ES2635372T3 - Dispositivo de recarga de energía eléctrica para vehículo industrial o de transporte, conjunto que comprende dicho dispositivo y dicho vehículo, y un conjunto de recarga que comprende varios de dichos dispositivos - Google Patents

Dispositivo de recarga de energía eléctrica para vehículo industrial o de transporte, conjunto que comprende dicho dispositivo y dicho vehículo, y un conjunto de recarga que comprende varios de dichos dispositivos Download PDF

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Abstract

Un dispositivo (2) de recarga de energía eléctrica para vehículo industrial o de transporte (2) que comprende: - un cajón (4) apto para ser enterrado en una calzada (6) o en un obstáculo de limitación de velocidad, - un pistón (18) móvil hecho al menos parcialmente de material conductor, siendo adecuado dicho pistón (18) móvil para asumir una primera posición retraída en la que está alojado enteramente dentro del cajón (4), así como una segunda posición extendida en la que sobresale verticalmente al menos parcialmente fuera de dicho cajón (4). - medios (20, 22) que permiten que dicho pistón (18) móvil esté conectado eléctricamente a una estación (36) fija de suministro de electricidad. - estando equipado dicho pistón (18) móvil con un elemento (32) de conexión eléctrica adecuado para entrar en contacto con un elemento (108) de conexión eléctrica complementario de dicho vehículo (102) de transporte, para transportar energía eléctrica desde la estación (36) fija a la dirección del vehículo caracterizado porque dicho elemento (32) de conexión eléctrica es una placa de conexión, situada en el extremo superior del pistón (18) móvil, dichos medios (20, 22) que permiten que dichos pistones (18) móviles estén conectados eléctricamente a una estación (36) fija de suministro de electricidad que incluye un anillo (20) de contacto , comprendiendo dicho pistón (18) móvil una funda (183) aislante externa, así como un área (182) conductora intermedia conectada eléctricamente al elemento (32) de conexión eléctrica, al anillo (20) de contacto estando distante del área (182) conductora de dicho pistón (18) móvil en dicha posición retraída, mientras que dicho anillo (20) está en contacto con dicha área (182) conductora cuando el pistón (18) móvil está en dicha posición extendida .

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de recarga de energla electrica para vehlcuio industrial o de transporte, conjunto que comprende dicho dispositivo y dicho vehlculo, y un conjunto de recarga que comprende varios de dichos dispositivos.
La invencion se refiere a un dispositivo de recarga de energla electrica para vehlculo industrial o de transporte, un conjunto que comprende dicho dispositivo de recarga de energla electrica y dicho vehlculo, ademas de un conjunto de recarga de energla electrica que comprende varios de dichos dispositivos de recarga.
La invencion esta dirigida especlficamente a vehlculos de transporte, es decir, vehlculos cuya ruta implica al menos una parada de estacion, durante la cual es probable que las personas suban al vehlculo, y tambien desciendan de el. Desde esta perspectiva, dicho vehlculo de transporte podrla ser, por ejemplo, un autobus o un tranvla. Sin embargo, la invencion tambien puede utilizarse para vehlculos de tipo industrial, especlficamente aquellos que tienen una ruta preestablecida, como por ejemplo camiones de transporte de mercanclas en un entorno urbano, o compactadores.
La invencion se refiere a la recarga de dicho vehlculo con energla electrica. Por lo tanto, el vehlculo esta equipado con una reserva de energla electrica, de una baterla o una del tipo supercapacidad, o con una reserva de energla que se pueda convertir facilmente en energla electrica, tal como un volante. Dicha reserva permite el suministro de energla al vehlculo, especlficamente a su motor de traccion, as! como el manejo de diversos elementos de su equipo, tales como refrigeracion, direccion asistida, generacion de aire, aire acondicionado, calefaccion y red electrica a bordo de 24V.
Es comprensible que dicha reserva de energla tienda a agotarse gradualmente a medida que se utiliza el vehlculo de transporte. En consecuencia, dicha reserva debe recibir energla electrica desde el exterior, para que se recargue.
Por lo tanto, en primer lugar se conoce que dicha reserva de energla se recarga durante una parada prolongada, por ejemplo por la noche, o mas raramente al final de la llnea para un autobus. En este caso, dicha reserva esta conectada a una estacion fija, por medio de un conector enchuflable. Esta solucion, sin embargo, tiene algunas desventajas, en la medida en que dicha estacion fija es costosa, pesada y engorrosa.
Como una alternativa, la energla electrica se aprovecha continuamente desde un pantografo o un poste, que esta conectado a cables aereos. Sin embargo, esta solucion tiene otras desventajas, especlficamente en terminos financieros y visuales, ya que los diversos cables mencionados danan el entorno urbano.
Ejemplos de dispositivos de recarga de energla electrica se describen en CH688599 A y CH688598 A.
Como se ha especificado anteriormente, esta invencion tiene por objeto superar los diversos inconvenientes.
Con este fin, tiene como objeto un dispositivo de recarga de energla electrica de acuerdo con la reivindicacion 1.
Otro objeto de la invencion es un conjunto que comprende un vehlculo y un dispositivo de recarga de energla de acuerdo con la reivindicacion 9.
La invencion se describira a continuation con referencia a los dibujos adjuntos, dados meramente a modo de ejemplo no limitativo, en los que:
la figura 1 es una section transversal longitudinal que ilustra un dispositivo de recarga de energla electrica de acuerdo con la invencion, en su position retralda;
la figura 2 es una vista en perspectiva de dicho dispositivo de recarga de energla electrica;
la figura 3 es una seccion transversal longitudinal, como la figura 1, que ilustra dicho dispositivo de recarga de energla electrica en su posicion extendida;
la figura 4 es una vista esquematica que ilustra la conexion entre dicho dispositivo de recarga de energla electrica y el vehlculo; y
la figura 5 es una seccion transversal longitudinal a mayor escala, que ilustra con mayor precision la conexion entre dicho dispositivo de recarga y el vehlculo.
El dispositivo de recarga de energla electrica de acuerdo con esta invencion, ilustrado en las figuras 1 a 3, se designa como un todo por el numero de referencia 2. Comprende, en primer lugar, un cajon 4 de forma paralelepipedica, cuya superficie superior S esta aproximadamente a ras con la superficie S' de una calzada 6, o de un obstaculo disenado para limitar la velocidad de un vehlculo. El cajon 4, que esta equipado con una escotilla 8,
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define con una caja 10 interna un espacio 12 intermedio utilizado para canalizar la suciedad y la humedad, que son evacuados posteriormente por un tubo 14.
La caja 10 del dispositivo 2 de recarga esta equipada con un mastil 16 central fijo alrededor del cual puede moverse un piston 18 movil puede moverse en una direccion aproximadamente vertical, especlficamente debido a un cilindro que no esta ilustrado. Solo se muestra un piston en los dibujos ya que la invencion esta en la estructura del piston. Sin embargo, es obvio que, ademas de la citada tecnica anterior, se necesitan dos pistones en cada posicion para cargar la conductividad del vehlculo.
Dicho piston 18 comprende un cuerpo 181 central, hecho de cualquier material aislante apropiado.
En su parte inferior, dicho cuerpo central delimita un reborde 1811, por encima del cual se conecta un inserto 182 intermedio, hecho de cualquier material aislante apropiado. Dicho inserto 182 define tambien un reborde 1821, del que se extiende una funda 183 externa, hecha de cualquier material aislante apropiado, que puede ser, por ejemplo, identico al material del cuerpo 181 central. De este modo, dicho cuerpo 181, dicho inserto 182 y dicha funda 183 se extienden concentricamente hacia el exterior, todos los cuales tienen extremos superiores que esta a ras uno con el otro.
El dispositivo comprende tambien un anillo 20 de contacto, hecho de material conductor, que es apto para descansar sobre varios asientos 21, destinado a limitar el movimiento hacia abajo de dicho anillo 20. Estos diversos asientos 21, de los cuales por ejemplo puede haber tres, definen una abertura 21' central.
Observese que el diametro interior del anillo 20 de contacto es mayor que el diametro exterior de la funda 183 del piston 18, de manera que este anillo puede moverse libremente en relacion con el piston, en una direccion vertical. Ademas, el diametro exterior del anillo es mayor que el diametro de la abertura 21', de modo que el anillo de contacto puede descansar contra los asientos 21.
Por ultimo, el diametro de dicha abertura 21' es mayor que el diametro exterior del reborde 1821 del inserto 182, de manera que dicho reborde esta libre para pasar a traves de la abertura. Mientras tanto, el diametro exterior del reborde 1821 es mayor que el diametro interior del anillo 20 de contacto, de modo que, como se vera mas adelante, el movimiento hacia arriba del piston 18 tambien acciona el recorrido de retorno hacia arriba de dicho anillo 20, mutuamente por dichos reborde 1821 y dicho anillo.
Un cable 22 se extiende desde dicho anillo 20 de contacto, estando conectado dicho cable a una estacion de suministro de energla fija, como se describira con mayor detalle con referencia a la figura 4. El anillo 20 conductor soporta un anillo 24 aislante, contra el que viene a apoyarse el primer extremo de un resorte 26 de retorno. La presencia de este anillo 24 aislante evita cualquier riesgo de contacto entre el resorte 26 con una zona cargada.
El otro extremo de dicho resorte 26 viene a apoyarse contra un amortiguador 28 situado cerca de la pared superior de la caja 10, en el lado de una abertura 30 que permite el paso del piston 18 a traves. La parte superior de este ultimo esta unida con una placa 32 de conexion electrica, que esta conectada electricamente al inserto 182 conductor. Por ultimo, una junta 34 aislante esta conectada al borde del piston 18, por encima del amortiguador 28 mencionado anteriormente.
El dispositivo 2 de recarga es adecuado para cooperar con un vehlculo, mostrado esquematicamente en la figura 4, que es en el ejemplo ilustrado un vehlculo de transporte designado como un todo por la referencia 102. Este vehlculo esta equipado tlpicamente con un cuerpo 104 as! como con ruedas 106, que estan por ejemplo montadas sobre neumaticos.
La superficie S” inferior del cuerpo 104 esta equipada con una placa 108 conductora, destinada a estar conectada electricamente con la placa 32. Dicha placa 108 conductora esta conectada por medio de una llnea 110 electrica a una reserva 112 de energla, de una baterla o una de la variedad de supercapacidad, por ejemplo.
Entre la placa 108 y el cuerpo 104, hay un elemento 114 aislante, cuyo fondo 1141 plano se extiende por un faldon 1142 externo. Tal como se ilustra con mas detalle en la figura 5, dicho faldon 1142 es adecuado para extenderse hacia abajo hasta cubrir la placa 108 y la placa 32, cuando estan en contacto una con otra.
A continuacion se explicara el uso del dispositivo 2 de recarga de energla electrica descrito anteriormente.
Podemos suponer que inicialmente el vehlculo 102 de transporte marcha en la direccion de una estacion, en la que esta montado el dispositivo 2 de recarga. Antes de que dicho vehlculo 102 se detenga en dicha estacion, el dispositivo esta en su posicion retralda mostrada en las figuras 1 y 2. En tales condiciones, el piston 18 se retrae dentro del cajon 4, cuya escotilla esta cerrada.
En esta posicion retirada o retralda, ilustrada en las figuras 1 y 2, la placa 32 del piston 18 no recibe corriente. De hecho, el inserto 182 no esta en contacto con el anillo 20. Ademas, si entra en contacto con el piston, este contacto
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tendrla lugar con la funda 183 externa aislante. Por lo tanto, si alguien abriera la escotilla 8 y tocara la placa 32, en ningun caso estarlan expuestos a peligro de electrocucion.
Entonces, cuando el vehlculo llega a la estacion antes mencionada, la placa 108 se inmoviliza con respecto al piston 18. Con este fin, se incluyen ventajosamente medios (no ilustrados) de deteccion e identificacion del vehlculo, para evitar la abertura intempestiva de la escotilla 8. Los medios de deteccion estan, por ejemplo, formados por cualquier sensor apropiado, especlficamente de una variedad optica RFID (Identificacion por Radio Frecuencia).
Una vez que se ha realizado la deteccion e identificacion, se abre la escotilla 8 y se activa el cilindro. Esto permite que el piston 18 se mueva en la direccion de la flecha F, hacia su posicion extendida ilustrada en la figura 3.
En una etapa intermedia de retorno hacia arriba del piston 18, el reborde 1822 del inserto 182 conductor entra en contacto con el anillo 20, con el fin de empujarlo hacia atras. Este contacto flsico va acompanado de una conexion electrica. Por lo tanto, cuando la placa 32 llega a apoyarse contra la placa 108, el anillo 20 esta todavla en contacto con el reborde 1821, de modo que el inserto 182 es capaz de suministrar electricidad a la placa 32, a partir del cable 22.
Ademas, la junta 34 se extiende, mientras que por el contrario, el resorte 26 se comprime. En la figura 3, dicha junta y dicho resorte se muestran solo parcialmente.
En consecuencia, una vez que el piston 18 ha terminado de moverse, la reserva 112 de energla del vehlculo 102 esta tambien electricamente en contacto con una estacion de suministro de energla fija, a la que se hace referencia con el numero 36 en la figura 4. Este contacto electrico tiene lugar sucesivamente por medio del cable 22, el anillo 20 de contacto, el inserto 182 conductor, la placa 32 de conexion, la placa 108 de conexion y por ultimo la llnea 110. En tales condiciones es posible recargar electricamente la reserva 112 del vehlculo.
Observese que cuando el piston 18 esta en su posicion extendida, el faldon 1142 forma un elemento de seguridad, como se muestra en la figura 5. De hecho, dicho faldon sobresale hacia abajo mas alla de la placa 108 y la placa 32. Por consiguiente, cualquier persona que venga por debajo del vehlculo o que inserte un objeto en este espacio no podrla entrar en contacto con los elementos 32 y 108 conductores.
Una vez que esta operacion ha tenido lugar, se interrumpe la alimentacion del cilindro. El piston 18 vuelve entonces a su posicion retralda como en la figura 1, Por medio de la accion conjunta del resorte 26, de gravedad y de desactivacion del cilindro que se crea ventajosamente con seguridad pasiva, sin energla externa.
En una fase intermedia de este descenso, el anillo 20 llega a detenerse contra los asientos 21, de modo que esta disociado del piston que continua descendiendo. Por consiguiente, la placa 32 se vuelve a cargar de electricidad. Por ultimo, la escotilla 8 se vuelve a cerrar cuando el vehlculo 102 de transporte se desplaza nuevamente en la direccion de su siguiente parada.
La invencion permite alcanzar los objetivos antes mencionados.
Por lo tanto, en primer lugar, observese que la invencion es particularmente ventajosa en terminos esteticos, ya que evita totalmente la necesidad de cables aereos.
Ademas, la invencion garantiza una reduccion de la reserva de energla almacenada a bordo, ya que se puede recargar periodicamente.
Observese tambien que es posible utilizar varios dispositivos de recarga, identicos a los descritos anteriormente, a lo largo de la ruta del vehlculo de transporte o vehlculo industrial. Con esta solucion, es probable que cada dispositivo de recarga tenga potencia y dimensiones relativamente reducidas.
Observese tambien que la placa 108 tiene ventajosamente dimensiones considerablemente mayores que las de la placa 32 de conexion, en ambas direcciones de la cara de la superficie S'' inferior. Esto permite garantizar el contacto entre estos dos elementos mecanicos, independientemente de como se dispongan las maniobras del vehlculo. Por ultimo, subrayamos que la invencion tiene algunas ventajas notables en terminos de seguridad. De hecho, en la posicion retralda del piston, la placa 32 no esta provista de electricidad, de modo que no es capaz de electrocutar ningun cuerpo que la toque. Ademas, en la posicion extendida del piston, el faldon 1142 forma una barrera destinada a impedir cualquier contacto con los elementos electricamente conductores.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo (2) de recarga de energla electrica para vehlcuio industrial o de transporte (2) que comprende:
    - un cajon (4) apto para ser enterrado en una calzada (6) o en un obstaculo de limitacion de velocidad,
    - un piston (18) movil hecho al menos parcialmente de material conductor, siendo adecuado dicho piston (18) movil para asumir una primera posicion retralda en la que esta alojado enteramente dentro del cajon (4), as! como una segunda posicion extendida en la que sobresale verticalmente al menos parcialmente fuera de dicho cajon (4).
    - medios (20, 22) que permiten que dicho piston (18) movil este conectado electricamente a una estacion (36) fija de suministro de electricidad.
    - estando equipado dicho piston (18) movil con un elemento (32) de conexion electrica adecuado para entrar en contacto con un elemento (108) de conexion electrica complementario de dicho vehlculo (102) de transporte, para transportar energla electrica desde la estacion (36) fija a la direccion del vehlculo
    caracterizado porque
    dicho elemento (32) de conexion electrica es una placa de conexion, situada en el extremo superior del piston (18) movil, dichos medios (20, 22) que permiten que dichos pistones (18) moviles esten conectados electricamente a una estacion (36) fija de suministro de electricidad que incluye un anillo (20) de contacto , comprendiendo dicho piston (18) movil una funda (183) aislante externa, as! como un area (182) conductora intermedia conectada electricamente al elemento (32) de conexion electrica, al anillo (20) de contacto estando distante del area (182) conductora de dicho piston (18) movil en dicha posicion retralda, mientras que dicho anillo (20) esta en contacto con dicha area (182) conductora cuando el piston (18) movil esta en dicha posicion extendida .
  2. 2. Dispositivo de recarga de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque incluye medios para mover el mecanismo (18) movil desde su posicion retralda hasta su posicion extendida, en particular un cilindro;
  3. 3. Dispositivo de recarga de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque comprende medios (26) para devolver el mecanismo (18) movil a su posicion retralda, en particular un resorte (26) de retorno.
  4. 4. Dispositivo de recarga de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque, en la posicion retralda, el anillo (20) de contacto se apoya contra al menos un asiento (21), adecuado para limitar el recorrido descendente del anillo cuando el mecanismo (18) movil desciende a su posicion retralda, mientras que el o cada asiento (21) esta adecuado para no obstaculizar el recorrido de retorno hacia arriba de dicho mecanismo movil hacia su posicion extendida.
  5. 5. Dispositivo de recarga de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un cajon (4) se ajusta en una caja (10) en la que esta alojada la mayor parte del mecanismo (18) movil, al menos en su posicion retralda, definiendo dicha caja (10), con el cajon (14), un espacio (12) intermedio para canalizar suciedad y humedad, estando dicho espacio intermedio en comunicacion con un tubo (14) de desecho.
  6. 6. Dispositivo de recarga de acuerdo con las reivindicaciones 3 y 5, caracterizado porque la caja (10) esta provista de una abertura (30) para permitir que el mecanismo (18) movil pase a traves, mientras que un resorte (26) de retorno se extiende entre un amortiguador (28) colocado en el borde de dicha abertura (30) y un anillo (24) aislante colocado sobre el mecanismo (18) movil.
  7. 7. Dispositivo de recarga de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cajon (4) esta equipado con una escotilla (8) movil para permitir que el mecanismo (18) movil pase a traves en su posicion extendida.
  8. 8. Dispositivo de recarga de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye medios para reconocer la presencia de un vehlculo (102) por encima del dispositivo (2) de recarga, particularmente un sensor optico o un sensor RFID o equivalente.
  9. 9. Conjunto que comprende un vehlculo (102) industrial o de transporte y un dispositivo (2) de recarga de energla electrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicho vehlculo (102) un cuerpo (104) montado sobre unas ruedas (106), estando equipado dicho cuerpo (104) con un elemento (108) de conexion electrica complementario adecuado para entrar en contacto electrico con el elemento (32) de conexion electrica del dispositivo (2) de recarga, cuando el mecanismo (18) movil esta en su posicion extendida.
  10. 10. Un conjunto de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado porque el elemento de conexion electrica complementario es una placa (108) conductora fijada sobre la superficie (S”) inferior del cuerpo (104) del vehlculo.
  11. 11. Conjunto de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado porque la placa (108) conductora tiene dimensiones que son considerablemente mayores que las del elemento (32) de conexion electrica del dispositivo (2) de recarga.
  12. 12. Conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el vehlculo (102) esta equipado con un mecanismo (114) intermedio de aislamiento que se extiende entre el cuerpo (104) del vehlculo y el
    5 elemento (108) de conexion electrica complementario, estando equipado dicho mecanismo aislante intermedio con un faldon (1142) adecuado para extenderse hacia abajo para cubrir el elemento (32) de conexion electrica y el elemento (108) de conexion electrica complementario, cuando estos ultimos dos elementos estan en contacto entre si.
  13. 13. Conjunto de recarga electrica que comprende varios dispositivos (2) de recarga de acuerdo con cualquiera de las 10 reivindicaciones 1 a 8, estando cada dispositivo de recarga situado en una estacion en la que el vehlculo (102)
    industrial o de transporte hace una parada.
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