DE102022126375A1 - Charging device - Google Patents
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Abstract
Ladevorrichtung für elektrische Fahrzeuge aufweisend eine Wippe 2, die relativ zu elektrischen Kontaktflächen 3, 4 an einer Oberseite des Fahrzeugs 1 bewegbar ist, wobei die Wippe 2 einen zentralen aufrechten Wippenträger 6 in einer zentralen Vertikalebene V mit einem Wippenbalkenlager 8 aufweist, an dem ein Wippenbalken 7 in waagerechter Ebene drehbar angebracht ist, der zwei Wippenhebel 9,10 auf gegenüberliegenden Seiten der Vertikalebene V aufweist, wobei an jedem Wippenhebel 9, 10 Kontaktschienenträger 11, 12 über in waagerechter Ebene drehbar obere Drehlager 13, 14 angebracht sind, wobei die Kontaktschienenträger 11, 12 jeweils Kontaktschienen 15, 16 tragen, wobei die Kontaktschienenträger 11, 12 über Führungsglieder 17, 18 gegenüber dem Wippenträger 6 geführt werden, die mit dem Wippenträger 6 über ein inneres Führungsgliedlager 24, 25 einerseits und mit dem Kontaktschienenträger 11, 12 über ein unteres Drehlager 19, 20 andererseits in waagerechter Ebene drehbar verbunden sind, wobei ein Abstand zwischen einem oberen Drehlager 13, 14 und einem unteren Drehlager 19, 20 eines Kontaktschienenträgers 11, 12 größer ist als ein Abstand zwischen dem Wippenbalkenlager 8 und jedem der Führungsgliedlager 24, 25.Charging device for electric vehicles comprising a rocker 2 which is movable relative to electrical contact surfaces 3, 4 on an upper side of the vehicle 1, wherein the rocker 2 has a central upright rocker support 6 in a central vertical plane V with a rocker beam bearing 8, to which a rocker beam 7 is mounted so as to be rotatable in a horizontal plane, which has two rocker levers 9, 10 on opposite sides of the vertical plane V, wherein contact rail supports 11, 12 are mounted on each rocker lever 9, 10 via upper pivot bearings 13, 14 which are rotatable in a horizontal plane, wherein the contact rail supports 11, 12 each carry contact rails 15, 16, wherein the contact rail supports 11, 12 are guided relative to the rocker support 6 via guide members 17, 18 which are connected to the rocker support 6 via an inner guide member bearing 24, 25 on the one hand and to the contact rail support 11, 12 via a lower pivot bearing 19, 20 on the other hand are rotatably connected in a horizontal plane, wherein a distance between an upper pivot bearing 13, 14 and a lower pivot bearing 19, 20 of a contact rail support 11, 12 is greater than a distance between the rocker beam bearing 8 and each of the guide member bearings 24, 25.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für elektrische Fahrzeuge mit einer Wippe, die relativ zu elektrischen Kontaktflächen an der Oberseite des Fahrzeuges bewegbar ist.The invention relates to a charging device for electric vehicles with a rocker which is movable relative to electrical contact surfaces on the upper side of the vehicle.
Die
Derartige Ladevorrichtungen können z.B. auch zum Laden von Wasserfahrzeugen eingesetzt werden, insbesondere bei Fähren. Allerdings treten bei Wasserfahrzeugen größere Rollbewegungen auf. Hierbei handelt es sich insbesondere um Rollbewegungen in Fahrtrichtung, die in ähnlicher Art auch bei Landfahrzeugen auftreten können, wie z.B. bei Bussen, die einseitig abgesenkt werden, um das Ein- und Aussteigen zu erleichtern.Such loading devices can also be used, for example, to load watercraft, especially ferries. However, watercraft tend to roll more heavily. This particularly concerns rolling movements in the direction of travel, which can also occur in a similar way in land vehicles, such as buses that are lowered on one side to make it easier to get on and off.
Die elektrischen Kontaktflächen an der Oberseite des Fahrzeuges sind in einem gewissen Abstand zum Fahrzeugdach angeordnet, so dass eine Ladevorrichtung, die Oberseite des Fahrzeuges auch dann nicht berührt, wenn das Fahrzeug eine gewisse Rollbewegung ausführt. Da das Fahrzeug nicht immer exakt unterhalb der Ladestation angeordnet ist und sich ggf. auch seitlich etwas bewegen kann, müssen die Kontaktschienen der Ladevorrichtung eine gewisse Länge haben, um diese lateralen Abweichungen auszugleichen. Je länger die Kontaktschienen der Ladevorrichtung sind, desto größer ist allerdings das Risiko, die Enden der Kontaktschienen einen Mindestabstand zum Dach unterschreiten oder sogar das Dach berühren. Die dachseitigen Kontaktflächen in größerem Abstand zum Dach anzubringen ist in der Regel keine Option, weil dadurch die Gesamthöhe des Fahrzeugs erhöht wird.The electrical contact surfaces on the top of the vehicle are arranged at a certain distance from the vehicle roof so that a charging device does not touch the top of the vehicle even if the vehicle rolls a certain amount. Since the vehicle is not always positioned exactly below the charging station and may also move slightly to the side, the contact rails of the charging device must have a certain length to compensate for these lateral deviations. However, the longer the contact rails of the charging device, the greater the risk that the ends of the contact rails will be below a minimum distance from the roof or even touch the roof. Installing the roof-side contact surfaces at a greater distance from the roof is generally not an option because this increases the overall height of the vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladevorrichtung für elektrische Fahrzeuge aufzuzeigen, bei welcher das Risiko eines unerwünschten Kontaktes der Ladevorrichtung mit dem Dach des Fahrzeuges vermindert ist, wenn das Fahrzeug eine Rollbewegung ausführt.The invention is based on the object of providing a charging device for electric vehicles in which the risk of undesirable contact of the charging device with the roof of the vehicle is reduced when the vehicle performs a rolling movement.
Diese Aufgabe wird bei einer Ladevorrichtung für elektrische Fahrzeuge mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Erfindung wird in den Unteransprüchen vorteilhaft weitergebildet.This object is achieved in a charging device for electric vehicles with the features of patent claim 1. The invention is advantageously further developed in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung für elektrische Fahrzeuge besitzt eine Wippe, die relativ zu den elektrischen Kontaktflächen an der Oberseite des Fahrzeuges bewegbar ist. Die Ladevorrichtung selbst kann Bestandteil einer ortsfesten Ladestation sein, an die das elektrische Fahrzeug, z.B. ein Land- oder Wasserfahrzeug, herangeführt wird. Die Ladevorrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass sie an das elektrische Fahrzeug herangeführt wird bzw. in die gewünschte Position relativ zu dem Fahrzeug verlagerbar ist. Hierzu kann die Ladevorrichtung auf Schienen geführt werden oder auch schienenungebunden an das elektrische Fahrzeug herangeführt werden. Die Ladevorrichtung dient zur Übertragung elektrischer Energie, insbesondere, um elektrische Speicher des Fahrzeugs aufzuladen, beispielsweise wenn ein Bus an einer Haltestelle anhält oder im Depot steht oder auch bei Schiffen, die an einem Anleger festgemacht haben. Die Ladevorrichtung ist zu diesem Zweck mit einem elektrischen Versorgungsnetz verbunden. Die Anordnung eignet sich zur Übertragung von Gleichstrom, z.B. für Busse, wie auch für Wechselstrom, z.B. für Fähranwendungen.The charging device for electric vehicles according to the invention has a rocker that can be moved relative to the electrical contact surfaces on the top of the vehicle. The charging device itself can be part of a stationary charging station to which the electric vehicle, e.g. a land or water vehicle, is brought. The charging device can also be designed so that it is brought up to the electric vehicle or can be moved into the desired position relative to the vehicle. For this purpose, the charging device can be guided on rails or can be brought up to the electric vehicle without being bound by rails. The charging device is used to transmit electrical energy, in particular to charge the vehicle's electrical storage devices, for example when a bus stops at a bus stop or is in the depot or on ships that are moored at a jetty. The charging device is connected to an electrical supply network for this purpose. The arrangement is suitable for transmitting direct current, e.g. for buses, as well as alternating current, e.g. for ferry applications.
Es wird zum Ausgleich von Relativbewegungen der Kontaktflächen in Vertikalrichtung erfindungsgemäß eine Wippe mit mindestens zwei Kontaktschienen verwendet, welche Rollbewegungen des Fahrzeugs während des Kontakts mit dachseitigen Kontaktflächen ausgleicht. Die Erfindung geht davon aus, dass die fahrzeugseitigen Kontaktflächen im Wesentlichen starr und in diesem Sinne ortsfest am Fahrzeug angeordnet sind. Die Kontaktschienen der Ladevorrichtung werden entsprechend der Bewegung des Fahrzeuges nachgeführt. Hierfür besitzt die erfindungsgemäße Wippe einen zentralen, aufrechten Wippenträger, der einen Wippenbalken trägt. Der Wippenbalken ist in einem Wippenbalkenlager am Wippenträger gelagert, so dass der Wippenbalken um eine waagerechte Ebene drehbar angebracht ist. Der Wippenträger befindet sich in einer zentralen Vertikalebene der Wippe und teilt den Wippenbalken in zwei Wippenhebel auf gegenüberliegenden Seiten der Vertikalebene. An jedem der Wippenhebel ist ein Kontaktschienenträger befestigt. Die Befestigung erfolgt über obere Drehlager, die ebenfalls in waagerechter Ebene drehbar sind. Die Kontaktschienenträger tragen jeweils Kontaktschienen zur Kontaktierung der elektrischen Kontaktflächen an der Oberseite des Fahrzeuges. Die Kontaktschienenträger werden über Führungsglieder gegenüber dem Wippenträger geführt. Bei den Führungsgliedern handelt es sich insbesondere um Stangen oder Streben, die einerseits jeweils über ein inneres Führungsgliedlager mit dem Wippenträger und andererseits über ein unteres Drehlager mit den Kontaktschienenträgern verbunden sind. Auch diese Lager sind jeweils in waagerechter Ebene drehbar. Auf jeder Seite der Vertikalebene wird auf diese Weise eine Kurbelschwinge ausgebildet, wobei der Wippenträger das Gestell für jeweils einen Wippenhebel und ein Führungsglied bildet, wobei der Wippenhebel und das Führungsglied den Kontaktschienenträger führt, die als Koppel bezeichnet werden kann. Die beiden Gelenkvierecke beiderseits der Vertikalebene bewegen sich aufgrund der Verbindung über den Wippenbalken gegensinnig. Die Anordnung der Drehgelenke ist in Bezug auf die zentrale Vertikalebene insbesondere symmetrisch.In order to compensate for relative movements of the contact surfaces in the vertical direction, a rocker with at least two contact rails is used according to the invention, which compensates for rolling movements of the vehicle during contact with roof-side contact surfaces. The invention is based on the fact that the vehicle-side contact surfaces are essentially rigid and in this sense are arranged in a fixed position on the vehicle. The contact rails of the charging device are adjusted according to the movement of the vehicle. For this purpose, the rocker according to the invention has a central long, upright rocker support which carries a rocker beam. The rocker beam is mounted on the rocker support in a rocker beam bearing so that the rocker beam can rotate about a horizontal plane. The rocker support is located in a central vertical plane of the rocker and divides the rocker beam into two rocker levers on opposite sides of the vertical plane. A contact rail support is attached to each of the rocker levers. They are attached via upper pivot bearings which can also rotate in a horizontal plane. The contact rail supports each carry contact rails for contacting the electrical contact surfaces on the top of the vehicle. The contact rail supports are guided opposite the rocker support via guide links. The guide links are in particular rods or struts which are connected on the one hand to the rocker support via an inner guide link bearing and on the other hand to the contact rail supports via a lower pivot bearing. These bearings can also be rotated in a horizontal plane. In this way, a crank rocker is formed on each side of the vertical plane, with the rocker support forming the frame for a rocker lever and a guide member, with the rocker lever and the guide member guiding the contact rail support, which can be referred to as a coupler. The two four-bar linkages on either side of the vertical plane move in opposite directions due to the connection via the rocker beam. The arrangement of the swivel joints is particularly symmetrical with respect to the central vertical plane.
Das Besondere bei der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung ist, dass der Abstand zwischen einem oberen Drehlager und einem unteren Drehlager eines Kontaktschienenträgers bedeutend größer ist als der Abstand zwischen dem Wippenbalkenlager und den Führungsgliedlagern. Zurückgeführt auf die Begriffe eines Koppelgetriebes ist der Abstand der Lagerpunkte am Gestell kleiner als die Länge der Koppel. Dadurch wird erreicht, dass die Kontaktschienenträger jeweils der Bewegung einer Bahnkurve folgen, bei der die Kontaktschienenträger höchstens in der Ausgangslage, d.h. bei waagerechtem Wippenbalken, parallel zueinander stehen, im Übrigen aber nicht-parallel zueinander sind und ihre Winkellage in Bezug auf die Vertikalebene (x-z-Ebene) ändern.The special feature of the loading device according to the invention is that the distance between an upper pivot bearing and a lower pivot bearing of a contact rail support is significantly greater than the distance between the rocker beam bearing and the guide link bearings. In terms of a coupling mechanism, the distance between the bearing points on the frame is smaller than the length of the coupling. This ensures that the contact rail supports each follow the movement of a trajectory in which the contact rail supports are parallel to one another at most in the initial position, i.e. with a horizontal rocker beam, but are otherwise not parallel to one another and change their angular position in relation to the vertical plane (x-z plane).
Wenn beispielsweise ein Bus im Bereich einer Haltestelle einseitig abgesenkt wird, werden die dachseitigen Kontaktflächen ebenfalls geneigt. Eine Ladevorrichtung mit der erfindungsgemäßen Wippe, die gegen die Kontaktflächen gedrückt ist, wird der Bewegung der Kontaktflächen folgen. Gemäß dem Doppelhebelprinzip wird einer der Wippenhebel abgesenkt und der andere Wippenhebel angehoben. Dieses Verschwenken führt zu einer Verlagerung der Kontaktschienenträger, wobei das untere Ende desjenigen Kontaktschienenträgers, der nach unten verlagert wird, gleichzeitig in Richtung zur zentralen Vertikalebene, d.h. zusätzlich horizontal, verlagert wird. Die am unteren Ende des Kontaktschienenträgers befestigte Kontaktschiene wird dadurch verschwenkt. Das innere Ende der Kontaktschiene, das dem Wippenträger benachbart ist, wird angehoben, das äußere Ende abgesenkt. Am zweiten Wippenhebel sind die Verhältnisse genau umgekehrt. Im Ergebnis entspricht die Winkellage der Kontaktschienen gegenüber der Waagerechten im Wesentlichen der Winkellage des Wippenbalkens. Das innere Ende der abgesenkten Kontaktschiene, das durch das Verschwenken angehoben wurde, befindet sich dadurch in einem größeren Abstand zum Fahrzeugdach. Dadurch ist das Risiko eines Kontaktes mit dem Fahrzeugdach reduziert. Vereinfacht ausgedrückt liegen die Kontaktschienen im Wesentlichen parallel zum Fahrzeugdach, wenn sich die Neigung des Fahrzeuges durch Rollen verändert. Hierbei wird bewusst in Kauf genommen, dass sich auch der Berührpunkt der Kontaktschiene mit der elektrischen Kontaktfläche am Fahrzeug leicht horizontal verschiebt und auch, dass die Anpresskräfte auf die Kontaktflächen nicht zu 100 % identisch sind, allerdings sind diese Effekte gegenüber dem Vorteil, dass größere Rollbewegungen ausgeglichen werden können, untergeordnet. Die erfindungsgemäßen Vorteile ergeben sich insbesondere dann, wenn der Abstand zwischen dem unteren Drehlager und dem oberen Drehlager, d.h. die Länge der Koppel, mindestens doppelt so groß ist, wie der Abstand zwischen dem Wippenbalkenlager und den Führungsgliedlagern, d.h. der Abstand der Fixlager am Gestell. Noch besser ist die Anpassung, wenn der Abstand mindestens drei Mal so groß ist, insbesondere das 3,1- bis 3,5-Fache beträgt.If, for example, a bus is lowered on one side in the area of a bus stop, the contact surfaces on the roof are also tilted. A loading device with the rocker according to the invention, which is pressed against the contact surfaces, will follow the movement of the contact surfaces. According to the double lever principle, one of the rocker levers is lowered and the other rocker lever is raised. This pivoting leads to a displacement of the contact rail supports, whereby the lower end of the contact rail support that is moved downwards is simultaneously displaced in the direction of the central vertical plane, i.e. also horizontally. The contact rail attached to the lower end of the contact rail support is thereby pivoted. The inner end of the contact rail, which is adjacent to the rocker support, is raised, the outer end is lowered. The situation is exactly the opposite on the second rocker lever. As a result, the angular position of the contact rails relative to the horizontal essentially corresponds to the angular position of the rocker beam. The inner end of the lowered contact rail, which was raised by the pivoting, is therefore at a greater distance from the vehicle roof. This reduces the risk of contact with the vehicle roof. Put simply, the contact rails are essentially parallel to the vehicle roof when the inclination of the vehicle changes due to rolling. It is consciously accepted that the point of contact between the contact rail and the electrical contact surface on the vehicle also shifts slightly horizontally and that the contact forces on the contact surfaces are not 100% identical, but these effects are subordinate to the advantage that larger rolling movements can be compensated. The advantages according to the invention arise in particular when the distance between the lower pivot bearing and the upper pivot bearing, i.e. the length of the coupling, is at least twice as large as the distance between the rocker beam bearing and the guide link bearings, i.e. the distance between the fixed bearings on the frame. The adjustment is even better when the distance is at least three times as large, in particular 3.1 to 3.5 times.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Führungsgliedlager in einem waagerechten Abstand zueinander angeordnet sind und sich jeweils auf einer Seite der Vertikalebene befinden, wobei der besagte Abstand kleiner ist als der Abstand zwischen den Wippenbalkenlagern und den Führungsgliedlagern. Die Erfindung geht mithin davon aus, dass die Führungsgliedlager nicht im Bereich der zentralen Vertikalebene liegen, sondern in einem waagerechten Abstand zur Vertikalebene. Dieser Abstand muss erfindungsgemäß nicht besonders groß sein, ist aber bevorzugt nicht größer und insbesondere gleich oder kleiner dem Abstand zwischen dem Wippenbalkenlager und dem Führungsgliedlager. Da der Abstand zwischen Wippenbalkenlager und Führungsgliedlager ohnehin weniger als die Hälfte oder weniger als ein Drittel des Abstandes der Drehlager beträgt, ist auch der waagerechte Abstand der Führungsgliedlager vergleichsweise gering.It is also advantageous if the guide member bearings are arranged at a horizontal distance from one another and are each located on one side of the vertical plane, wherein said distance is smaller than the distance between the rocker beam bearings and the guide member bearings. The invention is therefore based on the fact that the guide member bearings are not located in the region of the central vertical plane, but at a horizontal distance from the vertical plane. According to the invention, this distance does not have to be particularly large, but is preferably not larger and in particular equal to or smaller than the distance between the rocker beam bearing and the guide member bearing. Since the distance between the rocker beam bearing and the guide member bearing is less than half or less than a third of the distance between the pivot bearings anyway, the horizontal distance between the guide member bearings is also comparatively small.
Schließlich ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Abstand der Drehpunkte eines Kontaktschienenträgers größer als 70 % des Abstandes der Kontaktschiene vom oberen Drehlager ist. Beispielsweise kann der Abstand der Drehpunkte 140 mm betragen, während der Abstand des oberen Drehpunktes von der Unterseite der Kontaktschiene 195 mm beträgt. In diesem Fall ergibt sich das Verhältnis von 0,72 : 1.Finally, in an advantageous development of the invention, it is provided that the distance between the pivot points of a contact rail support is greater than 70% of the distance between the contact rail and the upper pivot bearing. For example, the distance between the pivot points can be 140 mm, while the distance between the upper pivot point and the underside of the contact rail is 195 mm. In this case, the ratio is 0.72:1.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung zeichnet sich maßgeblich durch die Kinematik der Wippe aus. Die Ladevorrichtung kann durchaus mehr als ein Paar von Kontaktschienen zur Energieübertragung aufweisen, beispielsweise zwei Paare von Kontaktschienen, so dass an einem Kontaktschienenträger jeweils zwei Kontaktschienen angeordnet sind. Diese beiden Schienen an einem Kontaktschienenträger können selbst wiederum um eine Schwenkachse zueinander verschwenkt werden, die allerdings im 90°-Winkel zu den übrigen vorstehend genannten Drehachsen steht. Über diese zusätzlichen Lagerungen können Rollbewegungen um zwei Achsen ausgeglichen werden.The charging device according to the invention is characterized primarily by the kinematics of the rocker. The charging device can have more than one pair of contact rails for energy transmission, for example two pairs of contact rails, so that two contact rails are arranged on each contact rail carrier. These two rails on a contact rail carrier can themselves be pivoted relative to each other about a pivot axis, which is, however, at a 90° angle to the other axes of rotation mentioned above. Rolling movements about two axes can be compensated for using these additional bearings.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung kann über eine Tragstruktur in Horizontal- und Vertikalrichtung in die gewünschte Position verlagert werden. Die Kontaktflächen an der Oberseite des Fahrzeuges sind bevorzugt ebenfalls schienenförmig- oder leistenförmig ausgebildet, und verlaufen insbesondere quer zu den Kontaktschienen der Ladevorrichtung. Der Kontakt kommt im Knotenbereich der fahrzeugseitigen Kontaktflächen und der ladevorrichtungsseitigen Kontaktschienen zustande. Die Verlagerung der Ladevorrichtung zur Herstellung des Kontakts kann pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch erfolgen. Anpresskräfte können durch Federn oder Federeinrichtungen, insbesondere mechanische und/oder pneumatisch begrenzt werden. Die Ladevorrichtung ist nicht auf bestimmte Bauformen von Tragstrukturen oder kinematische Prinzipien oder Mittel zur Relativbewegung gegenüber dem Fahrzeug beschränkt. Die Mittel zur Relativbewegung der Ladevorrichtung können mit einer Positioniereinrichtung gekoppelt sein, welche die Ladevorrichtung sensorgestützt automatisch, halbautomatisch oder durch manuelle Bedienung in die gewünschte Position bewegt und aus dieser Ladeposition wieder herausführt. Die Wippe kann Mittel aufweisen, um den Wippenbalken in einer Null-Lage zu halten.The charging device according to the invention can be moved to the desired position in the horizontal and vertical direction via a support structure. The contact surfaces on the top of the vehicle are preferably also designed in the form of rails or strips and run in particular transversely to the contact rails of the charging device. The contact is made in the node area of the contact surfaces on the vehicle side and the contact rails on the charging device side. The displacement of the charging device to establish the contact can be pneumatic, hydraulic or electrical. Contact forces can be limited by springs or spring devices, in particular mechanical and/or pneumatic. The charging device is not limited to certain designs of support structures or kinematic principles or means for relative movement with respect to the vehicle. The means for relative movement of the charging device can be coupled to a positioning device which moves the charging device automatically, semi-automatically or by manual operation into the desired position with the aid of sensors and moves it out of this charging position again. The rocker can have means for holding the rocker bar in a zero position.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung ist insbesondere Bestandteil einer stationären Ladestation für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere Wasserfahrzeuge, wie z.B. Fähren oder auch für Landfahrzeuge, wie z.B. Elektrobusse.The charging device according to the invention is in particular a component of a stationary charging station for electrically powered vehicles, in particular watercraft such as ferries or also for land vehicles such as electric buses.
Bei Verwendung der Ladevorrichtung wird diese relativ zur elektrischen Kontaktfläche an der Oberseite des Fahrzeuges bewegt und mit den Kontaktflächen in Kontakt gebracht. Zum Ausgleich vertikaler Höhenverlagerungen der Kontaktflächen wird eine Wippe mit einem zentralen aufrechten Wippenträger in einer zentralen Vertikalebene so an die Oberseite des Fahrzeuges herangeführt, dass ein Wippenbalken, der an einem Wippenbalkenlager in waagerechter Ebene drehbar angebracht ist, so ausgelenkt wird, dass seine beiden Wippenhebel, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der Vertikalebene befinden, in die gewünschte Position verschwenkt werden. An jedem Wippenhebel befindet sich ein Kontaktschienenträger, der ebenfalls über in waagerechter Ebene drehbar obere Drehlager mit dem jeweiligen Wippenhebel verbunden ist. Die Kontaktschienenträger tragen jeweils Kontaktschienen zur Kontaktierung der Kontaktflächen. Wenn eine erste Kontaktfläche, d.h. eine obere oder höher liegende Kontaktfläche berührt wird, wird die ladevorrichtungsseitige Kontaktschiene nach oben gedrängt. Der Wippenbalken wird verschwenkt. Gleichzeitig wird die Kontaktschiene am anderen Wippenhebel nach unten gedrückt. Hierbei dienen Führungsglieder dazu, den Kontaktschienenträger gegenüber dem Wippenträger zu führen. Die Führungsglieder sind mit dem Wippenträger über das innere Führungsgliedlager einerseits und mit dem Kontaktschienenträger über ein unteres Drehlager andererseits in waagerechter Ebene drehbar verbunden. Der Abstand zwischen einem oberen Drehlager und einem unteren Drehlager eines Kontaktschienenträgers ist größer gewählt als der Abstand zwischen dem Wippenbalkenlager und jedem der Führungsgliedlager. Dadurch werden die einzelnen Kontaktschienenträger nicht-parallel bewegt und stehen jeweils in einem spitzen Winkel zum zentralen Wippenträger, der insbesondere aufrecht, d.h. vertikal, angeordnet ist. Der Wippenträger wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht verschwenkt, sondern nur die Kontaktschienenträger, die im Winkel zum Wippenträger stehen. Mit den Kontaktschienenträgern werden die an den Kontaktschienenträgern angebrachten Kontaktschienen in gleicher Weise verschwenkt, und zwar derart, dass sie im Wesentlichen parallel zum Wippenbalken stehen. Dadurch wird das Risiko einer Berührung der Enden der Kontaktschienen mit dem Fahrzeugdach bei Rollbewegung des Fahrzeuges reduziert oder ausgeschlossen. Fahrzeugseitig sind ohne Sicherheitsverlust niedriger bauende Kontaktflächen realisierbar. Die zulässige Gesamthöhe eines Fahrzeugs, z.B. einen Buses, kann besser ausgenutzt werden.When the charging device is used, it is moved relative to the electrical contact surface on the top of the vehicle and brought into contact with the contact surfaces. To compensate for vertical height shifts of the contact surfaces, a rocker with a central upright rocker support is brought to the top of the vehicle in a central vertical plane in such a way that a rocker beam, which is attached to a rocker beam bearing so that it can rotate in a horizontal plane, is deflected so that its two rocker levers, which are located on opposite sides of the vertical plane, are pivoted into the desired position. There is a contact rail support on each rocker lever, which is also connected to the respective rocker lever via upper pivot bearings that can rotate in a horizontal plane. The contact rail supports each carry contact rails for contacting the contact surfaces. When a first contact surface, i.e. an upper or higher contact surface, is touched, the contact rail on the charging device side is pushed upwards. The rocker beam is pivoted. At the same time, the contact rail on the other rocker lever is pressed down. In this case, guide members serve to guide the contact rail carrier relative to the rocker carrier. The guide members are connected to the rocker carrier via the inner guide member bearing on the one hand and to the contact rail carrier via a lower pivot bearing on the other hand so that they can rotate in a horizontal plane. The distance between an upper pivot bearing and a lower pivot bearing of a contact rail carrier is chosen to be greater than the distance between the rocker beam bearing and each of the guide member bearings. As a result, the individual contact rail carriers are not moved parallel and are each at an acute angle to the central rocker carrier, which is arranged in particular upright, i.e. vertically. In the device according to the invention, the rocker carrier is not pivoted, but only the contact rail carriers that are at an angle to the rocker carrier. The contact rails attached to the contact rail carriers are pivoted in the same way with the contact rail carriers, in such a way that they are essentially parallel to the rocker beam. This reduces or eliminates the risk of the ends of the contact rails touching the vehicle roof when the vehicle rolls. On the vehicle side, lower contact surfaces can be implemented without any loss of safety. The permissible total height of a vehicle, e.g. a bus, can be better utilized.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges; -
2 eine Ausführungsform einer Ladevorrichtung gemäß dem Stand der Technik; -
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung und -
4 dieLadevorrichtung der 3 in verschiedenen Positionen.
-
1 a schematic representation of a vehicle; -
2 an embodiment of a charging device according to the prior art; -
3 a schematic representation of a charging device according to the invention and -
4 the charging device of the3 in different positions.
Die
Die
Die oberen Drehlager 13, 14 haben von den unteren Drehlagern 19, 20 der Kontaktschienenträger 11, 12 denselben Abstand wie das Wippenbalkenlager 8 von dem Führungsgliedlager 21. Die Anordnung entspricht einem Parallelogramm. Dadurch werden die Kontaktschienen 15, 16 in horizontaler Lage aufwärts und abwärts verlagert werden. Dies führt bei Neigung des Daches 5 um den Winkel W1 dazu, dass Enden 22, 23 der relativ langen Kontaktschienen 15, 16 sich dem Dach 5 nähern, wie der eingezeichnete Kreis andeutet. Der Winkel W1 darf daher nicht zu groß werden, damit die Kontaktschienen 15, 16 sicherheitsrelevante Luftstrecken nicht unterschreiten und nicht das Dach 5 berühren.The
Die
Der Abstand zwischen einem oberen Drehlager 13, 14 und einem unteren Drehlager 19, 20 eines Kontaktschienenträgers 11, 12 ist größer als der vertikale Abstand zwischen dem Wippenbalkenlager 8 und jedem der Führungsgliedlager 24, 25. Einzelheiten sind dem Ausführungsbeispiel der
Die
Der Kontaktschienenträger 11 besitzt eine in Vertikalrichtung, d.h. in z-Richtung gemessene Länge A1 von 195 mm. Der Abstand A2 zwischen dem oberen Drehlager 13 und dem unteren Drehlager 19 beträgt 140 mm, wohingegen der Abstand A3 zwischen dem Wippenbalkenlager 8 und dem Führungsgliedlager 24 lediglich 45 mm beträgt. Der Wippenbalken 7 hat bei diesem Ausführungsbeispiel eine Länge A5 von 669,5 mm. Der horizontale Abstand A3 der Wippenträger Lager 24, 25 beträgt 30 mm. Die Kontaktschienen 15, 16 haben jeweils eine Länge A6 von 569 mm. In der Ausgangslage sind die Kontaktschienen senkrecht zur zentralen Vertikalachse V angeordnet, d.h. waagerecht angeordnet. Aufgrund der beiderseitigen Symmetrie der Wippe befinden sich die oberen und unteren Drehlager 13, 19 in der Ausgangslage in einer lotrecht übereinander. Die oberen Drehlager 13, 14 befinden sich in derselben Höhe, daher ist der Wippenbalken 7 waagerecht angeordnet. Lediglich die Führungsglieder 17, 18 sind aufgrund des sehr kurzen Wippenträgers 6 gegenüber der Horizontalen deutlich geneigt, insbesondere mehr als 10°, insbesondere 14 bis 16°.The
Die nachfolgenden Darstellungen verdeutlichen einerseits, dass bei Auslenkung der Wippe 2 um 3,5°, 5° oder 10° der Abstand A8 des äußeren Endes 26 der in der Bildebene linken, nach unten verschwenkenden Kontaktschiene 15 von der Ausgangsposition zunimmt und in Richtung zur zentralen Vertikalebene V um das Maß A8 verlagert wird. Es ist jeweils im Querschnitt ein Kreis mit dem Durchmesser D1 von z.B. 30 mm eingezeichnet. Dieser Kreis verdeutlicht die äußerste Kontaktposition mit einer Kontaktfläche am Dach des Fahrzeuges. Die Erfindung bringt es mit sich, dass das Maß A8 mit zunehmendem Neigungswinkel des Daches geringfügig zunimmt. Bei den hier gewählten Proportionen beträgt der Abstand A8 bei 3,5° ca. 9 mm, bei 5° ca. 14 mm und bei 10° ca. 32 mm.The following illustrations illustrate, on the one hand, that when the
Darüber hinaus ist zu erkennen, dass das in der Bildebene rechte Ende 22 der Kontaktschiene 15 in einem Abstand A7 zu einer durch die unteren Enden der Kontaktschienenträger 11, 12 verlaufenen Ebene angeordnet ist, wobei der Abstand A7 mit zunehmender Auslenkung der Wippe zunimmt. Der Abstand A7 beträgt bei 3,5° ca. 10 mm, bei 5° ca. 15 mm und bei 10° Auslenkung ca. 28 mm. Vergleicht man diese Auslenkungen mit dem Ausführungsbeispiel zum Stand der Technik wird deutlich, dass bei einer Auslenkung von 10° lediglich eine Annäherung von 28 mm erfolgt, sofern die Abmessungen so gewählt werden, wie bei diesem Ausführungsbeispiel. Die Annäherung an das schräg gestellte Dach wäre wesentlich größer, wenn Kinematik so gewählt werden würde, wie im Stand der Technik. Insbesondere bleibt die Annäherung kleiner als 30 mm, und damit unter dem Durchmesser D1, der bei diesem Beispiel 30 mm beträgt. Bei gleichen Proportionen würde die Annäherung bei der Bauform zum Stand der Technik 99 mm betragen.Furthermore, it can be seen that the right-
Da die Wippe 2 aufgrund der schräg stehenden Führungsglieder 17, 18 gezielt keine Parallelität der Kontaktschienenträger 11, 12 zum Wippenträger 8 erreichen kann und soll, ergibt sich auch keine gleichmäßige Kraftverteilung. Die Einbußen im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit der Kontaktkraftverteilung sind jedoch akzeptabel, wenn dadurch sichergestellt werden kann, dass das Fahrzeugdach nicht berührt werden kann, selbst wenn es in größeren Rollbewegungen des Fahrzeuges kommt. Das erfindungsgemäße Wippengestänge ist mithin so konfiguriert, dass sich bei Auslenkung des Gestänges keine Parallelität der Kontaktschienenträger 11, 12 einstellen kann, sondern gezielt eine nahezu parallel zur Ebene des Fahrzeugdaches angeordnete Position der Kontaktschienen 15, 16 erreicht wird.Since the
Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen insbesondere beim elektrischen Laden von Wasserfahrzeugen, insbesondere von Fähren, zum Tragen, da hier auch durch das Be- und Entladen größere Rollbewegungen auftreten können und eine Berührung des Daches des Fahrzeuges hier bei größeren Rollbewegungen nicht auszuschließen ist, wenn die Wippe nicht entsprechend konfiguriert ist.The advantages according to the invention are particularly evident in the electrical charging of watercraft, in particular ferries, since larger rolling movements can also occur here due to loading and unloading and contact with the roof of the vehicle cannot be ruled out during larger rolling movements if the rocker is not configured accordingly.
Bezugszeichen:Reference number:
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- WippeSeesaw
- 33
- Kontaktfläche an 5Contact surface at 5
- 44
- Kontaktfläche an 5Contact surface at 5
- 55
- Dach von 1Roof of 1
- 66
- WippenträgerRocker carrier
- 77
- WippenbalkenRocker beam
- 88th
- WippenbalkenlagerRocker beam bearing
- 99
- Wippenhebel von 7Rocker lever of 7
- 1010
- Wippenhebel von 7Rocker lever of 7
- 1111
- KontaktschienenträgerContact rail carrier
- 1212
- KontaktschienenträgerContact rail carrier
- 1313
- oberes Drehlagerupper pivot bearing
- 1414
- oberes Drehlagerupper pivot bearing
- 1515
- KontaktschieneContact rail
- 1616
- KontaktschieneContact rail
- 1717
- FührungsgliedLeading member
- 1818
- FührungsgliedLeading member
- 1919
- unteres Drehlagerlower pivot bearing
- 2020
- unteres Drehlagerlower pivot bearing
- 2121
- FührungsgliedlagerGuide link bearing
- 2222
- Ende von 15End of 15
- 2323
- Ende von 16End of 16
- 2424
- FührungsgliedlagerGuide link bearing
- 2525
- FührungsgliedlagerGuide link bearing
- 2626
- Ende von 15 End of 15
- A1A1
- Länge von 11Length of 11
- A2A2
- Abstand zwischen 13 und 19Distance between 13 and 19
- A3A3
- Abstand zwischen 8 und 24, 25Distance between 8 and 24, 25
- A4A4
- horizontaler Abstand zwischen 24 und 25horizontal distance between 24 and 25
- A5A5
- Länge von 7Length of 7
- A6A6
- Länge von 15, 16Length of 15, 16
- A7A7
- Abstand von 22Distance of 22
- A8A8
- Abstand von 26Distance of 26
- D1D1
- Durchmesser von 3 und V-VertikalebeneDiameter of 3 and V-vertical plane
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 3568313 B1 [0002]EP 3568313 B1 [0002]
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---|---|---|---|
DE102022126375.4A DE102022126375B4 (en) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | Charging device |
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2022
- 2022-10-11 DE DE102022126375.4A patent/DE102022126375B4/en active Active
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2023
- 2023-10-05 WO PCT/DE2023/100738 patent/WO2024078658A1/en unknown
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102022126375B4 (en) | 2024-05-08 |
WO2024078658A1 (en) | 2024-04-18 |
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