EP4244091A1 - Drive arrangement for moving a contacting device, and contacting device and use thereof - Google Patents

Drive arrangement for moving a contacting device, and contacting device and use thereof

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Publication number
EP4244091A1
EP4244091A1 EP21811252.2A EP21811252A EP4244091A1 EP 4244091 A1 EP4244091 A1 EP 4244091A1 EP 21811252 A EP21811252 A EP 21811252A EP 4244091 A1 EP4244091 A1 EP 4244091A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arm
contacting device
drive arrangement
actuating
lever
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP21811252.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jan Koopsingraven
Marcel Völker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stemmann Technik GmbH
Original Assignee
Stemmann Technik GmbH
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
Application filed by Stemmann Technik GmbH filed Critical Stemmann Technik GmbH
Publication of EP4244091A1 publication Critical patent/EP4244091A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/26—Half pantographs, e.g. using counter rocking beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/28—Devices for lifting and resetting the collector
    • B60L5/30—Devices for lifting and resetting the collector using springs
    • 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
    • B60L53/30—Constructional details of 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 drive arrangement for moving a contacting device according to the features of patent claim 1 and such a contacting device and its use.
  • pantographs are known in the prior art. It is a kinematic system to shift a contacting device from a lowered position to a raised position against a contact wire. However, there are also applications in which a contacting device is to be moved from a raised to a lowered position against a counterpart.
  • the invention is based on the object of providing a drive device for such a contacting device with a counterpart located below, which is suitable for interrupting the contact with the counterpart in the event of a malfunction and at the same time is designed to apply a defined contact pressure without the need for a complex control system or regulation is required. A corresponding contacting device and its use should be shown.
  • the drive arrangement according to the invention is intended to move a contacting device from a raised position to a lowered position.
  • the contacting device is designed to come into electrically conductive contact with a counterpart, specifically at different heights.
  • This counterpart can be, for example, a contacting device on a roof area of a motor vehicle that is to be charged in a charging station by means of the contacting device. It can be e.g. B. also be a watercraft that is to be charged electrically. Vessels that are loaded and unloaded in port and that are subject to the tidal range have an almost constantly changing vertical position.
  • the drive arrangement has a first arm as the upper arm and a second arm as the guide arm, which together with a third arm as the lower arm form a four-bar linkage.
  • the lower arm has a free lower end which supports the contactor.
  • An actuator is in operative engagement with the first arm via an actuating lever.
  • the first arm is, so to speak, the drive arm.
  • the second arm is a guide arm to guide the third arm.
  • the control lever between the actuator and the first arm is pivotally connected to the first arm. It is under the influence of a spring force in order to support the adjusting lever in a position on the first arm, so that the first arm is also under the influence of the spring force.
  • the spring force can be a tensile force or a compressive force. This means that the adjusting lever is either pressed against the first arm or pulled against the first arm under the influence of the spring force.
  • the spring force counteracts the actuating force.
  • the spring force can act on the actuating lever at the same point as the actuating force. With regard to the functional principle of the drive arrangement, the positions of the points at which the spring force and the actuating force act on the actuating lever are irrelevant.
  • the spring force and the actuating force can coincide at one point. If a spring is to be dimensioned smaller, this can be compensated for by a larger lever arm. On the other hand, if the actuating force is to be reduced, the actuator can be combined with a larger lever arm, i. H. the actuating force can act at a greater distance from a pivot point of the lever arm. It is generally simpler in terms of design if the points of application for the actuating force and the spring force are not identical, so that the spring force and the actuating force are in operative engagement with the actuating lever at a distance from one another. In the context of the invention, the term active engagement does not mean that the spring itself has to be connected to the actuating lever.
  • the spring force can also be transmitted from the spring to the adjusting lever via intermediate elements such as coupling rods, connecting elements or other suitable gear elements. The same applies to the connection between the actuator and the control lever.
  • the counteracting of spring force and actuating force is to be understood in the sense of opposing force vectors.
  • the vector of the spring force does not necessarily have to be associated with the orientation, e.g. B. a helical compression spring. It is sufficient if the spring force predominantly counteracts the actuating force.
  • the weight, which presses the contacting device down against the counterpart should ensure contact with the counterpart over a very wide vertical adjustment range, without the spring force having an effect on the contact pressure. It is not the spring force that presses the contacting device against the counterpart, nor is it the actuating force. Rather, the actuating lever should be displaced by means of the actuator when lowering so far that the contacting device rests floating on the counterpart, so to speak.
  • the counterpart can change its vertical position within a very large stroke range without changing the contact pressure. With the invention, it is therefore possible to realize an essentially constant contact pressure without complex electromechanical controls or regulations.
  • a certain influence of the spring force only comes into play when the spring force acts on the actuating lever at a different point than the actuating force.
  • the spring force can partially increase and partially reduce the contact pressure.
  • the spring force or a spring is primarily provided for emergency operation.
  • An emergency occurs when the actuating lever can no longer apply any actuating force, for example because it is de-energized.
  • a spindle drive is decoupled and the spindle is retracted by means of the spring force.
  • an emergency power source is used, for example by a battery driving a spindle drive of the adjusting lever in order to lift the first arm with the support of the spring force.
  • the contacting device can be held in a raised position solely by the influence of the spring force, in which the contacting device is not in contact with the counterpart.
  • the actuator In order to move the contacting device to a lowered position or to pivot the first arm, the actuator has the actuating force that exerts an actuating torque on the actuating lever that is greater than a restoring torque caused by the spring force on the actuating lever.
  • the actuating lever can be shifted from the driving position to a release position.
  • the adjusting lever can be supported on the first arm via a driver when the first arm is moved into the raised position and can be lifted off the arm when the first arm is moved into a lowered position.
  • the moment generated by the weight of the contacting device dominates. Since the adjusting lever is pivotally connected to the first arm, the first arm is largely free from the influence of the spring force and also free from the influence of the adjusting force in the lowered position.
  • the contacting device is pulled down by its own weight and rests on the counterpart by its own weight.
  • the pressing force with which the contacting device contacts the counterpart depends significantly on the weight of the contacting device and the four-bar linkage mounted on it and not on the spring force.
  • the travel speed of the entire system is controlled by the speed of the actuator.
  • a further advantage of the drive arrangement according to the invention can be seen in connection with motor vehicles, because they can be raised or lowered in the loading position, for example due to a change in the load.
  • the pressing force of the contacting device should not increase in order not to damage the motor vehicle. At the same time, however, it must not be reduced in order to ensure a safe flow of energy and to avoid arcing.
  • the pressing force of the contacting device should be kept as constant as possible. This is achieved by the release position of the driver, which leads to a floating support of the contacting device on the counterpart, i.e. not forcibly guided in the vertical direction.
  • the weight with which the contacting device rests against a counterpart is generated in particular only by the weight of the contacting device.
  • the driver is used to support a console on the first arm.
  • An adjustable spacer can be arranged on the driver or on the console in order to adjust the distance between driver and console.
  • the Spacers such as a threaded bolt, the position of the four-bar linkage can be determined in the raised position.
  • the first arm has a first, upper end.
  • the adjusting lever is connected in an articulated manner to the first arm.
  • the area of this first end includes in particular the area of the bearing of the first arm, which is also the main bearing at the same time, via which the drive arrangement and also the contacting device are held.
  • the second arm serves primarily as a guide arm, so that the third arm or the contacting device arranged on it executes the desired movement.
  • the articulated connection between the control lever and the first arm is in the immediate vicinity of this main bearing or the main bearing axis of the first arm. It can also lie directly on the main bearing axis.
  • a bearing support for the adjusting lever is preferably arranged on the first arm.
  • the adjusting lever is articulated on this bearing support.
  • the bearing carrier is arranged in particular on a bearing sleeve for the main bearing on the first arm.
  • the bearing bracket is pivoted together with the bearing sleeve of the first arm.
  • This bearing support can also be used to carry the console.
  • the bearing bracket then has a dual function: on the one hand, it serves to support the adjusting lever and, on the other hand, the forces exerted by the spring or the actuator can be transmitted via the console.
  • the torque that is applied to raise the first arm via the adjusting lever is largely determined by the distance between the bearing of the adjusting lever and the main bearing and by the position of the console.
  • the actuator is preferably designed as a linear drive. This can be an electrically driven spindle drive or a piston-cylinder arrangement that is driven hydraulically or pneumatically.
  • the actuator acts in the form of a linear drive, essentially parallel to the spring force.
  • the spring force is in particular a tensile force, since in this case the spring is arranged in a very space-saving manner between the main bearing and the bearing point of the second arm in the uppermost region of the drive arrangement can. Since the spring exerts a tensile force, a counteracting actuator must exert a compressive force, at least when both components are arranged essentially parallel to one another.
  • the spring force preferably acts between an articulated connection of the actuating lever with the actuator and an articulated connection between the actuator and the bearing bracket.
  • the lever arm of the actuator in relation to the main bearing of the first arm is greater than the lever arm of the spring in relation to the main bearing of the first arm.
  • the actuating force can be reduced. It is therefore quite possible that, due to the lever ratios, the actuating force to be applied by the actuating drive is significantly lower than the spring force acting in the opposite actuating direction.
  • the decisive factor is that the force acting upwards on the contacting device due to the restoring moment in the release position is smaller than the force of weight acting downwards on the contacting device.
  • the spring or spring force can also be arranged at a greater distance than the actuating drive from the articulated connection between the actuating lever and the first arm.
  • the spring can be arranged at the bottom and the actuator can be arranged at the top above the spring. Arrangements of actuators and springs arranged next to one another are also possible, viewed in the horizontal direction.
  • the spring force can also be applied by several springs. The invention is not limited to a single spring.
  • the invention also relates in particular to a contacting device with such a drive arrangement as has been explained above.
  • the contacting device is in particular a device for making an electrically conductive contact, for example at a stationary charging station, with a mobile counterpart, for example a motor vehicle.
  • the actuating lever is shifted into a release position, so that the counterpart is predominantly or exclusively under the influence of the weight of the contacting device and the associated connected arms is in contact with the contactor.
  • the contacting device remains in this position until, for example, a charging process is completed.
  • the actuator then works in the opposite direction so that the control lever comes to rest against the console again.
  • the control lever with the console is now used as a driver to swing back the first arm.
  • the provision can only be made via the spring force, for example in an emergency situation.
  • the contacting device is raised so far without actuating the actuator that the contacting device is only raised further by the spring force.
  • the return is controlled under the influence of the actuator.
  • FIG. 1 shows a drive arrangement in a simplified representation in a lowered position
  • FIG. 2 shows a detail of the drive arrangement of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows the drive arrangement of FIG. 1 in a lowered position, with the actuating lever in a release position
  • Figure 4 shows a detail of Figure 3
  • Figure 5 shows the drive arrangement of Figures 1 to 4 in a higher position
  • FIG. 6 a detail of FIG. 5;
  • Figure 7 the drive assembly of Figures 1 to 6 in the raised
  • Figure 8 a detail of Figure 7.
  • FIG. 1 shows a side view of a drive arrangement 1 for a contacting device 2, which can be displaced from a raised position into a lowered position shown.
  • the drive assembly 1 is suspended and attached to a supporting frame, not shown in detail, which is located above the drive assembly 1 . It has several arms that form a four-bar linkage.
  • a first arm 3 is the main arm. This has a main bearing 5 at its first, upper end 4. The main bearing 5 is connected to the frame in a manner that is not shown in detail.
  • a second arm 6 has a bearing 7 at its first, upper end, via which the second arm 6 is connected to the frame, and at the second, lower end a lower bearing 8.
  • the first arm 3 also has such a lower bearing 9.
  • the two lower bearings 8, 9 are arranged at a distance from one another and are pivotally connected to one another via a third arm 10.
  • the distance between the lower bearings 8, 9 is relatively small in relation to the overall length of the third arm 10.
  • a lower end 11 of the third arm 10, which is connected to the contacting device 2 can be pivoted over a relatively large stroke range.
  • the upper bearing 7 of the second arm 6 and the main bearing 5 are fixed joints.
  • the entire drive arrangement including the contacting device 2 is carried by these two bearings 5, 7, with the main load being taken up by the first arm 3, while the second arm 6 is provided for guiding the third arm 10 or the contacting device 2 for kinematic reasons.
  • the drive arrangement 1 has an actuator 12. It is a linear drive. It includes an actuating cylinder 13 in which a piston rod 14 is guided.
  • the piston rod 14 is pivotably connected to a bearing on the adjusting lever 15, the adjusting lever 15 being pivotably connected to the first arm 3 via a bearing carrier 16 via a further bearing.
  • the bearing bracket 16 is twisted with a bearing sleeve 17 of the Bearing bracket 16 connected, in particular welded.
  • the bearing sleeve 17 is part of the first arm 3 and rotates about the main bearing 5 when the first arm 3 pivots. Accordingly, the angular position of the bearing bracket 16 with respect to the first arm 3 is always the same.
  • the adjusting lever 15 is also connected to a spring 18 which exerts a spring force F1 on the adjusting lever 15 .
  • the spring 18 and the actuator 12 are supported on the frame.
  • FIG. 2 shows the area of the main bearing 5 of the drive arrangement 1 in an enlarged representation.
  • the main bearing 5 with the bearing sleeve 17 defines the pivot axis A for the bearing carrier 16 which is firmly connected to the first arm 3 .
  • the other pivot axes C, D relate to the spring 18 and the drive unit 12.
  • the pivot axis B of the bearing carrier 16 coincides with the pivot axis A of the main bearing 5.
  • the position of the pivot axis B in the vicinity of the main bearing 5 plays a minor role.
  • the adjusting lever 15 is in contact with the bearing carrier 16 over two areas.
  • the first contact is the articulated connection in the pivot axis B.
  • the second contact is between a driver 19 on the adjusting lever 15 and a bracket 22 on the bearing bracket 16. This contact limits the pivoting mobility of the bearing bracket 16 in one direction, specifically in the direction , in which the spring force F1 acts.
  • the console 22 is oriented parallel to a straight line G(AB) through the pivot axes A and B.
  • the parallelism is not absolutely necessary, but the position of the bracket 22 is such that when the adjusting lever 15 is pivoted, the driver 19 can be supported on it.
  • a torque M(A)G acts on the arm 3 in the pivot axis A of the main bearing 5 due to the weight G of the contacting device 2.
  • This Torque M(A)G is so great that the bracket 22 is pressed against the driver 19.
  • a spacer 20 in the form of a screw bolt is arranged on the driver 19 in order to adjust the distance between the driver 19 and the bracket 22 . If the distance is increased, the arm 3 can no longer pivot as far down as shown in FIG. The lower and upper end position or the maximum lowered and raised position can be determined via the spacer 20 .
  • the driver 19 forces the bearing bracket 16 to rotate counterclockwise via the pressure on the bracket 22 and the tension in the area of the pivot bearing B.
  • the arm 3 is pivoted counterclockwise and as a result the contacting device 2 is raised.
  • FIG. 3 shows the state of the drive arrangement 1 in the lowered position, but with the difference from FIG.
  • the contacting device 2 is therefore in a slightly raised position compared to FIG.
  • the third arm 10 is not pivoted quite as far as in the exemplary embodiment in FIG is explained with reference to the enlarged representation of FIG.
  • the piston rod 14 was not extended any further.
  • the bearing carrier 16 was also pivoted counterclockwise due to the anticlockwise movement of the arm 3, the console 22 is no longer in contact with the driver 19.
  • the straight line G(AB) is between the two pivot bearings A and B in a larger angle W1 to the direction of the spring force F1 than in FIG. That is among other things on the very small distance due between the pivot axes A and B and to the acute angle W1, which is less than 45 °.
  • the release position of the adjusting lever 15, as shown in FIGS. 3 and 4 enables a contact pressure force on the counterpart 21 that is predominantly determined by the weight force.
  • Figures 5 and 6 show a situation in which the first arm 3 is raised even further.
  • the actuator 12 was not further extended or retracted, but has the same position as in Figure 4. This illustration makes it clear that even with a contacting device 2 that has been almost completely moved upwards, there is still sufficient weight G to ensure an electrical connection with a counterpart can be.
  • FIGs 7 and 8 finally show the fully raised position in which the driver 19 acts against the console 22 again.
  • the piston rod 14 is now retracted.
  • the entire drive assembly 1 is extremely compact in the raised position and offers a high headroom below the drive assembly 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a drive arrangement (1) for moving a contacting device (2) from a raised position to a lowered position. Hingedly interconnected arms (3, 6, 10) carry the contacting device (2), which can be moved by pivoting the arms (3, 6, 10). An actuating drive (12) is connected to an actuating lever (15) on the first arm (3) and can raise or lower this arm via a driving element, while the arm (3), by means of its gravitational force, is supported on the driving element. In the lowered position, there is no supporting on the driving element (19). A spring (18) acts counter to the actuating drive (12). The invention also relates to a lowerable contacting device (2) having such a drive arrangement and to the use thereof. The drive arrangement allows energy-independent emergency raising.

Description

Antriebsanordnunq für die Verlagerung einer Kontaktiervorrichtunq sowie Kontaktiervorrichtunq und deren Verwendung Drive arrangement for moving a contacting device and contacting device and their use
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für die Verlagerung einer Kontaktiervorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine solche Kontaktiervorrichtung und deren Verwendung. The invention relates to a drive arrangement for moving a contacting device according to the features of patent claim 1 and such a contacting device and its use.
Im Stand der Technik sind Stromabnehmer, sogenannte Pantographen bekannt. Es handelt sich um ein kinematisches System, um eine Kontaktiervorrichtung von einer abgesenkten Position in eine angehobene Position gegen einen Fahrdraht zu verlagern. Es gibt aber auch Anwendungsfälle, bei denen eine Kontaktiervorrichtung von einer angehobenen in eine abgesenkte Position gegen einen Gegenpart verlagert werden soll. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine solche Kontaktiervorrichtung mit einem unten liegenden Gegenpart eine Antriebsvorrichtung anzuzeigen, die geeignet ist, bei einer Fehlfunktion den Kontakt zum Gegenpart zu unterbrechen und gleichzeitig dazu ausgebildet ist, eine definierte Anpresskraft aufzubringen, ohne dass dafür eine aufwendige Steuerung oder Regelung erforderlich ist. Es soll eine entsprechende Kontaktiervorrichtung und dessen Verwendung aufgezeigt werden.Current collectors, so-called pantographs, are known in the prior art. It is a kinematic system to shift a contacting device from a lowered position to a raised position against a contact wire. However, there are also applications in which a contacting device is to be moved from a raised to a lowered position against a counterpart. The invention is based on the object of providing a drive device for such a contacting device with a counterpart located below, which is suitable for interrupting the contact with the counterpart in the event of a malfunction and at the same time is designed to apply a defined contact pressure without the need for a complex control system or regulation is required. A corresponding contacting device and its use should be shown.
Die Aufgabe wird mit einer Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine geeignete Kontaktiervorrichtung ist Gegenstand des Patentanspruchs 11. Die Verwendung einer solchen Kontaktiervorrichtung zum Herstellen eines elektrisch leitenden Kontaktes mit einem Gegenpart unterhalb der Kontaktiervorrichtung ist Gegenstand des Patentanspruchs 12. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen. The object is achieved with a drive arrangement having the features of patent claim 1 . A suitable contacting device is the subject of patent claim 11. The use of such a contacting device to produce an electrically conductive contact with a counterpart below the contacting device is the subject of patent claim 12. The dependent claims relate to advantageous developments.
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist dafür vorgesehen, eine Kontaktiervorrichtung von einer angehobenen Position in eine abgesenkte Position zu verlagern. Die Kontaktiervorrichtung ist dazu ausgebildet, mit einem Gegenpart in elektrisch leitenden Kontakt zu gelangen und zwar in unterschiedlichen Höhen. Dieser Gegenpart kann beispielsweise eine Kontaktiervorrichtung auf einem Dachbereich eines Kraftfahrzeugs sein, das in einer Ladestation mittels der Kontaktiervorrichtung aufgeladen werden soll. Es kann sich z. B. auch um ein Wasserfahrzeug handeln, das elektrisch geladen werden soll. Schiffe, die im Hafen be- und entladen werden und die dem Tidenhub unterliegen, haben eine sich nahezu stetig ändernde vertikale Position. The drive arrangement according to the invention is intended to move a contacting device from a raised position to a lowered position. The contacting device is designed to come into electrically conductive contact with a counterpart, specifically at different heights. This counterpart can be, for example, a contacting device on a roof area of a motor vehicle that is to be charged in a charging station by means of the contacting device. It can be e.g. B. also be a watercraft that is to be charged electrically. Vessels that are loaded and unloaded in port and that are subject to the tidal range have an almost constantly changing vertical position.
Die Antriebsanordnung besitzt einen ersten Arm als oberen Arm und einen zweiten Arm als Führungsarm, die zusammen mit einem dritten Arm als unteren Arm eine Viergelenkschwinge bilden. Der untere Arm besitzt ein freies unteres Ende, das die Kontaktiervorrichtung trägt. Durch Verlagern des dritten Arms mittels des ersten Arms und des zweiten Arms im Rahmen der Viergelenkschwinge kann die Kontaktiervorrichtung in die gewünschte angehobene bzw. abgesenkte Position verlagert werden. Ein Stellantrieb steht über einen Stellhebel in Wirkeingriff mit dem ersten Arm. Der erste Arm ist gewissermaßen der Antriebsarm. Der zweite Arm ist ein Führungsarm, um den dritten Arm zu führen. The drive arrangement has a first arm as the upper arm and a second arm as the guide arm, which together with a third arm as the lower arm form a four-bar linkage. The lower arm has a free lower end which supports the contactor. By displacing the third arm by means of the first arm and the second arm within the framework of the four-bar linkage, the contacting device can be displaced into the desired raised or lowered position. An actuator is in operative engagement with the first arm via an actuating lever. The first arm is, so to speak, the drive arm. The second arm is a guide arm to guide the third arm.
Der Stellhebel zwischen dem Stellantrieb und dem ersten Arm ist schwenkbeweglich mit dem ersten Arm verbunden. Er steht unter dem Einfluss einer Federkraft, um den Stellhebel in einer Position an dem ersten Arm abzustützen, so dass auch der erste Arm unter dem Einfluss der Federkraft steht. Die Federkraft kann eine Zugkraft oder eine Druckkraft sein. Das bedeutet, dass der Stellhebel unter dem Einfluss der Federkraft entweder gegen den ersten Arm gedrückt wird oder gegen den ersten Arm gezogen wird. Die Federkraft wirkt der Stellkraft entgegen. Die Federkraft kann in demselben Punkt an dem Stellhebel angreifen wie die Stellkraft. Im Hinblick auf das Funktionsprinzip der Antriebsanordnung sind die Positionen der Punkte, an denen die Federkraft und die Stellkraft an dem Stellhebel angreifen, unerheblich. Für eine kompakte Bauweise können die Federkraft und die Stellkraft in einem Punkt zusammenfallen. Soll eine Feder kleiner dimensioniert werden, kann dies durch einen größeren Hebelarm ausgeglichen werden. Soll andererseits die Stellkraft reduziert werden, kann der Stellantrieb mit einem größeren Hebelarm kombiniert werden, d. h. die Stellkraft kann in einem größeren Abstand von einem Drehpunkt des Hebelarms angreifen. Es ist konstruktiv in der Regel einfacher, wenn die Angriffspunkte für die Stellkraft und die Federkraft nicht identisch sind, so dass die Federkraft und die Stellkraft im Abstand zueinander in Wirkeingriff mit dem Stellhebel stehen. Im Rahmen der Erfindung bedeutet der Begriff Wirkeingriff nicht, dass die Feder selbst mit dem Stellhebel verbunden sein muss. Die Federkraft kann auch über Zwischenelemente wie Koppelstangen, Verbindungselemente oder andere geeignete Getriebeelemente von der Feder auf den Stellhebel übertragen werden. Gleiches gilt für die Verbindung zwischen dem Stellantrieb und dem Stellhebel. The control lever between the actuator and the first arm is pivotally connected to the first arm. It is under the influence of a spring force in order to support the adjusting lever in a position on the first arm, so that the first arm is also under the influence of the spring force. The spring force can be a tensile force or a compressive force. This means that the adjusting lever is either pressed against the first arm or pulled against the first arm under the influence of the spring force. The spring force counteracts the actuating force. The spring force can act on the actuating lever at the same point as the actuating force. With regard to the functional principle of the drive arrangement, the positions of the points at which the spring force and the actuating force act on the actuating lever are irrelevant. For a compact design, the spring force and the actuating force can coincide at one point. If a spring is to be dimensioned smaller, this can be compensated for by a larger lever arm. On the other hand, if the actuating force is to be reduced, the actuator can be combined with a larger lever arm, i. H. the actuating force can act at a greater distance from a pivot point of the lever arm. It is generally simpler in terms of design if the points of application for the actuating force and the spring force are not identical, so that the spring force and the actuating force are in operative engagement with the actuating lever at a distance from one another. In the context of the invention, the term active engagement does not mean that the spring itself has to be connected to the actuating lever. The spring force can also be transmitted from the spring to the adjusting lever via intermediate elements such as coupling rods, connecting elements or other suitable gear elements. The same applies to the connection between the actuator and the control lever.
Das Entgegenwirken von Federkraft und Stellkraft ist im Sinne von entgegen gerichteten Kraftvektoren zu verstehen. Der Vektor der Federkraft muss nicht zwangsläufig mit der Orientierung z. B. einer Schraubendruckfeder zusammenfallen. Es ist ausreichend, wenn die Federkraft überwiegend der Stellkraft entgegenwirkt. Die Gewichtskraft, welche die Kontaktiervorrichtung nach unten gegen den Gegenpart drückt, soll über einen sehr weiten vertikalen Verstellbereich den Kontakt mit dem Gegenpart sicherstellen, ohne dass die Federkraft einen Einfluss auf die Anpresskraft hat. Es ist nicht die Federkraft, welche die Kontaktiervorrichtung gegen den Gegenpart drückt und auch nicht die Stellkraft. Vielmehr soll der Stellhebel mittels des Stellantriebs beim Absenken so weit verlagert werden, dass die Kontaktiervorrichtung gewissermaßen schwimmend auf dem Gegenpart aufliegt. Der Gegenpart kann seine vertikale Position innerhalb eines sehr großen Hubbereiches verändern, ohne dass sich dadurch die Anpresskraft verändert. Mit der Erfindung ist es mithin möglich, ohne aufwendige elektromechanische Steuerungen oder Regelungen eine im Wesentlichen gleichbleibende Anpresskraft zu realisieren. The counteracting of spring force and actuating force is to be understood in the sense of opposing force vectors. The vector of the spring force does not necessarily have to be associated with the orientation, e.g. B. a helical compression spring. It is sufficient if the spring force predominantly counteracts the actuating force. The weight, which presses the contacting device down against the counterpart, should ensure contact with the counterpart over a very wide vertical adjustment range, without the spring force having an effect on the contact pressure. It is not the spring force that presses the contacting device against the counterpart, nor is it the actuating force. Rather, the actuating lever should be displaced by means of the actuator when lowering so far that the contacting device rests floating on the counterpart, so to speak. The counterpart can change its vertical position within a very large stroke range without changing the contact pressure. With the invention, it is therefore possible to realize an essentially constant contact pressure without complex electromechanical controls or regulations.
Ein gewisser Einfluss der Federkraft kommt nur dann zum Tragen, wenn die Federkraft in einem anderen Punkt als die Stellkraft an dem Stellhebel angreift. Je nach Positionierung bzw. Hebelverhältnissen kann die Federkraft die Anpresskraft teilweise erhöhen und teilweise auch reduzieren. A certain influence of the spring force only comes into play when the spring force acts on the actuating lever at a different point than the actuating force. Depending on the positioning or leverage, the spring force can partially increase and partially reduce the contact pressure.
Die Federkraft bzw. eine Feder ist maßgeblich für den Notbetrieb vorgesehen. Ein Notfall tritt ein, wenn der Stellhebel keine Stellkraft mehr aufbringen kann, beispielsweise weil er stromlos ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass beispielsweise ein Spindelantrieb entkoppelt wird und mittels der Federkraft die Spindel eingefahren wird. Theoretisch ist es auch denkbar, dass im Falle eines Stromausfalls eine Notstromquelle genutzt wird, beispielsweise, indem eine Batterie einen Spindelantrieb des Stellhebels antreibt, um den ersten Arm mit Unterstützung der Federkraft anzuheben. The spring force or a spring is primarily provided for emergency operation. An emergency occurs when the actuating lever can no longer apply any actuating force, for example because it is de-energized. In this case, it can be provided that, for example, a spindle drive is decoupled and the spindle is retracted by means of the spring force. Theoretically it is also conceivable that in the event of a power failure an emergency power source is used, for example by a battery driving a spindle drive of the adjusting lever in order to lift the first arm with the support of the spring force.
Allein durch den Einfluss der Federkraft kann die Kontaktiervorrichtung in einer angehobenen Position gehalten werden, in welcher die Kontaktiervorrichtung ohne Kontakt zum Gegenpart ist. Um die Kontaktiervorrichtung in eine abgesenkte Position zu verlagern bzw. um den ersten Arm zu verschwenken, besitzt der Stellantrieb die Stellkraft, die ein Stellmoment auf den Stellhebel ausübt, das größer ist als ein durch die Federkraft am Stellhebel bewirktes Rückstellmoment. Dadurch kann der Stellhebel von der Mitnahmeposition in eine Freigabeposition verlagert werden. Der Stellhebel ist über einen Mitnehmer beim Verlagern des ersten Arms in die angehobene Position an dem ersten Arm abstützbar und beim Verlagern des ersten Arms in eine abgesenkte Position von dem Arm abhebbar. The contacting device can be held in a raised position solely by the influence of the spring force, in which the contacting device is not in contact with the counterpart. In order to move the contacting device to a lowered position or to pivot the first arm, the actuator has the actuating force that exerts an actuating torque on the actuating lever that is greater than a restoring torque caused by the spring force on the actuating lever. As a result, the actuating lever can be shifted from the driving position to a release position. The adjusting lever can be supported on the first arm via a driver when the first arm is moved into the raised position and can be lifted off the arm when the first arm is moved into a lowered position.
In der Freigabeposition dominiert das durch das Gewicht der Kontaktiervorrichtung erzeugte Moment. Da der Stellhebel schwenkbeweglich mit dem ersten Arm verbunden ist, ist der erste Arm in der abgesenkten Position weitestgehend frei von dem Einfluss der Federkraft und auch frei von dem Einfluss der Stellkraft. Die Kontaktiervorrichtung wird durch ihr Eigengewicht nach unten gezogen und liegt durch ihr Eigengewicht auf dem Gegenpart auf. Die Anpresskraft, mit welcher die Kontaktiervorrichtung den Gegenpart kontaktiert, hängt maßgeblich von der Gewichtskraft der Kontaktiervorrichtung und der daran angeordneten Viergelenkschwinge ab und nicht von der Federkraft. In the release position, the moment generated by the weight of the contacting device dominates. Since the adjusting lever is pivotally connected to the first arm, the first arm is largely free from the influence of the spring force and also free from the influence of the adjusting force in the lowered position. The contacting device is pulled down by its own weight and rests on the counterpart by its own weight. The pressing force with which the contacting device contacts the counterpart depends significantly on the weight of the contacting device and the four-bar linkage mounted on it and not on the spring force.
Die Verfahrgeschwindigkeit des gesamten Systems, dessen Bewegung durch den Kontakt des Mitnehmers mit dem ersten Arm bestimmt wird, wird durch die Geschwindigkeit des Stellantriebes gesteuert. The travel speed of the entire system, the movement of which is determined by the contact of the dog with the first arm, is controlled by the speed of the actuator.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist in Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen zu sehen, weil diese sich in der Ladeposition, beispielsweise durch Änderung der Beladung, anheben oder absenken können. In diesem Betriebszustand soll die Anpresskraft der Kontaktiervorrichtung nicht zunehmen, um das Kraftfahrzeug nicht zu beschädigen. Gleichzeitig darf sie aber auch nicht reduziert werden, um einen sicheren Energiefluss sicherzustellen und um Lichtbögen zu vermeiden. Die Anpresskraft der Kontaktiervorrichtung soll möglichst konstant gehalten werden. Das gelingt durch die Freigabeposition des Mitnehmers, die zu einer schwimmenden, d.h. nicht in Hochrichtung zwangsgeführten Auflage der Kontaktiervorrichtung auf dem Gegenpart führt. Die Gewichtskraft, mit welcher die Kontaktiervorrichtung an einem Gegenpart anliegt, wird insbesondere nur durch das Gewicht der Kontaktiervorrichtung erzeugt. A further advantage of the drive arrangement according to the invention can be seen in connection with motor vehicles, because they can be raised or lowered in the loading position, for example due to a change in the load. In this operating state, the pressing force of the contacting device should not increase in order not to damage the motor vehicle. At the same time, however, it must not be reduced in order to ensure a safe flow of energy and to avoid arcing. The pressing force of the contacting device should be kept as constant as possible. This is achieved by the release position of the driver, which leads to a floating support of the contacting device on the counterpart, i.e. not forcibly guided in the vertical direction. The weight with which the contacting device rests against a counterpart is generated in particular only by the weight of the contacting device.
Der Mitnehmer dient zum Abstützen an einer Konsole am ersten Arm. An dem Mitnehmer oder an der Konsole kann ein verstellbarer Distanzkörper angeordnet sein, um den Abstand zwischen Mitnehmer und Konsole einzustellen. Über den Distanzkörper, beispielsweise einen Gewindebolzen, kann die Position der Viergelenkschwinge in der angehobenen Position bestimmt werden. The driver is used to support a console on the first arm. An adjustable spacer can be arranged on the driver or on the console in order to adjust the distance between driver and console. On the Spacers, such as a threaded bolt, the position of the four-bar linkage can be determined in the raised position.
Der erste Arm besitzt ein erstes, oberes Ende. Im Bereich dieses Endes ist der Stellhebel gelenkig mit dem ersten Arm verbunden. Der Bereich dieses ersten Endes umfasst insbesondere den Bereich des Lagers des ersten Arms, das gleichzeitig auch das Hauptlager ist, über das die Antriebsanordnung und auch die Kontaktiervorrichtung gehalten werden. The first arm has a first, upper end. In the area of this end, the adjusting lever is connected in an articulated manner to the first arm. The area of this first end includes in particular the area of the bearing of the first arm, which is also the main bearing at the same time, via which the drive arrangement and also the contacting device are held.
Der zweite Arm dient primär als Führungsarm, damit der dritte Arm bzw. die daran angeordnete Kontaktiervorrichtung die gewünschte Bewegung ausführt. Die gelenkige Verbindung zwischen Stellhebel und erstem Arm befindet sich in unmittelbarer Nähe zu diesem Hauptlager bzw. zur Hauptlagerachse des ersten Arms. Sie kann auch direkt auf der Hauptlagerachse liegen. The second arm serves primarily as a guide arm, so that the third arm or the contacting device arranged on it executes the desired movement. The articulated connection between the control lever and the first arm is in the immediate vicinity of this main bearing or the main bearing axis of the first arm. It can also lie directly on the main bearing axis.
Im Bereich des ersten Endes ist vorzugsweise ein Lagerträger für den Stellhebel an dem ersten Arm angeordnet. An diesem Lagerträger ist der Stellhebel gelenkig gelagert. Der Lagerträger ist insbesondere an einer Lagerhülse für das Hauptlager am ersten Arm angeordnet. Dadurch wird der Lagerträger zusammen mit der Lagerhülse des ersten Armes verschwenkt. Dieser Lagerträger kann gleichzeitig dafür genutzt werden, die Konsole zu tragen. Der Lagerträger hat dann eine Doppelfunktion: Einerseits dient er zur Lagerung des Stellhebels und andererseits können die Kräfte, die von der Feder oder dem Stellantrieb ausgeübt werden über die Konsole übertragen werden. Das Drehmoment, das zum Anheben des ersten Armes über den Stellhebel aufgebracht wird, wird maßgeblich über den Abstand des Lagers des Stellhebels vom Hauptlager und über die Position der Konsole bestimmt.In the area of the first end, a bearing support for the adjusting lever is preferably arranged on the first arm. The adjusting lever is articulated on this bearing support. The bearing carrier is arranged in particular on a bearing sleeve for the main bearing on the first arm. As a result, the bearing bracket is pivoted together with the bearing sleeve of the first arm. This bearing support can also be used to carry the console. The bearing bracket then has a dual function: on the one hand, it serves to support the adjusting lever and, on the other hand, the forces exerted by the spring or the actuator can be transmitted via the console. The torque that is applied to raise the first arm via the adjusting lever is largely determined by the distance between the bearing of the adjusting lever and the main bearing and by the position of the console.
Der Stellantrieb ist bevorzugt als Linearantrieb ausgeführt. Hierbei kann es sich um einen elektrisch angetriebenen Spindelantrieb oder auch um eine Kolben-Zylinder- Anordnung handeln, die hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird. The actuator is preferably designed as a linear drive. This can be an electrically driven spindle drive or a piston-cylinder arrangement that is driven hydraulically or pneumatically.
Vorzugsweise wirkt der Stellantrieb in Form eines Linearantriebs im Wesentlichen parallel zur Federkraft. Die Federkraft ist insbesondere eine Zugkraft, da in diesem Fall die Feder sehr platzsparend zwischen dem Hauptlager und dem Lagerpunkt des zweiten Armes im obersten Bereich der Antriebsanordnung angeordnet werden kann. Da die Feder eine Zugkraft ausübt, muss ein entgegenwirkender Stellantrieb eine Druckkraft ausüben, zumindest, wenn beide Bauteile im Wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet sind. Preferably, the actuator acts in the form of a linear drive, essentially parallel to the spring force. The spring force is in particular a tensile force, since in this case the spring is arranged in a very space-saving manner between the main bearing and the bearing point of the second arm in the uppermost region of the drive arrangement can. Since the spring exerts a tensile force, a counteracting actuator must exert a compressive force, at least when both components are arranged essentially parallel to one another.
Damit der Stellantrieb kein größeres Moment aufbringen muss, als es durch die Federkraft erzeugt wird, greift die Federkraft bevorzugt zwischen einer gelenkigen Verbindung des Stellhebels mit dem Stellantrieb und einer gelenkigen Verbindung zwischen dem Stellantrieb und dem Lagerträger an. Damit ist der Hebelarm des Stellantriebes in Bezug zum Hauptlager des ersten Arms größer als der Hebelarm der Feder in Bezug zum Hauptlager des ersten Arms. Je nach Lage der gelenkigen Verbindungen und je nach Länge und Gestaltung des Stellhebels, kann so die Stellkraft reduziert werden. Es ist daher durchaus möglich, dass aufgrund der Hebelverhältnisse die vom Stellantrieb aufzubringende Stellkraft deutlich geringer ist als die in entgegengesetzte Stellrichtung wirkende Federkraft. Maßgeblich ist, dass die durch das Rückstellmoment in der Freigabeposition nach oben wirkende Kraft an der Kontaktiervorrichtung kleiner ist als die nach unten wirkende Gewichtskraft an der Kontaktiervorrichtung. So that the actuator does not have to apply a greater moment than is generated by the spring force, the spring force preferably acts between an articulated connection of the actuating lever with the actuator and an articulated connection between the actuator and the bearing bracket. Thus, the lever arm of the actuator in relation to the main bearing of the first arm is greater than the lever arm of the spring in relation to the main bearing of the first arm. Depending on the position of the articulated connections and depending on the length and design of the actuating lever, the actuating force can be reduced. It is therefore quite possible that, due to the lever ratios, the actuating force to be applied by the actuating drive is significantly lower than the spring force acting in the opposite actuating direction. The decisive factor is that the force acting upwards on the contacting device due to the restoring moment in the release position is smaller than the force of weight acting downwards on the contacting device.
Die Feder bzw. Federkraft kann auch in größerem Abstand als der Stellantrieb von der gelenkigen Verbindung zwischen dem Stellhebel und dem ersten Arm angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die Feder unten und der Stellantrieb oben oberhalb der Feder angeordnet sein. Es sind in horizontaler Richtung betrachtet auch nebeneinander angeordnete Anordnungen von Stellantrieben und Federn möglich. Die Federkraft kann auch von mehreren Federn aufgebracht werden. Die Erfindung ist nicht auf eine einzelne Feder beschränkt. The spring or spring force can also be arranged at a greater distance than the actuating drive from the articulated connection between the actuating lever and the first arm. In other words, the spring can be arranged at the bottom and the actuator can be arranged at the top above the spring. Arrangements of actuators and springs arranged next to one another are also possible, viewed in the horizontal direction. The spring force can also be applied by several springs. The invention is not limited to a single spring.
Die Erfindung betrifft neben einer reinen Antriebsanordnung für unterschiedliche Kontaktiervorrichtungen, insbesondere auch eine Kontaktiervorrichtung mit einer solchen Antriebsanordnung, wie sie vorstehend erläutert worden ist. Bei der Kontaktiervorrichtung handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung zur Herstellung eines elektrisch leitenden Kontaktes, z.B. an einer ortsfesten Ladestation, mit einem mobilen Gegenpart, z.B. einem Kraftfahrzeug. In der praktischen Verwendung einer Kontaktiervorrichtung zur Herstellung eines leitenden Kontaktes zwischen der Kontaktiervorrichtung und einem Gegenpart, der sich unterhalb der Kontaktiervorrichtung befindet, wird der Stellhebel in eine Freigabeposition verlagert, so dass der Gegenpart überwiegend oder ausschließlich unter dem Einfluss der Gewichtskraft der Kontaktiervorrichtung und der damit verbunden Arme mit der Kontaktiervorrichtung in Kontakt steht. In dieser Position verharrt die Kontaktiervorrichtung, bis z.B. ein Ladevorgang abgeschlossen ist. Anschließend wirkt der Stellantrieb in entgegengesetzte Richtung, so dass der Stellhebel wieder an der Konsole zur Anlage gelangt. Der Stellhebel mit der Konsole dient nun als Mitnehmer, um den ersten Arm zurückzuschwenken. In addition to a pure drive arrangement for different contacting devices, the invention also relates in particular to a contacting device with such a drive arrangement as has been explained above. The contacting device is in particular a device for making an electrically conductive contact, for example at a stationary charging station, with a mobile counterpart, for example a motor vehicle. In the practical use of a contacting device to produce a conductive contact between the contacting device and a counterpart located below the contacting device, the actuating lever is shifted into a release position, so that the counterpart is predominantly or exclusively under the influence of the weight of the contacting device and the associated connected arms is in contact with the contactor. The contacting device remains in this position until, for example, a charging process is completed. The actuator then works in the opposite direction so that the control lever comes to rest against the console again. The control lever with the console is now used as a driver to swing back the first arm.
Die Rückstellung kann ausschließlich über die Federkraft erfolgen, beispielsweise in einer Notsituation. Hierfür wird die Kontaktiervorrichtung ohne Betätigung des Stellantriebs so weit angehoben, dass die Kontaktiervorrichtung nur von der Federkraft weiter angehoben wird. Im Normalbetrieb erfolgt die Rückstellung kontrolliert unter dem Einfluss des Stellantriebes. The provision can only be made via the spring force, for example in an emergency situation. For this purpose, the contacting device is raised so far without actuating the actuator that the contacting device is only raised further by the spring force. In normal operation, the return is controlled under the influence of the actuator.
Die Erfindung wird nachfolgend in den rein schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail below in the purely schematic drawings of the exemplary embodiments.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine Antriebsanordnung in einer vereinfachten Darstellung in einer abgesenkten Position; FIG. 1 shows a drive arrangement in a simplified representation in a lowered position;
Figur 2 ein Detail der Antriebsanordnung der Figur 1 ; FIG. 2 shows a detail of the drive arrangement of FIG. 1;
Figur 3 die Antriebsanordnung der Figur 1 in einer abgesenkten Position, wobei der Stellhebel in einer Freigabeposition ist; FIG. 3 shows the drive arrangement of FIG. 1 in a lowered position, with the actuating lever in a release position;
Figur 4 ein Detail der Figur 3; Figure 4 shows a detail of Figure 3;
Figur 5 die Antriebsanordnung der Figuren 1 bis 4 in einer höheren Position;Figure 5 shows the drive arrangement of Figures 1 to 4 in a higher position;
Figur 6: ein Detail der Figur 5; Figur 7: die Antriebsanordnung der Figuren 1 bis 6 in der angehobenenFIG. 6: a detail of FIG. 5; Figure 7: the drive assembly of Figures 1 to 6 in the raised
Position; Position;
Figur 8: ein Detail der Figur 7. Figure 8: a detail of Figure 7.
Die Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht eine Antriebsanordnung 1 für eine Kontaktiervorrichtung 2, die von einer angehobenen Position in eine dargestellte abgesenkte Position verlagerbar ist. Die Antriebsanordnung 1 ist hängend angeordnet und an einem nicht näher dargestellten tragenden Rahmen befestigt, der sich oberhalb der Antriebsanordnung 1 befindet. Sie weist mehrere Arme auf, die eine Viergelenkschwinge bilden. Ein erster Arm 3 ist der Hauptarm. Dieser besitzt an seinem ersten, oberen Ende 4 ein Hauptlager 5. Das Hauptlager 5 ist in nicht näher dargestellter Weise mit dem Rahmen verbunden. Ein zweiter Arm 6 besitzt an seinem ersten, oberen Ende ein Lager 7, über das der zweite Arm 6 mit dem Rahmen verbunden ist und an dem zweiten, unteren Ende ein unteres Lager 8. Auch der erste Arm 3 besitzt ein solches unteres Lager 9. Die beide unteren Lager 8, 9 sind im Abstand zueinander angeordnet und über einen dritten Arm 10 schwenkbeweglich miteinander verbunden. Der Abstand der unteren Lager 8, 9 ist relativ gering bezogen auf die Gesamtlänger des dritten Arms 10. Dadurch kann ein unteres Ende 11 des dritten Arms 10, das mit der Kontaktiervorrichtung 2 verbunden ist, über einen relativ großen Hubbereich verschwenkt werden. FIG. 1 shows a side view of a drive arrangement 1 for a contacting device 2, which can be displaced from a raised position into a lowered position shown. The drive assembly 1 is suspended and attached to a supporting frame, not shown in detail, which is located above the drive assembly 1 . It has several arms that form a four-bar linkage. A first arm 3 is the main arm. This has a main bearing 5 at its first, upper end 4. The main bearing 5 is connected to the frame in a manner that is not shown in detail. A second arm 6 has a bearing 7 at its first, upper end, via which the second arm 6 is connected to the frame, and at the second, lower end a lower bearing 8. The first arm 3 also has such a lower bearing 9. The two lower bearings 8, 9 are arranged at a distance from one another and are pivotally connected to one another via a third arm 10. The distance between the lower bearings 8, 9 is relatively small in relation to the overall length of the third arm 10. As a result, a lower end 11 of the third arm 10, which is connected to the contacting device 2, can be pivoted over a relatively large stroke range.
Das obere Lager 7 des zweiten Arms 6 und das Hauptlager 5 sind ortsfeste Gelenke. Über diese beiden Lager 5, 7 wird die gesamte Antriebsanordnung einschließlich der Kontaktiervorrichtung 2 getragen, wobei die Hauptlast vom ersten Arm 3 aufgenommen wird, während der zweite Arm 6 aus kinematischen Gründen zur Führung des dritten Arms 10 bzw. der Kontaktiervorrichtung 2 vorgesehen ist. The upper bearing 7 of the second arm 6 and the main bearing 5 are fixed joints. The entire drive arrangement including the contacting device 2 is carried by these two bearings 5, 7, with the main load being taken up by the first arm 3, while the second arm 6 is provided for guiding the third arm 10 or the contacting device 2 for kinematic reasons.
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung 1 besitzt einen Stellantrieb 12. Es handelt sich um einen Linearantrieb. Er umfasst einen Stellzylinder 13, in dem eine Kolbenstange 14 geführt ist. Die Kolbenstange 14 ist schwenkbeweglich mit einem Lager an dem Stellhebel 15 verbunden, wobei der Stellhebel 15 über einen Lagerträger 16 schwenkbeweglich über ein weiteres Lager mit dem ersten Arm 3 verbunden ist. Der Lagerträger 16 ist verdrehtest mit einer Lagerhülse 17 des Lagerträgers 16 verbunden, insbesondere verschweißt. Die Lagerhülse 17 ist Bestandteil des ersten Arms 3 und dreht sich bei einem Verschwenken des ersten Arms 3 um das Hauptlager 5 mit. Dementsprechend ist die Winkellage des Lagerträgers 16 in Bezug auf den ersten Arm 3 stets dieselbe. The drive arrangement 1 according to the invention has an actuator 12. It is a linear drive. It includes an actuating cylinder 13 in which a piston rod 14 is guided. The piston rod 14 is pivotably connected to a bearing on the adjusting lever 15, the adjusting lever 15 being pivotably connected to the first arm 3 via a bearing carrier 16 via a further bearing. The bearing bracket 16 is twisted with a bearing sleeve 17 of the Bearing bracket 16 connected, in particular welded. The bearing sleeve 17 is part of the first arm 3 and rotates about the main bearing 5 when the first arm 3 pivots. Accordingly, the angular position of the bearing bracket 16 with respect to the first arm 3 is always the same.
Der Stellhebel 15 ist ferner mit einer Feder 18 verbunden, die eine Federkraft F1 auf den Stellhebel 15 ausübt. Die Feder 18 und der Stellantrieb 12 stützen sich an dem Rahmen ab. The adjusting lever 15 is also connected to a spring 18 which exerts a spring force F1 on the adjusting lever 15 . The spring 18 and the actuator 12 are supported on the frame.
Der Stellantrieb 12 übt eine Kraft F2 auf den Stellhebel 15 aus. Die Figur 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den Bereich des Hauptlagers 5 der Antriebsanordnung 1 . Das Hauptlager 5 mit der Lagerhülse 17 definiert die Schwenkachse A für den mit dem ersten Arm 3 fest verbundenen Lagerträger 16. An dem Lagerträger 16 ist der Stellhebel 15 im Bereich einer Schwenkachse B schwenkbeweglich mit dem Lagerträger 16 verbunden. Die weiteren Schwenkachsen C, D beziehen sich auf die Feder 18 und die Antriebseinheit 12. In einer nicht näher dargestellten Ausführungsform fällt die Schwenkachse B des Lagerträgers 16 mit der Schwenkachse A des Hauptlagers 5 zusammen. Die Position der Schwenkachse B in der Nähe des Hauptlagers 5 spielt eine untergeordnete Rolle. The actuating drive 12 exerts a force F2 on the actuating lever 15. FIG. 2 shows the area of the main bearing 5 of the drive arrangement 1 in an enlarged representation. The main bearing 5 with the bearing sleeve 17 defines the pivot axis A for the bearing carrier 16 which is firmly connected to the first arm 3 . The other pivot axes C, D relate to the spring 18 and the drive unit 12. In an embodiment that is not shown in detail, the pivot axis B of the bearing carrier 16 coincides with the pivot axis A of the main bearing 5. The position of the pivot axis B in the vicinity of the main bearing 5 plays a minor role.
Der Stellhebel 15 steht über zwei Bereiche mit dem Lagerträger 16 in Kontakt. Der erste Kontakt besteht in der gelenkigen Verbindung in der Schwenkachse B. Der zweite Kontakt besteht zwischen einem Mitnehmer 19 am Stellhebel 15 und einer Konsole 22 am Lagerträger 16. Durch diesen Kontakt wird die Schwenkbeweglichkeit des Lagerträgers 16 in eine Richtung begrenzt und zwar in die Richtung, in welche die Federkraft F1 wirkt. The adjusting lever 15 is in contact with the bearing carrier 16 over two areas. The first contact is the articulated connection in the pivot axis B. The second contact is between a driver 19 on the adjusting lever 15 and a bracket 22 on the bearing bracket 16. This contact limits the pivoting mobility of the bearing bracket 16 in one direction, specifically in the direction , in which the spring force F1 acts.
Die Konsole 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel parallel zu einer Geraden G(AB) durch die Schwenkachsen A und B orientiert. Die Parallelität ist nicht zwingend erforderlich, allerdings die Position der Konsole 22 so, dass sich beim Verschwenken des Stellhebels 15 der Mitnehmer 19 an ihr abstützen kann. In this exemplary embodiment, the console 22 is oriented parallel to a straight line G(AB) through the pivot axes A and B. The parallelism is not absolutely necessary, but the position of the bracket 22 is such that when the adjusting lever 15 is pivoted, the driver 19 can be supported on it.
Auf den Arm 3 wirkt in der Schwenkachse A des Hauptlagers 5 ein Drehmoment M(A)G aufgrund der Gewichtskraft G der Kontaktiervorrichtung 2. Dieses Drehmoment M(A)G ist so groß, dass die Konsole 22 gegen den Mitnehmer 19 gedrückt wird. A torque M(A)G acts on the arm 3 in the pivot axis A of the main bearing 5 due to the weight G of the contacting device 2. This Torque M(A)G is so great that the bracket 22 is pressed against the driver 19.
An dem Mitnehmer 19 ist ein Distanzkörper 20 in Form eines Schraubbolzens angeordnet, um den Abstand zwischen dem Mitnehmer 19 und der Konsole 22 einzustellen. Wenn der Abstand vergrößert wird, kann der Arm 3 nicht mehr so weit nach unten verschwenken, wie es in der Figur 2 dargestellt ist. Über den Distanzkörper 20 können die untere und obere Endlage bzw. die maximal abgesenkte und angehobene Position bestimmt werden. A spacer 20 in the form of a screw bolt is arranged on the driver 19 in order to adjust the distance between the driver 19 and the bracket 22 . If the distance is increased, the arm 3 can no longer pivot as far down as shown in FIG. The lower and upper end position or the maximum lowered and raised position can be determined via the spacer 20 .
Wenn die Kolbenstange 14 eingefahren wird, zwingt der Mitnehmer 19 über den Druck auf die Konsole 22 und über den Zug im Bereich des Schwenklagers B den Lagerträger 16 in eine Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn. Durch die Verbindung zwischen Lagerträger 16 und Lagerhülse 17 wird der Arm 3 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt und im Ergebnis wird die Kontaktiervorrichtung 2 angehoben. When the piston rod 14 is retracted, the driver 19 forces the bearing bracket 16 to rotate counterclockwise via the pressure on the bracket 22 and the tension in the area of the pivot bearing B. Through the connection between the bearing support 16 and the bearing sleeve 17, the arm 3 is pivoted counterclockwise and as a result the contacting device 2 is raised.
Die Figur 3 zeigt den Zustand der Antriebsanordnung 1 in der abgesenkten Position, allerdings mit dem Unterschied zur Figur 1 , dass die Kontaktiervorrichtung 2 an einem Gegenpart 21 anliegt. Die Kontaktiervorrichtung 2 befindet sich daher in einer im Vergleich zu Figur 1 etwas angehobenen Position. Der dritter Arm 10 ist nicht ganz so weit verschwenkt wie bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 1. In Folge dessen ergeben sich auch andere Winkellagen für den ersten Arm 3 und den zweiten Arm 6. Das hat wiederum Einfluss auf die Lage des Stellhebels 15, wie es anhand der vergrößerten Darstellung der Figur 4 erläutert wird. FIG. 3 shows the state of the drive arrangement 1 in the lowered position, but with the difference from FIG. The contacting device 2 is therefore in a slightly raised position compared to FIG. The third arm 10 is not pivoted quite as far as in the exemplary embodiment in FIG is explained with reference to the enlarged representation of FIG.
Die Kolbenstange 14 wurde im Vergleich zu Figur 2 nicht weiter ausgefahren. Da allerdings durch die Bewegung des Arms 3 gegen den Uhrzeigersinn der Lagerträger 16 ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wurde, steht die Konsole 22 nicht mehr in Kontakt mit dem Mitnehmer 19. Dadurch steht die Gerade G(AB) zwischen den beiden Schwenklagern A und B in einem größeren Winkel W1 zur Richtung der Federkraft F1 als bei Figur 1. Allerdings ist die Federkraft F1 nicht so groß, dass das Drehmoment der Gewichtskraft M(A)G überwunden werden könnte und dadurch der Arm 3 angehoben wird. Das ist unter anderem auf den sehr kleinen Abstand zwischen den Schwenkachsen A und B zurückzuführen und auf den spitzen Winkel W1 , der unter 45° liegt. Die Freigabeposition des Stellhebels 15, wie sie in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, ermöglicht eine ganz überwiegend durch die Gewichtskraft bestimmte Anpresskraft auf den Gegenpart 21 . Compared to FIG. 2, the piston rod 14 was not extended any further. However, since the bearing carrier 16 was also pivoted counterclockwise due to the anticlockwise movement of the arm 3, the console 22 is no longer in contact with the driver 19. As a result, the straight line G(AB) is between the two pivot bearings A and B in a larger angle W1 to the direction of the spring force F1 than in FIG. That is among other things on the very small distance due between the pivot axes A and B and to the acute angle W1, which is less than 45 °. The release position of the adjusting lever 15, as shown in FIGS. 3 and 4, enables a contact pressure force on the counterpart 21 that is predominantly determined by the weight force.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Situation, in welcher der erste Arm 3 noch weiter angehoben ist. Der Stellantrieb 12 wurde nicht weiter ausgefahren oder eingefahren, sondern hat die gleiche Position wie in Figur 4. Diese Darstellung verdeutlicht, dass auch bei einer fast vollständig nach oben verlagerten Kontaktiervorrichtung 2 noch immer eine hinreichende Gewichtskraft G zur Sicherstellung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenpart erzeugt werden kann. Figures 5 and 6 show a situation in which the first arm 3 is raised even further. The actuator 12 was not further extended or retracted, but has the same position as in Figure 4. This illustration makes it clear that even with a contacting device 2 that has been almost completely moved upwards, there is still sufficient weight G to ensure an electrical connection with a counterpart can be.
Gleichzeitig kann anhand dieser Figuren erläutert werden, welche Situation sich bei einem Ausfall der Versorgungsenergie für den Stellantrieb 12 ergeben kann. In diesem Fall ist die Kolbenstange 14, wie sie in der vergrößerten Darstellung der Figur 6 zu sehen ist, blockiert. Die Federkraft F1 zieht nach Freigabe der Blockade die Kolbenstange 14 zurück, so dass der in Figur 6 eingezeichnete Winkel W1 so weit verkleinert wird, dass der Mitnehmer 19 am Stellhebel 15 in der Bildebene nach oben verschwenkt wird und wiederum an der Konsole 22 zur Anlage gelangt, um den Arm 3 in der angehobenen Position zu halten. At the same time, these figures can be used to explain what situation can arise if the supply energy for the actuator 12 fails. In this case, the piston rod 14, as can be seen in the enlarged representation of FIG. 6, is blocked. After the blockage has been released, the spring force F1 pulls the piston rod 14 back so that the angle W1 drawn in Figure 6 is reduced so much that the driver 19 on the adjusting lever 15 is pivoted upwards in the plane of the image and again comes to rest on the console 22 to keep the arm 3 in the raised position.
Die Figuren 7 und 8 zeigen schließlich die vollständig angehobene Position, in welcher der Mitnehmer 19 wieder gegen die Konsole 22 wirkt. Erkennbar ist die Kolbenstange 14 nun eingefahren. Die gesamte Antriebsanordnung 1 ist in der angehobenen Position äußerst kompakt und bietet eine hohe Durchfahrthöhe unterhalb der Antriebsanordnung 1. Figures 7 and 8 finally show the fully raised position in which the driver 19 acts against the console 22 again. As can be seen, the piston rod 14 is now retracted. The entire drive assembly 1 is extremely compact in the raised position and offers a high headroom below the drive assembly 1.
Bezuqszeichen: Reference sign:
1 - Antriebsanordnung 1 - drive assembly
2 - Kontaktiervorrichtung 2 - contacting device
3 - erster Arm 3 - first arm
4 - erstes Ende von 3 4 - first end of 3
5 - Hauptlager 5 - main bearing
6 - zweiter Arm 6 - second arm
7 - oberes Lager von 6 7 - upper bearing of 6
8 - unteres Lager von 6 8 - lower bearing of 6
9 - unteres Lager von 3 9 - lower bearing of 3
10 - dritter Arm 10 - third arm
11 - unteres Ende von 10 11 - lower end of 10
12 - Stellantrieb 12 - actuator
13 - Stellzylinder von 12 13 - actuator cylinder from 12
14 - Kolbenstange von 12 14 - piston rod from 12
15 - Stellhebel 15 - control lever
16 - Lagerträger 16 - bearing carrier
17 - Lagerhülse von 5 17 - bearing sleeve from 5
18 - Feder 18 - spring
19 - Mitnehmer an 15 19 - driver on 15
20 - Distanzkörper an 19 20 - spacer to 19
21 - Gegenpart 21 - counterpart
22 - Konsole 22 - console
F1 - Federkraft F1 - spring force
F2 - Stellkraft F2 - actuating force
G - Gewichtskraft G - weight force
G(AB) - Gerade durch A und B G(AB) - Straight line through A and B
M1 - Drehmoment durch F1 M(A)G - Drehmoment durch G M1 - Torque through F1 M(A)G - Torque through G
A - Schwenkachse von 5 A - pivot axis of 5
B - Schwenkachse zwischen 15 und 16 C - Schwenkachse zwischen 15 und 18 B - pivot axis between 15 and 16 C - pivot axis between 15 and 18
D - Schwenkachse zwischen 12 und 15D - pivot axis between 12 and 15
W1 - Winkel zwischen G (Gewichtskraft) und F1 W1 - angle between G (weight force) and F1

Claims

Patentansprüche Antriebsanordnung (1 ) für die Verlagerung einer Kontaktiervorrichtung (2) von einer angehobenen Position in eine abgesenkte Position: a) Ein erster Arm (3) und ein zweiter Arm (6) bilden zusammen mit einem dritten Arm (10) eine Viergelenkschwinge, wobei an einem freien Ende (11) des dritten Arms (10) die Kontaktiervorrichtung (2) angeordnet ist, welche durch Verschwenken der Arme (3, 6, 10) verlagerbar ist; b) Ein Stellantrieb (12) steht über einen Stellhebel (15) in Wirkeingriff mit dem ersten Arm (3); c) Der Stellhebel (15) steht unter dem Einfluss einer Federkraft (F1 ), welche einer Stellkraft (F2) des Stellhebels (15) entgegenwirkt; d) Der Stellhebel (15) ist schwenkbeweglich mit dem ersten Arm (3) verbunden und über einen Mitnehmer (19) beim Verlagern des ersten Arms (3) in die angehobene Position an dem ersten Arm (3) abstützbar und beim Verlagern des ersten Arms (3) in eine abgesenkte Position von dem Arm (3) abhebbar, so dass sich der Stellhebel (15) in der abgesenkten Position der Kontaktiervorrichtung (2) in einer Freigabeposition befindet; e) Die Kontaktiervorrichtung (2) wird von ihrer Gewichtskraft (G) in der abgesenkten Position gehalten. Antriebsanordnung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkraft (F2) im Abstand von der Federkraft (F1) an dem Stellhebel (15) angreift. Antriebsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mitnehmer (19) oder an einer dem Mitnehmer (19) armseitig zur Abstützung zugeordneten Konsole (22) ein verstellbarer Distanzkörper (20) angeordnet ist, um den Abstand zwischen Mitnehmer (19) und Konsole (22) einzustellen. Antriebsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm (3) ein erstes Ende (4) entfernt von dem dritten Arm (10) aufweist, wobei der Stellhebel (15) im Bereich dieses ersten Endes (4) gelenkig mit dem ersten Arm (3) verbunden ist. Antriebsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ersten Endes (4) ein Lagerträger (16) angeordnet ist, wobei der Stellhebel (15) an dem Lagerträger (16) gelenkig gelagert ist. Antriebsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (22) an dem Lagerträger (16) angeordnet ist. Antriebsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (12) als Linearantrieb ausgeführt ist. Antriebsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft (F1) zwischen einer Schwenkachse (D) der gelenkigen Verbindung des Stellhebels (15) mit dem Stellantrieb (12) und einer Schwenkachse (B) zwischen dem Stellhebel (15) und dem Lagerträger (16) an dem Stellhebel (15) angreift. Antriebsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkrichtung der Federkraft (F1) überwiegend parallel zur Wirkrichtung des Stellantriebs (12) ist. Kontaktiervorrichtung (2) mit einer Antriebsanordnung (1 ) gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 9. Verwendung einer Kontaktiervorrichtung (2) mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 zum Herstellen eines elektrisch leitendenden Kontaktes zwischen der Kontaktiervorrichtung (2) und einem Gegenpart (21 ) unterhalb der Kontaktiervorrichtung (2) , dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (15) in eine Freigabeposition verlagert wird, so dass der Gegenpart (21) überwiegend unter dem Einfluss der Gewichtskraft (G) der Kontaktiervorrichtung (2) und der - 17 - damit verbunden Arme (3, 6, 10) mit der Kontaktiervorrichtung (2) in Kontakt steht. Claims Drive arrangement (1) for moving a contacting device (2) from a raised position to a lowered position: a) A first arm (3) and a second arm (6) together with a third arm (10) form a four-bar linkage, wherein at a free end (11) of the third arm (10) the contacting device (2) is arranged, which can be displaced by pivoting the arms (3, 6, 10); b) an actuating drive (12) is in operative engagement with the first arm (3) via an actuating lever (15); c) The adjusting lever (15) is under the influence of a spring force (F1) which counteracts an adjusting force (F2) of the adjusting lever (15); d) The adjusting lever (15) is pivotably connected to the first arm (3) and can be supported via a driver (19) when the first arm (3) is moved into the raised position on the first arm (3) and when the first arm is moved (3) liftable into a lowered position of the arm (3), so that the actuating lever (15) is in the lowered position of the contacting device (2) in a release position; e) The contacting device (2) is held in the lowered position by its weight (G). Drive arrangement (1) according to Claim 1, characterized in that the actuating force (F2) acts on the actuating lever (15) at a distance from the spring force (F1). Drive arrangement (1) according to Claim 1 or 2, characterized in that an adjustable spacer (20) is arranged on the driver (19) or on a console (22) assigned to the driver (19) for support on the arm side, in order to reduce the distance between the driver (19) and console (22) to set. Drive arrangement (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first arm (3) has a first end (4) remote from the third arm (10), wherein the adjusting lever (15) in the region of this first end ( 4) is articulated to the first arm (3). Drive arrangement (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the region of the first end (4) a bearing bracket (16) is arranged, wherein the adjusting lever (15) on the bearing bracket (16) is articulated. Drive arrangement (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the bracket (22) is arranged on the bearing support (16). Drive arrangement (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the actuator (12) is designed as a linear drive. Drive arrangement (1) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the spring force (F1) between a pivot axis (D) of the articulated connection of the adjusting lever (15) to the actuator (12) and a pivot axis (B) between the adjusting lever ( 15) and the bearing bracket (16) acts on the adjusting lever (15). Drive arrangement (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the direction of action of the spring force (F1) is predominantly parallel to the direction of action of the actuator (12). Contacting device (2) with a drive arrangement (1) according to the features of claims 1 to 9. Use of a contacting device (2) with the features of patent claim 10 for producing an electrically conductive contact between the contacting device (2) and a counterpart (21) below the contacting device (2), characterized in that the actuating lever (15) is shifted into a release position, so that the counterpart (21) predominantly under the influence of the weight (G) of the contacting device (2) and the - 17 - arms (3, 6, 10) connected thereto are in contact with the contacting device (2).
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