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WO2019068287A9 - Locking device of an electric connection device for electric or hybrid motor vehicles - Google Patents

Locking device of an electric connection device for electric or hybrid motor vehicles Download PDF

Info

Publication number
WO2019068287A9
WO2019068287A9 PCT/DE2018/100819 DE2018100819W WO2019068287A9 WO 2019068287 A9 WO2019068287 A9 WO 2019068287A9 DE 2018100819 W DE2018100819 W DE 2018100819W WO 2019068287 A9 WO2019068287 A9 WO 2019068287A9
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
locking element
locking
locking device
housing
shaft
Prior art date
Application number
PCT/DE2018/100819
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2019068287A1 (en
Inventor
Benjamin DJEDOVIC
Winfried Schlabs
Claus Töpfer
Tim SONNENSCHEIN
Original Assignee
Kiekert 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
Priority claimed from DE102017123206.0A external-priority patent/DE102017123206A1/en
Priority claimed from DE102017123209.5A external-priority patent/DE102017123209A1/en
Application filed by Kiekert Ag filed Critical Kiekert Ag
Priority to CN201880074509.7A priority Critical patent/CN111565967A/en
Priority to EP18785504.4A priority patent/EP3691931A1/en
Publication of WO2019068287A1 publication Critical patent/WO2019068287A1/en
Publication of WO2019068287A9 publication Critical patent/WO2019068287A9/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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    • Y02T90/12—Electric charging stations
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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 locking device, an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles, with an electric motor drive, which comprises an electric motor and a downstream, multi-stage gear, with a locking element and with a drive housing housing the drive elements, the electric motor via the gear the locking element acted upon actuating movements against a guide.
  • Electromotive drives for automotive applications are known in large variety from practice and are used, for example, in conjunction with window regulators, seat adjustments, door mirrors etc.
  • electromotive drives are known in connection with motor vehicle door locks, for example, as closing drives or locking drives. It is common to all electric motor drives that linear actuating movements are often mapped and the supply of an electric motor used at this point with low DC voltage follows.
  • Locking devices with such electromotive drives are also increasingly being used as components of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles. Examples of this are presented in DE 10 2007 002 025 A1.
  • the electric motor drive as part of a locking device or locking device, serves to lock a charging plug against a charging socket against removal.
  • the known drive works on a movable bolt.
  • the releasable anchoring of a charging plug in the charging socket with the aid of a movable locking element is particularly important in connection with electrical connection devices for electric or hybrid motor vehicles Meaning. This is because the charging plug establishes an electrical connection to a charging station as part of a charging infrastructure in order to charge the batteries in the electric or hybrid motor vehicle with electrical energy.
  • the charging plug Since high voltage is usually used at this point, it is necessary for the charging plug to be releasably anchored in the charging socket with the aid of the movable locking element in order to keep any health risks away from users.
  • the releasable locking of the charging plug in relation to the charging socket is also of importance, since in this way a clear assignment can generally be made between the user and the charging station in order to be able to bill for the electrical energy removed depending on the user.
  • Such a procedure is described by way of example in WO 2010/149426 A1. In this way, a so-called “power theft” can be avoided.
  • the procedure is such that the locking element is ultimately acted on by a cam on a gear wheel of the multi-stage gear. Since such locking elements often have to absorb high mechanical transverse forces, in particular as part of a locking device of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles, the known procedure reaches its limits. Because only limited locking forces can be represented on the locking element via the cam and the locking element applied to it.
  • a generic locking device within the scope of the invention is characterized in that the locking element is connected on the housing side to a movable support of the drive. In contrast, the locking element dips into the head of a recess of the charging plug to lock it.
  • the invention advantageously works with an essentially two-part guidance of the locking element.
  • the movable support on the one hand and a stationary housing lead-through on the other hand Both of the above-mentioned guide components, that is to say the movable support and the stationary housing bushing, are axially spaced from one another, so that the longitudinally extending locking element which can be moved in this axial direction is properly guided with the aid of the two guide components.
  • the housing bushing is preferably carried out in the drive housing, which houses the drive for the movable locking element.
  • the drive can be accommodated and mounted, as it were, modularly and independently of the charging socket in, for example, a recess in a motor vehicle body.
  • the housing bushing is provided in a housing which accommodates both the charging socket and the drive as a whole inside. Either way, the housing in question functions with its housing bushing as part of the guidance of the locking element.
  • the other component is the movable support. bare support advantageously provided on a shaft of the drive or connected to the shaft in question. For this purpose, the shaft may have an eccentric pin supporting the support.
  • the design is further made such that the shaft has the eccentric pin carrying the support and, moreover, the movable support is connected to the shaft, typically rotatably. That is, the support is generally rotatably connected to the eccentric pin. In this way, the eccentric pin can define a crank mechanism for the linearly movable support.
  • the support can secure the locking element on the housing side perpendicular to a radial direction in comparison to the axis of the shaft in question.
  • the support acts like a kind of “inverted piston” similar to a crank mechanism with a connecting rod and piston in an internal combustion engine.
  • the eccentric pin of the shaft takes over the function of the connecting rod, whereas the support mounted thereon takes over or can take over the function of the piston.
  • the support as a whole is able to securely secure the locking element on the housing side and to accommodate it in the interior of a recess.
  • the support and the locking element form a one-piece component, for example a one-piece plastic injection molded part.
  • the locking element on the housing side in particular perpendicular to the radial direction compared to the axis of the shaft, can be guided and practically fixed.
  • the procedure is usually such that a central axis of the eccentric pin or of the eccentric pin used at this point rolls against the locking element when the associated shaft rotates.
  • the locking element and the housing bushing can also be equipped with corresponding longitudinal guide means.
  • the longitudinal guide means of the locking element is often a web or a groove.
  • the longitudinal guide means of the housing guide is formed as a groove corresponding to the web or groove belonging to the nose.
  • the locking element is equipped with a particularly resilient guide, which, in combination with a corresponding choice of material for the locking element as a whole, ensures that the releasable locking between the charging plug and the charging socket can take up forces that were previously not possible. In fact, forces are mastered at this point, which can total more than 700 N.
  • the locking element is generally a plunger or pin or a locking pin
  • the locking element Due to the at least two-part guidance of the locking element on the one hand with the help of the stationary housing bushing and on the other hand through the movable support on the eccentric pin of the shaft, the locking element is held in the axial direction or longitudinal direction and guided properly and in particular inclinations or canting as in the prior art can be prevented .
  • the faultless guidance of the Riegelele element achieved according to the invention ensures that the locking element only performs an axial movement in its longitudinal direction or a radial movement in comparison to the shaft.
  • a locking device of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles is provided, which provides a mechanically particularly robust releasable locking between a charging plug and a charging socket.
  • the locking element cannot deflect altogether, even with large mechanical transverse loads, or can be inclined relative to the guide specially designed in this way.
  • great forces are absorbed with which, for example, a charging cable coupled to the charging plug is applied. An unintentional separation between the charging plug and the charging socket with the negative effects already described is therefore almost impossible. This is where the main advantages can be seen.
  • Fig. 1 shows an electrical connection device
  • Fig. 3 is an interior view of the electric motor drive according to the
  • Fig. 1, Fig. 4 is a detailed perspective view of the connection device in
  • FIG. 5 also shows a perspective detailed view of the object according to FIGS. 3 and 4 from a different viewing direction
  • Fig. 6 is a detailed perspective view of the article according to the
  • a locking device of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles is shown with an electric motor drive.
  • a body 1 of the electric or hybrid motor vehicle in question is only partially shown.
  • the body 1 is equipped with a recess 2.
  • a charging socket 3 is located in the recess 2.
  • the charging socket 3 can be coupled in an electrically and detachably locking manner to a charging plug 4, which is inserted into the recess 2 in the body 1 and is electrically connected to the charging socket 3.
  • the charging plug 4 has in Fig. 1 only indicated plug contacts 5, which engage in associated sockets 5 'inside the charging socket 3.
  • the charging socket 3 is equipped with the plug contacts 5, which releasably engage in associated sockets 5 'of the charging plug 4, which is not shown.
  • a movable locking element 6 is provided.
  • the movable locking element 6 is in the exemplary embodiment a locking pin or locking plunger, which is made of plastic. In alternative designs, the locking element 6 can also be made of a metal.
  • the assembly 6, 15 can advantageously be a one-piece plastic injection molded part.
  • the locking element 6 engages for releasable locking of the charging plug 4 with respect to the charging socket 3 in an associated recess 7 in the charging plug 4, namely on the head side.
  • the locking element 6 also engages in a further recess 7 'in the Charging socket 3. This includes the locked state of the charging plug 4 with respect to the charging socket 3 shown in FIG. 2C.
  • FIG. 2A shows the unlocked state.
  • 2B shows a transition from the unlocked to the locked position of the locking element.
  • the locking element 6 can be moved relative to the two recesses 7, 7 'in order to establish or release the locking between the charging plug 4 and the charging socket 3. Movements of the locking element 6 in its longitudinal direction correspond to this, as is indicated by a double arrow in FIG. 1.
  • the drive already mentioned provides for the adjusting movements of the locking element 6. With the help of a seal 12 on the outside on an associated drive housing 13, the locking element 6 is sealed with respect to the drive housing 13 in question during its actuating movements.
  • the locking element 6 has a stepped design with a projection 127, so that the locking element 6 has a first, higher-lying bearing surface 129 on the projection 127 and a second, lower-lying, bearing surface 128.
  • the relative information “located higher” and “located lower” relates to a distance from an end of the locking element 6 on the housing side. With the aid of the two contact surfaces 128, 129, it can be determined whether the charging plug 4 has been inserted sufficiently deep into the charging socket 3 is. This takes advantage of the fact that, during normal operation, ie when the charging plug 4 is inserted sufficiently deep into the charging socket 3, the locking element 6 both extends through the recess 7 of the charging plug 4 and engages in the recess 7 'of the charging socket in order to lock.
  • the recesses 7, 7 ' are selected with respect to their size and alignment with respect to one another in such a way that, in normal operation, the locking element 6 is passed through the recess 7 in the charging plug 4 and is inserted with the projection 127 into the recess 7' of the charging socket 3 , whereas the second contact surface 128 comes to rest on a surface of the charging plug 3 and the movement of the locking element 6 is thereby stopped.
  • the charging plug 3 If the charging plug 3 is not inserted sufficiently deep, the first contact surface 129 already comes to rest on the projection 127 on the charging plug 3 and the locking element 6 is stopped beforehand. In addition, a third situation can be recognized, namely if the charging plug 3 is broken and thus a secure locking is not guaranteed even with a sufficiently deep insertion. In this case, the locking element 6 can be inserted deeper than in normal operation.
  • the drive comprises an electric motor 8, a first shaft 9, a second shaft 10, a third shaft 11 and a locking lever 11 against which the locking element 6 bears.
  • the locking lever 1 19 is set in motion via the electric motor 8 and the shafts 9-1 1, as a result of which the locking element 6 is moved.
  • the locking lever 19 is moved perpendicular to a plane in which the shafts 9-1 1 are arranged.
  • the locking lever 119 and the locking element 6 are made in one piece with one another.
  • the first shaft 9 forms an output shaft of the electric motor 8 and meshes with the second shaft 10 via a toothing 122, which is preferably designed as an evoloid toothing.
  • the second shaft 10 also has a toothing 123, via which the second shaft 10 also the third wave 1 1 combs.
  • the toothing 123 of the second shaft 10 can also be designed as an evoloid toothing.
  • the Evoloid toothing provides a high to very high ratio of, for example, 1:30, 1:80, 1: 140 or 1: 320 with a relatively compact space requirement.
  • the third shaft 11 has a second toothing 125, which is arranged on an end of the third shaft 11 opposite the first toothing 124.
  • the second toothing 125 serves to drive a switch actuation 130, via which a sensor, which is designed as a microswitch, is actuated. By actuating the microswitch, a successful rotation of the third shaft 11 is detected. The microswitch uses this to determine how far the third shaft 11 has rotated or how long the drive has been in operation.
  • the electric motor drive is accommodated in its own drive housing 13 and enclosed by the drive housing 13 as a whole. In this way, the drive can be placed and installed modularly and independently of the charging socket 3 in the interior of the body 1 at a suitable point.
  • the locking element 6 is supported in the drive housing 13, there is a total of a ready-to-install assembly or module available.
  • the invention also includes solutions in which the drive and the charging socket 3 are accommodated in a common housing, but this is not shown.
  • the locking element 6 performs positioning movements relative to a guide 14, 15.
  • the guide 14, 15 is formed in two parts according to the exemplary embodiment and essentially consists of a stationary housing guide or housing bushing 14 in the drive housing 13 on the one hand and a movable support 15 on the other hand, as leadership components 14, 15 together.
  • the support 15 and the locking element 6 form a structural unit 6, 15, but this is not mandatory.
  • the housing bushing 14 and the locking element 6 can be equipped with corresponding and not shown in detail in detail longitudinal guide means.
  • the longitudinal guide means of the Riegelele element 6 can be a longitudinal web or a longitudinal groove.
  • the longitudinal guiding means of the housing bushing 14 as a corresponding and to the longitudinally extending web of the locking element 6 matching groove out.
  • the locking element 6 with the longitudinally extending groove is designed as a longitudinal guide means, it is advisable to equip the housing guide 14 with a nose which engages in the corresponding groove.
  • corresponding longitudinal guide means can also be dispensed with in the event that the locking element 6 has, for example, corners or has an overall polygonal design instead of the cylindrical shape realized in the exemplary embodiment.
  • the locking element 6 and the guide 14, 15 or the housing bushing 14 in the drive housing 13 on the one hand and the movable support 15 on the other hand as respective guide components 14, 15 define a locking device of the connection device shown in FIGS. 1 and 2 in conjunction with the electromotive drive for electric or hybrid vehicles.
  • the movable support 15 is connected in the exemplary embodiment to the third shaft 11 of the drive.
  • the electric motor 8 works as part of the electric motor drive via the first shaft 9 on the second shaft 10, which in turn meshes with the third shaft 11 in question on the output side.
  • a gear on the shaft 11 is provided, which can also be seen in FIGS. 5 and 6.
  • the output shaft 11 is equipped with an eccentric pin 17.
  • the eccentric pin 17 carries the support 15 according to the invention.
  • the locking element 6 is connected on the housing side to the movable support 15 of the drive 8 to 11 as a component of the guide 14, 15. 4 and 5, the locking element 6 is supported radially on the eccentric pin 17 as a component of the third shaft 11.
  • the radial Support arises from the fact that the locking element 6 is aligned and extends radially with respect to the eccentric pin 17 of the shaft 11. As a result, the locking element 6 is moved overall in its longitudinal direction shown in FIG. 1 (cf. the double arrow there).
  • Rotational movements of the shaft 1 1 now cause the eccentric pin 17 on the shaft 1 1 to perform a more or less pronounced pivoting movement in comparison to the axis of the shaft 1 1 shown in broken lines.
  • This pivoting movement is transmitted to the support 15 connected to the eccentric pin 17 and consequently the locking element 6.
  • the eccentric pin 17 engages in a recess 16 in the support 15, which can best be seen in FIGS. 5 and 6. In this way, the pivoting movements of the eccentric pin 17 are converted into a corresponding linear movement of the locking element 6, taking into account the guide 14, 15.
  • the locking element 6 can be moved by the drive such that it dips into the recess 7 of the charging plug 4 and into the recess 7 'of the charging socket 3 as soon as the charging plug 4 is electrically contacted with the charging socket 3. In this way, for example, a charging process can be released. It can also be seen that a central axis of the eccentric pin 17 rolls on the locking element 6 during the longitudinal movement of the locking element 6. The locking element 6 also performs these linear movements in a radial direction in comparison to the axis of the shaft 11 shown in dash-dotted lines.
  • the support 15 on the locking element 6 has two longitudinal walls or webs, which are oriented transversely to the axial direction of the axis of the shaft 11, which can be seen in particular in FIG. 3. Comparable can be seen in FIG. 4.
  • the control element 6 can follow the eccentric pin 17 when the third shaft 11 rotates and is moved as desired.
  • the support 15 ensures that the locking element 6 accommodated therein on the housing side or connected to it on the housing side is moved in the said radial direction and at the same time is secured. It is also clear that a central axis of the eccentric pin 17 rolls with respect to the locking element with corresponding pivoting movements of the shaft 11.
  • the locking element 6 is guided correctly in the radial direction in question, which coincides with the longitudinal direction of the locking element indicated by a double arrow in FIG. 1.
  • the eccentric pin 17, in conjunction with the recess 16 in the support 15, defines a type of crank drive for the linearly movable support 15.
  • an emergency release device 18 is also provided and accessible from outside the body 1, with the aid of which the locking element 6 moves from its locked position shown in FIG. 2C to the recess 7 in the charging plug 4 and also to the recess T in the charging socket 3 retracted position can be unlocked as shown in Fig. 2A. This can be done manually by an operator acting on the emergency release device 18 in the event of a failure of the electric motor 8.
  • the third shaft 11 has a third toothing 126, which is designed as a single tooth in the exemplary embodiment. During the emergency actuation, the emergency release device 18 acts on third toothing 126 in order to reset the third shaft 11 and thus the entire drive.

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Abstract

The invention relates to a locking device of an electric connection device for electric or hybrid motor vehicles, comprising an electromotive drive, which comprises an electric motor (8) and a multistage transmission arranged downstream of the electric motor, a locking element (6), and a drive housing (13) which houses at least the electric motor (8) and the transmission, wherein the electric motor (8) acts on the locking element (6) via the transmission in order to produce actuating movements. The invention is characterized in that the locking element (6) is connected to a movable support (15) of the drive on the housing side.

Description

Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge Locking device for an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung, einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge, mit einem elektromotorischen Antrieb, der einen Elektromotor und ein nachgeschaltetes, mehrstufiges Getriebe umfasst, mit einem Riegelelement und mit einem die Antriebselemente einhausenden Antriebsgehäuse, wobei der Elektromotor über das Getriebe das Riegelelement zu Stellbewegungen gegenüber einer Führung beaufschlagt. The invention relates to a locking device, an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles, with an electric motor drive, which comprises an electric motor and a downstream, multi-stage gear, with a locking element and with a drive housing housing the drive elements, the electric motor via the gear the locking element acted upon actuating movements against a guide.
Elektromotorische Antriebe für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen sind in großer Vielzahl aus der Praxis bekannt und werden beispielsweise in Verbin dung mit Fensterhebern, Sitzverstellungen, Türspiegeln etc. eingesetzt. Dar über hinaus kennt man solche elektromotorischen Antriebe in Verbindung mit Kraftfahrzeugtürschlössern beispielsweise als Zuziehantriebe oder Ver riegelungsantriebe. Den sämtlichen elektromotorischen Antrieben ist gemein, dass oftmals lineare Stellbewegungen abgebildet werden und die Versorgung eines an dieser Stelle eingesetzten Elektromotors mit Niedergleichspannung er folgt. Electromotive drives for automotive applications are known in large variety from practice and are used, for example, in conjunction with window regulators, seat adjustments, door mirrors etc. In addition, such electromotive drives are known in connection with motor vehicle door locks, for example, as closing drives or locking drives. It is common to all electric motor drives that linear actuating movements are often mapped and the supply of an electric motor used at this point with low DC voltage follows.
Verriegelungseinrichtungen mit solchen elektromotorischen Antrieben kommen zunehmend auch als Bestandteile einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge zum Einsatz. Beispiele hierfür werden in der DE 10 2007 002 025 A1 vorgestellt. Hier dient der elektromotorische Antrieb als Bestandteil einer Verriegelungsvorrichtung oder Verriegelungseinrichtung dazu, einen Ladestecker gegenüber einer Ladesteckdose gegen Entnahme zu Verriegeln. Dazu arbeitet der bekannte Antrieb auf einen bewegbaren Riegel. Locking devices with such electromotive drives are also increasingly being used as components of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles. Examples of this are presented in DE 10 2007 002 025 A1. Here, the electric motor drive, as part of a locking device or locking device, serves to lock a charging plug against a charging socket against removal. For this purpose, the known drive works on a movable bolt.
Die lösbare Verankerung eines Ladesteckers in der Ladesteckdose mit Hilfe eines verfahrbaren Riegelelementes ist im Zusammenhang mit elektrischen An schlussvorrichtungen für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge von besonderer Bedeutung. Denn der Ladestecker stellt eine elektrische Verbindung zu einer Ladesäule als Bestandteil einer Ladeinfrastruktur her, um Akkumulatoren im Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug vorhandene mit elektrischer Energie aufzuladen. The releasable anchoring of a charging plug in the charging socket with the aid of a movable locking element is particularly important in connection with electrical connection devices for electric or hybrid motor vehicles Meaning. This is because the charging plug establishes an electrical connection to a charging station as part of a charging infrastructure in order to charge the batteries in the electric or hybrid motor vehicle with electrical energy.
Da an dieser Stelle üblicherweise mit Hochspannung gearbeitet wird, ist es er forderlich, den Ladestecker in der Ladesteckdose mit Hilfe des verfahrbaren Riegelelementes lösbar zu verankern, um etwaige Gesundheitsgefahren von Benutzern fernzuhalten. Since high voltage is usually used at this point, it is necessary for the charging plug to be releasably anchored in the charging socket with the aid of the movable locking element in order to keep any health risks away from users.
Die lösbare Verriegelung des Ladesteckers gegenüber der Ladesteckdose ist zusätzlich noch von Bedeutung, als hierdurch im Allgemeinen eine eindeutige Zuordnung zwischen Benutzer und Ladesäule erfolgen kann, um die ent nommene elektrische Energie benutzerabhängig abrechnen zu können. Eine solche Vorgehensweise wird beispielhaft in der WO 2010/149426 A1 beschrie ben. Dadurch lässt sich insbesondere ein sogenannter„Stromklau“ vermeiden. The releasable locking of the charging plug in relation to the charging socket is also of importance, since in this way a clear assignment can generally be made between the user and the charging station in order to be able to bill for the electrical energy removed depending on the user. Such a procedure is described by way of example in WO 2010/149426 A1. In this way, a so-called “power theft” can be avoided.
Beim gattungsbildenden Stand der Technik nach der CN 202 695 855 U wird so vorgegangen, dass das Riegelelement letztendlich mit Hilfe eines Nockens an einem Getrieberad des mehrstufigen Getriebes beaufschlagt wird. Da solche Riegelelemente insbesondere als Bestandteil einer Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge oftmals hohe mechanische Querkräfte aufnehmen müssen, stößt die bekannte Vorgehensweise an Grenzen. Denn über den Nocken und das hiermit beauf schlagte Riegelelement lassen sich nur begrenzte Verriegelungskräfte an dem Riegelelement darstellen. In the generic state of the art according to CN 202 695 855 U, the procedure is such that the locking element is ultimately acted on by a cam on a gear wheel of the multi-stage gear. Since such locking elements often have to absorb high mechanical transverse forces, in particular as part of a locking device of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles, the known procedure reaches its limits. Because only limited locking forces can be represented on the locking element via the cam and the locking element applied to it.
Eine vergleichbare Lehre beschreibt die EP 2 668 062 A1 oder auch die EP 2 138 444 A1. Auch in diesen beiden Fällen wird jeweils mit Riegelelementen gearbeitet, die letztendlich jedoch keine erhöhten mechanischen Belastungen aufzunehmen in der Lage sind. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaf fen. Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Verriegelungseinrichtung so weiterzuentwickeln, dass das Riegelelement mit hohen Verriegelungskräften beaufschlagt werden kann und insbesondere nachträgliche signifikante mechanische Belastungen ohne Beschädigung oder Funktionsbeeinträchtigungen aufgenommen werden können. A comparable teaching is described in EP 2 668 062 A1 or EP 2 138 444 A1. In both of these cases, too, locking elements are used, which, however, are ultimately not able to absorb increased mechanical loads. Here, the invention seeks to remedy the overall situation. The invention is based on the technical problem of further developing such a locking device in such a way that the locking element can be subjected to high locking forces and, in particular, subsequent significant mechanical loads can be absorbed without damage or functional impairments.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße Verriegelungseinrichtung im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement gehäuseseitig an eine bewegbare Abstützung des Antriebes angeschlossen ist. Demgegenüber taucht das Riegelelement kopfseitig in eine Ausnehmung des Ladesteckers zu seiner Verriegelung ein. To solve this technical problem, a generic locking device within the scope of the invention is characterized in that the locking element is connected on the housing side to a movable support of the drive. In contrast, the locking element dips into the head of a recess of the charging plug to lock it.
In diesem Zusammenhang arbeitet die Erfindung vorteilhaft mit einer im Wesentlichen zweiteiligen Führung des Riegelelementes. Tatsächlich sind dies bezüglich einerseits die bewegbare Abstützung und andererseits eine ortsfeste Gehäusedurchführung vorgesehen. Beide genannten Führungsbestandteile, das heißt, die bewegbare Abstützung und die ortsfeste Gehäusedurchführung, sind axial zueinander beabstandet, so dass das längserstreckte und in dieser Axialrichtung bewegbare Riegelelement mit Hilfe der beiden Führungsbestand teile einwandfrei geführt wird. Die Gehäusedurchführung ist bevorzugt in dem Antriebsgehäuse ausgeführt, welches den Antrieb für das verfahrbare Riegelelement einhaust. Dadurch kann der Antrieb gleichsam modular und unabhängig von der Ladesteckdose in beispielsweise einer Ausnehmung einer Kraftfahrzeugkarosserie aufgenommen und montiert werden. In this context, the invention advantageously works with an essentially two-part guidance of the locking element. In fact, with regard to the movable support on the one hand and a stationary housing lead-through on the other hand. Both of the above-mentioned guide components, that is to say the movable support and the stationary housing bushing, are axially spaced from one another, so that the longitudinally extending locking element which can be moved in this axial direction is properly guided with the aid of the two guide components. The housing bushing is preferably carried out in the drive housing, which houses the drive for the movable locking element. As a result, the drive can be accommodated and mounted, as it were, modularly and independently of the charging socket in, for example, a recess in a motor vehicle body.
Selbstverständlich liegt es darüber hinaus und genauso gut im Rahmen der Er findung, wenn die Gehäusedurchführung in einem Gehäuse vorgesehen ist, welches sowohl die Ladesteckdose als auch den Antrieb insgesamt in seinem Innern aufnimmt. So oder so fungiert das fragliche Gehäuse mit seiner Gehäusedurchführung als Bestandteil der Führung des Riegelelementes. Den anderen Bestandteil stellt die bewegbare Abstützung dar. Dazu ist die beweg- bare Abstützung vorteilhaft an einer Welle des Antriebes vorgesehen bzw. an die betreffende Welle angeschlossen. Die Welle mag zu diesem Zweck einen die Abstützung tragenden Exzenterzapfen aufweisen. Of course, it is moreover and just as well within the scope of the invention if the housing bushing is provided in a housing which accommodates both the charging socket and the drive as a whole inside. Either way, the housing in question functions with its housing bushing as part of the guidance of the locking element. The other component is the movable support. bare support advantageously provided on a shaft of the drive or connected to the shaft in question. For this purpose, the shaft may have an eccentric pin supporting the support.
In diesem Zusammenhang ist die Auslegung weiter so getroffen, dass die Welle den die Abstützung tragende Exzenterzapfen aufweist und darüber hinaus die bewegbare Abstützung an die Welle angeschlossen ist, und zwar typischerweise drehbar. Das heißt, die Abstützung ist im Allgemeinen drehbar an den Exzenterzapfen angeschlossen. Auf diese Weise kann der Exzenterzapfen einen Kurbeltrieb für die lineare hin- und herbewegbare Abstützung definieren. In this context, the design is further made such that the shaft has the eccentric pin carrying the support and, moreover, the movable support is connected to the shaft, typically rotatably. That is, the support is generally rotatably connected to the eccentric pin. In this way, the eccentric pin can define a crank mechanism for the linearly movable support.
Zur zusätzlichen linearen Führung der Abstützung sind darüber hinaus und vor teilhaft Führungen im Antriebsgehäuse für die Abstützung vorgesehen. Dadurch kann die Abstützung das Riegelelement gehäuseseitig senkrecht zu einer Radialrichtung im Vergleich zur Achse der fraglichen Welle sichern. Die Abstützung fungiert in diesem Zusammenhang wie eine Art „umgedrehter Kolben“ ähnlich einem Kurbeltrieb mit Pleuel und Kolben bei einem Ver brennungsmotor. Auf den vorliegenden Fall übertragen übernimmt der Exzenterzapfen der Welle die Funktion des Pleuels, wohingegen die hieran gelagerte Abstützung die Funktion des Kolbens übernimmt oder übernehmen kann. Dadurch ist die Abstützung insgesamt in der Lage, das Riegelelement gehäuseseitig einwandfrei zu sichern und im Innern einer Ausnehmung aufzunehmen. Im Regelfall formen die Abstützung und das Riegelelement ein einstückiges Bauteil, beispielsweise ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil. Auf diese Weise lässt sich das Riegelelement gehäuseseitig insbesondere senkrecht zur Radialrichtung im Vergleich zur Achse der Welle führen und praktisch fixieren. Außerdem wird meistens so vorgegangen, dass sich eine Mittelachse des Exzenterzapfens bzw. des an dieser Stelle eingesetzten Exzenterzapfens gegenüber dem Riegelelement bei einer Drehbewegung der zugehörigen Welle abwälzt. Das Riegelelement und die Gehäusedurchführung können ferner mit korres pondierenden Längsführungsmitteln ausgerüstet sein. Bei dem Längs führungsmittel des Riegelelementes handelt es sich oftmals um einen Steg oder eine Nut. Demgegenüber ist das Längsführungsmittel der Gehäusedurch führung als zum Steg korrespondierende Nut oder zur Nut gehörige Nase aus gebildet. Als Folge hiervon wird das Riegelelement mit einer besonders belast baren Führung ausgerüstet, welche in Verbindung mit einer entsprechenden Materialwahl für das Riegelelement insgesamt sicherstellt, dass die lösbare Verriegelung zwischen dem Ladestecker und der Ladesteckdose Kräfte auf nehmen kann, die bisher nicht darstellbar waren. Tatsächlich werden an dieser Stelle Kräfte beherrscht, die insgesamt mehr als 700 N betragen können. For additional linear guidance of the support, guides are also provided in the drive housing for the support, in addition and partially. As a result, the support can secure the locking element on the housing side perpendicular to a radial direction in comparison to the axis of the shaft in question. In this context, the support acts like a kind of “inverted piston” similar to a crank mechanism with a connecting rod and piston in an internal combustion engine. In the present case, the eccentric pin of the shaft takes over the function of the connecting rod, whereas the support mounted thereon takes over or can take over the function of the piston. As a result, the support as a whole is able to securely secure the locking element on the housing side and to accommodate it in the interior of a recess. As a rule, the support and the locking element form a one-piece component, for example a one-piece plastic injection molded part. In this way, the locking element on the housing side, in particular perpendicular to the radial direction compared to the axis of the shaft, can be guided and practically fixed. In addition, the procedure is usually such that a central axis of the eccentric pin or of the eccentric pin used at this point rolls against the locking element when the associated shaft rotates. The locking element and the housing bushing can also be equipped with corresponding longitudinal guide means. The longitudinal guide means of the locking element is often a web or a groove. In contrast, the longitudinal guide means of the housing guide is formed as a groove corresponding to the web or groove belonging to the nose. As a result, the locking element is equipped with a particularly resilient guide, which, in combination with a corresponding choice of material for the locking element as a whole, ensures that the releasable locking between the charging plug and the charging socket can take up forces that were previously not possible. In fact, forces are mastered at this point, which can total more than 700 N.
Das lässt sich im Kern darauf zurückzuführen, dass solche im Regelfall quer zur Längserstreckung am Riegelelement angreifenden Kräfte nicht wie beim Stand der Technik zu einer Verschiebung oder Schrägstellung des Riegelelementes führen. Tatsächlich handelt es sich bei dem Riegelelement erfindungsgemäß im Regelfall um einen Stößel oder Zapfen oder auch einen Verriegelungsstift, In essence, this can be attributed to the fact that, as a rule, such forces acting transversely to the longitudinal extent on the locking element do not lead to a displacement or inclination of the locking element as in the prior art. In fact, according to the invention, the locking element is generally a plunger or pin or a locking pin,
Durch die zumindest zweiteilige Führung des Riegelelementes einerseits mit Hilfe der ortsfesten Gehäusedurchführung und andererseits durch die beweg bare Abstützung an dem Exzenterzapfen der Welle wird das Riegelelement in Axialrichtung bzw. Längsrichtung festgehalten und einwandfrei geführt und lassen sich insbesondere Schrägstellungen oder Verkantungen wie beim Stand der Technik verhindern. Due to the at least two-part guidance of the locking element on the one hand with the help of the stationary housing bushing and on the other hand through the movable support on the eccentric pin of the shaft, the locking element is held in the axial direction or longitudinal direction and guided properly and in particular inclinations or canting as in the prior art can be prevented .
Durch die erfindungsgemäß erreichte einwandfreie Führung des Riegelele mentes wird sichergestellt, dass das Riegelelement ausschließlich eine Axial bewegung in seiner Längsrichtung bzw. eine Radialbewegung im Vergleich zur Welle vollführt. Dadurch wird im Ergebnis eine einer Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge bereitgestellt, die eine mechanisch besonders belastbare lösbare Verriegelung zwischen einem Ladestecker und einer Ladesteckdose zur Verfügung stellt. Als Folge der erfindungsgemäß erreichten Auslegung kann das Riegelelement auch bei großen mechanischen Querbelastungen insgesamt nicht ausweichen oder sich gegenüber der solchermaßen speziell ausgebildeten Führung schräg stellen. Dadurch werden große Kräfte aufgenommen, mit denen beispielsweise ein mit dem Ladestecker gekoppeltes Ladekabel beaufschlagt wird. Eine unbe absichtigte Trennung zwischen Ladestecker und Ladesteckdose mit den zuvor bereits beschriebenen negativen Auswirkungen ist also nahezu ausges chlossen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen. The faultless guidance of the Riegelele element achieved according to the invention ensures that the locking element only performs an axial movement in its longitudinal direction or a radial movement in comparison to the shaft. As a result, a locking device of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles is provided, which provides a mechanically particularly robust releasable locking between a charging plug and a charging socket. As a result of the design achieved according to the invention, the locking element cannot deflect altogether, even with large mechanical transverse loads, or can be inclined relative to the guide specially designed in this way. As a result, great forces are absorbed with which, for example, a charging cable coupled to the charging plug is applied. An unintentional separation between the charging plug and the charging socket with the negative effects already described is therefore almost impossible. This is where the main advantages can be seen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen, die lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to drawings, which only represent an exemplary embodiment. Show it:
Fig. 1 eine elektrische Anschlussvorrichtung, eine Fig. 1 shows an electrical connection device, a
Verriegelungsvorrichtung für die elektrische Anschlussvorrichtung und den zugehörigen Elektromotorischen Antrieb in einer Übersicht, An overview of the locking device for the electrical connection device and the associated electromotive drive,
Fig. 2A bis 2C den Verriegelungsvorgang zwischen Ladestecker und Lade steckdose in unterschiedlichen Funktionsstellungen, 2A to 2C the locking process between charging plug and charging socket in different functional positions,
Fig. 3 eine Innenansicht des elektromotorischen Antriebs nach der Fig. 3 is an interior view of the electric motor drive according to the
Fig. 1 , Fig. 4 eine perspektivische Detailansicht der Anschlussvorrichtung im Fig. 1, Fig. 4 is a detailed perspective view of the connection device in
Innern, Inside,
Fig. 5 ebenfalls eine perspektivische Detailansicht des Gegenstandes nach den Fig. 3 und 4 aus anderer Blickrichtung, und 5 also shows a perspective detailed view of the object according to FIGS. 3 and 4 from a different viewing direction, and
Fig. 6 eine perspektivische Detailansicht des Gegenstandes nach der Fig. 6 is a detailed perspective view of the article according to the
Fig. 3. In den Fig. 3, 4 und 5 ist eine Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge mit einem elektromotorischen Antrieb dargestellt. In der Übersichtszeichnung nach den Fig. 2A bis 2C ist von dem fraglichen Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug lediglich ansatzweise eine Karosserie 1 dargestellt. Die Karosserie 1 ist mit einer Ausnehmung 2 ausgerüstet. In der Ausnehmung 2 findet sich eine Ladesteckdose 3. Die Ladesteckdose 3 kann elektrisch und lösbar verriegelnd mit einem Ladestecker 4 gekoppelt werden, welcher dazu in die Ausnehmung 2 in der Karoserie 1 eingeführt und elektrisch verbindend mit der Ladesteckdose 3 gekoppelt wird. Fig. 3. 3, 4 and 5, a locking device of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles is shown with an electric motor drive. In the overview drawing according to FIGS. 2A to 2C, a body 1 of the electric or hybrid motor vehicle in question is only partially shown. The body 1 is equipped with a recess 2. A charging socket 3 is located in the recess 2. The charging socket 3 can be coupled in an electrically and detachably locking manner to a charging plug 4, which is inserted into the recess 2 in the body 1 and is electrically connected to the charging socket 3.
Zu diesem Zweck verfügt der Ladestecker 4 über in der Fig. 1 lediglich ange deutete Steckkontakte 5, die in zugehörige Steckbuchsen 5‘ im Innern der Ladesteckdose 3 eingreifen. Selbstverständlich kann auch umgekehrt vorge gangen werden. In diesem Fall ist die Ladesteckdose 3 mit den Steckkontakten 5 ausgerüstet, die in zugehörige Steckbuchsen 5‘ des Ladesteckers 4 lösbar eingreifen, was jedoch nicht dargestellt ist. Um den Ladestecker 4 mit der Ladesteckdose 3 lösbar zu verriegeln, ist ein ver fahrbares Riegelelement 6 vorgesehen. Bei dem verfahrbaren Riegelelement 6 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Verriegelungsstift oder Ver riegelungsstößel, welcher aus Kunststoff gefertigt ist. In alternativen Ausführungen kann das Riegelelement 6 auch aus einem Metall gefertigt sein. Nach dem Ausführungsbeispiel formt das Riegelelement 6 zusammen mit einer nachfolgend noch zu beschreibenden Abstützung 15 insgesamt eine Baueinheit 6, 15 bzw. ist einstückig mit der Abstützung 15 ausgebildet. Bei der Baueinheit 6, 15 kann es sich vorteilhaft um ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil handeln. Das Riegelelement 6 greift zur lösbaren Verriegelung des Ladesteckers 4 gegenüber der Ladesteckdose 3 in eine zugehörige Ausnehmung 7 im Ladestecker 4 ein, und zwar kopfseitig. Außerdem greift das Riegelelement 6 zusätzlich noch in eine weitere Ausnehmung 7‘ in der Ladesteckdose 3 ein. Hierzu gehört der in der Fig. 2C dargestellte verriegelte Zustand des Ladesteckers 4 gegenüber der Ladesteckdose 3. Die Fig. 2A zeigt dagegen den entriegelten Zustand. In der Fig. 2B ist ein Übergang von der entriegelten zur verriegelten Stellung des Riegelelementes dargestellt. For this purpose, the charging plug 4 has in Fig. 1 only indicated plug contacts 5, which engage in associated sockets 5 'inside the charging socket 3. Of course, the reverse can also be done. In this case, the charging socket 3 is equipped with the plug contacts 5, which releasably engage in associated sockets 5 'of the charging plug 4, which is not shown. In order to releasably lock the charging plug 4 with the charging socket 3, a movable locking element 6 is provided. The movable locking element 6 is in the exemplary embodiment a locking pin or locking plunger, which is made of plastic. In alternative designs, the locking element 6 can also be made of a metal. According to the exemplary embodiment, the locking element 6, together with a support 15 to be described below, forms a total of a structural unit 6, 15 or is formed in one piece with the support 15. The assembly 6, 15 can advantageously be a one-piece plastic injection molded part. The locking element 6 engages for releasable locking of the charging plug 4 with respect to the charging socket 3 in an associated recess 7 in the charging plug 4, namely on the head side. In addition, the locking element 6 also engages in a further recess 7 'in the Charging socket 3. This includes the locked state of the charging plug 4 with respect to the charging socket 3 shown in FIG. 2C. By contrast, FIG. 2A shows the unlocked state. 2B shows a transition from the unlocked to the locked position of the locking element.
Das Riegelelement 6 lässt sich gegenüber den beiden Ausnehmungen 7, 7‘ verfahren, um die Verriegelung zwischen dem Ladestecker 4 und der Lade steckdose 3 herzustellen, respektive aufzuheben. Hierzu korrespondieren Bewegungen des Riegelelementes 6 in seiner Längsrichtung, wie dies durch einen Doppelpfeil in der Fig. 1 angedeutet ist. Für die Stellbewegungen des Riegelelementes 6 sorgt nach dem Ausführungsbeispiel der zuvor bereits angesprochene Antrieb. Mit Hilfe einer Dichtung 12 außenseitig an einem zugehörigen Antriebsgehäuse 13 wird das Riegelelement 6 gegenüber dem fraglichen Antriebsgehäuse 13 bei seinen Stellbewegungen abgedichtet. The locking element 6 can be moved relative to the two recesses 7, 7 'in order to establish or release the locking between the charging plug 4 and the charging socket 3. Movements of the locking element 6 in its longitudinal direction correspond to this, as is indicated by a double arrow in FIG. 1. According to the exemplary embodiment, the drive already mentioned provides for the adjusting movements of the locking element 6. With the help of a seal 12 on the outside on an associated drive housing 13, the locking element 6 is sealed with respect to the drive housing 13 in question during its actuating movements.
Das Riegelelement 6 weist eine gestufte Gestaltung mit einem Vorsprung 127 auf, so dass das Riegelelement 6 eine erste, höher gelegene Auflagefläche 129 auf dem Vorsprung 127 und eine zweite, niedriger gelegene, Auflagefläche 128 aufweist. Die relativen Angaben „höher gelegen“ und „niedriger gelegen“ beziehen sich hierbei auf einen Abstand zu einem gehäuseseitigen Ende des Riegelelements 6. Mit Hilfe der zwei Auflageflächen 128, 129 kann erfasst werden, ob der Ladestecker 4 ausreichend tief in die Ladesteckdose 3 eingeführt worden ist. Hierbei wird ausgenutzt, dass das Riegelelement 6 im Normalbetrieb, d.h. bei ausreichend tiefer Einführung des Ladesteckers 4 in die Ladesteckdose 3, sowohl die Ausnehmung 7 des Ladesteckers 4 durchgreift als auch in die Ausnehmung 7‘ der Ladesteckdose eingreift, um zu verriegeln. Die Ausnehmungen 7, 7‘ sind dabei in Bezug auf ihre Größe und Ausrichtung zueinander so gewählt, das im Normalbetrieb das Riegelelement 6 durch die Ausnehmung 7 in dem Ladestecker 4 durchgeführt wird und mit dem Vorsprung 127 in die Ausnehmung 7‘ der Ladesteckdose 3 eingeführt wird, wogegen die zweite Auflagefläche 128 an einer Oberfläche des Ladesteckers 3 zu liegen kommt und die Bewegung des Riegelelements 6 dadurch abgestoppt wird. Zusätzlich wird überwacht, wie lange der Elektromotor 8 des Antriebs vor der Abstoppung des Riegelelements 6 betrieben wurde, beispielsweise über eine Überwachung einer Anzahl von Drehungen einer der Wellen 9-10 oder über einen Stromverbrauch des Elektromotors 8. Dadurch kann festgestellt werden, ob der Normalbetrieb vorliegt. Ist der Ladestecker 3 nicht ausreichend tief eingeführt, kommt bereits die erste Auflagefläche 129 an dem Vorsprung 127 auf dem Ladestecker 3 zu liegen und das Riegelelement 6 wird bereits vorher abgestoppt. Zusätzlich kann eine dritte Situation erkannt werden, nämlich wenn der Ladestecker 3 gebrochen ist und somit eine sichere Verriegelung auch bei ausreichend tiefer Einführung nicht gewährleistet ist. In diesem Fall lässt sich das Riegelelement 6 tiefer als im Normalbetrieb einführen. The locking element 6 has a stepped design with a projection 127, so that the locking element 6 has a first, higher-lying bearing surface 129 on the projection 127 and a second, lower-lying, bearing surface 128. The relative information “located higher” and “located lower” relates to a distance from an end of the locking element 6 on the housing side. With the aid of the two contact surfaces 128, 129, it can be determined whether the charging plug 4 has been inserted sufficiently deep into the charging socket 3 is. This takes advantage of the fact that, during normal operation, ie when the charging plug 4 is inserted sufficiently deep into the charging socket 3, the locking element 6 both extends through the recess 7 of the charging plug 4 and engages in the recess 7 'of the charging socket in order to lock. The recesses 7, 7 'are selected with respect to their size and alignment with respect to one another in such a way that, in normal operation, the locking element 6 is passed through the recess 7 in the charging plug 4 and is inserted with the projection 127 into the recess 7' of the charging socket 3 , whereas the second contact surface 128 comes to rest on a surface of the charging plug 3 and the movement of the locking element 6 is thereby stopped. In addition, it is monitored how long the electric motor 8 of the drive was operated before the locking element 6 was stopped, for example by monitoring a number of rotations of one of the shafts 9-10 or via a current consumption of the electric motor 8. This makes it possible to determine whether normal operation is present. If the charging plug 3 is not inserted sufficiently deep, the first contact surface 129 already comes to rest on the projection 127 on the charging plug 3 and the locking element 6 is stopped beforehand. In addition, a third situation can be recognized, namely if the charging plug 3 is broken and thus a secure locking is not guaranteed even with a sufficiently deep insertion. In this case, the locking element 6 can be inserted deeper than in normal operation.
Der Antrieb umfasst einen Elektromotor 8, eine erste Welle 9, eine zweite Welle 10, eine dritte Welle 1 1 und einen Verriegelungshebel 1 19 an dem das Riegelelement 6 anliegt. Der Verriegelungshebel 1 19 wird über den Elektromotor 8 und die Wellen 9-1 1 in Bewegung versetzt, wodurch das Riegelelement 6 verfahren wird. Der Verriegelungshebel 19 wird dabei senkrecht zu einer Ebene, in der die Wellen 9-1 1 angeordnet sind, verfahren. Im Ausführungsbeispiel sind der Verriegelungshebel 119 und das Riegelelement 6 einstückig miteinander ausgeführt. The drive comprises an electric motor 8, a first shaft 9, a second shaft 10, a third shaft 11 and a locking lever 11 against which the locking element 6 bears. The locking lever 1 19 is set in motion via the electric motor 8 and the shafts 9-1 1, as a result of which the locking element 6 is moved. The locking lever 19 is moved perpendicular to a plane in which the shafts 9-1 1 are arranged. In the exemplary embodiment, the locking lever 119 and the locking element 6 are made in one piece with one another.
Die erste Welle 9 bildet eine Abtriebswelle des Elektromotors 8 und kämmt über eine Verzahnung 122, welche bevorzugt als Evoloid-Verzahnung ausgeführt ist, mit der zweiten Welle 10. Die zweite Welle 10 weist ebenfalls eine Verzahnung 123 auf, über die die zweite Welle 10 mit der dritten Welle 1 1 kämmt. Auch die Verzahnung 123 der zweiten Welle 10 kann als Evoloid-Verzahnung ausgeführt sein. Die Evoloid-Verzahnung stellt eine hohe bis sehr hohe Übersetzung von beispielsweise 1 :30, 1 :80, 1 :140 oder 1 :320 bei relativ kompaktem Raumbedarf zur Verfügung. The first shaft 9 forms an output shaft of the electric motor 8 and meshes with the second shaft 10 via a toothing 122, which is preferably designed as an evoloid toothing. The second shaft 10 also has a toothing 123, via which the second shaft 10 also the third wave 1 1 combs. The toothing 123 of the second shaft 10 can also be designed as an evoloid toothing. The Evoloid toothing provides a high to very high ratio of, for example, 1:30, 1:80, 1: 140 or 1: 320 with a relatively compact space requirement.
Die dritte Welle 1 1 weist neben einer ersten Verzahnung 124, die mit der Verzahnung 123 der zweiten Welle kämmt, eine zweite Verzahnung 125 auf, die an einem der ersten Verzahnung 124 gegenüberliegenden Ende der dritten Welle 11 angeordnet ist. Die zweite Verzahnung 125 dient zum Antrieb einer Schalterbetätigung 130, über die ein Sensor, der als Mikroschalter ausgeführt ist, betätigt wird. Mittels der Betätigung des Mikroschalters wird eine erfolgte Drehung der dritten Welle 1 1 erfasst. Der Mikroschalter erfasst hierüber, wie weit sich die dritte Welle 1 1 gedreht hat bzw. wie lange der Antrieb in Betrieb gewesen ist. In addition to a first toothing 124, which meshes with the toothing 123 of the second shaft, the third shaft 11 has a second toothing 125, which is arranged on an end of the third shaft 11 opposite the first toothing 124. The second toothing 125 serves to drive a switch actuation 130, via which a sensor, which is designed as a microswitch, is actuated. By actuating the microswitch, a successful rotation of the third shaft 11 is detected. The microswitch uses this to determine how far the third shaft 11 has rotated or how long the drive has been in operation.
Der elektromotorische Antrieb wird in dem eigenen Antriebsgehäuse 13 aufgenommen und von dem Antriebsgehäuse 13 insgesamt eingehaust. Auf diese Weise lässt sich der Antrieb modular und unabhängig von der Ladesteckdose 3 im Innern der Karosserie 1 an geeigneter Stelle platzieren und einbauen. Da darüber hinaus das Riegelelement 6 im Antriebsgehäuse 13 ge lagert ist, steht insgesamt eine einbaufertige Baugruppe bzw. ein Einbaumodul zur Verfügung. Selbstverständlich fallen unter die Erfindung auch Lösungen, bei welchen der Antrieb und die Ladesteckdose 3 in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen werden, was jedoch nicht gezeigt ist. The electric motor drive is accommodated in its own drive housing 13 and enclosed by the drive housing 13 as a whole. In this way, the drive can be placed and installed modularly and independently of the charging socket 3 in the interior of the body 1 at a suitable point. In addition, since the locking element 6 is supported in the drive housing 13, there is a total of a ready-to-install assembly or module available. Of course, the invention also includes solutions in which the drive and the charging socket 3 are accommodated in a common housing, but this is not shown.
Mit Hilfe des Antriebes vollführt das Riegelelement 6 Stellbewegungen gegenüber einer Führung 14, 15. Die Führung 14, 15 ist nach dem Ausfüh rungsbeispiel zweiteilig ausgebildet und setzt sich im Wesentlichen aus einer ortsfesten Gehäuseführung bzw. Gehäusedurchführung 14 im Antriebsgehäuse 13 einerseits und einer bewegbaren Abstützung 15 andererseits als jeweils Führungsbestandteile 14, 15 zusammen. Wie zuvor bereits erläutert, bilden die Abstützung 15 und das Riegelelement 6 eine Baueinheit 6, 15, was jedoch nicht zwingend ist. With the aid of the drive, the locking element 6 performs positioning movements relative to a guide 14, 15. The guide 14, 15 is formed in two parts according to the exemplary embodiment and essentially consists of a stationary housing guide or housing bushing 14 in the drive housing 13 on the one hand and a movable support 15 on the other hand, as leadership components 14, 15 together. As already explained above, the support 15 and the locking element 6 form a structural unit 6, 15, but this is not mandatory.
Die Gehäusedurchführung 14 und auch das Riegelelement 6 können mit jeweils korrespondierenden und im Detail nicht ausdrücklich dargestellten Längs führungsmitteln ausgerüstet sein. Bei den Längsführungsmitteln des Riegelele mentes 6 kann es sich um einen in Längsrichtung verlaufenden Steg oder auch eine in Längsrichtung verlaufende Nut handeln. Demgegenüber ist das Längs- führungsmittel der Gehäusedurchführung 14 als korrespondierende und zu dem in Längsrichtung verlaufenden Steg des Riegelelementes 6 passende Nut aus geführt. Sobald das Riegelelement 6 mit der in Längsrichtung verlaufenden Nut als Längsführungsmittel ausgebildet ist, empfiehlt es sich, die Gehäusedurch führung 14 mit einer in die entsprechende Nut eingreifenden Nase auszurüsten. Selbstverständlich sind auch Mischformen denkbar. Auf solche korres pondierenden Längsführungsmittel kann grundsätzlich auch für den Fall ver zichtet werden, dass das Riegelelement 6 beispielsweise Ecken aufweist oder insgesamt eine mehreckige Gestaltung anstelle der im Ausführungsbeispiel rea lisierten Zylinderform besitzt. The housing bushing 14 and the locking element 6 can be equipped with corresponding and not shown in detail in detail longitudinal guide means. The longitudinal guide means of the Riegelele element 6 can be a longitudinal web or a longitudinal groove. In contrast, the longitudinal guiding means of the housing bushing 14 as a corresponding and to the longitudinally extending web of the locking element 6 matching groove out. As soon as the locking element 6 with the longitudinally extending groove is designed as a longitudinal guide means, it is advisable to equip the housing guide 14 with a nose which engages in the corresponding groove. Mixed forms are of course also conceivable. In principle, such corresponding longitudinal guide means can also be dispensed with in the event that the locking element 6 has, for example, corners or has an overall polygonal design instead of the cylindrical shape realized in the exemplary embodiment.
Das Riegelelement 6 und die Führung 14, 15 bzw. die Gehäusedurchführung 14 im Antriebsgehäuse 13 einerseits und die bewegbare Abstützung 15 andererseits als jeweilige Führungsbestandteile 14, 15 definieren in Verbindung mit dem elektromotorischen Antrieb insgesamt eine Verriegelungseinrichtung der in der Fig. 1 und 2 dargestellten Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge. The locking element 6 and the guide 14, 15 or the housing bushing 14 in the drive housing 13 on the one hand and the movable support 15 on the other hand as respective guide components 14, 15 define a locking device of the connection device shown in FIGS. 1 and 2 in conjunction with the electromotive drive for electric or hybrid vehicles.
Die bewegbare Abstützung 15 ist im Ausführungsbeispiel an die dritte Welle 1 1 des Antriebes angeschlossen. Das erkennt man insbesondere anhand der perspektivischen Darstellungen in der Fig. 5 und 6. Tatsächlich arbeitet der Elektromotor 8 als Bestandteil des elektromotorischen Antriebes über die erste Welle 9 auf die zweite Welle 10, die ihrerseits mit der fraglichen abtriebsseitigen dritten Welle 1 1 kämmt. Dazu ist ein Zahnrad an der Welle 1 1 vorgesehen, welches man auch in den Fig. 5 und 6 erkennt. The movable support 15 is connected in the exemplary embodiment to the third shaft 11 of the drive. This can be seen in particular from the perspective representations in FIGS. 5 and 6. In fact, the electric motor 8 works as part of the electric motor drive via the first shaft 9 on the second shaft 10, which in turn meshes with the third shaft 11 in question on the output side. For this purpose, a gear on the shaft 11 is provided, which can also be seen in FIGS. 5 and 6.
Die abtriebsseitige Welle 1 1 ist mit einer Exzenterzapfen 17 ausgerüstet. Der Exzenterzapfen 17 trägt erfindungsgemäß die Abstützung 15. Tatsächlich ist das Riegelelement 6 gehäuseseitig an die bewegbare Abstützung 15 des Antriebes 8 bis 1 1 als Bestandteil der Führung 14, 15 angeschlossen. Das Riegelelement 6 stützt sich ausweislich der Fig. 4 und 5 radial an dem Exzenterzapfen 17 als Bestandteil der dritten Welle 1 1 ab. Die radiale Abstützung ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass das Riegelelement 6 radial gegenüber dem Exzenterzapfen 17 der Welle 1 1 ausgerichtet ist und verläuft. Dadurch wird das Riegelelement 6 insgesamt in seiner in der Fig. 1 dargestellten Längsrichtung bewegt (vgl. dort den Doppelpfeil). The output shaft 11 is equipped with an eccentric pin 17. The eccentric pin 17 carries the support 15 according to the invention. In fact, the locking element 6 is connected on the housing side to the movable support 15 of the drive 8 to 11 as a component of the guide 14, 15. 4 and 5, the locking element 6 is supported radially on the eccentric pin 17 as a component of the third shaft 11. The radial Support arises from the fact that the locking element 6 is aligned and extends radially with respect to the eccentric pin 17 of the shaft 11. As a result, the locking element 6 is moved overall in its longitudinal direction shown in FIG. 1 (cf. the double arrow there).
Drehbewegungen der Welle 1 1 führen nun dazu, dass der Exzenterzapfen 17 an der Welle 1 1 eine mehr oder minder ausgeprägte Schwenkbewegung im Vergleich zu der strichpunktiert dargestellten Achse der Welle 1 1 vollführt. Diese Schwenkbewegung wird auf die an den Exzenterzapfen 17 angeschlossene Abstützung 15 und folglich das Riegelelement 6 übertragen. Dazu greift der Exzenterzapfen 17 in eine Ausnehmung 16 in der Abstützung 15 ein, die man am besten in den Fig. 5 und 6 erkennt. Auf diese Weise werden die Schwenkbewegungen des Exzenterzapfens 17 in eine entsprechende Linearbewegung des Riegelelementes 6 unter Berücksichtigung der Führung 14, 15 umgewandelt. Als Folge hiervon lässt sich durch den Antrieb das Riegelelement 6 so bewegen, dass es kopfseitig in die Ausnehmung 7 des Ladesteckers 4 und in die Ausnehmung 7' der Ladesteckdose 3 eintaucht, sobald der Ladestecker 4 elektrisch mit der Ladesteckdose 3 kontaktiert ist. Hierdurch kann beispielsweise ein Ladevorgang freigegeben werden. Außerdem erkennt man, dass sich eine Mittelachse des Exzenterzapfens 17 bei der Längsbewegung des Riegelelementes 6 an dem Riegelelement 6 abwälzt. Das Riegelelement 6 vollführt diese Linearbewegungen darüber hinaus in einer Radialrichtung im Vergleich zur strichpunktiert dargestellten Achse der Welle 1 1 . Rotational movements of the shaft 1 1 now cause the eccentric pin 17 on the shaft 1 1 to perform a more or less pronounced pivoting movement in comparison to the axis of the shaft 1 1 shown in broken lines. This pivoting movement is transmitted to the support 15 connected to the eccentric pin 17 and consequently the locking element 6. For this purpose, the eccentric pin 17 engages in a recess 16 in the support 15, which can best be seen in FIGS. 5 and 6. In this way, the pivoting movements of the eccentric pin 17 are converted into a corresponding linear movement of the locking element 6, taking into account the guide 14, 15. As a result of this, the locking element 6 can be moved by the drive such that it dips into the recess 7 of the charging plug 4 and into the recess 7 'of the charging socket 3 as soon as the charging plug 4 is electrically contacted with the charging socket 3. In this way, for example, a charging process can be released. It can also be seen that a central axis of the eccentric pin 17 rolls on the locking element 6 during the longitudinal movement of the locking element 6. The locking element 6 also performs these linear movements in a radial direction in comparison to the axis of the shaft 11 shown in dash-dotted lines.
Die Abstützung 15 am Riegelelement 6 weist ausweislich der Fig. 4 zwei Längswände bzw. Stege auf, die insgesamt quer zur Axialrichtung der insbesondere in der Fig. 3 zu erkennenden Achse der Welle 1 1 orientiert sind. Vergleichbares erkennt man in der Fig. 4. Auf diese Weise kann das Regelelement 6 dem Exzenterzapfen 17 bei einer Rotation der dritten Welle 1 1 folgen und wird wunschgemäß bewegt. Die Abstützung 15 sorgt dafür, dass das hierin gehäuseseitig aufgenommene bzw. gehäuseseitig hiermit verbundene Riegelelement 6 in der besagten Radialrichtung bewegt und zugleich gesichert ist. Außerdem wird deutlich, dass sich eine Mittelachse des Exzenterzapfens 17 gegenüber dem Riegelelement bei entsprechenden Schwenkbewegungen der Welle 1 1 abwälzt. Als Folge hiervon wird das Riegelelement 6 einwandfrei in der betreffenden Radialrichtung geführt, welche mit der in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Längsrichtung des Riegelelementes zusammenfällt. Tatsächlich definiert die der Exzenterzapfen 17 in Verbindung mit der Ausnehmung 16 in der Abstützung 15 insgesamt eine Art Kurbeltrieb für die linear hin- und herbewegbare Abstützung 15. Dadurch können insbesondere im verriegelten Zustand nach der Fig. 2C mögliche mechanische oder am Ladestecker angreifende Kräfte quer zur Längserstreckung des Riegelelementes 6 beschädigungsfrei und ohne Verkantungen aufgenommen werden. As shown in FIG. 4, the support 15 on the locking element 6 has two longitudinal walls or webs, which are oriented transversely to the axial direction of the axis of the shaft 11, which can be seen in particular in FIG. 3. Comparable can be seen in FIG. 4. In this way, the control element 6 can follow the eccentric pin 17 when the third shaft 11 rotates and is moved as desired. The support 15 ensures that the locking element 6 accommodated therein on the housing side or connected to it on the housing side is moved in the said radial direction and at the same time is secured. It is also clear that a central axis of the eccentric pin 17 rolls with respect to the locking element with corresponding pivoting movements of the shaft 11. As a result, the locking element 6 is guided correctly in the radial direction in question, which coincides with the longitudinal direction of the locking element indicated by a double arrow in FIG. 1. In fact, the eccentric pin 17, in conjunction with the recess 16 in the support 15, defines a type of crank drive for the linearly movable support 15. As a result, in the locked state according to FIG Longitudinal extension of the locking element 6 can be recorded without damage and without canting.
Zusätzlich ist noch eine Notentriegelungseinrichtung 18 vorgesehen und von außerhalb der Karosserie 1 zugänglich, mit deren Hilfe das Riegelelement 6 von seiner in der Fig. 2C dargestellten verriegelten Position in die gegenüber der Ausnehmung 7 im Ladestecker 4 und auch gegenüber der Ausnehmung T in der Ladesteckdose 3 zurückgezogene Position entsprechend der Darstellung in der Fig. 2A notentriegelt werden kann. Das lässt sich manuell durch Beaufschlagung der Notentriegelungseinrichtung 18 seitens eines Bedieners bei einem Ausfall des Elektromotors 8 bewerkstelligen. Die dritte Welle 1 1 weist eine dritte Verzahnung 126, die in dem Ausführungsbeispiel als einzelner Zahn ausgeführt ist. Bei der Notbetätigung wirkt die Notentriegelungseinrichtung 18 auf dritte Verzahnung 126 ein, um die dritte Welle 11 und somit den gesamten Antrieb, zurückzustellen. In addition, an emergency release device 18 is also provided and accessible from outside the body 1, with the aid of which the locking element 6 moves from its locked position shown in FIG. 2C to the recess 7 in the charging plug 4 and also to the recess T in the charging socket 3 retracted position can be unlocked as shown in Fig. 2A. This can be done manually by an operator acting on the emergency release device 18 in the event of a failure of the electric motor 8. The third shaft 11 has a third toothing 126, which is designed as a single tooth in the exemplary embodiment. During the emergency actuation, the emergency release device 18 acts on third toothing 126 in order to reset the third shaft 11 and thus the entire drive.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge, mit einem elektromotorischen Antrieb, der einen Elektromotor (8) und ein nachgeschaltetes, mehrstufiges Getriebe umfasst, mit einem Riegelelement (6) und mit einem zumindest den Elektromotor (8) und das Getriebe einhausenden Antriebsgehäuse (13), wobei der Elektromotor (8) über das Getriebe das Riegelelement (6) zu Stellbewegungen beaufschlagt, dad u rch g e ke n n ze i ch n et, dass das Rie gelelement (6) gehäuseseitig an eine bewegbare Abstützung (15) des Antriebes angeschlossen ist. 1. Locking device of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles, with an electromotive drive, which comprises an electric motor (8) and a downstream, multi-stage transmission, with a locking element (6) and with at least the electric motor (8) and housing the transmission Drive housing (13), wherein the electric motor (8) acts on the locking element (6) for adjusting movements via the gear, so that the locking element (6) on the housing side is connected to a movable support (15). of the drive is connected.
2. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (13) eine ortsfeste Gehäusedurchführung (14) aufweist, die zusammen mit der bewegbaren Abstützung (15) eine zumindest zweiteilige Führung (14, 15) des Riegelelementes (6) ausbildet. 2. Locking device according to claim 1, characterized in that the drive housing (13) has a stationary housing bushing (14) which, together with the movable support (15), forms an at least two-part guide (14, 15) of the locking element (6).
3. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (6) und die Gehäusedurchführung (14) mit korrespondierenden Längsführungsmitteln ausgerüstet sind. 3. Locking device according to claim 2, characterized in that the locking element (6) and the housing bushing (14) are equipped with corresponding longitudinal guide means.
4. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Längsführungsmitteln des Riegelelementes (6) um einen Steg oder eine Nut und bei den Längsführungsmitteln der Gehäusedurchführung (14) um eine korrespondierende Nut oder Nase handelt. 4. Locking device according to claim 3, characterized in that the longitudinal guide means of the locking element (6) is a web or a groove and the longitudinal guide means of the housing bushing (14) is a corresponding groove or nose.
5. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Abstützung (15) an einer Welle (1 1 ) des Getriebes vorgesehen ist. 5. Locking device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the movable support (15) on a shaft (1 1) of the transmission is provided.
6. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1 1 ) eine die Abstützung (15) tragenden Exzenterzapfen (17) aufweist. 6. Locking device according to claim 5, characterized in that the shaft (1 1) has a support (15) supporting eccentric pin (17).
7. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (15) drehbar an den Exzenterzapfen (17) angeschlossen ist. 7. Locking device according to claim 6, characterized in that the support (15) is rotatably connected to the eccentric pin (17).
8. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterzapfen (17) einen Kurbeltrieb für die linear hin- und herbewegbare Abstützung (15) definiert. 8. Locking device according to claim 7, characterized in that the eccentric pin (17) defines a crank mechanism for the linearly reciprocable support (15).
9. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Riegelelement (6) gehäuseseitig radial an dem Exzenterzapfen (17) der Welle (1 1 ) abstützt. 9. Locking device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the locking element (6) is supported radially on the housing side on the eccentric pin (17) of the shaft (1 1).
10. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (15) das Riegelelement (6) gehäuseseitig senkrecht zu einer Radialrichtung im Vergleich zur Achse der Welle (1 1 ) sichert. 10. Locking device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the support (15) secures the locking element (6) on the housing side perpendicular to a radial direction in comparison to the axis of the shaft (1 1).
11. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (6) und die Abstützung (15) einstückig ausgebildet sind. 11. Locking device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the locking element (6) and the support (15) are integrally formed.
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