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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entriegelungseinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Entriegelungseinrichtung.
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Im Zuge der Ausstattung von Kraftfahrzeugen mit elektrischen Antrieben ist es notwendig, elektrische Ladeprozesse von Batterien dieser Kraftfahrzeuge einfach und sicher auszugestalten. Dabei kann es notwendig sein, bei der elektrischen Ladung von in Kraftfahrzeugen integrierten Batterien verwendete Ladestecker in ihrer jeweiligen Lade-Position am Kraftfahrzeug zu verriegeln, und aber auch mechanisch zu entriegeln, um die Ladestecker wieder von den Kraftfahrzeugen entfernen zu können.
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Zu diesen Zwecken existieren bereits unterschiedliche Einrichtungen.
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Unter anderem ist vorgesehen, dass manuell betätigbare Entriegelungseinrichtungen in den Kraftfahrzeugen vorhanden sind, bei denen über eine manuell in ein Zugmittel eingeleitete Betätigungskraft eine Entriegelung des Ladesteckers stattfindet, sodass dieser elektrisch vom Kraftfahrzeug getrennt wird oder trennbar ist. Eine solche Entriegelungseinrichtung wird auch als Notentriegelung bezeichnet.
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Je nach konstruktiver Ausführungsform des jeweiligen Verriegelungsaktors können allerdings die Herstellungs- und Montagekosten durch die Einzelteile der Notentriegelung relativ hoch ausfallen.
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Eine bekannte Bauform der Notentriegelung umfasst einen Bowdenzug, der zur Einleitung einer manuellen Betätigungskraft dient, und direkt an ein Getriebe des Verriegelungsaktors angebunden ist.
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In dieser Ausführungsform der Notentriegelung ist eine mechanische Verbindung zwischen Bowdenzug und Getriebe zu realisieren, z.B. über aufgecrimpte tonnenförmige Geometrie, die in einem Kunststoffteil des Getriebes formschlüssig fixiert ist. Der Bowdenzug muss beschichtet sein, um eine Abdichtung zu gewährleisten. Am Bowdenzug muss des Weiteren ein Formelement wie zum Beispiel ein Haken befestigt werden, wie zum Beispiel angecrimpt werden, um Anschlussmöglichkeit für einen manuell betätigbaren Griff bereitzustellen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, durch Umspritzung eines Bowdenzugs eine mechanische Verbindung mit einer Zahnstange im Verriegelungsaktor auszuführen. Die Zahnstange nimmt in dieser Ausführungsform eine Seite des Bowdenzugs auf.
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Die
DE 10 2022 100 995 A1 lehrt eine Öffnungs- und Schließvorrichtung, umfassend eine Klappe, welche drehbar an einem Scharnierarm befestigt ist und einen Aktuator zur Betätigung der Klappe, wobei der Aktuator mit einer drehbaren Spindel gekoppelt ist, welche mit einem Klappenbetätigungselement gekoppelt ist, dergestalt, dass bei Drehung der Spindel eine translatorische und rotatorische Bewegung zur Verriegelung und Bewegung der Klappe ausführt. Die Öffnungs- und Schließvorrichtung umfasst des Weiteren eine Notentriegelungsvorrichtung, die Zähne aufweist, welche mit Zähnen einer Verriegelungshülse in Eingriff stehen.
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In der
DE 10 2018 104 529 A1 ist eine mechanische Notentriegelung vorgesehen, bei der ein Verriegelungselement durch das Betätigen einer Notentriegelung von einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung verstellbar ist. Durch die mechanische Notentriegelung kann ein Verriegelungsmechanismus im Bedarfsfall auch manuell in eine Freigabestellung bewegt werden. Die Notentriegelung kann einen Bowdenzug oder ein Seil umfassen, an dem ein Benutzer zur Freigabe des Verriegelungsmechanismus ziehen kann.
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Der
DE102018123949A1 ist eine Betätigungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen einer Abdeckung in oder an einem Fahrzeug entnehmbar. Diese Betätigungsvorrichtung kann eine Zahnstange umfassen, die Teil einer Notentriegelung ist, mit der bei einem Ausfall einer Antriebseinrichtung die Blockierung eines Stößels aufgehoben werden kann. Dazu kann die Zahnstange manuell betätigt werden, beispielsweise über eine Zugeinrichtung, wie einen Bowdenzug, gezogen werden, wodurch wiederum das Zahnrad zum Bewegen, beispielsweise zum Ziehen des Blockierriegels in die Freigabestellung bewegt, beispielsweise gezogen wird. Entsprechend kann eine Zugeinrichtung vorgesehen sein, wobei die Zahnstange durch manuelles Ziehen der Zugeinrichtung betätigbar sein kann.
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Die
DE202021102424U1 lehrt Betätigungsvorrichtungen für Abdeckungen im Automobilbereich. Hier ist unter anderem eine Notentriegelung zum bedarfsweisen und insbesondere manuellen Entriegeln einer Abdeckung vorgesehen, wobei die Notentriegelung durch eine lösbare Verbindung zwischen einer Betätigungshülse und der Abdeckung bzw. einem die Abdeckung tragenden Teil gebildet wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entriegelungseinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Entriegelungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen in einfacher und kostengünstiger Weise eine Entriegelung einer Verriegelungseinheit realisierbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Entriegelungseinrichtung nach Anspruch 1 und durch das Verfahren zur Herstellung der Entriegelungseinrichtung nach Anspruch 8. Vorteilhafte Ausführungsformen der Entriegelungseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2-7 angegeben. Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Entriegelungseinrichtung ist im Unteranspruch 9 angegeben.
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Ergänzend wird ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welches eine erfindungsgemäße Entriegelungseinrichtung aufweist.
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Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine Entriegelungseinrichtung zur mechanischen Entriegelung einer Verriegelungseinheit, umfassend ein bewegbares Getriebeglied sowie ein Zugmittel zur Einleitung einer Zugkraft in das Getriebeglied zwecks dessen Bewegung, wobei das Getriebeglied und das Zugmittel integrale Bestandteile eines das Getriebeglied und das Zugmittel umfassenden Kombinationselementes sind.
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Die Verriegelungseinheit kann zum Beispiel einer Verriegelung eines Ladesteckers an einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug dienen.
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Das Zugmittel dient zur Aufnahme einer manuell in das Zugmittel eingebrachten Zugkraft. Das Zugmittel ist dazu eingerichtet, eine translatorische Bewegung auszuführen und dabei eine Kraft auf das Getriebeglied zwecks dessen Bewegung zu übertragen.
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Durch die Verwendung des Kombinationselementes und die Integration der Funktion sowohl des Zugmittels als auch des Getriebegliedes in das Kombinationselement lassen sich verschiedene Herstellungs- und Montageschritte einsparen, wie zum Beispiel die Herstellung einer Verbindung zwischen Zugmittel und Getriebeelement, die Bereitstellung von Durchführungen des Zugmittels und dessen Beschichtung.
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Dabei kann zumindest in einem Übergangsbereich des Kombinationselements zwischen dem Getriebeglied und dem Zugmittel das Getriebeglied und das Zugmittel aus demselben Material ausgeführt sein. Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Getriebeglied und das Zugmittel vollständig aus demselben Material ausgeführt sind. Entsprechend ist vorgesehen, dass zwischen dem Getriebeglied und dem Zugmittel keine lösbare Verbindung ausgeführt ist.
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Am Zugmittel an dessen dem Getriebeglied abgewandten Seite kann ein Befestigungselement für einen manuell betätigbaren Griff oder der manuell betätigbare Griff selbst ausgebildet sein, sodass das Kombinationselement auch ein Befestigungselement bzw. einen derartigen Griff umfasst.
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Das Getriebeglied kann ein Rotationselement sein, wobei das Zugmittel auf einem Umfang des Rotationselementes in dieses übergeht. Der Umfang des Rotationselements muss dabei nicht zwingend dessen Außenumfang sein. Des Weiteren muss das Rotationselement nicht vollständig rund ausgeführt sein. Die in das Zugmittel eingeleitete Zugkraft bewirkt hier eine Rotation des Getriebeglieds.
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Das Rotationselement kann dabei drehfest mit einem Antriebs-Zahnrad gekoppelt sein. Die Bewegung des Antriebs-Zahnrads kann unmittelbar oder mittelbar zur Entriegelung genutzt werden. In dieser Ausführungsform kann das Kombinationselement also nicht nur das Rotationselement als Getriebeglied und das Zugmittel umfassen, sondern auch noch ein Antriebs-Zahnrad.
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Das Antriebs-Zahnrad kann in eine Riegel-Zahnstange eingreifen, die einen Riegelzapfen ausbildet oder mit einem Riegelzapfen mechanisch fest verbunden ist. Der Riegelzapfen bzw. Verriegelungsstift kann dazu eingerichtet sein, Ladestecker von Elektro- und Hybrid-Kraftfahrzeugen in ihrer eingesteckten Position zu verriegeln. Die Entriegelungseinrichtung ist dazu vorgesehen, eine Entriegelung des Ladesteckers zu bewirken. Derart kann beispielsweise eine mechanische Notentriegelung des Ladesteckers in einem Fehlerfall erfolgen, um das Fahrzeug von dem Ladestecker zu trennen. Die Riegel-Zahnstange kann dabei in einer Translationsführung, ggf. in einer Linearführung bzw. Kulisse, geführt sein.
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Eine alternative Ausführungsform des Getriebegliedes sieht vor, dass das Getriebeglied eine Zahnstange ist, in die ein Abtriebs-Zahnrad eingreift. Die in das Getriebeglied eingeleitete Zugkraft bewirkt hier eine Translation des Getriebeglieds, und damit eine Rotation des in die Verzahnung der Zahnstange eingreifenden Abtriebs-Zahnrades. In dieser Ausführungsform umfasst das Kombinationselement also die Zahnstange als Getriebeglied und das Zugmittel.
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Das Abtriebs-Zahnrad kann mit einer Riegel-Zahnstange in Wirkverbindung stehen, die einen Riegelzapfen ausbildet oder mit einem Riegelzapfen mechanisch fest verbunden ist.
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Diese Wirkverbindung kann dabei unmittelbar realisiert sein, so dass also die Verzahnung des Abtriebs-Zahnrades in die Verzahnung der Riegel-Zahnstange eingreift. Alternativ ist vorgesehen, dass das Abtriebs-Zahnrad mit einem Antriebs-Zahnrad mechanisch gekoppelt ist, wie z.B. drehfest verbunden ist, und die Verzahnung des Antriebs-Zahnrades mit der Verzahnung der Riegel-Zahnstange kämmt. In dieser Situation ist die Wirkverbindung zwischen Abtriebs-Zahnrad und Riegel-Zahnstange mittelbar ausgeführt.
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Ein jedes Zahnrad kann dabei vollumfänglich eine Verzahnung aufweisen, oder -je nach beabsichtigtem Drehwinkel - gegebenenfalls auch nur mit einem Zahnsegment ausgestattet sein.
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Auch hier kann der Riegelzapfen bzw. Verriegelungsstift dazu eingerichtet sein, Ladestecker von Elektro- und Hybrid- Kraftfahrzeugen in ihrer eingesteckten Position zu verriegeln. Die Entriegelungseinrichtung ist dazu vorgesehen, eine Entriegelung des Ladesteckers zu bewirken. Derart kann beispielsweise eine mechanische Notentriegelung des Ladesteckers in einem Fehlerfall erfolgen, um das Fahrzeug von dem Ladestecker zu trennen. Die Riegel-Zahnstange kann dabei in einer, ggf. in einer Linearführung bzw. Kulisse, geführt sein.
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Anstelle von einer mit einem Zahnrad in Wirkverbindung stehenden Riegel-Zahnstange kann auch ein Kurbelgetriebe Anwendung finden, welches mit dem Zahnrad gekoppelt ist und eine translatorische Bewegung des Verriegelungsstiftes bzw. des Riegelzapfens bewirken kann.
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Es wird mit der vorliegenden Erfindung auch eine Verriegelungseinheit zur Verfügung gestellt, die zum Beispiel einer Verriegelung eines Ladesteckers an einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug dient, und welche die beschriebene Entriegelungseinrichtung umfasst.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer beschriebenen Entriegelungseinrichtung zur mechanischen Entriegelung einer Verriegelungseinheit, bei dem ein bewegbares Getriebeglied sowie ein Zugmittel zur Einleitung einer Zugkraft in das Getriebeglied zwecks dessen Bewegung als integrale Bestandteile eines das Getriebeglied und das Zugmittel umfassenden Kombinationselementes hergestellt werden.
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Die Herstellung des Kombinationselementes kann in einem Urformverfahren erfolgen. Beispielsweise kann Spritzgießen zur Herstellung des Kombinationselementes und damit des Getriebeglieds und des Zugmittels eingesetzt werden.
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Das Urformverfahren ermöglicht es, anstelle der Herstellungs- und Montageschritte für ein aufwändiges System mit Bowdenzug und dessen beidseitiger Anbindung die benötigten Funktionen in einem Kunststoffgetriebe-Bauteil zu integrieren, mit dem Vorteil der kostengünstigen Herstellung sowie der einfachen und zeitsparende Montage.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels des Urformverfahrens am Zugmittel an dessen dem Getriebeglied abgewandten Seite ein Befestigungselement für einen manuell betätigbaren Griff oder der manuell betätigbare Griff selbst ausgebildet wird, sodass das Kombinationselement auch ein Befestigungselement bzw. einen derartigen Griff umfasst, der es einer Bedienperson ermöglicht, in einfacher und ergonomischer Weise eine Zugkraft in das Zugmittel und demzufolge in das Kombinationselement einzubringen.
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Es wird des Weiteren auch ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welches eine beschriebene Entriegelungseinrichtung und/ oder eine gemäß dem beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Entriegelungseinrichtung hergestellte Entriegelungseinrichtung aufweist. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein zumindest teilweise elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug sein, welches zum Laden mittels einer elektrischen Steckverbindung eingerichtet ist.
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Das Kraftfahrzeug kann derart ausgestaltet sein, dass eine Betätigung der Entriegelungseinrichtung in einfacher Weise manuell durch eine Bedienperson erfolgt. Beispielsweise kann das dem Getriebeglied abgewandte Ende des Zugmittels an einer für die Bedienperson leicht zugänglichen Stelle positioniert sein, wie zum Beispiel in einem Kofferraum, gegebenenfalls hinter einer Verkleidung, sodass die Bedienperson in einfacher Weise manuell eine Zugkraft in das Zugmittel einleiten kann und derart eine Verriegelung eines Ladesteckers am Kraftfahrzeug lösen kann, sodass der Ladestecker elektrisch vom Kraftfahrzeug getrennt wird und ein Ladeprozess unterbrochen wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es zeigen
- 1: eine Entriegelungseinrichtung einer ersten Ausführungsform, und
- 2: eine Entriegelungseinrichtung einer zweiten Ausführungsform.
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Die in 1 dargestellte Entriegelungseinrichtung 1 umfasst ein Getriebeglied 10 in Form eines Rotationselements 13, welches drehbar in einem Gehäuse 2, welches auch das Gestell eines Getriebes darstellt, gelagert ist. An einem außermittigen Punkt des Getriebeglieds 10 bzw. des Rotationselements 13 und damit auf einem Umfang des Getriebeglieds 10 bzw. des Rotationselements 13 ist ein Zugmittel 20 mit dem Getriebeglied 10 bzw. dem Rotationselement 13 einstückig verbunden. Das bedeutet, dass das Getriebeglied 10 und das Zugmittel 20 eine Einheit in Form eines Kombinationselementes 30 ausbilden.
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Das Zugmittel 20 bildet auf seiner dem Getriebeglied 10 abgewandten Seite ein Befestigungselement 23 in Form eines Hakens zur mechanischen Befestigung eines Griffelements aus. Bei Einleitung einer Zugkraft 21 in das Befestigungselement 23 und somit in das Zugmittel 20 erfolgt eine translatorische Bewegung 22 des Zugmittels 20 entlang der Wirkung der Zugkraft 21.
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Die Zugkraft wird in einem Übergangsbereich 31 zwischen dem Zugmittel 20 und dem Getriebeglied 10 bzw. dem Rotationselement 13 auf das Getriebeglied 10 übertragen, sodass von dem Zugmittel 20 eine tangentiale Kraft 11 auf das Getriebeglied 10 bzw. das Rotationselement 13 ausgeübt wird, die ein Drehmoment auf das Rotationselement 13 bewirkt. Dadurch erfolgt eine rotatorische Bewegung 12 des Getriebeglieds 10 bzw. des Rotationselements 13.
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Mit dem Rotationselement 13 ist drehfest ein Antriebs-Zahnrad 40 gekoppelt, welches auf derselben Achse wie das Rotationselement 13 sitzt. Aufgrund der Drehbewegung des Rotationselements 13 wird auch das Antriebs-Zahnrad 40 gedreht. Dessen Verzahnung kämmt mit einer Riegel-Zahnstange 60, die außerhalb des Gehäuses 2 einen Riegelzapfen 61 ausbildet. Die Riegel-Zahnstange 60 bzw. deren Riegelzapfen 61 kann dabei in einer hier nicht dargestellten Translationsführung geführt sein.
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Durch die Rotation des Antriebs-Zahnrades 40 werden die Riegel-Zahnstange 60 und deren Riegelzapfen 61 translatorisch bewegt, sodass der Riegelzapfen 61 aus einer Verriegelungsposition heraus bewegt werden kann und eine Entriegelung bewirkt werden kann.
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Die in 2 dargestellte Entriegelungseinrichtung 1 umfasst ein Getriebeglied 10 in Form einer Zahnstange 14, welches verschiebbar in einem Gehäuse 2, welches auch das Gestell eines Getriebes darstellt, gelagert ist.
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An einem Punkt des Getriebeglieds 10 bzw. der Zahnstange 14 ist ein Zugmittel 20 mit dem Getriebeglied 10 bzw. der Zahnstange 14 einstückig verbunden. Das bedeutet, dass das Getriebeglied 10 und das Zugmittel 20 eine Einheit in Form eines Kombinationselementes 30 ausbilden.
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Das Zugmittel 20 bildet auf seiner dem Getriebeglied 10 abgewandten Seite ein Befestigungselement 23 in Form einer Öse zur mechanischen Befestigung eines Griffelements aus. Bei Einleitung einer Zugkraft 21 in das Befestigungselement 23 und somit in das Zugmittel 20 erfolgt eine translatorische Bewegung 22 des Zugmittels 20 entlang der Wirkung der Zugkraft 21.
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Die Zugkraft wird in einem Übergangsbereich 31 zwischen dem Zugmittel 20 und dem Getriebeglied 10 bzw. der Zahnstange 14 auf das Getriebeglied 10 übertragen, sodass von dem Zugmittel 20 eine Kraft 11 auf das Getriebeglied 10 bzw. die Zahnstange 14 ausgeübt wird. Dadurch erfolgt eine translatorische Bewegung 12 bzw. Verschiebung des Getriebeglieds 10 bzw. der Zahnstange 14. Eine Verzahnung der Zahnstange 14 steht im Eingriff mit einer Verzahnung eines Abtriebs-Zahnrades 50, sodass die translatorische Bewegung 12 der Zahnstange 14 in eine Rotationsbewegung des Abtriebs-Zahnrades 50 übersetzt wird.
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Das Abtriebs-Zahnrad 50 ist dabei in dem Gehäuse 2, welches auch das Gestell des Getriebes ausbildet, drehbar gelagert. Mit dem Abtriebs-Zahnrad 50 ist auf derselben Achse drehfest ein Antriebs-Zahnrad 40 gekoppelt. Die Verzahnung dieses Antriebs-Zahnrades 40 kämmt mit einer Riegel-Zahnstange 60, die außerhalb des Gehäuses 2 einen Riegelzapfen 61 ausbildet. Die Riegel-Zahnstange 60 bzw. deren Riegelzapfen 61 kann dabei in einer hier nicht dargestellten Translationsführung geführt sein.
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Durch die Rotation des Antriebs-Zahnrades 40 werden die Riegel-Zahnstange 60 und deren Riegelzapfen 61 translatorisch bewegt, sodass der Riegelzapfen 61 aus einer Verriegelungsposition heraus bewegt werden kann und eine Entriegelung bewirkt werden kann.
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Den beiden in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass das Getriebeglied 10 und das Zugmittel 20 in einem Kombinationselement 30 zusammengefasst sind.
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Entsprechend ist es zur Montage vom Getriebeglied 10 und vom Zugmittel 20 nicht mehr notwendig, eine mechanische Verbindung zwischen diesen Bauteilen herzustellen, da diese Elemente einstückig im Kombinationselement 30 ausgeführt sind, bei einer ausreichenden Zugfestigkeit im Übergangsbereich 31 zwischen dem Zugmittel 20 und dem Getriebeglied 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Entriegelungseinrichtung
- 2
- Gehäuse
- 10
- Getriebeglied
- 11
- Kraft auf das Getriebeglied
- 12
- Bewegung
- 13
- Rotationselement
- 14
- Zahnstange
- 20
- Zugmittel
- 21
- Zugkraft
- 22
- translatorische Bewegung
- 23
- Befestigungselement
- 30
- Kombinationselement
- 31
- Übergangsbereich
- 40
- Antriebs-Zahnrad
- 50
- Abtriebs-Zahnrad
- 60
- Riegel-Zahnstange
- 61
- Riegelzapfen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10 2022 100 995 A1 [0009]
- DE 10 2018 104 529 A1 [0010]
- DE 102018123949A1 [0011]
- DE 202021102424U1 [0012]