A eine schematische Ansicht einer beispielhaften Leitung im Querschnitt ohne Torsion;
    • 6B eine schematische Ansicht von zwei Schnitten durch eine beispielhafte Leitung ohne bzw. mit 90° Torsion;
    • 6C eine schematische Ansicht eines ersten Abschnitts einer beispielhaften Leitung in Seitenansicht, wobei am linken Ende zusätzlich ein Querschnitt der Leitung ohne Torsion und am rechten Ende ein Querschnitt der Leitung mit 90° Torsion dargestellt sind;
    • 7A und 7B eine perspektivische bzw. eine Seitenansicht eines ersten Beispiels für die Befestigung der Ladeeinrichtung an einer Stützstruktur;
    • 8 eine Seitenansicht eines zweiten Beispiels für die Befestigung der Ladeeinrichtung an einer Stützstruktur;
    • 9 eine Seitenansicht eines dritten Beispiels für die Befestigung der Ladeeinrichtung an einer Stützstruktur;
    • 10 ein Beispiel für eine Verbindung der Ladeeinrichtung mit einer Fahrzeugstruktur; und
    • 11A bis 11E verschiedene Stadien des Einbaus einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung und deren Verschwenkung in die Gebrauchsstellung.
  • In 1 und 2 ist eine an einem Kraftfahrzeug 10 angebrachte erfindungsgemäße Ladeeinrichtung 20 schematisch in Vorder- bzw. Seitenansicht dargestellt. Von einer beispielsweise am Boden angeordneten, fest installierten Primärspule 19 wird Energie an die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung 20 (von der nur die Sekundärspule als Spulenelement 30 für die vorliegende Erfindung wesentlich ist) übertragen, was durch einen Pfeil E angedeutet ist. In 1 ist zusätzlich die Fahrzeughochachse Z angegeben, zu welcher das Spulenelement 30 in seiner flächigen Ausgestaltung senkrecht ausgerichtet ist.
  • In den nachfolgenden Figuren werden jeweils gleiche Bezugszahlen für gleiche oder äquivalente Teile verwendet und aus Gründen der Knappheit der Darstellung nicht erneut beschrieben.
  • 3 zeigt einen beispielhaften Aufbau des bei der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 20 verwendeten flächigen Spulenelements 30. In einem Gehäuse 33 ist eine Spulenanordnung 34 (also die Sekundärspule) angeordnet. Bei dieser Darstellung wird die Oberseite als erste Hauptflächenseite 31 bezeichnet, während die Unterseite als zweite Hauptflächenseite 32 bezeichnet wird. Zwischen der Spulenanordnung 34 und der Oberseite ist eine Ferritschicht 35 angeordnet. Der elektrische Anschluss des Spulenelements 30 an einen Energiespeicher 12 des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt über eine Leitung 40 mit deren Anschlussabschnitt 44.
  • In den 4A und 4B ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 20 mit hochgeklapptem Spulenelement 30 dargestellt. Das Spulenelement 30 ist bei dieser Ausführungsform mittels Zapfen 74 an jeweiligen Lagerböcken 76 (die beispielsweise an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind) befestigt. Die hier dargestellten Befestigungen 71 (beispielsweise Schrauben) dienen der sicheren Befestigung des hochgeklappten Spulenelements 30 an der Fahrzeugkarosserie. Mit der Bezugszahl 28 ist die Schwenkachse bezeichnet, um die herum das Spulenelement 30 aus der in 4A gezeigten hochgeklappten Stellung in die in 4C gezeigte abgeklappte bzw. heruntergeklappte Stellung (und wieder zurück) verschwenkt werden kann. Dies ist durch einen Pfeil V in 4C angedeutet.
  • Der elektrische Anschluss erfolgt über eine Anschlussleitung 40, die - zum Beispiel beim Hoch- und Herunterklappen des Spulenelements 30, jedoch auch beispielsweise in der Gebrauchsstellung während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs - über eine (fahrzeugfeste) Fixiereinrichtung 50 ortsfest (in diesem Beispiel an der Fahrzeugkarosserie) gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform weist die Leitung 40 einen ersten Abschnitt 42 auf. Der erste Abschnitt 42 verläuft linear bzw. gestreckt bis zu einer Abwinkelstelle 43, wo die Leitung 40 abgewinkelt ist und sich in einem Anschlussabschnitt 44 fortsetzt, der an das Spulenelement 30 angeschlossen ist. Wie aus den 4A bis 4C gut ersichtlich ist, verläuft der zweite Abschnitt 42 der Leitung 40 genau auf der Drehachse 28. Mit anderen Worten fallen die Mittelachse des zweiten Abschnitts 42 und die Drehachse 28 zusammen.
  • Die 5A bis 5C zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 20 in zu den 4A bis 4C analogen Ansichten. Bei der zweiten Ausführungsform ist zusätzlich eine Straffungseinrichtung 60 in Form eines Anschlags oder einer gekrümmten Niederhalteeinrichtung vorgesehen, welche durch ihre Art der Ausgestaltung sicherstellt, dass die Leitung 40 bzw. deren zweiter Abschnitt 42 beispielsweise bei Fahrbewegungen des Kraftfahrzeugs nicht „locker“ ist bzw. wird und Klappergeräusche erzeugt sowie einer vorschnellen Alterung der Leitung 40 bzw. 42 Vorschub leistet. Insbesondere aus 5B ist erkennbar, dass bei dieser zweiten Ausführungsform der erste Abschnitt 42 nicht so geradlinig verläuft wie bei der ersten Ausführungsform, und dass der erste Abschnitt 42 nicht vollständig auf der Schwenkachse 28 liegt, sondern nur angenähert bzw. nur „im Wesentlichen“.
  • 6A zeigt im Querschnitt eine beispielhafte Leitung 40, bei der zwei Leitungsstränge 46, 47 in einer äußeren Isolierungsschicht 48 mit Schirmgeflecht aufgenommen sind. Wie aus 6B ersichtlich ist, können bei einer Torsion um 90° - was durch zwei Pfeile T angedeutet ist - die beiden Leitungsstränge 46 und 47 problemlos gegeneinander verschoben bzw. vertreten werden. Bei einer derartigen Torsion treten somit keine problematischen Materialbeanspruchungen auf. Dieser Sachverhalt ist auch in der Seitenansicht von 6C des ersten Abschnitts 42 mit den an den Enden des ersten Abschnitts 42 darunter angegebenen Querschnitten ohne/mit Torsion schematisch dargestellt, wonach jeder einzelne der beiden Leitungsstränge 46 und 47 nur eine geringe Biegebewegung erfährt und nur einen geringfügig höheren Längenbedarf hat.
  • 7A und 7B zeigen in perspektivischer Ansicht bzw. in Schnittdarstellung ein erstes Beispiel der Befestigung der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 20 an einer Schutzstruktur 14, für die hier beispielhaft die Unterbodenstruktur eines Kraftfahrzeugs angenommen wird. An der Unterbodenstruktur 14 - die auch als Unterfahrschutz dient - sind Lagerblöcke 76 vorgesehen, in die jeweilige Zapfen 74 eingreifen, welche an dem Spulenelement 30 befestigt sind. Wie insbesondere aus 7A ersichtlich ist, kann dadurch das Spulenelement 30 um die Schwenkachse 28 herum nach unten verschwenkt werden. Wie in 7B dargestellt ist, ist an der Unterseite des Spulenelements 30 eine Schutzplatte 70 befestigt, die als Unterfahrschutz für das Spulenelement 30 dient. Bei einer entsprechenden Befestigung des Spulenelements 30 an der Unterbodenstruktur 14 - beispielsweise über die Schutzplatte 70 - kann ein Luftspalt 75 zwischen dem Lagerbock 76 und dem Zapfen 74 gebildet werden, wodurch es möglich ist, den Zapfen 74 im Fahrbetrieb kräftefrei und damit verschleißfrei zu halten.
  • 8 zeigt ein zweites Beispiel der Befestigung der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 20 an der Unterbodenstruktur 14. Anders als beim ersten Beispiel wird hier der Zapfen 74 seitlich in eine federnde Einrasteinrichtung 77 (auch als Clip bezeichnet) eingesetzt bzw. eingerastet, die an der Unterbodenstruktur 14 befestigt ist.
  • 9 zeigt ein drittes Beispiel der Befestigung der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 20 an der Unterbodenstruktur 14. Hierbei werden jeweilige an dem Spulenelement 30 befestigte Haken in Eingriffsöffnungen 79 eingehängt, die in der Unterbodenstruktur 14 vorgesehen sind.
  • Allen drei vorstehend beschriebenen Beispielen der Befestigung der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 20 an der Unterbodenstruktur 14 ist gemeinsam, dass das Spulenelement 30 jeweils aus der dargestellten ersten Stellung (Gebrauchsstellung) nach unten in die zweite Stellung (Wartungsstellung) verschwenkt werden kann.
  • 10 stellt dar, wie die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung 20 in die Schutzabdeckung bzw. Unterbodenstruktur 14 integriert werden kann. An der Unterseite des Spulenelements 30 ist eine Schutzplatte 70 angebracht, die gleichzeitig als Träger für das Spulenelement 30 dient. Der Befestigung der Baueinheit aus dem Spulenelement 30 und der Schutzplatte 70 an der Unterbodenstruktur 14 dienen jeweilige Schrauben 71 (vergleiche 4A und 4B). Dabei können die Schutzplatte 70 und das Spulenelement 30 gemeinsam durch Verschwenken der Zapfen 74 in dem Clip 77 heruntergeklappt werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass einwirkende Kräfte auf die Schutzplatte 70 beschränkt bleiben und dadurch das Spulenelement 30 und das jeweilige „Scharnier“ auch bei starken Steinschlägen kaum belastet wird.
  • Anhand der 11A bis 11E soll abschließend kurz die Montage einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 20 am Unterboden eines Kraftfahrzeugs 10 beschrieben werden, von dem in gestrichelten Linien die Unterbodenfreiheitslinie 16 dargestellt ist. Gemäß 11A wird zunächst das Spulenelement 30 mit dem daran befestigten Zapfen 74 in die am Kraftfahrzeug 10 festgelegte federnde Einrasteinrichtung 77 eingeführt bzw. eingeclipst. Somit ist das Spulenelement 30 gemäß Darstellung von 11B mit seinem Zapfen 74 in den Clip 77 frei eingehängt. Danach wird die Leitung 40 mittels der Fixiereinrichtung 50, die hier beispielhaft als Befestigungslasche ausgestaltet ist, fixiert (vergleiche 11C) und anschließend das Spulenelement 30 nach oben geklappt. Da das Spulenelement 30 gemäß Darstellung von 11D noch nicht mit der Unterbodenstruktur 14 fest verbunden (verschraubt) ist, befindet sich das Spulenelement 30 noch unterhalb seiner Endlage, die der ersten Stellung (Gebrauchsstellung) entspricht. Nach der Verschraubung des Spulenelements 30 an der Unterbodenstruktur 14 befindet sich das Spulenelement 30 in der in 11E dargestellten Endlage (Gebrauchsstellung).
  • Es ist ersichtlich, dass das gleiche System, wie es zum Verschwenken des Spulenelements 30 aus der Gebrauchsstellung in die Wartungsstellung verwendet werden kann, bereits bei der Montage verwendet werden kann. Insbesondere ist hierbei zu erwähnen, dass somit bei der Montage des Spulenelements 30 zuerst die Leitung 40 eingesteckt werden kann und diese Leitung keine Überlänge aufweisen muss, die dann in einem eigenen Montageschritt verstaut werden müsste.
  • Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung des Spulenelements, der Schwenkachse sowie der Leitungen mit ihren jeweiligen Abschnitten, 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015210445 A1 [0002, 0003]

Claims (10)

  1. Ladeeinrichtung (20) zum induktiven Laden eines Energiespeichers (12) eines Kraftfahrzeugs (10), umfassend ein flächiges Spulenelement (30) zum induktiven Aufnehmen von elektrischer Energie, das zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung um eine Schwenkachse (28) verschwenkbar ist, die seitlich neben dem Spulenelement (30) angeordnet ist, eine mit dem Spulenelement (30) elektrisch verbundene Leitung (40) zum Übertragen der elektrischen Energie an den Energiespeicher (12), und eine Fixiereinrichtung (50) zum ortsfesten Fixieren der Leitung (40) bezüglich der Schwenkachse (28), dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (40) einen ersten Abschnitt (42) aufweist, der sich zwischen der Fixiereinrichtung (50) und dem Spulenelement (30) befindet und zumindest im Wesentlichen auf der Schwenkachse (28) angeordnet ist.
  2. Ladeeinrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulenelement (30) durch eine erste Hauptflächenseite (31) und eine zweite Hauptflächenseite (32) begrenzt ist und die Schwenkachse (28) in dem Bereich, der durch die durch die beiden Hauptflächenseiten (31, 32) definierten Ebenen begrenzt ist, im Abstand von dem Spulenelement (30) angeordnet ist.
  3. Ladeeinrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse des ersten Abschnitts (42) mit der Schwenkachse (28) zusammenfällt.
  4. Ladeeinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (40) einen Anschlussabschnitt (44) aufweist, mit dem sie an das Spulenelement (30) angeschlossen ist und der an einer Abwinkelstelle (43) abgewinkelt ist und in den ersten Abschnitt (42) übergeht und sich der erste Abschnitt (42) im Wesentlichen über die gesamte Strecke von der Abwinkelstelle (43) bis zur Fixiereinrichtung (50) erstreckt.
  5. Ladeeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (40) einen Anschlussabschnitt (44) aufweist, mit dem sie an das Spulenelement (30) angeschlossen ist und der an einer Abwinkelstelle (43) abgewinkelt ist und in den ersten Abschnitt (42) übergeht und zwischen der Abwinkelstelle (43) und der Fixiereinrichtung (50) eine Straffungseinrichtung (60) zur Straffhaltung der Leitung (40) sowohl in der ersten Stellung als auch in der zweiten Stellung vorgesehen ist.
  6. Ladeeinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (40) als Flachkabel mit mindestens zwei Leitungssträngen (46, 47) ausgebildet ist.
  7. Ladeeinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulenelement (30) eine Hauptflächenseite (32) aufweist, an der eine Schutzplatte (70) lösbar befestigt ist, die in eine Schutzstruktur, insbesondere einen Unterfahrschutz eines Kraftfahrzeugs, integrierbar und/oder an der Schutzstruktur befestigbar ist.
  8. Ladeeinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulenelement (30) Zapfen (74) für einen Eingriff mit einer jeweiligen Lagereinrichtung in Form eines Lagerbocks (76) oder einer federnden Einrasteinrichtung (77) aufweist, wodurch das Spulenelement (30) zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verschwenkbar bezüglich der Lagereinrichtung ist.
  9. Ladeeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulenelement (30) Haken (78) für einen Eingriff mit einer jeweiligen Lagereinrichtung in Form von Eingriffsöffnungen (79) aufweist, wodurch das Spulenelement (30) zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verschwenkbar bezüglich der Lagereinrichtung (20) ist.
  10. Kraftfahrzeug (10) mit einer Ladeeinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkachse (28) zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Fahrzeughochachse (z) angeordnet ist.
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