DE102016112022B4

DE102016112022B4 - Stationär anordbare Kontaktplatte zum Laden und Steuern sowie System aus Kontaktplatte und Rampenelementen

Info

Publication number: DE102016112022B4
Application number: DE102016112022.7A
Authority: DE
Inventors: Philip Tembaak; Rüdiger Jour
Original assignee: Paul Vahle GmbH and Co KG
Current assignee: Paul Vahle GmbH and Co KG
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: DE102016112022A1; WO2018001615A1

Abstract

Stationär anordbare Kontaktplatte (K) mit mindestens einem elektrischen Kontakt (E) für einen an einem Stromabnehmer angeordneten Stromabnehmerkontakt (S), wobei der Stromabnehmer an einer mobilen Vorrichtung, insbesondere einem Fahrzeug, befestigt ist, wobei die Kontaktplatte (K) eine Ober- und eine Unterseite (K_U, K_O), sowie schmale Seiten (Ks) aufweist und der mindestens eine elektrische Kontakt (E) an der Oberseite (Ko) der Kontaktplatte (K) eine Kontaktfläche für den Stromabnehmerkontakt (S) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (K) zur Verbindung mit einer weiteren Kontaktplatte (K) oder einem Rampenelement (R), an ihren schmalen Seiten (Ks) jeweils mindestens ein Verbindungselement (V) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine stationär anordbare Kontaktplatte mit mindestens einem elektrischen Kontakt für einen an einem Stromabnehmer angeordneten Stromabnehmerkontakt, wobei der Stromabnehmer an einer mobilen Vorrichtung, insbesondere einem Fahrzeug, befestigt ist, wobei die Kontaktplatte eine Ober- und eine Unterseite, sowie schmale Seiten aufweist und der mindestens eine elektrische Kontakt an der Oberseite der Kontaktplatte eine Kontaktfläche für den Stromabnehmerkontakt bildet.
Stationär anordbare Kontaktplatten dienen zum Laden von batteriebetriebenen Fahrzeugen, welche meist autonom entlang einer Fahrspur fahren. Die Kontaktplatte weist an ihrer Oberseite in der Regel zwei oder mehr Kontaktflächen auf. Die Fahrzeuge haben an ihrer Unterseite meist zwei oder mehr Stromabnehmerkontakte, welche beim Überfahren der Kontaktplatten in elektrischen Kontakt mit den elektrischen Kontaktflächen der Kontaktplatte kommen, wodurch die Batterie des Fahrzeugs geladen werden kann. Die elektrischen Kontakte bzw. die Kontaktfläche der Kontaktplatte sind über Kabel oder Stromschienen mit einer Quelle verbunden.
Damit das Fahrzeug über die Kontaktplatte fahren kann, weist diese in der Regel angeformte Rampen an ihren Seiten auf. Meist sind die Kontaktplatten durch ein Kunststoffgehäuse gebildet, wobei die Rampen integraler Bestandteil der Kontaktplatte sind. Die Kontaktplatten weisen dabei unveränderbare Abmessungen und eine fest vorgegebene Anzahl von Kontaktflächen auf.
Die Kontaktplatte kann auch zum Steuern der Fahrzeuge dienen, indem Befehle über die elektrischen Kontakte an das Fahrzeug übermittelt werden. Auch kann eine Kommunikation oder ein Datenaustausch zwischen dem Fahrzeug und einer entfernt angeordneten Daten- und/oder Steuerungseinheit über die Kontaktplatte erfolgen.
Aus US 2011 / 0 017 531 A1 sind Bodenplatten zur elektrischen Versorgung von Fahrzeugen wie E-Autos bekannt. Die Bodenplatten werden durch isolierende Platten, bspw. aus Kunstsoff, gebildet, zwischen denen horizontal und in longitudinaler Richtung Leiterstränge verlaufen. Die Leitersträngen stehen mit einer Kontaktplatte in Kontakt, die der Kontaktierung der Stromabnehmer eines Fahrzeuges dient. An den vorderen und hinteren Enden der Kontaktplatten sind Verbindungselemente in Form von Schwalbenschwanzverbindungen angeordnet, wodurch mehrere dieser Platten in ausschließlich longitudinaler Richtung miteinander verbunden werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontaktplatte der vorgenannten Art und ein System aus mindestens einer stationär anordenbaren Kontaktplatte sowie mehreren Rampenelementen derart weiter zu entwickeln, dass sie/es für das Laden von Fahrzeugen unterschiedlicher Anzahl von Stromabnehmerkontakten verwendet werden kann und zudem kostengünstig in der Herstellung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Kontaktplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Kontaktplatte nach Anspruch 1 und des Systems nach Anspruch 14 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Kontaktplatte zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass sie zur Verbindung mit einer weiteren Kontaktplatte oder einem Systemelement, das als ein Rampenelement ausgebildet ist, an mindestens einer ihrer schmalen Seiten mindestens ein Verbindungselement aufweist. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass mehrere erfindungsgemäße Kontaktplatten zu einer großen Kontaktplatte miteinander verbunden werden können, wobei dann an den Schmalseiten des Kontaktplattenverbundes bedarfsweise Rampenelemente ebenfalls mittels der Verbindungselemente angebracht werden können. Es ist jedoch auch möglich, dass lediglich eine Kontaktplatte verwendet wird, an der an mindestens einer ihrer schmalen Seiten ein Rampenelement oder sonstiges Systemelement angebracht wird. Das Systemelement oder Rampenelement weist ebenfalls korrespondierende Verbindungselemente auf. Die Verbindungselemente können Vorsprünge oder aber auch Aussparungen sein, wobei die Vorsprünge und Aussparungen derart ausgebildet sind, dass die Vorsprünge formschlüssig in die Aussparungen eingebracht werden können, sodass zumindest ein Formschluss parallel zur Oberseite der Kontaktplatte besteht.
So kann der Vorsprung einen an die schmale Seite angeformten schmalen Steg aufweisen, an dessen freiem Ende eine kopfartige Verbreiterung angeformt ist. Der Vorsprung weist somit eine pilz- oder T-förmige Form auf. Die Aussparung, in die der Vorsprung eingreift, ist entsprechend der Form des Vorsprungs ausgebildet.
Vorteilhaft sind die Verbindungselemente so an den schmalen Stirnseiten der Kontaktplatten angeordnet, dass die Kontaktplatten auch beim Verdrehen zueinander miteinander verbunden werden können. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist an jeder schmalen Seite jeweils ein Vorsprung und eine Aussparung angeordnet. Diese beiden Verbindungselemente sind in einem definierten Abstand zueinander und jeweils in einem definierten Abstand zu den Ecken der Kontaktplatte angeordnet. Diese Abstände sind bei allen Kontaktplatten und Systemelementen wie zum Beispiel den Rampenelementen identisch, sodass alle Kontaktplatten und Systemelemente miteinander zu verbinden sind. Hierdurch wird vorteilhaft eine Modularität zur Erreichung von individuellen Ausbaustufen bzw. Systemlösungen geschaffen, wobei lediglich eine Bauform einer Kontaktplatte benötigt wird. Sofern die Kontaktplatte quadratisch ausgebildet ist, d.h. ihre schmalen Seiten weisen alle die gleiche Länge auf, wird lediglich eine Bauform für das Rampenelement benötigt, wodurch vorteilhaft nur wenige Werkzeuge zur Herstellung der Kontaktplatte und des Rastelementes benötigt werden.
Die Verbindungselemente können zudem derart ausgebildet sein, dass sie gleichzeitig eine Rastfunktion innehaben, so dass die miteinander verbundenen Kontaktplatten nur durch Überwindung einer bestimmten Kraft voneinander gelöst werden können.
Die erfindungsgemäße Kontaktplatte weist mindestens eine fensterartige Aussparung auf, durch die Befestigungsmittel durchsteckbar sind, mit denen die Kontaktplatte auf einer Bodenfläche verankert werden kann.
Die elektrischen Kontakte, welche an der Oberseite der erfindungsgemäßen Kontaktplatte die elektrischen Kontaktflächen bilden, können in einer Ausführungsform vorteilhaft die die Oberseite der Kontaktplatte bildenden Wandung durchgreifen, wodurch eine elektrische Kontaktierung der elektrischen Kontakte von unten her möglich ist. Die entsprechenden Anschlussleitungen können entweder direkt aus dem Boden herausragen oder auf sonstige Art hin zur Kontaktplatte bzw. Kontaktplattenanordnung, welche aus mehreren miteinander verbundenen Kontaktplatten besteht, verlegt sein.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Kontaktplatte anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1: Explosionsdarstellung einer Kontaktplattenanordnung mit vier Kontaktplatten und acht Rampenelementen;
2: zusammengesetzte Kontaktplattenanordnung gemäß 1;
3: alternative Kontaktplattenanordnung mit zwei Kontaktplatten und sechs Rampenelementen;
4: perspektivische Ansicht auf die Unterseite der erfindungsgemäßen Kontaktplatte;
5: Kontaktplattenanordnung gemäß 3 mit darüber angeordneten Stromabnehmerkontakt eines nicht dargestellten Fahrzeuges;
6: Kontaktplattenanordnung mit unterschiedlich langen Kontaktplatten und Rampenelementen.

Die 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Kontaktplattenanordnung mit vier Kontaktplatten K und acht Rampenelementen R. Die Kontaktplatten K haben eine quadratische Form, wobei an der Oberseite K_O die elektrischen Kontaktflächen E angeordnet sind. An jeder schmalen Seite Ks sind jeweils zwei Verbindungselemente V angeordnet, wobei ein Verbindungselement durch eine Aussparung V_A und das andere Verbindungselement durch einen angeformten Vorsprung Vv gebildet. Die Aussparung V_A und der Vorsprung V_v sind an allen schmalen Seiten stets an der gleichen Stelle angeordnet, sodass die Kontaktplatten beliebig zueinander angeordnet, u.a. auch verdreht zueinander miteinander verbunden werden können.
Auch die Rampenelemente R weisen jeweils eine schmale Seite R_s auf, an der ebenfalls eine Aussparung R_VA und ein Vorsprung Rw in den oben beschriebenen Abständen an- bzw. eingeformt sind, so dass die Rampenelemente R an jeder schmalen Seite Ks der Kontaktplatten K befestigt werden können. Die Rampenelemente R weisen eine Rampenfläche R_R auf, welche schräg zur Oberfläche der Kontaktplatten K angeordnet ist und sich von der spitzen Seite in Richtung der schmalen Seite R_S erstreckt. Die schmale Seite R_S weist eine Höhe auf, die identisch zur Höhe der schmalen Seiten Ks der Kontaktplatten K ist, sodass die Oberseite des Rampenelementes mit der Oberseite K_O der Kontaktplatte K fluchtet.
Die 2 zeigt die zusammengesetzte Kontaktplattenanordnung gemäß 1. Die 3 zeigt eine alternative Kontaktplattenanordnung mit zwei Kontaktplatten K und sechs Rampenelementen R.
Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite K_U der erfindungsgemäßen Kontaktplatte K. Die Kontaktplatte K weist eine obere Wandung Kw, daran seitlich angeformte Seitenwandungen Kws sowie eine verstärkende Wandung K_R auf. An den Seitenwandlungen Ks sind die Vorsprünge Vv an geformt. In die Seitenwandlungen Ks sind die Aussparungen V_A ein geformt, wobei sowohl die Vorsprünge V_V als auch die Aussparungen V_A an ihrer Unterseite jeweils halbkreisförmige Ausnehmungen K_VK, K_AK zur Durchführung nicht dargestellter elektrischer Kabel aufweisen.
In den Seitenwandlungen K_S sind zusätzliche Ausnehmungen K_K eingeformt, in die Vorsprünge R_A, welche an den Seitenwandlungen R_s der Rampenelement der R an geformt sind, im montierten Zustand eingreifen. Durch die Ausnehmungen K_K und die Vorsprünge R_A ist sichergestellt, dass das Rampenelement stets nur von unten in die Kontaktplatte seitlich eingeschoben werden kann. Sofern die Kontaktplattenanordnung am Boden befestigt ist, z.B. mittels nicht dargestellter Schrauben, welche durch die fensterartigen Öffnungen B durchgreifen, sind damit auch die Rampenelemente R und verlierbar mit den Kontaktplatten K verbunden.
Die elektrischen Kontakte E durchgreifen mit Ihren Kontaktzungen E₁ die Wandung Kw und stehen weit genug nach unten aus der Wandung heraus, so dass ein Kabel mit entsprechendem Anschlusselement an der Kontaktzunge E₁ befestigt werden kann.
Die Kontaktplatte weist eine Länge L_K und eine Breite B_K auf. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktplatten K quadratisch, so dass L_K gleich B_K ist. Es wird dann lediglich ein Rampenelement R mit einer Länge L_R=L_K benötigt.
Die 5 zeigt eine Kontaktplattenanordnung gemäß 3 mit darüber angeordneten Stromabnehmer S mit einem Stromabnehmerkontakt S_K, welcher an der Unterseite eines nicht dargestellten Fahrzeuges befestigt sein kann. Beim Überfahren der Kontaktplatte, wird der Stromabnehmer S durch die Rampenelemente R angehoben und mittels nicht dargestellter Andruckmittel, wie z.B. Andruckfedern, gegen die Oberfläche K_O sowie deren Kontaktfläche E zur Herstellung eines elektrischen Kontakt gedrückt. Mit lediglich jeweils nur einer Bauform für die Kontaktplatte und dem Rampenelement können bei diesem System unterschiedlichste Kontaktplattenanordnungen mit prinzipiell beliebig vielen Kontaktflächen aufgebaut werden.
Die 6 zeigt eine alternative Kontaktplattenanordnung mit zwei unterschiedlich langen Kontaktplatten K₁ und K₂ sowie zwei unterschiedlich langen Rampenelementen R₁ und R₂, wobei die Kontaktplatte K₂ doppelt so lang ist wie die Kontaktplatten K₁ und die Rampenelemente R₂ doppelt so lang ist wie die Rampenelemente R₁. Bei diesem System können mit lediglich vier verschiedenen Systemelementen ebenfalls Kontaktplattenanordnungen unterschiedlichster Form und mit prinzipiell beliebig vielen Kontaktflächen aufgebaut werden.

Claims

Stationär anordbare Kontaktplatte (K) mit mindestens einem elektrischen Kontakt (E) für einen an einem Stromabnehmer angeordneten Stromabnehmerkontakt (S), wobei der Stromabnehmer an einer mobilen Vorrichtung, insbesondere einem Fahrzeug, befestigt ist, wobei die Kontaktplatte (K) eine Ober- und eine Unterseite (K_U, K_O), sowie schmale Seiten (Ks) aufweist und der mindestens eine elektrische Kontakt (E) an der Oberseite (Ko) der Kontaktplatte (K) eine Kontaktfläche für den Stromabnehmerkontakt (S) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (K) zur Verbindung mit einer weiteren Kontaktplatte (K) oder einem Rampenelement (R), an ihren schmalen Seiten (Ks) jeweils mindestens ein Verbindungselement (V) aufweist.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (V) durch einen an der schmalen Seite (K_S) angeformten Vorsprung (V_V) oder eine Aussparung (V_A) in der schmalen Seite (K_S) gebildet ist, wobei der Vorsprung (V_V) zum, insbesondere formschlüssigen, Eingriff in eine entsprechende Aussparung (V_A) der weiteren Kontaktplatte (K) und/oder eines Rampenelementes (R) und die Aussparung (V_A) für den formschlüssigen Eingriff eines Vorsprungs (Vv) der weiteren Kontaktplatte (K) und/oder eines Rampenelementes (R) ausgebildet ist.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verbindungselemente (V; V_V; V_A) ein Formschluss parallel zur Oberseite (K_O) und/oder parallel zur Flächennormalen der Kontaktplatte (K) erzeugbar ist oder besteht.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (V_V) einen Steg und einen Kopf aufweist und die Aussparung (V_A) einen Bereich für den Steg und einen Bereich für den Kopf des eingreifenden Vorsprungs (Vv) aufweist.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (Vv) und die Aussparung (V_A) T-förmig ausgebildet sind.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder schmalen Seite (K_S) einer Kontaktplatte (K) jeweils mindestens ein Verbindungselement (V), insbesondere in Form eines Vorsprungs (Vv) und/oder mindestens einer Aussparung (V_A), angeordnet ist.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kontaktplatten (K) oder eine Kontaktplatte (K) mit einem Rampenelement (R) durch Ineinanderstecken, insbesondere in Richtung parallel zur Oberseite der Kontaktplatten (K), formschlüssig miteinander verbindbar oder verbunden sind.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der schmalen Seite (K_S), an der mindestens ein Verbindungselement (V) angeordnet ist, mindestens ein zusätzliches Rastelement angeordnet ist, welches mit einem Rastelement der anderen Kontaktplatte (K) und/oder des Rampenelementes (R) im montierten, insbesondere ineinandergesteckten, Zustand zusammenwirkt und eine Rastverbindung bildet.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (V) als Rastelemente ausgebildet sind, insbesondere beim vollständigen Einbringen der Vorsprünge (V_V) in die Aussparungen (V_A) diese miteinander verrasten.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (K) und die weitere Kontaktplatte (K) identisch ausgebildet sind.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (K) rechteckig ausgebildet ist.
Stationär anordbare Kontaktplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (K) eine Länge (L_K) und eine Breite (B_K) aufweist, wobei die Länge (L_K) gleich der Breite (B_K) oder einem Vielfachen der Breite (B_K) ist, insbesondere zwei oder dreimal so lang ist wie die Breite (B_K).
Stationär anordbare Kontaktplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (K) in oder an ihren schmalen Seiten (Ks) einen Anschlag, der insbesondere durch eine Ausnehmung (A) gebildet ist, aufweist, welche insbesondere in der Mitte (M) der schmalen Seite (Ks) der Kontaktplatte (K) angeordnet ist, wobei der Anschlag (A) dazu dient, dass die Kontaktplatte (K) und ein Rampenelement (R) zueinander in Position gehalten sind.
System, mindestens eine stationär anordbare Kontaktplatte (K) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie mehrere Rampenelemente (R) aufweisend.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rampenelement (R) eine Länge (L_R) aufweist, die gleich der Seitenlänge (L_K) oder einem Vielfachen der Seitenlänge (L_K) einer Kontaktplatte (K) ist.