DE4212207C2 - Leitungsvorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitungsvorrichtung für Fahrzeuge. Die Lei­ tungsvorrichtung weist ein am Fahrzeug zu befestigendes Gehäuse auf, in dem eine Leitung untergebracht ist, die bei Bedarf aus dem Gehäuse entnommen werden und an eine externe Stromquelle angeschlossen werden kann, um dem Fahrzeug elektrischen Strom zuzuführen. Bei den Fahr­ zeugen kann es sich beispielsweise um Wohnmobile, Camping-Fahrzeuge und -Anhänger, Schiffe und Elektromobile handeln. Typischerweise er­ folgt die Stromzuführung bei stehendem (unbewegtem) Fahrzeug.

Eine wichtige und bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lei­ tungsvorrichtung betrifft eine Ladekabeleinrichtung für Elektromobile. Ohne daß damit eine Beschränkung verbunden sein soll, wird die erfin­ dungsgemäße Leitungsvorrichtung nachstehend mit Bezugnahme auf eine Ladekabeleinrichtung für Elektromobile erläutert.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Ladekabeleinrichtung für Elektro­ mobile. "Elektromobile" bezeichnet hier elektrisch angetriebene Straßen­ fahrzeuge. Elektromobile weisen als Antriebseinrichtung wenigstens einen Elektromotor sowie Akkumulatoren zur Speicherung des Fahrstromes und ein Ladegerät auf. Es muß ein Anschluß- oder Ladekabel vorgesehen werden, mit welchem das Ladegerät an eine externe Stromquelle ange­ schlossen werden kann. Über das Ladekabel fließt primärer Ladestrom (typischerweise Wechselstrom mit einer Spannung von 220 Volt und einer maximalen Stromstärke von 16 Ampere) zu dem Ladegerät, mit welchem daraus sekundärer Ladestrom erzeugt wird, der den Akkumulatoren zuge­ führt wird. Die Unterbringung eines solchen Ladekabels am Fahrzeug bereitet Schwierigkeiten, weil einerseits für das relativ starre Kabel in gestrecktem Zustand eine Länge von mehreren Metern gefordert wird und andererseits die Aufbewahrung des Kabels am Fahrzeug nur wenig Platz beanspruchen soll.

Bei einem bekannten Elektromobil dient zur Aufbewahrung des Ladekabels eine herkömmliche Kabeltrommel. An der Welle dieser Kabeltrommel liegt eine Spiralfeder an, und das Abspulen des Ladekabels spannt diese Feder. Nach Freigabe des Kabels soll die gespannte Feder das Kabel selbsttätig auf die Kabeltrommel aufspulen. Erfahrungsgemäß ist die Brauchbarkeit und Lebensdauer derartiger, mit einer Aufspulfeder versehener Kabel­ trommeln im Hinblick auf die hier zu erwartenden vergleichsweise rauhen Einsatzbedingungen in Verbindung mit relativ starren Ladekabeln begrenzt.

Des weiteren ist ein Elektromobil bekannt geworden (Modell "MICROCAR Light" der Willy ElektroMotion AG, CH-8952 Schlieren/Zürich, und Zeit­ schrift "Mobil E", das Magazin für Elektro- und Solarmobile, Nr. 1/92, Februar 1992, Abbildung auf Seite 8), bei dem "das Anschlußkabel in einem speziellen Kasten im Kofferraum sauber verstaut ist". Entsprechend der Abbildung dient als Anschlußkabel eine herkömmliche Wendelleitung, die von Hand aus dem Kasten entnommen und nach Abschluß des Ladevor­ ganges wieder von Hand in den Kasten gelegt werden muß. Die Wendel­ leitung ist offensichtlich wegen des geringen Platzbedarfs gewählt wor­ den. Jedenfalls weist das bekannte Anschlußkabel in Form einer Wendel­ leitung lediglich geringe Rückstellkraft auf, da selbst in entspanntem Zustand die Windungen der Wendelleitung nicht dicht aneinander anliegen, wie der fotografischen Darstellung zu entnehmen ist.

Die deutsche Patentschrift 11 23 724 offenbart ein sich selbsttätig raffendes flexibles Anschlußkabel für elektrische Geräte. Das bekannte Anschlußkabel weist isolierte Litzenleiter auf, die mit einem in Kabellängsrichtung verlaufenden Federelement verbunden sind, welches das Anschlußkabel im zugfreien Zustand selbsttätig in einer Spulen-, Spiral- oder Schleifenform gerafft hält. Die Besonderheit besteht darin, daß in der Isolierhülle des Anschlußkabels eine Längsrille ausgespart ist und daß das Federelement durch Einrastung in diese Längsrille mit dem Anschlußkabel selbsthaftend verbunden ist. An einem Endabschnitt des bekannten Anschlußkabels kann ein herkömmlicher Stecker elektrisch leitend angeschlossen sein. Für eine Ausführungsform kann die elastische Kraft des Federelementes so abgestimmt werden, daß sie nicht ausreicht, den Stecker des Anschlußkabels aus einer Steckdose herauszuziehen. Eine bestimmte, gerade für den Einsatz als Ladekabel für Elektromobile zweckmäßige Mindest-Rückstellkraft des bekannten Anschlußkabels wird nicht angegeben.

Die britische Patentschrift 831.386 offenbart eine Aufhänge- oder Abstützvorrichtung für ein Anschlußkabel, das eine vorgegebene Länge aufweist und das eine verfahrbare, elektrischen Strom benötigende Einrichtung mit einer fest installierten Stromzapfstelle verbindet. Die Aufhänge- oder Abstützvorrichtung weist eine paarweise Anordnung von Drähten auf, die mit einem Ende an der verfahrbaren Einrichtung festgelegt sind und deren anderer Endabschnitt auf einer Trommel aufgewickelt ist, die drehbar benachbart zu der Stromzapfstelle angebracht ist. Entsprechend der Entfernung der verfahrbaren Einrichtung von der Stromzapfstelle wird eine passende Drahtlänge von der Trommel abgespult; darüber hinaus werden die Drähte von der selbstaufwickelnden Trommel stets straff gespannt gehalten. Auf den Drähten laufen Rollen, an denen Haken befestigt sind (sog. Läufer), in welchen das Anschlußkabel eingelegt ist. Bei einer Annäherung der verfahrbaren Einrichtung an die Stromzapfstelle bildet das Anschlußkabel zwar durchhängende Bäuche zwischen benachbarten Haken; die Tiefe dieser Bäuche ist jedoch begrenzt, um eine Gefährdung auszuschließen. Dieses bekannte Anschlußkabel weist offensichtlich keine eigene Rückstellkraft auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache, robuste und langlebige Leitungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere eine Ladekabeleinrichtung für Elektromobile zu schaffen, die wenig Platz beansprucht und deren Leitung/Ladekabel nach Beendigung eines Strom­ versorgungs-/Ladevorganges selbsttätig in den dafür vorgesehenen Stauraum befördert wird.

Ausgehend von einer Leitungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere einer Ladekabeleinrichtung für Elektromobile, mit einem Gehäuse und mit einer Wendelleitung, die in dem Gehäuse unterbringbar ist und die aus dem Gehäuse herausführbar und an eine externe Stromquelle anschließbar ist, ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelleitung eine Rückstellkraft aufweist, die zumindest bei geringer Dehnung gleich oder größer als das Gewicht der Wendelleitung selbst ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So kann die Leitungsvorrichtung, insbesondere die Ladekabeleinrichtung vorzugsweise ein Gehäuse aufweisen, das rohrförmig ausgebildet ist, das ein erstes offenes sowie ein gegenüberliegendes zweites Gehäuseende aufweist und das einen langgestreckten, im wesentlichen zylindrischen Innenraum begrenzt, welcher die Wendelleitung aufnehmen kann, wenn deren Windungen dicht aneinander anliegen. Die Wendelleitung weist eine hohe Rückstellkraft auf und hat einen ersten und einen zweiten Endabschnitt, wobei am ersten Wendelleitungs-Endabschnitt ein herkömmlicher Stecker elektrisch leitend angeschlossen ist und der zweite Wendelleitungs- Endabschnitt am zweiten Gehäuseende festgelegt ist. Die gedehnte und aus dem offenen Gehäuseende herausgezogene Wendelleitung zieht sich aufgrund ihrer bestimmten Rückstellkraft nach Freigabe selbsttätig in den Gehäuse-Innenraum zurück.

Wendelleitungen und Verfahren zu deren Herstellung sind in der Fachwelt bekannt, beispielsweise auch aus der DE-PS 35 41 208. Die Rückstell­ kraft beruht auf den elastischen Eigenschaften von Kunststoffen. Maß­ gebend für die Erzielung einer hohen Rückstellkraft sind insbesondere die Wahl und Schichtdicke des Isoliermaterials der Adern, die ortsfeste Fixierung der isolierten Adern innerhalb eines Kunststoffmantels, die wahlweise Anwesenheit wenigstens eines weiteren, mit den Adern verseil­ ten Stranges aus ausgewähltem Elastomermaterial, und die Wahl der Bedin­ gungen für eine Temperbehandlung, während der das Kabel in Form einer Wendel mit dicht aneinanderliegenden Windungen gehalten wird.

Für die nachstehende Erläuterung werden drei Längen einer Wendelleitung unterschieden,

• a) die "gestreckte Länge", bei welcher die Wendelleitung zu einer ge­ raden, völlig gestreckten Leitung ausgezogen worden ist;
• b) die "maximal verwertbare Länge", bei welcher die Wendelleitung bis zu ihrer Elastizitätsgrenze gedehnt worden ist, ohne die elastische Rückstellkraft zu beeinträchtigen; und
• c) die "Rohrlänge", bei welcher die Wendelleitung völlig entspannt ist, die Windungen dicht aneinander anliegen, und die gesamte Wendellei­ tung ein geschlossenes Rohr bildet.

Bei der erfindungsgemäßen Ladekabeleinrichtung erfolgt die Rückführung der Leitung nach deren Freigabe in den dafür vorgesehenen Stauraum im Gehäuse durch die eigene Rückstellkraft der Wendelleitung. Hierzu weist die Wendelleitung zumindest bei geringer Dehnung eine Rückstell­ kraft auf, die gleich oder größer als das Gewicht der Wendelleitung ist. Für die hier in Rede stehende Anwendung ist eine maximale verwertbare Länge des Ladekabels bis zu etwa 6 Meter in der Praxis ausreichend und zweckmäßig. Bei dieser Länge kann das Gewicht einer drei-adrigen Wen­ delleitung bis zu etwa 20 Newton betragen. "Eine geringe Dehnung" der Wendelleitung erzeugt eine solche Längenzunahme, die nicht mehr als etwa 20% der Rohrlänge ausmacht.

Eine beispielhafte Prüfung kann durch freies, vertikales Aufhängen einer Wendelleitung erfolgen, wobei die Wendelleitung lediglich an ihrem oberen Endabschnitt festgelegt wird. Sofern auch an der gesamten, freihängenden Wendelleitung deren Windungen im wesentlichen dicht aneinander anliegen, handelt es sich um eine geeignete Wendelleitung, deren Rückstellkraft zumindest bei geringer Dehnung gleich oder größer als das Gewicht der Wendelleitung ist.

Für die Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung sind Wendelleitungen zweckmäßig, die geringes Gewicht aufweisen. Weiterhin ist im elastischen Bereich eine degressive Federkennlinie zweckmäßig. Eine solche Rückstell­ kraft ist ausreichend und zweckmäßig, welche nach Freigabe der Wendel­ leitung ein selbsttätiges und vollständiges Zurückziehen der Wendelleitung in den dafür vorgesehenen Stauraum im Gehäuse gewährleistet. Ein starker Anstieg der Rückstellkraft bei zunehmender Dehnung der Wendelleitung ist eher hinderlich, weil eine hohe Rückstellkraft den Stecker aus der Steckdose herauszuziehen sucht, und deshalb besondere Maßnahmen zur Sicherung des Sitzes des Steckers in der Steckdose erforderlich sind. Die hier angesprochenen elastischen Eigenschaften sollen über einen weiten Dehnungsbereich der Wendelleitung erhalten bleiben. Typischerweise kann eine geeignete Wendelleitung bis zu etwa 50 bis 75 % ihrer gestreckten Länge gedehnt werden, bevor die geforderte Rückstellkraft deutlich abnimmt. Weiterhin sollen die elastischen Eigenschaften der Wendelleitung bei den typischerweise zu erwartenden Anwendungstemperaturen im Bereich von etwa minus 25° Celsius bis etwa plus 45° Celsius im wesentlichen erhalten bleiben. Schließlich sollen die elastischen Eigenschaften der Wendelleitung während der vorgesehenen Lebensdauer der Ladekabeleinrichtung im wesentlichen unverändert erhalten bleiben.

Bei den hier vorgesehenen Wendelleitungen mit unüblich hoher Rückstell­ kraft kann die maximal verwertbare Länge etwa 50 bis 75 % der gestreckten Länge, vorzugsweise etwa 60 bis 70 % der gestreckten Länge betragen. Für die Zuführung von primärem Ladestrom zu einem Elektromobil ist eine maximal verwertbare Länge von etwa 3 bis 6 m, insbesondere etwa 5 m, vorgesehen. Um die zur Unterbringung erforderliche Gehäuselänge gering zu halten, werden Windungen mit einem Außendurchmesser von etwa 6 bis 9 cm vorgesehen. Erfindungsgemäß sind etwa 40 bis 60 der­ artige Windungen erforderlich. Die Rohrlänge beträgt dann etwa 20 bis 30 cm, und das Gehäuse der Ladekabeleinrichtung muß entsprechend dimensioniert werden. Es resultieren Gehäuselängen von etwa 25 bis 40 cm.

In elektrischer Hinsicht muß die Wendelleitung typischerweise für Strom mit einer Spannung von etwa 220 Volt und einer maximalen Stromstärke von etwa 16 Ampere ausgelegt sein. Typischerweise enthält eine solche Wendelleitung drei Kupferadern mit einem Aderquerschnitt von je 1,5 mm². Sofern in zukünftigen gewerblichen Ladestationen als primärer Lade­ strom Gleichstrom mit 440 Volt zur Verfügung steht, wird eine Wendel­ leitung mit 5 Kupferadern mit einem Aderquerschnitt von je 1,5 mm² vor­ gesehen.

An dem ersten, aus dem Gehäuse herausziehbaren, Endabschnitt der Wendel­ leitung ist ein herkömmlicher Stecker angebracht, dessen Kontakte elek­ trisch leitend an die Kupferadern der Wendelleitung angeschlossen sind. Beispielsweise kann es sich um einen typischen Schuko-Stecker mit drei Kontakten handeln. Weiterhin kann ein, der europäischen CEE-Norm ent­ sprechender drei-poliger oder fünf-poliger Stecker vorgesehen werden. Die weitere Ausbildung der Wendelleitung und des Steckers entspricht den einschlägigen VDE-Vorschriften.

Vorzugsweise ist die Wendelleitung zusätzlich mit einer Fehlerstrom- Schutzeinrichtung versehen. Eine solche Fehlerstrom-Schutzeinrichtung schützt insbesonders eine Bedienungsperson gegen gefährliche Körper­ ströme. Als Fehlerstrom-Schutzeinrichtung kommt insbesondere ein Schutz­ schalter mit Fehlerstromauslösung (FI-Schalter) oder ein Schutzschalter mit Differenzstromauslösung (DI-Schalter) in Betracht. Vorzugsweise ist die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung in den Stecker integriert oder nahe benachbart zum Stecker angeordnet. Der fehlerhafte Strom wird bereits an der Quelle unterbrochen; gefährliche Aufladungen, beispielsweise der Fahrzeugkarosserie, werden verhindert. Bei einer Anordnung der Fehler­ strom-Schutzeinrichtung nahe benachbart zum Stecker kann der Stecker leicht ausgetauscht und an die unterschiedlichen Normen in verschiedenen Ländern angepaßt werden.

Im Hinblick auf die von der Wendelleitung ausgeübte Rückstellkraft kann es zweckmäßig sein, zusätzlich eine Arretierungseinrichtung vorzusehen, welche während des Ladevorganges den Stecker sicher in der Steckdose hält. Eine solche Arretierungseinrichtung kann an dem Stecker angebracht sein. Beispielsweise kann eine solche Arretierungsvorrichtung als klapp­ barer Bügel, Bajonettverschluß oder dergleichen ausgeformt sein, der wenigstens ein verstellbares Element aufweist, das bei Betätigung wenig­ stens einen feststehenden Zapfen oder dergleichen an der Steckdose hin­ tergreift.

Alternativ kann eine solche Arretierungseinrichtung an der Steckdose vorgesehen werden. In diesem Falle kann beispielsweise an der Steckdose ein klappbarer Bügel vorgesehen werden, von dem zwei gebogene, parallel und im Abstand zueinander ausgerichtete Zinken abstehen, die bei einem Verschwenken des Bügels den Kabelansatz am Stecker hintergreifen.

Die erfindungsgemäßen Ladekabeleinrichtung weist ein Gehäuse auf, in welchem die Wendelleitung am Fahrzeug platzsparend untergebracht werden kann. Während der Aufbewahrung innerhalb des Gehäuses liegen die Win­ dungen der Wendelleitung dicht aneinander an. Das Gehäuse ist an diesen Zustand der Wendelleitung angepaßt, und ist insoweit rohrförmig ausge­ bildet, und begrenzt einen langgestreckten, im wesentlichen zylindrischen Innenraum, dessen Länge im wesentlichen der Rohrlänge der Wendelleitung entspricht und zusätzlich Platz für die Unterbringung des Steckers ge­ währleistet. Der Gehäuse-Innendurchmesser ist größer als der Außen­ durchmesser der Windungen der Wendelleitung und erlaubt das selbst­ tätige Einführen der Windungen. Das Gehäuse kann aus einem dauerhaften, mechanisch stabilen und recyclingfähigen Kunststoff bestehen; als bei­ spielhafte Kunststoffe kommen hier ABS-Polymerisate, Polyäthylen oder Polysulfon in Betracht. Das Gehäuse kann an seiner Innenumfangswand mit einer Beschichtung versehen sein, welche die Reibung zum Mantel der Wendelleitung herabsetzt. Als reibungsarme Beschichtungsmaterialien kommen beispielsweise Polyamid mit eingelagertem Gleitmittel (Molybdän­ disulfid, Graphit oder dergleichen) oder Teflon in Betracht, beispielsweise auch feinste Teflonpartikel, die in Form eines Teflon-Spray aufgebracht werden. Das rohrförmige Gehäuse kann wenigstens teilweise in einen Kasten eingesetzt sein, der seinerseits am Fahrzeug befestigt wird.

Das rohrförmige Gehäuse weist ein erstes, offenes und ein gegenüberlie­ gendes zweites Ende auf. Aus dem offenen Gehäuseende wird der erste, mit dem Stecker versehene Endabschnitt der Wendelleitung heraus geführt, wenn ein Ladevorgang durchgeführt werden soll. Vorzugsweise ist im Bereich des ersten, offenen Gehäuseendes ein Deckel angebracht, mit welchem das offene Gehäuseende verschlossen werden kann. Dieser Deckel kann mit einem Schloß versehen sein, das lediglich mit einem Schlüssel oder mit Hilfe einer Schließanlage geöffnet werden kann, um eine unbefugte Entnahme oder Beschädigung des Ladekabels zu verhindern. Weiterhin kann der Deckel mit einer Anzeigeeinrichtung versehen sein, die ein optisch und/oder akustisch wahrnehmbares Signal erzeugt, wenn ein primärer Ladestrom durch das Ladekabel fließt.

Vorzugsweise kann an der dem Gehäuse-Innenraum zugewandten Innenseite des schwenkbar angebrachten Deckels eine Steckeinrichtung angebracht sein, in welche die Kontakte des Steckers einführbar sind. Während des Transports am Fahrzeug ist der Stecker ortsfest gehalten und "aufge­ räumt" untergebracht. Die Steckeinrichtung kann aus einem elastisch kompressiblen Material bestehen, das nach dem Schließen des Deckels die Windungen der im Gehäuse untergebrachten Wendelleitung federnd zusammendrückt. Nach dem Öffnen und Umklappen des Deckels steht der in die Steckeinrichtung eingesteckte Stecker griffbereit zur Verfü­ gung.

Weiterhin kann der Deckel und/oder die Steckeinrichtung zusätzlich eine Sicherungseinrichtung aufweisen. Voraussichtlich müssen Elektromobile in Zukunft mit einer Sicherungseinrichtung ausgerüstet werden, welche das Starten und/oder Fahren eines Elektromobils verhindert, solange das Ladekabel an die externe Stromquelle angeschlossen ist. Eine ge­ eignete Sicherungseinrichtung könnte Endschalter aufweisen, die erfassen, ob der Deckel geöffnet oder geschlossen ist. Ein Startvorgang des Elektro­ mobils wird nur bei geschlossenem Deckel freigegeben. Weiterhin könnte die Steckeinrichtung mit Kontakten oder Sensoren versehen sein, welche die Anwesenheit des Steckers erfassen und weitermelden.

Das rohrförmige Gehäuse kann als langgestreckter, gerader Zylinder mit gleichbleibendem Querschnitt ausgebildet sein. Alternativ kann das Gehäuse im Bereich des ersten, offenen Gehäuseendes eine trichter- oder trompe­ tenförmige Erweiterung aufweisen; hierunter wird eine zur Längsachse rotationssymmetrische Erweiterung des Gehäuseumfangs mit stetig zuneh­ mendem Gehäusequerschnitt verstanden. Eine solche Aufweitung des offenen Gehäuseendes erleichtert das selbsttätige Einführen der Windungen der Wendelleitung in das Gehäuse. In diesem Falle ist der Umfang des Deckels angepaßt, um auch das erweiterte, offene Gehäuseende mit Hilfe des Deckels hermetisch dicht verschließen zu können.

Das zweite, gegenüberliegende Gehäuseende ist im wesentlichen dicht ausgeführt, und in diesem Bereich ist der zweite Endabschnitt der Wen­ delleitung festgelegt. Dies kann mit Hilfe einer mechanisch wirkenden Klemme oder Schelle geschehen. Über diese Festlegung hinaus ist dieser zweite Endabschnitt der Wendelleitung aus dem zweiten Gehäuseende heraus­ geführt und an ein weiteres elektrotechnisches Gerät und/oder das Lade­ gerät des Elektromobils angeschlossen. Bei diesem weiteren elektrotech­ nischen Gerät kann es sich beispielsweise um eine Kontrolleinrichtung handeln, welche das Fließen eines primären Ladestromes erfaßt und ent­ sprechende Kontrollsignale liefert. Diese Kontrolleinrichtung kann in dem das Gehäuse haltenden Kasten untergebracht sein und elektrotechnisch in Reihe vor dem Ladegerät geschaltet sein. Als weitere elektrotechnische Einrichtung könnte in dem Kasten eine Einrichtung untergebracht werden, die nach unbeabsichtigter Tiefentladung der Akkumulatoren eine dosierte Stromzuführung eines sekundären Ladestromes vom Ladegerät zu den Akkumulatoren gewährleistet. Weiterhin könnten in diesem Kasten Schutz­ einrichtungen für das Ladegerät und/oder weitere Kontrolleinrichtungen untergebracht werden, welche ein Fließen des sekundären Ladestromes erfassen (beispielsweise mit Hilfe eines Bimetallschalters) und eine entsprechende Anzeige am Armaturenbrett des Elektromobils erzeugen.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lade­ kabeleinrichtung kann innerhalb des rohrförmigen Gehäuses ein langge­ streckter Dorn angeordnet sein, der sich vom zweiten Gehäuseende weg rotationssymmetrisch um die Gehäuse-Längsachse herum in den Gehäuse- Innenraum hinein erstreckt. Dieser Dorn kann vorzugsweise einstückig mit dem restlichen Gehäuse ausgebildet sein, sofern das Gehäuse im Spritzgußverfahren aus einem thermoplastischen Kunststoff erzeugt wor­ den ist. In diesem Falle ist für die Dauer der Aufbewahrung die Wendel­ leitung in einem Ringraum zwischen Dorn und Gehäuse-Innenwand unter­ gebracht. Mit Hilfe der Steigung des Dornes kann das Abziehen und selbst­ tätige Auflaufen der Windungen der Wendelleitung beeinflußt werden. Unbeabsichtigte Dehnungen und Verformungen der Wendelleitung beim Herausziehen aus dem Gehäuse und beim selbsttätigen Einlaufen der Win­ dungen in das Gehäuse werden noch weiter vermindert. Auch die Dorn­ oberfläche ist zweckmäßigerweise mit einem reibungsarmen Belag beschichtet, um die Reibung zwischen Dorn und Kunststoffmantel der Wendelleitung möglichst gering zu halten.

Das zum ersten, offenen Gehäuseende benachbarte Ende des Dornes ist vorzugsweise kugelförmig ausgebildet. Für dieses kugelförmige Dornende wird ein vergleichsweise großer Krümmungsdurchmesser von 20 mm und mehr vorgesehen. Beim selbsttätigen Einlaufen der Windungen der Wendel­ leitung wird verhindert, daß der Dorn unbeabsichtigterweise zwischen zwei benachbarten Windungen hindurchtritt.

Nach einem wesentlichen Gesichtspunkt der Erfindung muß die Wendellei­ tung eine ausreichende Rückstellkraft aufweisen, die - nach Freigabe der Wendelleitung - ein selbsttätiges Zurückführen oder Einlaufen der Windungen der Wendelleitungen in den Gehäuse-Innenraum gewährleistet. Erfahrungsgemäß kann bereits eine übermäßige Dehnung und/oder Ver­ formung einiger weniger Windungen das selbsttätige Zurückführen der Wendelleitung gefährden. Um eine Dehnung der Wendelleitung über deren Elastizitätsgrenze hinaus zu verhindern, kann die erfindungsgemäße Lade­ kabeleinrichtung zusätzlich eine Dehnungsbegrenzungseinrichtung für die Wendelleitung aufweisen. Diese Dehnungsbegrenzungseinrichtung kann ein flexibler Seilzug sein, der auf eine drehbare Trommel aufspulbar und von dieser abspulbar ist. Beim Abspulen des Seilzuges wird eine Spiral­ feder gespannt, welche die Trommel in entgegengesetzter Richtung zu drehen sucht, um den Seilzug nach Freigabe erneut aufzuspulen. Der Seilzug ist durch den Innenraum der Windungen der Wendelleitung ge­ führt, und mit seinem freien Ende an dem Stecker festgelegt. Die ge­ samte Trommeleinrichtung zur Aufnahme des Seilzuges kann in dem Kasten untergebracht sein, welcher das Gehäuse der Ladekabeleinrichtung hält. Beim Ausziehen der Wendelleitung aus dem Gehäuse wird auch der Seilzug bis zu einer vorgegebenen Seilzuglänge von der Trommel abgespult. Diese vorgegebene Seilzuglänge entspricht im wesentlichen der maximal verwert­ baren Länge der Wendelleitung, womit eine Überdehnung der Wendelleitung über deren Elastizitätsgrenze hinaus verhindert wird. Bei jeder ausge­ zogenen Länge befindet sich der Seilzug unter der Vorspannung der Spiral­ feder, die den Seilzug vergleichsweise straff gespannt hält. Der straff gespannte, durch den Innenraum der Windungen geführte Seilzug dient als Träger für die Windungen der Wendelleitung. Der Seilzug besteht aus einem dünnen, flexiblen Seil, das beispielsweise aus geflochtenen Stahl- oder Kunststoff-Fasern aufgebaut sein kann. Für einen dünnen, flexiblen Seilzug kann leichter eine mit einer Aufwickelfeder versehene Auf- und Abspuleinrichtung geschaffen werden als für ein vergleichsweise starres, elektrisches Kabel, so daß eine befriedigende Lebensdauer der Auf- und Abspuleinrichtung für den Seilzug gewährleistet werden kann.

Mit Hilfe eines solchen, gegen die Zugspannung einer Spiralfeder abspul­ baren Seilzuges kann die Dehnung der Wendelleitung über deren Elastizi­ tätsgrenze hinaus verhindert werden. Weiterhin kann ein solcher Seilzug als zusätzlicher Träger für die Windungen der Wendelleitung dienen und erleichtert und fördert das geregelte Zurückführen der Windungen der Wendelleitung in das Gehäuse.

Schließlich kann ein Teil der Rückstellkraft der Wendelleitung auch durch die Zugspannung der Spiralfeder aufgebracht werden, welche den Seilzug gespannt hält und auf dessen Trommel aufzuspulen sucht. In einem solchen Falle können geringere Anforderungen an die Rückstellkraft der Wendellei­ tung gestellt werden. Diejenige Rückstellkraft, die - nach Freigabe - zur selbsttätigen Zurückführung einer gedehnten Wendelleitung in den Gehäuse-Innenraum erforderlich ist, wird zum einen durch die eigene, elastische Rückstellkraft der Wendelleitung und zum anderen durch die Zugspannung einer Feder, insbesondere Spiralfeder, aufgebracht, welche den Seilzug gespannt hält und auf dessen Trommel aufzuspulen sucht.

Vorzugsweise ist auch für diese Ausgestaltung vorgesehen, daß eine Wen­ delleitung mit unüblich hoher Rückstellkraft verwendet wird. Beispielsweise soll die Wendelleitung wenigstens 60% und mehr der zur selbsttätigen Rückführung der Windungen in den Gehäuse-Innenraum erforderlichen Rückstellung aufgrund ihrer eigenen elastischen Eigenschaften aufbringen.

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Ladekabeleinrichtung mehr im einzelnen anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen

Fig. 1 anhand einer schematischen Schnittdarstellung eine erste Aus­ führungsform der Ladekabeleinrichtung, wobei die Windungen der Wendelleitung dicht aneinander anliegen, und die gesamte Wendelleitung in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht ist;

Fig. 2 anhand einer schematischen Schnittdarstellung eine zweite Aus­ führungsform der Ladekabeleinrichtung, die zusätzlich einen unter der Vorspannung einer Feder gehaltenen Seilzug aufweist, wobei die Wendelleitung teilweise aus dem geöffneten Gehäuse herausge­ führt ist;

Fig. 3a und 3b je einen Stecker mit einer integrierten oder zugeordneten Fehler­ strom-Schutzeinrichtung; und

Fig. 4 anhand einer schematischen Darstellung den Gebrauch des Lade­ kabels.

Die mit Fig. 1 dargestellte Ladekabeleinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Ladekabel 10 und aus einem Gehäuse 20. Das Ladekabel 10 ist als Wendelleitung ausgebildet, die eine unüblich hohe Rückstellkraft aufweist. Aufgrund dieser hohen Rückstellkraft liegen im entspannten Zustand der Wendelleitung 10 deren Windungen 11 dicht aneinander an. Die Wendelleitung 10 weist einen ersten Endabschnitt 12 auf und einen zweiten Endabschnitt 15. An den ersten Wendelleitungs-Endabschnitt 12 ist ein herkömmlicher Stecker 13 elektrisch leitend angeschlossen. Der zweite Wendelleitungsendabschnitt 15 ist aus dem Gehäuse 20 herausge­ führt und kann an ein - nicht dargestelltes - Ladegerät eines Elektro­ mobils angeschlossen werden.

Das Gehäuse 20 ist im wesentlichen als zylindrisches Rohr ausgebildet und besteht aus einem mechanisch stabilen, dauerhaften, recyclingfähigen Kunststoff. Das Gehäuse 20 begrenzt einen Gehäuse-Innenraum 21, in dem die Wendelleitung 10 einschließlich Stecker 13 untergebracht ist. Das Gehäuse 20 weist ein erstes Gehäuseende 22 und ein gegenüberlie­ gendes, im wesentlichen geschlossenes, zweites Gehäuseende 25 auf. Das erste Gehäuseende 22 kann mit Hilfe eines schwenkbar angeordneten Deckels 23 hermetisch dicht verschlossen werden. An der Innenseite des Deckels 23 ist eine Steckeinrichtung 24 angebracht, in welcher Bohrungen ausgespart sind, in die die Steckkontakte 14 des Steckers 13 einführ­ bar sind, um eine definierte Anordnung des Steckers 13 im Gehäuse- Innenraum 21 zu gewährleisten. Der zweite Endabschnitt 15 der Wendel­ leitung 10 ist mit Hilfe einer Klemme 26 am zweiten Gehäuseende 25 fest­ gelegt. Das Gehäuse 20 ist teilweise in einen Kasten 50 eingesetzt, der am Elektromobil befestigt werden kann.

Mit Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Ladekabeleinrichtung dar­ gestellt. Deren Gehäuse 20 erweitert sich trichterförmig in Richtung auf den Deckel 23 zu. In den Gehäuse-Innenraum 21 ragt - rotationssymme­ trisch um eine Gehäuse-Längsachse herum - ein Dorn 30 hinein, der vom zweiten Gehäuseende 25 absteht. Das zum Deckel 23 benachbarte Ende 31 des Dornes ist kugelförmig ausgebildet. Ersichtlich wird zwischen der Außenumfangsfläche des Dornes 30 und der Innenumfangsfläche des Ge­ häuses 20 ein Ringraum gebildet, in dem Windungen 11 der Wendelleitung 10 untergebracht sind.

In dem Kasten 50 ist zusätzlich eine Auf- und Abspuleinrichtung 40 für einen Seilzug befestigt. Diese Einrichtung 40 weist eine Trommel 41 auf, welche das Seil 45 des Seilzuges aufnehmen kann. An der Trommel 41 liegt eine Spiralfeder 42 an, die beim Abspulen des Seiles 45 gespannt wird. Wie dargestellt, ist das Seil 45 durch den hohlen Innenraum des Dornes 30 und den Innenraum der Windungen 11 der Wendelleitung 10 geführt und mit seinem freien Ende 46 am Stecker 13 befestigt. Beim Herausziehen des Steckers 13 und der Wendelleitung 10 aus dem Gehäuse- Innenraum 21 wird die Wendelleitung 10 gedehnt, das Seil 45 von der Trommel 41 abgespult und die Spiralfeder 42 gespannt. Bei erneuter Frei­ gabe des Steckers 13 bewirken die Rückstellkraft der Wendelleitung 10 und die Vorspannung der Spiralfeder 42 ein selbsttätiges Zurückführen des Steckers 13 und der Wendelleitung 10 in den Gehäuse-Innenraum 21. Der größere Teil der Windungen 11 wird sich - dicht aneinander an­ liegend - um den Dorn 30 herum anordnen.

Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Wendelleitungs-Endabschnitt 15 im Bereich des zweiten Gehäuseendes 25 durch eine Öffnung in der Gehäuse-Umfangswand heraus geführt und an die Eingangsklemmen einer Kontrolleinrichtung 35 angeschlossen. Ein weiterer Kabelabschnitt ver­ bindet die Ausgangsklemmen der Kontrolleinrichtung 35 mit dem - nicht dargestellten - Ladegerät des Elektromobils.

Die Fig. 3a zeigt einen Sicherheitsstecker, bei dem der eigentliche Stecker 13 und eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (FI- oder DI-Schalter) 37 in einem einzigen Bauteil integriert sind, das am ersten Wendelleitungs- Endabschnitt 12 angebracht ist.

Gemäß Fig. 3b ist eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (FI- oder DI-Schal­ ter) 37 eng benachbart zum Stecker 13 am ersten Wendelleitungs-End­ abschnitt 12 angebracht.

Die Fig. 4 zeigt schematisch die Zuführung von primärem Ladestrom mit Hilfe der Wendelleitung 10 von einer ex­ ternen Stromquelle 1 zu einem Elektromobil 2.

Die Leitungsvorrichtung für Fahrzeuge ist vorstehend mit Bezugnahme auf eine Ladekabeleinrichtung für Elektromobile erläutert worden. Darüberhinaus bestehen weitere Einsatzmöglichkeiten, beispiels­ weise für die Stromversorgung der Elektroanlagen an Wohnmobilen, Cam­ ping-Fahrzeugen und -Anhängern, Schiffen und anderen mobilen Einrich­ tungen.

Claims (12)

1. Leitungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Ladekabeleinrichtung für Elektromobile, mit einem Gehäuse und mit einer Wendelleitung, die in dem Gehäuse unterbringbar ist und die aus dem Gehäuse herausführbar und an eine externe Stromquelle anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelleitung (10) eine Rückstellkraft aufweist, die zumindest bei geringer Dehnung gleich oder größer als das Gewicht der Wendelleitung (10) selbst ist.

2. Leitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelleitung (10) in einem Gehäuse (20) untergebracht ist, das rohrförmig ausgebildet ist und ein erstes offenes Gehäuseende (22) sowie ein gegenüberliegendes zweites Gehäuseende (25) aufweist und einen langgestreckten, im wesentlichen zylindrischen Gehäuse-Innenraum (21) begrenzt, welcher die Wendelleitung (10) aufnehmen kann, wenn deren Windungen (11) dicht aneinander anliegen; die Wendelleitung (10) einen ersten Endabschnitt (12) und einen zweiten Endabschnitt (15) aufweist, wobei am ersten Wendelleitungs-Endabschnitt (12) ein herkömmlicher Stecker (13) elektrisch leitend angeschlossen ist und der zweite Wendelleitungs-Endabschnitt (15) am zweiten Gehäuseende (25) festgelegt ist.

3. Leitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das rohrförmige Gehäuse (20) zum ersten offenen Gehäuseende (22) hin erweitert.

4. Leitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des rohrförmigen Gehäuses (20) ein langgestreckter Dorn (30) angeordnet ist, der sich vom zweiten Gehäuseende (25) weg rotationssymmetrisch um die Gehäuse-Längsachse herum in den Gehäuse-Innenraum (21) hinein erstreckt; und die Wendelleitung (10) in einem Ringraum zwischen Dorn (30) und Gehäuse-Innenwand untergebracht ist.

5. Leitungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zum ersten, offenen Gehäuseende (22) benachbarte Ende (31) des Dornes (30) kugelförmig ausgebildet ist.

6. Leitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, offene Gehäuseende (22) mit einem Deckel (23) verschließbar ist.

7. Leitungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Gehäuse-Innenraum (21) zugewandten Innenseite des Deckels (23) eine Steckeinrichtung (24) angebracht ist, welche die Kontakte (14) des Steckers (13) aufnehmen kann.

8. Leitungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (23) eine Sicherungseinrichtung aufweist, die einen Start des Fahrzeugs nur bei geschlossenem Deckel (23) zuläßt.

9. Leitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stecker (13) eine Arretierungseinrichtung angebracht ist, mit welcher der Stecker (13) mechanisch an der Steckdose (1) einer externen Stromquelle festgelegt werden kann.

10. Leitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsvorrichtung zusätzlich einen unter der Vorspannung einer Feder (42) gehaltenen, auf- und abspulbaren Seilzug aufweist, dessen Seil (45) durch den Innenraum der Windungen (11) der Wendelleitung (10) geführt und an dem Stecker (13) festgelegt ist.

11. Leitungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Rückstellkraft der Wendelleitung (10) durch die Zugspannung der Feder (42) aufgebracht wird, welche das Seil (45) des Seilzuges gespannt hält.

12. Leitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Gehäuse (20) in einem Kasten (50) gehalten ist, der seinerseits am Fahrzeug befestigt ist.