WO2018086884A1 - Fahrzeugverbindungsvorrichtung, fahrzeugverbindungssystem sowie fahrzeug - Google Patents

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WO2018086884A1
WO2018086884A1 PCT/EP2017/077258 EP2017077258W WO2018086884A1 WO 2018086884 A1 WO2018086884 A1 WO 2018086884A1 EP 2017077258 W EP2017077258 W EP 2017077258W WO 2018086884 A1 WO2018086884 A1 WO 2018086884A1
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vehicle
contact unit
actuator
connection device
grinding
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PCT/EP2017/077258
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Hermann STOCKINGER
Manuel LEIBETSEDER
Philipp BERNER
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easE-Link GmbH
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    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • Vehicle connection device vehicle connection system as well
  • the invention relates to a vehicle connection device for the electrical connection of a vehicle contact unit with a ground contact unit of an electrical charging infrastructure, a vehicle connection system for an electrical charging infrastructure and a vehicle.
  • the batteries of the vehicles must be recharged regularly, preferably after each journey.
  • the vehicle is connected by means of a vehicle connection system with the charging infrastructure.
  • vehicle connection systems with a contact unit of the charging infrastructure which is provided on the ground, are known.
  • This ground-contacting ground contact unit is physically contacted by means of a movable vehicle contact unit which can move down from the underbody of the vehicle. In this way, an electrical connection of the vehicle with the charging infrastructure is made possible.
  • a vehicle connection device for the electrical connection of a vehicle contact unit to a ground contact unit of an electrical charging infrastructure, which has the vehicle contact unit, which has a base with a contacting region with at least two electrodes facing the ground contact unit, wherein the vehicle contact unit is movable in a contacting direction towards the ground contact unit, for contacting the at least two electrodes with the ground contact unit, and a grinding actuator connected to at least one of the electrodes so as to be able to move the electrodes in a grinding direction transverse to the contacting direction.
  • the contacting direction may be perpendicular to the contacting region and / or the ground contact unit, in particular it is perpendicular to the electrical contact surfaces of the ground contact unit.
  • the movement in the grinding direction ie the grinding movement, is independent of the movement for generating the touch.
  • the connection between the grinding actuator and the electrodes can be made via the base and optionally via the contacting actuator, as long as the grinding actuator is not fastened directly to the electrode.
  • the electrodes can be moved along the ground contact unit. In this case, the oxide layers that have formed on the electrode or on the ground contact unit, safely removed.
  • the electrode is in direct contact with the ground contact unit, whereby the quality of the electrical connection between the electrode and the ground contact unit is significantly improved.
  • the abrasive actuator is configured to, when the at least two electrodes contact the ground contact unit, move the at least one electrode along portions of the ground contact unit.
  • the grinding actuator grinds the electrodes along the contact surface so that no oxide layer is left between the electrode and the contact surface.
  • the movement of the at least one electrode generated by the grinding actuator runs linearly, along a polygon or along a particularly closed curve.
  • the movement can be oscillating.
  • triangles or quadrilaterals may be used as polygons, and circles, ellipses or segments thereof may be used as a curve.
  • the grinding actuator on a vibration motor with a rotation axis and a mass, which is provided as part of the vehicle contact unit, in particular in or on the base.
  • the mass rotates about the axis of rotation and generates a force perpendicular to the axis of rotation.
  • a vibration motor By using a vibration motor, a movement of the base in the direction of grinding can be made possible in a cost-effective manner.
  • the axis of rotation of the vibration motor is aligned in the contacting direction or perpendicular to the contacting direction, so that either an oscillating linear movement or a circle-like movement is generated as a grinding movement.
  • the grinding actuator on at least two switchable magnets which are associated with at least one magnetic counterpart in the ground contact unit.
  • the switchable magnets can be electromagnets.
  • Under switchable magnets are in the context of Invention are understood to include such magnets that can be solved by a movement of their associated magnetic counterpart.
  • the magnets allow the base and thus the electrodes in the socket to be aligned in a specific position with respect to the ground contact unit.
  • the magnetic counterparts may themselves be permanent magnets or switchable magnets, but also components made of ferromagnetic material, such as iron or steel.
  • the at least two magnets can be switched separately from each other, so that a movement in two steps is possible.
  • each of the at least two magnets each associated with a magnetic counterpart, wherein the two magnets are arranged at a distance from each other, which differs from a corresponding distance in which the magnetic counterparts are arranged.
  • the magnets are alternately turned on, since the distance of the magnets is different from the corresponding distance of the magnetic counterparts, movement of the pedestal parallel to the connecting line between the two magnetic counterparts can be generated.
  • each distance between the magnets is different than the corresponding distance of the magnetic counterparts. In this way, more complex grinding movements, such as movements in the triangle can be realized.
  • the grinding actuator on at least two magnets, wherein one of the magnets in the base and another of the magnets is disposed in one of the electrodes. At least one of the magnets is a switchable magnet, such as an electromagnet.
  • the other magnet may be a permanent magnet or else a switchable magnet. The two magnets are aligned so that upon activation of one of the magnets the other magnet is attracted or repelled, whereby a force is exerted on the electrode, which thereby moves transversely to its longitudinal extent.
  • the grinding actuator comprises three magnets, wherein two of the magnets are provided in the base and one of the magnets in one of the electrodes. One of the electrodes is arranged between the two magnets of the base. In this case, the two magnets in the base can be switched and installed in the electrode, a permanent magnet. In this way, the power of the grinding actuator can be increased.
  • the grinding actuator on a piezoelectric actuator, which in a simple way a high-frequency movement in the direction of grinding is possible.
  • the piezoelectric actuator is provided in the base and attached on the one hand to the base and on the other hand to one of the at least two electrodes, whereby the piezoelectric actuator can move the electrode directly.
  • a plurality of grinding actuators are provided, wherein each of the grinding actuators is associated with one of the at least two electrodes.
  • the grinding movement of the electrodes can be individually controlled so that a longer movement in the direction of grinding can be carried out for electrodes on which a high resistance is detected.
  • the grinding actuator is provided as part of the vehicle contact unit, in particular on the base. As a result, the assembly can be simplified since the grinding actuator does not have to be mounted on the vehicle in addition to the vehicle contact unit.
  • the grinding actuator at least one magnet, which is arranged on the base, and an actuator, wherein the actuator can move the magnet or at least one of the electrodes relative to the base, in particular in the grinding direction.
  • the magnet can interact with a magnetic counterpart of the ground contact unit such that the actuator moves the base in the direction of grinding.
  • the actuator may move the at least one electrode relative to the pedestal.
  • the magnet can be used both as part of the Schleifaktuators as well as for fixing and / or alignment of Vehicle contact unit to serve the ground contact unit.
  • the magnet or the at least one electrode is guided on the base linearly or on a circular path.
  • the grinding actuator is designed separately from the vehicle contact unit, wherein the grinding actuator can move, in particular rotate, the entire vehicle contact unit.
  • the vehicle contact unit is rotatably mounted in this case with respect to the vehicle. In this way, the complexity of the vehicle contact unit can be reduced and the grinding actuator can be securely fastened on the vehicle side.
  • the grinding actuator to an electric motor, whereby a simple and inexpensive movement of the vehicle contact unit is possible.
  • the vehicle connection device has a contacting actuator which can be fastened to the vehicle with an end on the vehicle, wherein the vehicle contact unit is fastened to the contacting actuator and the contacting actuator can move the vehicle contact unit in the contacting direction toward and away from the ground contact unit.
  • the contacting actuator and the grinding actuator are in particular separate actuators, and the movements in the contacting direction and in the grinding direction can be generated in particular separately from one another.
  • the vehicle contact unit has an air outlet for blowing out the floor contact unit, wherein the at least one air outlet for blowing out the floor contact unit is directed into a region in front of the contacting area.
  • the area in front of the contacting area is the space between the base and the ground contact unit, and the air outlet is, for example, an air nozzle.
  • the base may be circular and / or a plate.
  • the electrodes may be arranged on rings.
  • an air flow can be generated in the area in front of the contacting area, which impinges on the ground contact unit.
  • the air stream thus blows contaminants, such as dirt, liquid or leaves away from the ground contact unit, in particular away from the contact surfaces of the ground contact unit.
  • the contacting actuator comprises a piston-cylinder unit or a bellows, whereby a controlled movement of the vehicle contact unit can be made possible in a simple manner.
  • the piston-cylinder unit or the bellows has an interior space, and a compressed air source fluidically connectable to the interior, wherein a first end of the piston-cylinder unit or the bellows connectable to the vehicle and / or connected to the grinding actuator and to a second End of the piston-cylinder unit or the bellows of the base is attached.
  • the interior is hermetically sealed and the base portion may be part of the vehicle.
  • the compressed air source is a compressor or a compressed air reservoir.
  • the grinding actuator is on the one hand connected to the vehicle and on the other hand connected to the vehicle-side end of the contacting actuator, so that the grinding actuator does not have to be provided in the vehicle contact unit, making it easier and less expensive to manufacture.
  • the at least one air outlet is provided in the base of the vehicle contact unit, in particular the air outlet opens in Contacting area, so that the air flow is generated where it is needed, namely in the region of the electrodes.
  • the at least one air outlet is provided between two electrodes, in particular in the region of the middle of the contacting region, so that the air flow flows outwards and past the electrodes, as a result of which the contaminants are also carried to the outside.
  • a plurality of air outlets are provided, wherein between the air outlets at least one of the electrodes is arranged, so that a sufficient quality of the free-blowing is achieved even if the air flow is blocked at one point by larger impurities, for example by foliage, the attached to an electrode.
  • the contacting area and / or the base are z. B. circular, wherein the at least one air outlet is arranged centrally, in particular in the center of the contacting region and / or the base.
  • the central arrangement of the air outlet it is possible that with only one air outlet, the ground contact unit can be effectively blown out.
  • the base has a sealing lip, which preferably surrounds the contacting region in a closed manner. On the one hand is prevented by the sealing lip that after blowing dirt or liquids back into the area between the base and ground contact unit. On the other hand, an air cushion between the base and ground contact unit is generated, on which the base floats. As a result, the base can be aligned more easily with respect to the ground contact unit.
  • the sealing lip may, for. B. may be provided on the circumference of the base.
  • the at least one air outlet is provided adjacent to the vehicle contact unit, so that the ground contact unit can be manufactured independently of the air outlet, whereby the complexity is reduced.
  • the at least one air outlet is formed on a compressed air line, which extends laterally of the contacting actuator, whereby an air outlet can be realized in a simple manner.
  • the at least two electrodes are formed as pins or as tracks which protrude with respect to the front side of the base and which are fastened to the base, in particular resiliently mounted.
  • the storage takes place for example via leaf springs or coil springs. In this way, a particularly reliable contact between the contact surfaces of the ground contact unit and the electrodes in the base is made possible.
  • a vent opening is provided in the base, wherein at least one of the electrodes is arranged between the vent opening and the at least one air outlet, whereby an air flow around the contacts is also possible when the sealing lip rests against the floor contact unit.
  • At least one magnet is provided on the base on the side of the contacting region, in particular in the contacting region.
  • the magnet may be a permanent magnet, a switchable magnet, such as an electromagnet, or a combination thereof.
  • the vehicle contact unit can be aligned above the ground contact unit with respect to the ground contact unit and held thereon.
  • the at least one air outlet is fluidly connected to the interior, in particular via a valve or a throttle, so that the compressed air in the interior of the actuation of the Kunststoffssensaktuators and for blowing out the ground contact unit is used, or the air outlet is formed on a compressed air line extending in the interior.
  • the compressed air line can be designed to be flexible in order to avoid any damage during the movement of the actuator.
  • the compressed air line may be fluidly connected to a second compressed air source, whereby the air outlet can be actuated independently of the contacting actuator.
  • a plurality of air outlets may be formed on an air line. In this way, compressed air can be used both for actuating the contacting actuator and for blowing the ground contact unit, thereby minimizing the complexity of the vehicle connection device.
  • the compressed air source is a compressor or a compressed air reservoir.
  • the vehicle connection device has a heating element, which fluidly with the at least one air outlet is connected to heat the air exiting the air outlet.
  • the heating element heats the air in the interior. Heated air efficiently removes snow or ice from the ground contact unit.
  • the guide device comprises a rear part drive, in particular a rotatably mounted spindle, and at least one tension element, which extends at least partially in the interior and which is fastened with one end to the base and with another end to the rear part drive.
  • the tension element may be a band, a string and / or a rope.
  • the base portion may in turn be part of the bellows.
  • the guide system makes it possible to control the movement of the pedestal so that the pedestal is always in a horizontal position. This prevents the base tilts and rests obliquely or only partially on the ground contact unit. In addition, it is ensured by the always horizontal position of the base, that the air flow from the air outlet also hits the ground contact unit. Thus, the guide unit leads to improved quality of contact.
  • tension elements are provided, whereby a particularly cost-effective, but reliable construction is realized.
  • the guide device has a spiral spring and / or an electromotive drive, which is attached to the spindle in such a way that it or the spindle is acted on by a torque, so that a tensile force acts on the tension elements.
  • the pulling force pulls the tension elements towards the spindle.
  • a first locking element is provided on the base and a second locking element is provided on the base section, wherein the first locking element and the second locking element, when the bellows is in a collapsed position cooperate with each other so that they can hold the bellows in this position.
  • the base is securely fastened to the vehicle while the vehicle is moving and can not come loose.
  • the lock can be particularly easily solved again when the first locking element and the second locking element comprise magnets, of which a magnet comprises a switchable electromagnet.
  • first locking element and the second locking element have latching hooks, which engage in one another when the bellows is in its pushed-together position, one of the latching hooks being pivotably mounted. In this way, a mechanical and thus less error-prone locking is realized.
  • the object is further achieved by a vehicle having a vehicle connecting device according to the invention, in particular wherein the grinding actuator is connected on the one hand to the vehicle and on the other hand to the vehicle-side end of the contacting actuator.
  • the object is achieved by a vehicle connection system having a vehicle connection device as described above and a ground contact unit, wherein the ground contact unit has at least two electrical contact surfaces for contact with the at least two electrodes of the vehicle contact unit.
  • Contact surfaces are advantageous in that thereby a less accurate positioning of the electrodes for electrical contacting can be required.
  • the ground contact unit has at least one magnetic counterpart, as a result of which the vehicle contact unit and thus also the electrodes can be precisely and accurately aligned with respect to the ground contact unit and the contact surfaces.
  • the magnetic counterparts may themselves be permanent magnets or switchable magnets, but also components made of ferromagnetic material, such as iron or steel.
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle with a vehicle connection device according to the invention
  • FIG. 2 shows a greatly simplified and schematic sectional view of the vehicle contact unit of the vehicle connecting device according to FIG. 1
  • FIGS. 3a and 3b show sectional views of the vehicle contact unit in the region of an electrode in various embodiments for the resilient mounting of the electrode
  • FIGS. 3c shows an enlarged view of a single electrode with a grinding actuator according to the invention
  • FIGS. 4a and 4b show highly simplified schematic sectional views of the vehicle connecting device according to FIG. 1 in longitudinal or cross-section
  • FIGS. 5a to 5c show various steps during the establishment of the electrical connection between the FIG FIGS. 6a and 6b greatly simplify further embodiments of the vehicle contact unit according to the invention
  • FIGS. 7a, 7b, 8a, 8b, 9a and 9b greatly simplify various embodiments of the vehicle connection device according to the invention
  • FIGS. 10, 11a, 11 b, 12a, 12b and 13 greatly simplified further embodiments of the vehicle connection device according to the invention with different grinding actuators
  • FIG. 14 a shows schematically another embodiment of the vehicle connection device according to the invention with a grinding actuator
  • FIG. 14b shows a section along the axis XIV-XIV of FIG. 14a
  • FIG. 15a shows schematically a further embodiment of the vehicle connecting device according to the invention with a grinding actuator
  • FIG. 15a shows schematically a further embodiment of the vehicle connecting device according to the invention with a grinding actuator
  • FIG. 15b shows a section along the axis XV-XV of FIG. 15a.
  • 1 shows a vehicle 10, for example a battery-operated vehicle or a plug-in hybrid vehicle, which is parked on or above a ground contact unit 12 with contact surfaces 13 of an electrical charging infrastructure (not shown).
  • the electrical charging infrastructure serves to recharge the batteries of the vehicle 10 after a journey.
  • a vehicle connection device 14 that can electrically connect the vehicle 10 to the charging infrastructure, more specifically the one vehicle contact unit 16 to the ground contact unit 12.
  • the vehicle connection device 14 has, in addition to the vehicle contact unit 16, a contacting actuator 18 and a grinding actuator 20 (FIG. 3c).
  • the contacting actuator 18 may include a bellows 22 having an interior 24 and a base portion 26 and a compressed air source 27, such as a compressor 28.
  • a heating coil 29 may be provided which heats the air in the interior 24 of the bellows 22.
  • the compressed air source 27 is in fluid communication with the inner space 24, so that the compressed air source 27 can inflate the bellows 22.
  • a vehicle-side first end of the bellows 22 is fixed by means of the base portion 26 on the vehicle 10, in particular on the underbody of the vehicle.
  • the vehicle contact unit 16 is attached at the remote from the vehicle 10 second end of the bellows 22, the vehicle contact unit 16 is attached.
  • the vehicle contact unit 16 is shown in FIG. 2 and has a
  • Socket 30 for example in the form of a plate, in particular a circular plate which closes the second end of the bellows 22.
  • the plate is made of plastic in particular.
  • the bottom contact unit 12 facing side of the base 30 has the base 30 a contacting region 32, in which at least two electrodes 34 are arranged.
  • an air outlet 36 is also provided, which is fed on the one hand from the interior 24 and on the other hand opens in the contacting region 32.
  • the air outlet 36 may also be designed as an air nozzle.
  • the air outlet 36 opens between two electrodes 34 and in the center of the base 30, ie centrally and in the region of the middle of the contacting region 32.
  • the air outlet 36 is in a region in front of the contacting region 32, ie in a region between base 30 and ground contact unit 12 directed.
  • the air outlet 36 is connected to the interior 24 by means of a controllable valve 38, which may be designed as a throttle, so that air can be blown out of the interior 24 as required from the air outlet 36.
  • the base 30 has a sealing lip 40, which is provided on the outer circumference of the base 30 and which rotates the base 30 and the contacting region 32 closed.
  • the electrodes 34 are resiliently mounted in the base 30 in each case in a cavity 41 of the base 30.
  • the electrodes 34 are designed as pins and have a contact tip 42, a base body 44 and a shoulder 46, which is arranged between the base body 44 and the contact tip 42.
  • the shoulder 46 and parts of the base body 44 are arranged in the cavity 41, whereas the contact tip 42 in the contacting area 32 extends out of the cavity 41 and protrudes with respect to the front side of the base 30.
  • a spring 50 is also provided, which rests on the one hand on the contacting region 32 facing away from the wall of the cavity 41 and on the other hand on the shoulder 46.
  • the spring 50 is a compression spring, so that it acts on the shoulder 46 and thus the entire electrode 34 in the direction of the contacting region 32 with a force.
  • the spring 50 is a leaf spring, which acts on the contact tip 42 remote from the end of the main body 44.
  • the grinding actuator 20 of the first embodiment provided on each of the electrodes 34 is shown.
  • the grinding actuator 20 has three magnets. Two of the three magnets are electromagnets 52, d. H. switchable, and disposed in the base 30 at the respective electrode 34 on opposite sides of the electrode 34.
  • the third magnet is a permanent magnet 54 provided in the electrode 34 so as to be sandwiched between the two electromagnets 52.
  • the permanent magnet 54 is attracted within the electrode 34 of one of the electromagnets 52 and repelled from the other.
  • the electrode 34 moves laterally, ie transversely to its longitudinal extension in a grinding direction R s .
  • the electrode 34 is moved in the opposite direction. As a result, the electrode 34 can be laterally reciprocated by rapidly switching the electromagnets 52.
  • FIG. 4 shows a guide device 56 of the contacting actuator 18, which is not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the representation of the air outlet 36 and the compressor 28 has been omitted.
  • the guide device 56 has a rear part drive 58 and tension elements 60.
  • the rear part drive 58 has a relative to the vehicle 10 rotatably mounted spindle 59, tension members 60 and a coil spring 61st
  • the coil spring 61 is attached at one end to the spindle 59 and fixed at its other end to the vehicle 10, so that the coil spring 61, the spindle 59 can act on a torque.
  • an electromotive drive 61 ' such as an electric motor, is provided for rotating the spindle 59.
  • an electromotive drive 61 ' such as an electric motor
  • FIG. 4 a such an electromotive drive 61 'designed as an electric motor is shown by dashed lines.
  • the tension members 60 may be bands, cords or ropes and are also attached to one end of the spindle 59, so that the tension members 60 are rolled upon rotation of the spindle 59 on the spindle 59.
  • each of the tension members 60 is connected to the base 30 at a connection point 62.
  • three tension elements 60 are provided which are connected to the base 30 at a respective connection point 62.
  • connection points 62 are arranged in an equilateral triangle whose center is also the center of the base 30.
  • the tension members 60 run from the connection points 62 in the interior 24 of the bellows 22 vertically from the base 30 in the direction of the base portion 26.
  • pulleys 64 which may be provided in the interior 24, the tension members 60 are deflected and then guided to the spindle 59 out.
  • the length of the tension elements 60 is chosen such that the three connection points 62 and thus the base 30 are always aligned horizontally. Thus, the base 30 is always parallel to the ground contact unit 12.
  • a first locking element 66 and a second locking element 68 are also provided in the middle of the base 30 in the interior 24 and on the opposite side of the base portion 26, which are designed as latching hooks in the first embodiment shown.
  • the second locking element 68 so the latching hook on the base portion 26, pivotally mounted and can be pivoted from its vertical position.
  • FIGS. 5 a to c show various steps during the contacting of the vehicle contact unit 16 with the ground contact unit 12.
  • the vehicle contact unit 16 can be moved toward and away from the ground contact unit 12.
  • the direction of movement in this case runs perpendicular to the ground contact unit 12 and perpendicular to the contacting region 32 and is referred to below as contacting direction R K.
  • the vehicle contact unit 16 is moved by the contacting actuator 18 not only in the contacting direction R K , but at the same time a component of movement may be added in another direction when lowering the vehicle contact unit 16. This is the case, for example, when the contacting actuator 18 is a swivel arm.
  • the locking elements 66, 68 thus hold the bellows 22 in its collapsed position.
  • the vehicle contact unit 16 is lowered, that is, moved toward the ground contact unit 12.
  • the second locking member 68 is pivoted, so that the bellows 22 is released and can be inflated.
  • the compressed air source 27, in this case the compressor 28, is activated and leads the interior 24 of the bellows 22 compressed air.
  • the bellows 22 is inflated and stretched by the compressed air, whereby the Vehicle contact unit 16 is moved to the ground contact unit 12 in contacting direction R K.
  • the tension elements 60 are unrolled uniformly by the spindle 59, so that the horizontal orientation of the base 30 of the vehicle contact unit 16 is maintained even during the movement.
  • the spiral spring 61 is tensioned by the rotation of the spindle 59, so that the spiral spring 61 urges the spindle 59 against the rolling direction of the tension elements 60 with a torque.
  • the vehicle contact unit 16 is first lowered so far until a gap 70 between the base 30 and the ground contact unit 12 has formed. At this time, the electrodes 34 do not touch the contact surfaces 13 of the ground contact unit 12. In this position, the ground contact unit 12 is blown out.
  • FIG. 5a The free blowing is illustrated in FIG. 5a.
  • the valve 38 of the air outlet 36 is opened so that the compressed air can escape from the interior 24 of the bellows 22. Since the air outlet 36 is directed into the area in front of the contacting area 32 in which the ground contact unit 12 is now located, the air flow from the air outlet 36 strikes the ground contact unit 12. The air impinging on the ground contact unit 12 then flows radially outwards at high speed through the gap 70. In this case, the strong air flow dirt, leaves or liquid, which were located on the ground contact unit 12, also transported to the outside. At temperatures below freezing or already existing snow or ice layer, the heater 29 is actuated so that the snow or ice layer removed and the contacts are dried.
  • the steady stream of air makes it possible for the ground contact unit 12 to be blown open in the area that is now opposite the contacting area 32 of the vehicle connecting device 14, so that the contact areas 13 in this area are free of dirt, leaves or liquid.
  • an air cushion is formed in the gap 70 by the compressed air, as a result of which the vehicle contact unit 16 can be moved more easily relative to the ground contact unit 12, which facilitates a lateral alignment of the vehicle contact unit 16 on the ground contact unit 12.
  • the vehicle contact unit 16 is lowered further, that is to say moved in the direction of the ground contact unit 12. In this case, air can continue to flow out of the air outlet 36.
  • the gap 70 decreases and the sealing lip 40 and the electrodes 34 finally come into contact with the ground contact unit 12.
  • the guide device 56 ensures that the vehicle contact unit 16 is parallel to the ground contact unit 12, so that it is always ensured that all the electrodes 34 rest on the ground contact unit 12. The extended charging position of the vehicle contact unit 16 has been reached.
  • the sealing lip 40 closes the gap 70 in the radial direction, so that no dirt, leaves or liquid can get back into the gap 70.
  • the spindle 59 or the coil spring 61 can be blocked, so that no tensile force acts on the tension members 60, which pulls the vehicle contact unit 16 from the loading position to the top.
  • the power of the compressed air source 27, in this case of the compressor 28, during charging can be reduced.
  • the contact surfaces 13 of the ground contact unit 12 If now the electrodes 34 have come into contact with the contact surfaces 13 of the ground contact unit 12, the contact surfaces 13, as indicated in Figure 5b, freerieben or ground to an oxide layer formed on the contact surfaces 13 and / or the electrodes 34 could have to remove.
  • the electrodes 34 are moved in their transverse direction, as described for FIG. 3 c.
  • the direction of movement which is referred to below as the grinding direction R s , runs parallel to the front side the base 30 and the surface of the contact surfaces 13 and transversely to the contacting direction R K.
  • the electrodes 34 are thus moved along the contact surfaces 13 and thus grind over the contact surfaces 13, ie a possible oxide layer is removed, so that an electrical connection between the electrodes 34 and the contact surfaces 13 is realized with a very low resistance.
  • the vehicle 10 is now electrically connected to the charging infrastructure and can be charged.
  • the valve 38 of the air outlet 36 may be opened during the entire charging process, so that a steady stream of air flows through the gap 70, which cools the electrodes 34. In this way, losses when charging the vehicle 10 are reduced and realized higher charging power.
  • the vehicle contact unit 16 must be retracted.
  • the compressed air from the interior 24 of the bellows 22 is first let out and the compressed air source 27 is deactivated, so here the compressor 28 is turned off.
  • the pressure from the interior 24 may be discharged from the bellows 22 either by means of the air outlet 36 and / or by another valve (not shown).
  • the rear part drive 58 is activated.
  • the lock of the spindle 59 or the spiral fields 61 is released, so that the coil spring 61, the spindle 59 is acted upon by a torque counter to the rotational direction when rolling.
  • the torque leads to a rotation of the spindle 59, so that a tensile force acts on the tension elements 60, which pulls the tension elements 60 towards the spindle 59.
  • an electromotive drive 61 'of the spindle 59 is provided, the spindle 59 can of course also be driven by it or the spiral spring 61 can be supported by it.
  • the tension members 60 are thereby rolled up onto the spindle 59, whereby the base 30 is moved away evenly upward from the ground contact unit 12 and the bellows 22 is pushed together.
  • the technical system of the compressed air source 27 can be switched to generate the overpressure in a negative pressure mode, so that it empties the bellows 22 and this contracts.
  • the two locking elements 66, 68 engage each other and hold the bellows 22 in this position.
  • the vehicle contact unit 16 is now safely stowed on the underbody of the vehicle 10 and the vehicle 10 can be moved safely.
  • FIGS. 6a to 14b describe further embodiments of various aspects of the invention, the embodiments substantially corresponding to the first embodiment described above. In the following, therefore, only the differences will be discussed and identical and functionally identical components are provided with the same reference numerals. In addition, only those components are shown in the figures for clarity, which are in focus.
  • FIG 6a there is shown a vehicle contact unit 16 with a socket 30, the socket 30 having a plurality, e.g. has in different directions inclined air outlets 36. In each case one electrode 34 or the center of the base 30 is provided between the air outlets 36.
  • the electrodes 34 may be arranged in a plurality of rings arranged concentrically around the center of the pedestal 30.
  • FIG. 6b shows a further embodiment of a base 30 of the vehicle contact unit 16.
  • the base 30 has in this Embodiment, a vent opening 72 which is provided radially outside of the electrodes 34, but radially within the sealing lip 40.
  • the bellows 22 is secured to the base 30 such that the vent opening 72 opens radially outside the bellows 22 in the vicinity of the vehicle 10.
  • the vent 72 may be opened or closed by a valve or flap (not shown).
  • FIG. 7 a shows a further embodiment of the vehicle contact unit 16.
  • a plurality of switchable magnets 74 for example electromagnets, are provided in the base 30.
  • the magnets 74 are located within the contacting region 32.
  • magnets 74 are mounted on the front side of the base 30.
  • a plurality of magnetic counterparts 76 are provided, which are arranged at the same distance as the magnets 74 and act as magnetic counterparts for the magnets 74.
  • the magnetic counterparts 76 in the embodiment shown are platelets of ferromagnetic material, such as steel or iron.
  • the magnetic counterparts 76 themselves are magnets, such as permanent magnets or switchable magnets, which then act as counter-magnets.
  • the magnets 74 of the base 30 and the magnetic counterparts 76 of the ground contact unit 12 may be arranged in a certain pattern, the pattern being the same in both the ground contact unit 12 and the base 30.
  • the magnets 74, 76 serve to align and fix the vehicle contact unit 16 with respect to the ground contact unit 12.
  • the magnets 74, 76 engage and thus lead to a movement of the vehicle contact unit 16, in particular of the base 30, transversely to the contacting direction R K until the magnets 74, 76 are aligned vertically one above the other.
  • the electrodes 34 are arranged in the base 30 and the contact surfaces 13 of the ground contact unit 12 for arranging the magnets 74, 76, now the electrodes 34 are also vertically above the contact surfaces 13, so that a contact between the electrodes 34 and the contact surfaces 13 is ensured is.
  • the locking elements 66, 68 of the base 30 and the base portion 26 are magnets, at least one of which is a switchable electromagnet.
  • the magnets apply the necessary force to hold the bellows 22 in its collapsed position.
  • the electromagnet of the two magnets is deactivated, so that no force acts between the two magnets.
  • the bellows 22 is not designed as a cylindrical bellows, but as a pyramid-shaped bellows.
  • the compressed air source 27 is not designed as a compressor, but has a pressure accumulator 28 ', is stored in the air under high pressure on.
  • the compressed air reservoir 28 ' is filled by a compressor, which is indicated by dashed lines in Figure 8a.
  • This compressor need not be part of the vehicle connection device 14, but may also belong to another device of the vehicle 10.
  • the pressure accumulator 28 ' is filled by the compressor or the vacuum pump of a brake booster of the vehicle 10.
  • the embodiment of Figure 8b has, in contrast to the previous embodiments, in addition to the compressed air source 27, which is fluidically connected to the interior 24 of the bellows 22, a second compressed air source 77, here a second compressor 78.
  • the second compressed air source 77 in the embodiment shown so the second compressor 78 is fluidly connected to a compressed air line 80 which extends through the interior 24 of the bellows 22 and which opens into the air outlet 36.
  • the air outlet 36 is thus not connected to the interior 24 of the bellows 22, but is fed separately from the second compressed air source 77.
  • the compressed air line 80 can be designed to be flexible so that they can perform the movements of the bellows 22 without damage. If a plurality of air outlets 36 are provided, a plurality of air outlets 36 may also be connected to the compressed air line 80.
  • each air outlet 36 or only a few air outlets 36 are connected to a separate compressed air line 80 with the second compressed air source 77. It is also conceivable that a compressed air reservoir is provided as the second compressed air source 77.
  • the contacting actuator 18 has no bellows, but the contacting actuator 18 comprises a piston-cylinder unit 82, which may be designed as a telescopic cylinder, and a scissors-type telescopic guide 84 comprising a plurality of crossed bars, which are articulated to one another are connected.
  • the vehicle contact unit 16 is provided and at its other end, the telescopic guide 84 is connected to the base portion 26.
  • the piston-cylinder unit 82 is coupled to a hinge of the telescopic guide 84 and can thus extend or shorten the telescopic guide 84.
  • the piston-cylinder unit 82 may be a pneumatic cylinder, which is fed by the compressed air source 27.
  • the compressed air line 80 extends at the side next to the telescopic guide 84, at the end of which the air outlet 36 is provided.
  • the air outlet 36 is located next to the vehicle contact unit 16 and is designed as a nozzle which is directed into the area in front of the contacting area 32 of the vehicle contact unit 16.
  • FIGS. 10 to 14 b Various embodiments of the grinding actuator 20 are shown in FIGS. 10 to 14 b, wherein the embodiments can be used either separately or combined.
  • the grinding actuator 20 has a piezoactuator 86, which is provided in the base 30.
  • the piezoelectric actuator 86 is fastened on the one hand in the base 30 and on the other hand mechanically connected to the electrode 34, so that upon activation of the piezoelectric actuator 86, the electrode 34 is moved transversely to its longitudinal extent, ie in the direction of grinding R s .
  • a separate piezoelectric actuator 86 may be provided for each electrode 34.
  • the movement of the electrodes 34 generated by the grinding actuator 20 is a linear oscillating movement, such as the movement in the first discussed embodiment.
  • the grinding actuator 20 comprises at least two switchable magnets 88 which are provided in the base 30.
  • the switchable magnets 88 may be electromagnets and are fixed to the front of the socket 30.
  • the magnets 88 are shown disproportionately large for purposes of illustration. Of course, the magnets 88 may also be disposed at other locations of the pedestal 30 and alternately with the electrodes 34.
  • a magnetic counterpart 90 is provided to each of the magnets 88, wherein the magnetic counterparts 90 may be components of ferromagnetic material, such as iron or steel, for example in the form of plates.
  • the magnetic counterparts 90 may be components of ferromagnetic material, such as iron or steel, for example in the form of plates.
  • permanent magnets or electromagnets as magnetic counterparts are also conceivable.
  • the distance A F between the two switchable magnets 88 is less than the corresponding distance A B of the associated magnetic counterparts 90 of the ground contact unit 12th
  • the switchable magnet 88.1 aligns vertically above the associated magnetic counterpart 90.1, so that the entire vehicle contact unit 16 also moves. In this position, which is shown in Figure 11a, the second switchable magnet 88.2 is not exactly vertical above its associated magnetic counterpart 90.2. If now the first switchable magnet 88.1 is turned off and the second switchable magnet 88.2 is turned on, the second switchable magnet 88.2 is oriented relative to its associated magnetic counterpart 90.2 so that it lies vertically above it. In this case, the entire vehicle contact unit 16 is moved in Figure 1 1 b to the left, whereby the electrodes 34 along the contact surfaces 13 of the ground contact unit 12 to grind. In this way, a movement of the electrodes 34 is achieved via the base 30 along the grinding direction R s .
  • the locations of the magnetic counterparts 90.1, 90.2 and 90.3 in the ground contact unit 12 are indicated by the dashed lines.
  • the distances between the switchable magnets 88.1, 88.2 and 88.3 are each different from the corresponding distances of the magnetic counterparts 90.1, 90.2 and 90.3, so that in each case only one switchable magnet 88 can be aligned vertically above its associated magnetic counterpart 90.
  • the switchable magnet 88.1 is just aligned above the corresponding magnetic counterpart 90.1. If now the switchable magnet 88.1 is switched off and the switchable magnet 88.2 is switched on, then the entire vehicle contact unit 16 is moved downwards with respect to FIG. 11b until the magnet 88.2 is vertically above it its magnetic counterpart 90.2 is arranged. If subsequently the switchable magnet 88.2 is switched off and the switchable magnet 88.3 is switched on, a movement of the vehicle contact unit 16 takes place again, this time with reference to FIG. 11b to the right.
  • the switchable magnet 88.3 can be switched off again and the switchable magnet 88.1 can be switched on again, so that once again a movement of the vehicle contact unit 16 into the position shown in FIG. 11b takes place.
  • the grinding movement of the electrodes 34 thus runs along a triangle and is indicated by the arrows in Figure 11b.
  • other polygonal movements with a different number of magnets and magnetic counterparts are also possible.
  • the switchable magnets are provided in the ground contact unit 12.
  • FIGS. 11a and 11b only one group of switchable magnets 88 and magnetic counterparts 90 are shown, wherein a plurality of groups arranged in the same pattern can be provided on the base 30 and the ground contact unit 12. Now, when the magnets of the various patterns are switched simultaneously in the same order, the force acting on the vehicle-contact unit 16 increases since a plurality of magnets are involved in the movement.
  • FIG. 12 a shows a further embodiment of the grinding actuator 20.
  • the grinding actuator 20 includes a vibration motor 92, d. H. a mass rotating about an axis of rotation with imbalance.
  • the vibration motor 92 is disposed in the base 30.
  • the axis of rotation of the vibration motor 92 can be arranged in the plane of the base 30.
  • the mass In order to move the electrodes 34 along the contact surface 13 of the ground contact unit 12, the mass is set in rotation. As a result of the imbalance, the mass exerts a force in the direction of rotation R s transverse to the axis of rotation on the base 30 and thus also moves the electrodes 34.
  • the grinding movement is thus a linear movement.
  • the axis of rotation of the vibration motor 92 is oriented perpendicular to the plane of the base 30 and thus in the contacting direction R K.
  • an approximately circular movement of the base 30 and thus also of the electrodes 34 on the contact surfaces 13 is generated. Unless the axis of rotation coincides with the central axis of the base 30, the movement is on a curve which may also be an ellipse.
  • FIG. 13 shows a further embodiment of the grinding actuator 20.
  • the grinding actuator 20 is implemented separately from the vehicle contact unit 16 and mounted directly on a part of the vehicle 10 or on the base portion 26.
  • the grinding actuator 20 is connected on the one hand to the vehicle 10 and on the other hand to the vehicle-side end of the contacting actuator 18.
  • the contacting actuator 18 is thus connected to the vehicle 10 via the grinding actuator 20.
  • the grinding actuator 20 has an electric motor 94 and a gear 96.
  • the output shaft of the electric motor 94 is aligned in the contacting direction R K and the gear 96 is mounted on the output shaft of the electric motor 94 in the horizontal direction, that is, in the grinding direction R s .
  • the gear 96 meshes with a toothing 98 on the vehicle-side end of the bellows 22, so that the bellows 22 and thus the entire vehicle contact unit 16 can be rotated by the electric motor 94 and the gear 96.
  • the bellows 22 is fastened by means of a bearing 100 on the vehicle 10 or on the base portion 26.
  • the electric motor 94 is activated, which then sets the gear 96 in motion, whereby the entire bellows 22 with the base 30 and the thereto attached electrodes 34 is rotated.
  • the grinding actuator 20 is thus connected via the bellows 22 and the base 30 with the electrodes 34.
  • the direction of rotation of the electric motor 94 is changed quickly, so that the rotation of the base 30 only a few degrees, for example, less than 10 °. This creates an oscillating movement on a small circle segment.
  • the electric motor 94 is operated in only one direction of rotation, so that the movement of the electrodes 34 runs on a circle.
  • the bellows 22 is for power transmission of the movement of the grinding actuator 20, the movements generated by the grinding actuator 20 and by the contacting actuator 18 are separated from each other.
  • two grinding actuators 20 are provided on the base 30, each having an actuator 102, here an electric motor, a rotary disk 104 and a magnet 106.
  • the magnets 106 are, for example, permanent magnets.
  • the turntable 104 is rotatably mounted on the base 30, for example in a guide 108, and connected to the actuator 102 and can be rotated about an axis of rotation relative to the base 30 and this is driven by the actuator 102, so the electric motor.
  • the magnet 106 is fixed eccentrically on or in the hub 104, so that the center of the magnet 106 is not located on the axis of rotation of the hub 104.
  • the magnet 106 can therefore be rotated together with the turntable 104 about the axis of rotation, so that the magnet 106 relative to the base 30 is movable in a circular path.
  • the actuator 102, the hub 104 and the magnet 106 are in the embodiment shown at the remote from the ground contact unit 12 Side of the base 30 is provided. However, it is also conceivable that they are arranged on the front side of the base 30.
  • a magnetic counterpart 1 10 is provided, which may be 76 and 90 designed as the magnetic counterparts.
  • the magnets 106 and the magnetic counterparts 1 10 attract strongly and are vertically fixed one above the other.
  • the vehicle contact unit 16 is aligned with respect to the ground contact unit 12 and fixed to the latter by means of the magnetic force, similar to the magnets 74, 76 of the embodiment of Figure 7a.
  • the actuators 102 so here the electric motors, activated, they rotate the hubs 104 about its axis of rotation.
  • the magnetic attraction between the magnets 106 and the magnetic counterparts 110 is so strong that the magnets 106 remain stationary and are not moved relative to the ground contact unit 12. Rather, the base 30 is moved by the actuators 102 relative to the ground contact unit 12 circular and horizontal in the grinding direction R s .
  • the actuators 102 generate a relative movement between the base 30 and the magnets 106 in the grinding direction R s , but in absolute terms, not the magnets 106, but the base 30 is moved.
  • the electrodes 34 are also moved in the direction of grinding R s via the ground contact unit 12.
  • the magnets 106 are not guided with respect to the base 30 on a circular path, but are linearly guided, for example on a carriage.
  • FIGS. 15a and 15b is very similar to the embodiment according to FIGS. 14a and 14b.
  • one of the Electrodes 34 is fixed eccentrically on or in the hub 104.
  • the magnets 106 are fixed in the base 30.
  • the base 30 is fixed in position relative to the ground contact unit 12 fixed.
  • the electrodes 34 can now be moved relative to the ground contact unit 12 by means of the actuators 102 and the rotary disk 104, so that the electrodes 34 are ground in circular movements via the ground contact unit 12, in particular via the contact surfaces 13.

Abstract

Eine Fahrzeugverbindungsvorrichtung (14) zur elektrischen Verbindung einer Fahrzeugkontakteinheit (16) mit einer Bodenkontakteinheit (12) einer elektrischen Ladeinfrastruktur umfasst die Fahrzeugkontakteinheit (16), die in eine Kontaktierungsrichtung (RK) zur Bodenkontakteinheit (12) hin bewegbar ist, um die wenigstens zwei Elektroden (34) mit der Bodenkontakteinheit (12) in Berührung zu bringen, und einen Schleifaktuator (20), der derart mit zumindest einer der Elektroden (34) verbunden ist, dass er die Elektrode (34) in einer Schleifrichtung (RS) quer zur Kontaktierungsrichtung (RK) bewegen kann. Ferner sind ein Fahrzeugverbindungssystemsowie ein Fahrzeug (10) gezeigt.

Description

Fahrzeugverbindungsvorrichtung, Fahrzeugverbindungssystem sowie
Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugverbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung einer Fahrzeugkontakteinheit mit einer Bodenkontakteinheit einer elektrischen Ladeinfrastruktur, ein Fahrzeugverbindungssystem für eine elektrische Ladeinfrastruktur sowie ein Fahrzeug.
Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, wie Plug-in-Hybridfahrzeugen und reinen Elektrofahrzeugen müssen die Batterien der Fahrzeuge regelmäßig, am besten nach jeder Fahrt, aufgeladen werden. Hierzu wird das Fahrzeug mittels eines Fahrzeugverbindungssystems mit der Ladeinfrastruktur verbunden.
Bekannt sind beispielsweise Fahrzeugverbindungssysteme mit einer Kontakteinheit der Ladeinfrastruktur, die am Boden vorgesehen ist. Diese am Boden angeordnete Bodenkontakteinheit wird mittels einer verfahrbaren Fahrzeugkontakteinheit, die sich aus dem Unterboden des Fahrzeugs nach unten bewegen kann, physisch kontaktiert. Auf diese Weise wird eine elektrische Verbindung des Fahrzeugs mit der Ladeinfrastruktur ermöglicht.
Diese Fahrzeugverbindungssysteme benötigen physischen Kontakt zwischen den Elektroden der Fahrzeugkontakteinheit und den Kontaktflächen der Bodenkontakteinheit. Bei diesen Systemen treten Probleme dadurch auf, dass die Kontaktflächen der Bodenkontakteinheit und die Elektroden der Fahrzeugkontakteinheit verschmutzen oder die Fahrzeugkontakteinheit nicht korrekt auf der Bodenkontakteinheit aufliegt. Auch bildet sich mit der Zeit eine Oxidschicht auf den Elektroden oder Kontaktflächen, die den elektrischen Widerstand der Verbindung zwischen Elektroden und Kontaktflächen erhöht. Durch die Verschmutzung oder die Oxidschicht auf den Kontaktflächen oder den Elektroden wird die Berührungsfläche verringert und der Widerstand der elektrischen Verbindung erhöht, sodass beim Laden große Leistungsverluste auftreten können. Auch können durch Flüssigkeiten auf der Bodenkontakteinheit Kriechströme zwischen den Elektrodenflächen auftreten, die zu Leistungsverlusten führen.
Außerdem ist es notwendig, dass die Fahrzeugkontakteinheit gleichmäßig und parallel zur Bodenkontakteinheit abgesenkt wird, um eine optimale Kontaktierung zu ermöglichen. Andernfalls wird die elektrische Verbindung zwischen Elektroden und Kontaktflächen beeinträchtigt und Leistungsverluste sind zu befürchten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugverbindungsvorrichtung, ein Fahrzeugverbindungssystem sowie ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine elektrische Verbindung der fahrzeugseitigen Kontakteinheit mit einer am Boden angeordneten Kontakteinheit der Ladeinfrastruktur mit hoher Qualität und geringen Verlusten bereitstellen können.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugverbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung einer Fahrzeugkontakteinheit mit einer Bodenkontakteinheit einer elektrischen Ladeinfrastruktur, die die Fahrzeugkontakteinheit, die einen Sockel mit einem der Bodenkontakteinheit zugewandten Kontaktierungsbereich mit wenigstens zwei Elektroden aufweist, wobei die Fahrzeugkontakteinheit in eine Kontaktierungsrichtung zur Bodenkontakteinheit hin bewegbar ist, um die wenigstens zwei Elektroden mit der Bodenkontakteinheit in Berührung zu bringen, und einen Schleifaktuator aufweist, der derart mit zumindest einer der Elektroden verbunden ist, dass er die Elektroden in einer Schleifrichtung quer zur Kontaktierungsrichtung bewegen kann.
Dabei kann die Kontaktierungsrichtung senkrecht zum Kontaktierungsbereich und/oder zur Bodenkontakteinheit sein, insbesondere steht sie senkrecht auf den elektrischen Kontaktflächen der Bodenkontakteinheit. Die Bewegung in Schleifrichtung, also die Schleifbewegung, ist unabhängig von der Bewegung zum Erzeugen der Berührung. Allerdings kann die Verbindung zwischen dem Schleifaktuator und den Elektroden über den Sockel und gegebenenfalls über den Kontaktierungsaktuator erfolgen, sofern der Schleifaktuator nicht direkt an der Elektrode befestigt ist. Durch den Schleifaktuator können die Elektroden entlang der Bodenkontakteinheit bewegt werden. Dabei werden die Oxidschichten, die sich auf der Elektrode bzw. auf der Bodenkontakteinheit gebildet haben, sicher entfernt. Damit steht die Elektrode mit der Bodenkontakteinheit unmittelbar in Verbindung, wodurch die Qualität der elektrischen Verbindung zwischen der Elektrode und der Bodenkontakteinheit deutlich verbessert wird.
Vorzugsweise ist der Schleifaktuator derart ausgebildet, dass er, wenn die wenigstens zwei Elektroden die Bodenkontakteinheit berühren, die zumindest eine Elektrode entlang von Teilen der Bodenkontakteinheit bewegen kann. Insbesondere schleift der Schleifaktuator die Elektroden entlang der Kontaktfläche, sodass zwischen der Elektrode und der Kontaktfläche keine Oxidschicht mehr vorhanden ist.
Beispielsweise verläuft die vom Schleifaktuator erzeugte Bewegung der zumindest einen Elektrode linear, entlang eines Polygons oder entlang einer insbesondere geschlossenen Kurve. Dabei kann die Bewegung oszillierend sein. Als Polygone kommen dabei beispielsweise Dreiecke oder Vierecke infrage und als Kurve bieten sich Kreise, Ellipsen oder Segmente davon an.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Schleifaktuator einen Vibrationsmotor mit einer Rotationsachse und einer Masse auf, der als Teil der Fahrzeugkontakteinheit, insbesondere im oder am Sockel vorgesehen ist. Die Masse rotiert dabei um die Rotationsachse und erzeugt eine Kraft senkrecht zur Rotationsachse. Durch die Verwendung eines Vibrationsmotors kann auf kostengünstige Weise eine Bewegung des Sockels in Schleifrichtung ermöglicht werden. Beispielsweise ist die Rotationsachse des Vibrationsmotors in Kontaktierungsrichtung oder senkrecht zur Kontaktierungsrichtung ausgerichtet, sodass als Schleifbewegung entweder eine oszillierende Linearbewegung oder eine kreisähnliche Bewegung erzeugt wird.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Schleifaktuator wenigstens zwei schaltbare Magneten auf, die wenigstens einem magnetischen Gegenstück in der Bodenkontakteinheit zugeordnet sind. Die schaltbaren Magneten können dabei Elektromagneten sein. Unter schaltbaren Magneten sollen im Rahmen der Erfindung auch solche Magnete verstanden werden, die durch eine Bewegung von ihrem zugeordneten magnetischen Gegenstück gelöst werden können. Mithilfe der Magneten lassen sich der Sockel und damit die Elektroden im Sockel in einer bestimmten Position in Bezug zur Bodenkontakteinheit ausrichten. Die magnetischen Gegenstücke können selbst Permanentmagneten oder schaltbare Magneten, aber auch Bauteile aus ferromagnetischem Material sein, wie Eisen oder Stahl.
Vorzugsweise können die wenigstens zwei Magneten getrennt voneinander geschaltet werden, sodass eine Bewegung in zwei Schritten möglich ist. Beispielsweise ist jedem der wenigstens zwei Magneten je ein magnetisches Gegenstück zugeordnet, wobei die zwei Magneten in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der sich von einem entsprechenden Abstand unterscheidet, in dem die magnetischen Gegenstücke angeordnet sind. Wenn die Magneten abwechselnd angeschaltet werden, kann dadurch, dass sich der Abstand der Magneten von dem entsprechenden Abstand der magnetischen Gegenstücke unterscheidet, eine Bewegung des Sockels parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden magnetischen Gegenstücken erzeugt werden.
Bei drei oder mehr Magneten ist jeder Abstand zwischen den Magneten unterschiedlich zu dem entsprechenden Abstand der magnetischen Gegenstücke. Auf diese Weise lassen sich komplexere Schleifbewegungen, wie Bewegungen im Dreieck realisieren.
Selbstverständlich sind auch mehrere Schleifaktuatoren mit wenigstens zwei Magneten möglich, wodurch die Kraft in Schleifrichtung erhöhen werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Schleifaktuator wenigstens zwei Magneten auf, wobei einer der Magneten im Sockel und ein anderer der Magneten in einer der Elektroden angeordnet ist. Wenigstens einer der Magneten ist ein schaltbarer Magnet, wie ein Elektromagnet. Der andere Magnet kann ein Permanentmagnet sein oder aber auch ein schaltbarer Magnet. Die beiden Magnete sind zueinander ausgerichtet, sodass bei der Aktivierung eines der Magneten der andere Magnet angezogen oder abgestoßen wird, wodurch eine Kraft auf die Elektrode ausgeübt wird, die sich dadurch quer zu ihrer Längserstreckung bewegt.
Beispielsweise weist der Schleifaktuator drei Magneten auf, wobei zwei der Magneten im Sockel und einer der Magneten in einer der Elektroden vorgesehen sind. Die eine der Elektroden ist zwischen den beiden Magneten des Sockels angeordnet. Dabei können die beiden Magneten im Sockel schaltbar und in der Elektrode ein Permanentmagnet verbaut sein. Auf diese Weise lässt sich die Kraft des Schleifaktuators vergrößern.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Schleifaktuator einen Piezoaktor auf, wodurch auf einfache Weise eine hochfrequente Bewegung in Schleifrichtung ermöglicht wird.
Beispielsweise ist der Piezoaktor im Sockel vorgesehen und einerseits am Sockel und andererseits an einer der wenigstens zwei Elektroden befestigt, wodurch der Piezoaktor die Elektrode unmittelbar bewegen kann. In einer Ausführungsvariante sind mehrere Schleifaktuatoren vorgesehen, wobei jeder der Schleifaktuatoren einer der wenigstens zwei Elektroden zugeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich die Schleifbewegung der Elektroden einzeln steuern, sodass bei Elektroden, an denen ein hoher Widerstand erkannt wird, eine längere Bewegung in Schleifrichtung durchgeführt werden kann. Beispielsweise ist der Schleifaktuator als Teil der Fahrzeugkontakteinheit, insbesondere am Sockel vorgesehen. Dadurch kann die Montage vereinfacht werden, da der Schleifaktuator nicht zusätzlich zur Fahrzeugkontakteinheit am Fahrzeug montiert werden muss.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Schleifaktuator wenigstens einen Magneten, der am Sockel angeordnet ist, und einen Aktor auf, wobei der Aktor den Magneten oder wenigstens eine der Elektroden gegenüber dem Sockel, insbesondere in Schleifrichtung bewegen kann. Dabei kann der Magnet mit einem magnetischen Gegenstück der Bodenkontakteinheit derart zusammenwirken, dass der Aktor den Sockel in Schleifrichtung bewegt. Alternativ kann der Aktor die wenigstens eine Elektrode gegenüber dem Sockel bewegen. Auf diese Weise kann der Magnet sowohl als Teil des Schleifaktuators verwendet werden als auch zur Fixierung und/oder Ausrichtung der Fahrzeugkontakteinheit an der Bodenkontakteinheit dienen. Beispielsweise ist der Magnet oder die wenigstens eine Elektrode am Sockel linear oder auf einer Kreisbahn geführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Schleifaktuator getrennt von der Fahrzeugkontakteinheit ausgeführt, wobei der Schleifaktuator die gesamte Fahrzeugkontakteinheit bewegen, insbesondere rotieren kann. Die Fahrzeugkontakteinheit ist in diesem Fall drehbar gegenüber dem Fahrzeug gelagert. Auf diese Weise kann die Komplexität der Fahrzeugkontakteinheit verringert werden und der Schleifaktuator kann fahrzeugseitig sicher befestigt sein.
Beispielsweise weist der Schleifaktuator einen Elektromotor auf, wodurch eine einfache und kostengünstige Bewegung der Fahrzeugkontakteinheit möglich ist.
In einer Ausführungsvariante hat die Fahrzeugverbindungsvorrichtung einen Kontaktierungsaktuator, der mit einem fahrzeugseitigen Ende am Fahrzeug befestigbar ist, wobei an dem Kontaktierungsaktuator die Fahrzeugkontakteinheit befestigt ist und der Kontaktierungsaktuator die Fahrzeugkontakteinheit in Kontaktierungsrichtung zur Bodenkontakteinheit hin und von ihr weg bewegen kann. Der Kontaktierungsaktuator und der Schleifaktuator sind insbesondere getrennt Aktuatoren und die Bewegungen in Kontaktierungsrichtung und in Schleifrichtung können insbesondere getrennt voneinander erzeugt werden. Durch den Kontaktierungsaktuator ist es möglich, die Fahrzeugkontakteinheit an die Bodenkontakteinheit heranzuführen. Allerdings muss die Bewegung der Fahrzeugkontakteinheit zur Kontaktierung, also zur Annäherung der Fahrzeugkontakteinheit an die Bodenkontakteinheit, nicht ausschließlich in Kontaktierungsrichtung verlaufen. Sie kann auch Komponenten in andere Richtungen haben und beispielsweise eine Schwenkbewegung sein.
Vorzugsweise weist die Fahrzeugkontakteinheit einen Luftauslass zum Freiblasen der Bodenkontakteinheit auf, wobei der wenigstens eine Luftauslass zum Freiblasen der Bodenkontakteinheit in einen Bereich vor dem Kontaktierungsbereich gerichtet ist. Dabei ist der Bereich vor dem Kontaktierungsbereich beispielsweise der Raum zwischen dem Sockel und der Bodenkontakteinheit und der Luftauslass ist beispielsweise eine Luftdüse. Auch kann der Sockel kreisförmig und/oder eine Platte sein. Die Elektroden können auf Ringen angeordnet sein.
Mithilfe des Luftauslasses kann ein Luftstrom in den Bereich vor dem Kontaktierungsbereich erzeugt werden, der auf die Bodenkontakteinheit auftrifft. Der Luftstrom bläst somit Verunreinigungen, wie Dreck, Flüssigkeit oder Laub, von der Bodenkontakteinheit, insbesondere von den Kontaktflächen der Bodenkontakteinheit weg. Dadurch ist es möglich, dass die Fahrzeugkontakteinheit zunächst durch den Kontaktierungsaktuator an die Bodenkontakteinheit angenähert wird, bis nur noch ein Spalt zwischen der Bodenkontakteinheit und dem Sockel vorhanden ist. In diesen Spalt kann der Luftauslass den Luftstrom einleiten, sodass die Bodenkontakteinheit mit besonders hohem Druck freigeblasen werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kontaktierungsaktuator eine Kolben-Zylindereinheit oder einen Faltenbalg, wodurch auf einfache Weise eine kontrollierte Bewegung der Fahrzeugkontakteinheit ermöglicht werden kann.
Beispielsweise weist die Kolben-Zylindereinheit oder der Faltenbalg einen Innenraum, und eine mit dem Innenraum fluidisch verbindbare Druckluftquelle auf, wobei ein erstes Ende der Kolben-Zylindereinheit bzw. des Faltenbalgs mit dem Fahrzeug verbindbar und/oder mit dem Schleifaktuator verbunden ist und an einem zweiten Ende der Kolben-Zylindereinheit bzw. des Faltenbalgs der Sockel befestigt ist. Der Innenraum ist dabei luftdicht verschlossen und der Basisabschnitt kann Teil des Fahrzeugs sein. Zum Beispiel ist die Druckluftquelle ein Kompressor oder ein Druckluftspeicher. Durch die Kolben-Zylindereinheit oder den Faltenbalg wird auf einfache Weise ein Kontaktierungsaktuator realisiert.
Beispielsweise ist der Schleifaktuator einerseits mit dem Fahrzeug verbindbar und andererseits mit dem fahrzeugseitigen Ende des Kontaktierungsaktuators verbunden, sodass der Schleifaktuator nicht in der Fahrzeugkontakteinheit vorgesehen werden muss, wodurch diese einfacher und kostengünstiger herzustellen ist.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Luftauslass im Sockel der Fahrzeugkontakteinheit vorgesehen, insbesondere mündet der Luftauslass im Kontaktierungsbereich, sodass der Luftstrom dort erzeugt wird, wo er benötigt wird, nämlich im Bereich der Elektroden.
Beispielsweise ist der wenigstens eine Luftauslass zwischen zwei Elektroden, insbesondere im Bereich der Mitte des Kontaktierungsbereichs vorgesehen, sodass der Luftstrom nach außen und an den Elektroden vorbeiströmt, wodurch auch die Verunreinigungen nach außen getragen werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Luftauslässe vorgesehen, wobei zwischen den Luftauslässen wenigstens eine der Elektroden angeordnet ist, sodass auch dann eine ausreichende Qualität des Freiblasens erreicht wird, wenn der Luftstrom an einer Stelle durch größere Verunreinigungen blockiert wird, zum Beispiel durch Laub, das an einer Elektrode festhängt.
Der Kontaktierungsbereich und/oder der Sockel sind z. B. kreisförmig, wobei der wenigstens eine Luftauslass zentral, insbesondere im Mittelpunkt des Kontaktierungsbereichs und/oder des Sockels angeordnet ist. Durch die zentrale Anordnung des Luftauslasses ist es möglich, dass mit nur einem Luftauslass die Bodenkontakteinheit effektiv freigeblasen werden kann.
Vorzugsweise weist der Sockel eine Dichtlippe auf, die den Kontaktierungsbereich vorzugsweise geschlossen umläuft. Einerseits wird durch die Dichtlippe verhindert, dass nach dem Ausblasen Dreck oder Flüssigkeiten zurück in den Bereich zwischen Sockel und Bodenkontakteinheit gelangt. Andererseits wird ein Luftkissen zwischen Sockel und Bodenkontakteinheit erzeugt, auf dem der Sockel aufschwimmt. Dadurch kann der Sockel leichter gegenüber der Bodenkontakteinheit ausgerichtet werden. Die Dichtlippe kann z. B. am Umfang des Sockels vorgesehen sein. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Luftauslass neben der Fahrzeugkontakteinheit vorgesehen, sodass die Bodenkontakteinheit unabhängig vom Luftauslass hergestellt werden kann, wodurch die Komplexität verringert wird.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Luftauslass an einer Druckluftleitung ausgebildet, die seitlich des Kontaktierungsaktuators verläuft, wodurch ein Luftauslass auf einfache Weise realisiert werden kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die wenigstens zwei Elektroden als Stifte oder als Bahnen ausgebildet, die gegenüber der Vorderseite des Sockels vorstehen und die am Sockel befestigt, insbesondere federnd gelagert sind. Die Lagerung erfolgt beispielsweise über Blattfedern oder Spiralfedern. Auf diese Weise wird ein besonders zuverlässiger Kontakt zwischen den Kontaktflächen der Bodenkontakteinheit und den Elektroden im Sockel ermöglicht.
In einer Ausführungsvariante ist im Sockel eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, wobei wenigstens eine der Elektroden zwischen der Entlüftungsöffnung und dem wenigstens einen Luftauslass angeordnet ist, wodurch ein Luftstrom um die Kontakte herum auch dann möglich ist, wenn die Dichtlippe an der Bodenkontakteinheit aufliegt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist am Sockel an der Seite des Kontaktierungsbereichs, insbesondere im Kontaktierungsbereich wenigstens ein Magnet vorgesehen. Der Magnet kann ein Permanentmagnet, ein schaltbarerer Magnet, wie ein Elektromagnet, oder eine Kombination davon sein. Mithilfe des Magneten kann die Fahrzeugkontakteinheit über der Bodenkontakteinheit in Bezug zur Bodenkontakteinheit ausgerichtet und an dieser festgehalten werden.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Luftauslass mit dem Innenraum fluidisch, insbesondere über ein Ventil oder eine Drossel verbunden, sodass die Druckluft im Innenraum der Betätigung des Kontaktierungsaktuators und zum Freiblasen der Bodenkontakteinheit dient, oder der Luftauslass ist an einer Druckluftleitung ausgebildet, die im Innenraum verläuft. Dabei kann die Druckluftleitung flexibel ausgebildet sein, um keinen Schaden bei der Bewegung des Aktuators zu nehmen. Auch kann die Druckluftleitung mit einer zweiten Druckluftquelle fluidisch verbunden sein, wodurch der Luftauslass unabhängig vom Kontaktierungsaktuator betätigt werden kann. Ferner können mehrere Luftauslässe an einer Luftleitung ausgebildet sein. Auf diese Weise kann Druckluft sowohl zum Betätigen des Kontaktierungsaktuators als auch zum Freiblasen der Bodenkontakteinheit verwendet werden, wodurch die Komplexität der Fahrzeugverbindungsvorrichtung gering gehalten wird. Zum Beispiel ist die Druckluftquelle ein Kompressor oder ein Druckluftspeicher.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Fahrzeugverbindungsvorrichtung ein Heizelement auf, das fluidisch mit dem wenigstens einen Luftauslass verbunden ist, um die Luft zu erwärmen, die aus dem Luftauslass austritt. Beispielsweise heizt das Heizelement die Luft im Innenraum. Durch erwärmte Luft lässt sich Schnee oder Eis effizient von der Bodenkontakteinheit entfernen. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die
Fahrzeugverbindungsvorrichtung eine Führungsvorrichtung auf. Die Führungsvorrichtung umfasst einen Rücksteilantrieb, insbesondere eine drehbar gelagerte Spindel, und wenigstens ein Zugelement, das zumindest teilweise im Innenraum verläuft und das mit einem Ende am Sockel und mit einem anderen Ende am Rücksteilantrieb befestigt ist. Dabei kann das Zugelement ein Band, eine Schnur und/oder ein Seil sein. Der Basisabschnitt kann wiederum Teil des Faltenbalgs sein. Durch das Führungssystem ist es möglich, die Bewegung des Sockels so zu kontrollieren, dass der Sockel stets in einer horizontalen Position ist. Damit wird verhindert, dass der Sockel kippt und schräg oder nur teilweise auf der Bodenkontakteinheit aufliegt. Außerdem wird durch die stets horizontale Position des Sockels gewährleistet, dass der Luftstrom aus dem Luftauslass auch auf die Bodenkontakteinheit trifft. Somit führt die Führungseinheit zu einer verbesserten Qualität des Kontaktes.
Vorzugsweise sind drei Zugelemente vorgesehen, wodurch ein besonders kostengünstiger, jedoch zuverlässiger Aufbau realisiert ist.
Beispielsweise weist die Führungsvorrichtung eine Spiralfeder und/oder einen elektromotorischen Antrieb auf, die bzw. der derart an der Spindel befestigt ist, dass sie bzw. er die Spindel mit einem Drehmoment beaufschlagt, sodass auf die Zugelemente eine Zugkraft wirkt. Dabei zieht die Zugkraft die Zugelemente zur Spindel hin. Auf diese Weise wird ein zuverlässiger Rücksteilantrieb für den Kontaktierungsaktuator realisiert.
In einer Ausführungsvariante ist am Sockel ein erstes Arretierelement und am Basisabschnitt ein zweites Arretierelement vorgesehen, wobei das erste Arretierelement und das zweite Arretierelement, wenn der Faltenbalg in einer zusammengeschoben Position ist, derart miteinander zusammenwirken, dass sie den Faltenbalg in dieser Position halten können. Der Sockel ist während der Fahrt des Fahrzeugs sicher am Fahrzeug befestigt und kann sich nicht lösen. Die Arretierung kann besonders einfach wieder gelöst werden, wenn das erste Arretierelement und das zweite Arretierelement Magneten aufweisen, von denen ein Magnet einen schaltbaren Elektromagneten umfasst.
In einer Ausführungsvariante besitzen das erste Arretierelement und das zweite Arretierelement Rasthaken, die ineinander eingreifen, wenn der Faltenbalg in seiner zusammengeschobenen Position ist, wobei einer der Rasthaken schwenkbar gelagert ist. Auf diese Weise wird eine mechanische und damit wenig fehleranfällige Arretierung realisiert.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugverbindungsvorrichtung gelöst, insbesondere wobei der Schleifaktuator einerseits mit dem Fahrzeug und andererseits mit dem fahrzeugseitigen Ende des Kontaktierungsaktuators verbunden ist.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Fahrzeugverbindungssystem mit einer Fahrzeugverbindungsvorrichtung wie vorstehend beschrieben und einer Bodenkontakteinheit gelöst, wobei die Bodenkontakteinheit wenigstens zwei elektrische Kontaktflächen zur Berührung mit den wenigstens zwei Elektroden der Fahrzeugkontakteinheit aufweist. Kontaktflächen sind dahingehend vorteilhaft, dass dadurch eine weniger genaue Positionierung der Elektroden zur elektrischen Kontaktierung verlangt werden kann. Vorzugsweise weist die Bodenkontakteinheit wenigstens ein magnetisches Gegenstücke auf, wodurch die Fahrzeugkontakteinheit und damit auch die Elektroden präzise und genau in Bezug zur Bodenkontakteinheit und den Kontaktflächen ausgerichtet werden können. Die magnetischen Gegenstücke können selbst Permanentmagneten oder schaltbare Magneten, aber auch Bauteile aus ferromagnetischem Material sein, wie Eisen oder Stahl.
Beispielsweise weist die Bodenkontakteinheit wenigstens zwei magnetische Gegenstücke auf, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, sodass der Schleifaktuator den Sockel mittels der magnetischen Gegenstücke in Schleifrichtung bewegen kann. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 schematisch ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugverbindungsvorrichtung,
Figur 2 eine stark vereinfachte und schematische Schnittansicht der Fahrzeugkontakteinheit der Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Figur 1 , - die Figuren 3a und 3b Schnittansichten der Fahrzeugkontakteinheit im Bereich einer Elektrode in verschiedenen Ausführungsformen zur federnden Halterung der Elektrode,
Figur 3c eine vergrößerte Ansicht einer einzelnen Elektrode mit einem erfindungsgemäßen Schleifaktuator, - die Figuren 4a und 4b stark vereinfachte schematische Schnittansichten der Fahrzeugverbindungsvorrichtung gemäß Figur 1 im Längs- bzw. Querschnitt, die Figuren 5a bis 5c verschiedene Schritte während des Herstellens der elektrischen Verbindung zwischen der Fahrzeugkontakteinheit mit einer Bodenkontakteinheit, - die Figuren 6a und 6b stark vereinfacht weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen der Fahrzeugkontakteinheit, die Figuren 7a, 7b, 8a, 8b, 9a und 9b stark vereinfacht verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrzeugverbindungsvorrichtung, die Figuren 10, 1 1 a, 1 1 b, 12a, 12b und 13 stark vereinfacht weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrzeugverbindungsvorrichtung mit verschiedenen Schleifaktuatoren,
Figur 14a schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverbindungsvorrichtung mit einem Schleifaktuator,
Figur 14b einen Schnitt entlang der Achse XIV-XIV der Figur 14a, - Figur 15a schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverbindungsvorrichtung mit einem Schleifaktuator, und
Figur 15b einen Schnitt entlang der Achse XV-XV der Figur 15a. In Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 dargestellt, beispielsweise ein batteriebetriebenes Fahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug, das auf oder über einer Bodenkontakteinheit 12 mit Kontaktflächen 13 einer elektrischen Ladeinfrastruktur (nicht gezeigt) abgestellt ist. Die elektrische Ladeinfrastruktur dient dazu, die Batterien des Fahrzeugs 10 nach einer Fahrt wieder aufzuladen.
Am Unterboden des Fahrzeugs 10 ist eine Fahrzeugverbindungsvorrichtung 14 befestigt, die das Fahrzeug 10 mit der Ladeinfrastruktur, genauer gesagt die eine Fahrzeugkontakteinheit 16 mit der Bodenkontakteinheit 12 elektrisch verbinden kann.
Die Fahrzeugverbindungsvorrichtung 14 weist neben der Fahrzeugkontakteinheit 16 einen Kontaktierungsaktuator 18 und einen Schleifaktuator 20 (Figur 3c) auf.
Der Kontaktierungsaktuator 18 kann einen Faltenbalg 22 mit einem Innenraum 24 und einem Basisabschnitt 26 sowie eine Druckluftquelle 27, wie einen Kompressor 28, umfassen. Im Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 oder in einem Luftzuführkanal zum Faltenbalg 22 kann zudem eine Heizwendel 29 vorgesehen sein, die die Luft im Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 aufheizt.
Die Druckluftquelle 27 steht mit dem Innenraum 24 in fluidischer Verbindung, sodass die Druckluftquelle 27 den Faltenbalg 22 aufblasen kann.
Ein fahrzeugseitiges erstes Ende des Faltenbalgs 22 ist mittels des Basisabschnitts 26 am Fahrzeug 10, insbesondere am Unterboden des Fahrzeugs, befestigt. An dem vom Fahrzeug 10 abgewandten zweiten Ende des Faltenbalgs 22 ist die Fahrzeugkontakteinheit 16 befestigt. Die Fahrzeugkontakteinheit 16 ist in Figur 2 dargestellt und weist einen
Sockel 30, beispielsweise in Form einer Platte, insbesondere einer kreisförmigen Platte auf, die das zweite Ende des Faltenbalgs 22 verschließt. Die Platte ist insbesondere aus Kunststoff.
An der dem Fahrzeug 10 abgewandten Vorderseite des Sockels 30, also der der Bodenkontakteinheit 12 zugewandten Seite des Sockels 30, weist der Sockel 30 einen Kontaktierungsbereich 32 auf, in dem wenigstens zwei Elektroden 34 angeordnet sind.
Im Sockel 30 ist zudem ein Luftauslass 36 vorgesehen, der einerseits aus dem Innenraum 24 gespeist wird und andererseits im Kontaktierungsbereich 32 mündet. Der Luftauslass 36 kann auch als Luftdüse ausgeführt sein.
Beispielsweise mündet der Luftauslass 36 zwischen zwei Elektroden 34 und im Mittelpunkt des Sockels 30, also zentral und im Bereich der Mitte des Kontaktierungsbereiches 32. Dadurch ist der Luftauslass 36 in einen Bereich vor dem Kontaktierungsbereich 32, also in einen Bereich zwischen Sockel 30 und Bodenkontakteinheit 12 gerichtet.
Der Luftauslass 36 ist mittels eines steuerbaren Ventils 38, das als Drossel ausgebildet sein kann, mit dem Innenraum 24 verbunden, sodass Luft aus dem Innenraum 24 bei Bedarf aus dem Luftauslass 36 geblasen werden kann.
Zudem weist der Sockel 30 eine Dichtlippe 40 auf, die am Außenumfang des Sockels 30 vorgesehen ist und die den Sockel 30 und den Kontaktierungsbereich 32 geschlossen umläuft.
Wie in Figur 3a zu erkennen, sind die Elektroden 34 im Sockel 30 federnd in je einem Hohlraum 41 des Sockels 30 gelagert.
Die Elektroden 34 sind als Stifte ausgeführt und weisen eine Kontaktspitze 42, einen Grundkörper 44 und eine Schulter 46 auf, die zwischen dem Grundkörper 44 und der Kontaktspitze 42 angeordnet ist.
Die Schulter 46 und Teile des Grundkörpers 44 sind im Hohlraum 41 angeordnet, wohingegen sich die Kontaktspitze 42 im Kontaktierungsbereich 32 aus dem Hohlraum 41 heraus erstreckt und gegenüber der Vorderseite des Sockels 30 vorsteht.
Im Hohlraum 41 ist außerdem eine Feder 50 vorgesehen, die einerseits an der dem Kontaktierungsbereich 32 abgewandten Wand des Hohlraumes 41 und andererseits an der Schulter 46 anliegt. Die Feder 50 ist eine Druckfeder, sodass sie die Schulter 46 und damit die gesamte Elektrode 34 in Richtung zum Kontaktierungsbereich 32 mit einer Kraft beaufschlagt.
Denkbar ist auch, wie in Figur 3b dargestellt, dass die Feder 50 eine Blattfeder ist, die an dem der Kontaktspitze 42 abgewandten Ende des Grundkörpers 44 angreift.
In Figur 3c ist der Schleifaktuator 20 der ersten Ausführungsform gezeigt, der an jeder der Elektroden 34 vorgesehen ist. Der Schleifaktuator 20 weist drei Magneten auf. Zwei der drei Magneten sind Elektromagneten 52, d. h. schaltbar, und im Sockel 30 an der jeweiligen Elektrode 34 auf gegenüberliegenden Seiten der Elektrode 34 angeordnet.
Der dritte Magnet ist ein Permanentmagnet 54, der in der Elektrode 34 so vorgesehen ist, dass er zwischen den beiden Elektromagneten 52 liegt.
Werden nun die beiden Elektromagnete 52 so betrieben, dass sie entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, wird der Permanentmagnet 54 innerhalb der Elektrode 34 von einem der Elektromagneten 52 angezogen und vom anderen abgestoßen. Dadurch bewegt sich die Elektrode 34 seitlich, d. h. quer zu ihrer Längserstreckung in einer Schleifrichtung Rs.
Wenn dann die Polaritäten der Elektromagneten 52 umgekehrt werden, wird die Elektrode 34 in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Dadurch kann die Elektrode 34 durch schnelles Umschalten der Elektromagnete 52 seitlich hin und her bewegt werden.
In Figur 4 ist eine Führungsvorrichtung 56 des Kontaktierungsaktuators 18 dargestellt, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 1 nicht gezeigt ist. Andererseits wurde in Figur 4 auf die Darstellung des Luftauslasses 36 und des Kompressors 28 verzichtet. Die Führungsvorrichtung 56 weist einen Rücksteilantrieb 58 und Zugelemente 60 auf.
Der Rücksteilantrieb 58 hat eine gegenüber dem Fahrzeug 10 drehbar gelagerte Spindel 59, Zugelemente 60 und eine Spiralfeder 61 . Die Spiralfeder 61 ist mit ihrem einen Ende an der Spindel 59 befestigt und mit ihrem anderen Ende am Fahrzeug 10 fixiert, sodass die Spiralfeder 61 die Spindel 59 mit einem Drehmoment beaufschlagen kann.
Denkbar ist auch, dass anstelle oder zusätzlich zur Spiralfeder 61 ein elektromotorischer Antrieb 61 ', wie ein Elektromotor, zur Rotation der Spindel 59 vorgesehen ist. In Figur 4a ist ein solcher als Elektromotor ausgeführter elektromotorischer Antrieb 61 ' gestrichelt dargestellt.
Die Zugelemente 60 können Bänder, Schnüre oder Seile sein und sind mit einem Ende ebenfalls an der Spindel 59 befestigt, sodass die Zugelemente 60 bei einer Rotation der Spindel 59 auf die Spindel 59 aufgerollt werden.
Das andere Ende jedes der Zugelemente 60 ist an einem Verbindungspunkt 62 mit dem Sockel 30 verbunden.
In der gezeigten Ausführungsform sind, wie in Figur 4b zu erkennen, drei Zugelemente 60 vorgesehen, die an jeweils einem Verbindungspunkt 62 mit dem Sockel 30 verbunden sind.
Die Verbindungspunkte 62 sind in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet, dessen Mittelpunkt gleichzeitig der Mittelpunkt des Sockels 30 ist.
Die Zugelemente 60 laufen von den Verbindungspunkten 62 im Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 senkrecht von Sockel 30 aus in Richtung des Basisabschnittes 26. Mittels Umlenkrollen 64, die im Innenraum 24 vorgesehen sein können, werden die Zugelemente 60 umgelenkt und dann zur Spindel 59 hin geführt.
Die Länge der Zugelemente 60 ist dabei derart gewählt, dass die drei Verbindungspunkte 62 und damit der Sockel 30 stets horizontal ausgerichtet sind. Somit ist der Sockel 30 immer parallel zur Bodenkontakteinheit 12.
Zur Arretierung der Fahrzeugkontakteinheit 16 in ihrer eingefahrenen Position sind zudem in der Mitte des Sockels 30 im Innenraum 24 und auf der entgegengesetzten Seite am Basisabschnitt 26 ein erstes Arretierelement 66 und ein zweites Arretierelement 68 vorgesehen, die in der ersten gezeigten Ausführungsform als Rasthaken ausgeführt sind. Dabei ist das zweite Arretierelement 68, also der Rasthaken am Basisabschnitt 26, schwenkbar gelagert und kann aus seiner senkrechten Position verschwenkt werden.
In den Figuren 5a bis c sind verschiedene Schritte während der Kontaktierung der Fahrzeugkontakteinheit 16 mit der Bodenkontakteinheit 12 dargestellt.
Mithilfe des Kontaktierungsaktuators 18 kann die Fahrzeugkontakteinheit 16 zur Bodenkontakteinheit 12 hin und von ihr weg bewegt werden. Die Bewegungsrichtung verläuft dabei senkrecht zur Bodenkontakteinheit 12 und senkrecht zum Kontaktierungsbereich 32 und wird im Folgenden Kontaktierungsrichtung RK genannt.
Denkbar ist selbstverständlich auch, dass die Fahrzeugkontakteinheit 16 durch den Kontaktierungsaktuator 18 nicht nur in Kontaktierungsrichtung RK bewegt wird, sondern beim Absenken der Fahrzeugkontakteinheit 16 gleichzeitig eine Bewegungskomponente in eine andere Richtung hinzukommen kann. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der Kontaktierungsaktuator 18 ein Schwenkarm ist.
Befindet sich die Fahrzeugverbindungsvorrichtung 14 in ihrer eingefahrenen Position, d. h. dass die Fahrzeugkontakteinheit 16 nahe an den Basisabschnitt 26 herangezogen ist, ist der Faltenbalg 22 zusammengeschoben und die Arretierhaken, d. h. das erste Arretierelement 66 und das zweite Arretierelement 68, greifen ineinander ein.
Die Arretierelemente 66, 68 halten damit den Faltenbalg 22 in seiner zusammengeschobenen Position.
Wird nun das Fahrzeug 10 oberhalb einer Bodenkontakteinheit 12 abgestellt, soll das Fahrzeug geladen werden. Hierzu wird die Fahrzeugkontakteinheit 16 abgesenkt, also zur Bodenkontakteinheit 12 hin bewegt.
Zunächst wird das zweite Arretierelement 68 verschwenkt, sodass der Faltenbalg 22 freigegeben wird und aufgeblasen werden kann.
Dann wird die Druckluftquelle 27, hier also der Kompressor 28, aktiviert und führt dem Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 Druckluft zu. Der Faltenbalg 22 wird durch die Druckluft aufgeblasen und gestreckt, wodurch die Fahrzeugkontakteinheit 16 zur Bodenkontakteinheit 12 in Kontaktierungsrichtung RK bewegt wird.
Dabei werden die Zugelemente 60 von der Spindel 59 gleichmäßig abgerollt, sodass die horizontale Ausrichtung des Sockels 30 der Fahrzeugkontakteinheit 16 auch während der Bewegung erhalten bleibt. Gleichzeitig wird die Spiralfeder 61 durch die Rotation der Spindel 59 gespannt, sodass die Spiralfeder 61 die Spindel 59 mit einem Drehmoment entgegen der Abrollrichtung der Zugelemente 60 beaufschlagt.
Die Fahrzeugkontakteinheit 16 wird zunächst soweit heruntergelassen, bis sich ein Spalt 70 zwischen dem Sockel 30 und der Bodenkontakteinheit 12 ausgebildet hat. Zu diesem Zeitpunkt berühren die Elektroden 34 noch nicht die Kontaktflächen 13 der Bodenkontakteinheit 12. In dieser Stellung wird die Bodenkontakteinheit 12 freigeblasen.
Das Freiblasen ist in Figur 5a veranschaulicht. Zum Freiblasen wird das Ventil 38 des Luftauslasses 36 geöffnet, sodass die Druckluft aus dem Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 entweichen kann. Da der Luftauslass 36 in den Bereich vor dem Kontaktierungsbereich 32 gerichtet ist, in dem sich nun die Bodenkontakteinheit 12 befindet, trifft der Luftstrom aus dem Luftauslass 36 auf die Bodenkontakteinheit 12. Die auf die Bodenkontakteinheit 12 auftreffende Luft strömt dann mit hoher Geschwindigkeit radial nach außen durch den Spalt 70. Dabei werden durch den starken Luftstrom Dreck, Laub oder Flüssigkeit, die sich auf der Bodenkontakteinheit 12 befunden haben, ebenfalls nach außen befördert. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt oder bereits vorhandener Schnee- oder Eisschicht wird die Heizung 29 betätigt, sodass die Schnee- oder Eisschicht entfernt und die Kontakte getrocknet werden.
Durch den stetigen Luftstrom wird ermöglicht, dass die Bodenkontakteinheit 12 in dem Bereich, der nun dem Kontaktierungsbereich 32 der Fahrzeugverbindungsvorrichtung 14 gegenüberliegt, freigeblasen wird, sodass die Kontaktflächen 13 in diesem Bereich frei von Dreck, Laub oder Flüssigkeit sind. Gleichzeitig bildet sich durch die Druckluft ein Luftkissen im Spalt 70 aus, wodurch die Fahrzeugkontakteinheit 16 leichter gegenüber der Bodenkontakteinheit 12 verschoben werden kann, was eine laterale Ausrichtung der Fahrzeugkontakteinheit 16 an der Bodenkontakteinheit 12 erleichtert. Nachdem die Bodenkontakteinheit 12 freigeblasen wurde, wird die Fahrzeugkontakteinheit 16 weiter abgesenkt, d. h. in Richtung zur Bodenkontakteinheit 12 hin bewegt. Dabei kann weiterhin Luft aus dem Luftauslass 36 ausströmen.
Beim Absenken verkleinert sich der Spalt 70 und die Dichtlippe 40 und die Elektroden 34 kommen schließlich mit der Bodenkontakteinheit 12 in Berührung. Durch die Führungsvorrichtung 56 ist gewährleistet, dass die Fahrzeugkontakteinheit 16 parallel zur Bodenkontakteinheit 12 ist, sodass stets sichergestellt ist, dass alle Elektroden 34 auf der Bodenkontakteinheit 12 aufliegen. Die ausgefahrene Ladeposition der Fahrzeugkontakteinheit 16 ist erreicht.
In dieser Position verschließt die Dichtlippe 40 den Spalt 70 in radialer Richtung, sodass kein Dreck, Laub oder Flüssigkeit zurück in den Spalt 70 gelangen kann.
Außerdem kann die Spindel 59 oder die Spiralfeder 61 blockiert werden, sodass keine Zugkraft auf die Zugelemente 60 wirkt, die die Fahrzeugkontakteinheit 16 aus der Ladeposition nach oben zieht. Dadurch kann die Leistung der Druckluftquelle 27, hier also des Kompressors 28, beim Laden verringert werden.
Wenn nun die Elektroden 34 mit den Kontaktflächen 13 der Bodenkontakteinheit 12 in Berührung gekommen sind, werden die Kontaktflächen 13, wie in Figur 5b angedeutet, freigerieben oder -geschliffen, um eine Oxidschicht, die sich auf den Kontaktflächen 13 und/oder den Elektroden 34 gebildet haben könnte, zu entfernen.
Mittels der Schleifaktuatoren 20 werden die Elektroden 34, wie zu Figur 3c beschrieben, in ihrer Querrichtung bewegt. Die Bewegungsrichtung, die im Folgenden als Schleifrichtung Rs bezeichnet wird, verläuft parallel zur Vorderseite des Sockels 30 und der Oberfläche der Kontaktflächen 13 sowie quer zur Kontaktierungsrichtung RK. Die Elektroden 34 werden also entlang der Kontaktflächen 13 bewegt und schleifen damit über die Kontaktflächen 13, d. h. eine etwaige Oxidschicht wird entfernt, sodass eine elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 34 und den Kontaktflächen 13 mit einem sehr geringen Widerstand realisiert ist.
Auf diese Weise ist das Fahrzeug 10 nun mit der Ladeinfrastruktur elektrisch verbunden und kann geladen werden.
Beim Laden fließen durch die Elektroden 34 elektrischer Strom, der zur Erwärmung der Elektroden 34 und damit zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes innerhalb der Elektroden 34 und zur thermischen Belastung der Elektroden 34 sowie der umliegenden Bauteile führt. Um die Elektroden 34 zu kühlen, kann während des gesamten Ladevorgangs das Ventil 38 des Luftauslasses 36 geöffnet sein, sodass ein stetiger Luftstrom durch den Spalt 70 strömt, der die Elektroden 34 kühlt. Auf diese Weise werden Verluste beim Laden des Fahrzeugs 10 verringert und höhere Ladeleistungen realisiert.
Ist das Fahrzeug 10 vollständig geladen oder soll das Fahrzeug 10 bewegt werden, muss die Fahrzeugkontakteinheit 16 eingefahren werden.
Hierzu wird zunächst die Druckluft aus dem Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 herausgelassen und die Druckluftquelle 27 wird deaktiviert, hier also der Kompressor 28 abgeschaltet. Der Druck aus dem Innenraum 24 kann entweder mittels des Luftauslasses 36 und/oder durch ein weiteres Ventil (nicht gezeigt) am Faltenbalg 22 ausgelassen werden.
Daraufhin wird der Rücksteilantrieb 58 aktiviert. Hierzu wird die Sperre der Spindel 59 oder der Spiralfelder 61 gelöst, sodass die Spiralfeder 61 die Spindel 59 mit einem Drehmoment entgegen der Drehrichtung bei Abrollen beaufschlagt. Das Drehmoment führt zu einer Rotation der Spindel 59, sodass auf die Zugelemente 60 eine Zugkraft wirkt, die die Zugelemente 60 zur Spindel 59 hin zieht. Sofern ein elektromotorischer Antrieb 61 ' der Spindel 59 vorgesehen ist, kann die Spindel 59 natürlich auch durch diesen angetrieben bzw. die Spiralfeder 61 durch diesen unterstützt werden. Die Zugelemente 60 werden dadurch auf die Spindel 59 aufgerollt, wodurch der Sockel 30 gleichmäßig nach oben von der Bodenkontakteinheit 12 wegbewegt und der Faltenbalg 22 zusammengeschoben wird. Alternativ hierzu kann das technische System der Druckluftquelle 27 zur Erzeugung des Überdrucks auch in einen Unterdruckmodus umgeschaltet werden, sodass es den Faltenbalg 22 entleert und sich dieser zusammenzieht.
Wenn der Faltenbalg 22 seine zusammengeschobene Position erreicht hat, rasten die beiden Arretierelemente 66, 68 ineinander ein und halten den Faltenbalg 22 in dieser Position. Die Fahrzeugkontakteinheit 16 ist nun sicher am Unterboden des Fahrzeugs 10 verstaut und das Fahrzeug 10 kann gefahrlos bewegt werden.
In den Figuren 6a bis 14b werden weitere Ausführungsformen verschiedener Aspekte der Erfindung beschrieben, wobei die Ausführungsformen im Wesentlichen der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform entsprechen. Im Folgenden wird daher lediglich auf die Unterschiede eingegangen und gleiche und funktionsgleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Außerdem sind in den Figuren zur besseren Übersicht nur diejenigen Bauteile dargestellt, die im Fokus stehen.
Selbstverständlich können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen zu den verschiedenen Aspekten beliebig miteinander kombiniert werden. Die Kombinationen von verschiedenen Merkmalen zu den beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft.
In Figur 6a ist eine Fahrzeugkontakteinheit 16 mit einem Sockel 30 gezeigt, wobei der Sockel 30 mehrere, z.B. in unterschiedliche Richtungen geneigte Luftauslässe 36 aufweist. Dabei ist zwischen den Luftauslässen 36 jeweils eine Elektrode 34 oder der Mittelpunkt des Sockels 30 vorgesehen.
Die Elektroden 34 können in mehreren Ringen angeordnet sein, die konzentrisch um den Mittelpunkt des Sockels 30 angeordnet sind.
In Figur 6b ist eine weitere Ausführungsform eines Sockels 30 der Fahrzeugkontakteinheit 16 dargestellt. Der Sockel 30 weist in dieser Ausführungsform eine Entlüftungsöffnung 72 auf, die radial außerhalb der Elektroden 34, jedoch radial innerhalb der Dichtlippe 40 vorgesehen ist.
Der Faltenbalg 22 ist dabei derart am Sockel 30 befestigt, dass die Entlüftungsöffnung 72 radial außerhalb des Faltenbalgs 22 in die Umgebung des Fahrzeugs 10 mündet.
Die Entlüftungsöffnung 72 kann durch ein Ventil oder eine Klappe (nicht gezeigt) geöffnet oder geschlossen werden.
In Figur 7a ist eine weitere Ausführungsform der Fahrzeugkontakteinheit 16 gezeigt. In dieser Ausführungsform sind im Sockel 30 mehrere schaltbare Magnete 74, beispielsweise Elektromagnete, vorgesehen. Die Magnete 74 befinden sich innerhalb des Kontaktierungsbereiches 32.
Denkbar ist auch, dass die Magnete 74 an der Vorderseite des Sockels 30 angebracht sind.
Ebenfalls sind in der Bodenkontakteinheit 12 mehrere magnetische Gegenstücke 76 vorgesehen, die im gleichen Abstand wie die Magneten 74 angeordnet sind und als magnetische Gegenstücke für die Magneten 74 wirken.
Die magnetischen Gegenstücke 76 sind in der gezeigten Ausführungsform Plättchen aus ferromagnetischem Material, wie Stahl oder Eisen.
Denkbar ist jedoch auch, dass die magnetischen Gegenstücke 76 selbst Magneten sind, wie Permanentmagneten oder schaltbare Magneten, die dann als Gegenmagneten wirken.
Die Magnete 74 des Sockels 30 und die magnetischen Gegenstücke 76 der Bodenkontakteinheit 12 können in einem bestimmten Muster angeordnet sein, wobei das Muster sowohl in der Bodenkontakteinheit 12 als auch im Sockel 30 gleich ist.
Die Magnete 74, 76 dienen der Ausrichtung und Fixierung der Fahrzeugkontakteinheit 16 gegenüber der Bodenkontakteinheit 12.
Wird die Fahrzeugkontakteinheit 16 an die Bodenkontakteinheit 12 angenähert und werden die Magnete 74, 76 aktiviert, ziehen sich die Magnete 74, 76 an und führen damit zu einer Bewegung der Fahrzeugkontakteinheit 16, insbesondere des Sockels 30, quer zur Kontaktierungsrichtung RK bis die Magneten 74, 76 vertikal übereinander ausgerichtet sind.
Da die Elektroden 34 im Sockel 30 und die Kontaktflächen 13 der Bodenkontakteinheit 12 definiert zur Anordnung der Magnete 74, 76 angeordnet sind, befinden sich nun auch die Elektroden 34 vertikal über den Kontaktflächen 13, sodass ein Kontakt zwischen den Elektroden 34 und den Kontaktflächen 13 gewährleistet ist.
In der in Figur 7b gezeigten Ausführungsform sind die Arretierelemente 66, 68 des Sockels 30 bzw. des Basisabschnittes 26 Magneten, wobei wenigstens einer ein schaltbarer Elektromagnet ist.
Wenn der Faltenbalg 22 in seiner zusammengeschobenen Position ist, bringen die Magneten die notwendige Kraft auf, um den Faltenbalg 22 in seiner zusammengeschobenen Position zu halten.
Um den Faltenbalg 22 zum Aufblasen freizugeben, wird der Elektromagnet der beiden Magneten deaktiviert, sodass keine Kraft mehr zwischen den beiden Magneten wirkt.
In der in Figur 8a gezeigten Ausführungsform ist der Faltenbalg 22 nicht als zylindrischer Faltenbalg, sondern als pyramidenförmiger Faltenbalg ausgeführt.
Außerdem ist die Druckluftquelle 27 nicht als Kompressor ausgeführt, sondern weist einen Druckspeicher 28', in dem Luft unter hohem Druck gespeichert ist, auf.
Der Druckluftspeicher 28' wird von einem Kompressor gefüllt, der in Figur 8a gestrichelt angedeutet ist. Dieser Kompressor muss nicht Teil der Fahrzeugverbindungsvorrichtung 14 sein, sondern er kann auch zu einer anderen Vorrichtung des Fahrzeugs 10 gehören. Zum Beispiel wird der Druckspeicher 28' vom Kompressor bzw. der Unterdruckpumpe eines Bremskraftverstärkers des Fahrzeugs 10 befüllt.
Die Ausführungsform nach Figur 8b weist im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsformen neben der Druckluftquelle 27, die mit dem Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 fluidisch verbunden ist, eine zweite Druckluftquelle 77, hier einen zweiten Kompressor 78 auf. Die zweite Druckluftquelle 77, in der gezeigten Ausführungsform also der zweite Kompressor 78, ist fluidisch mit einer Druckluftleitung 80 verbunden, die sich durch den Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 erstreckt und die in den Luftauslass 36 mündet. In dieser Ausführungsform ist der Luftauslass 36 somit nicht mit dem Innenraum 24 des Faltenbalgs 22 verbunden, sondern wird separat von der zweiten Druckluftquelle 77 gespeist.
Die Druckluftleitung 80 kann dabei flexibel ausgebildet sein, sodass sie die Bewegungen des Faltenbalgs 22 ohne Beschädigungen mit ausführen kann. Sofern mehrere Luftauslässe 36 vorgesehen sind, können auch mehrere Luftauslässe 36 mit der Druckluftleitung 80 verbunden sein.
Denkbar ist es selbstverständlich auch, dass jeder Luftauslass 36 oder nur einige Luftauslässe 36 mit einer eigenen Druckluftleitung 80 mit der zweiten Druckluftquelle 77 verbunden sind. Ebenso denkbar ist es, dass als zweite Druckluftquelle 77 ein Druckluftspeicher vorgesehen ist.
In der in den Figuren 9a und 9b gezeigten Ausführungsform weist der Kontaktierungsaktuator 18 keinen Faltenbalg auf, sondern der Kontaktierungsaktuator 18 umfasst eine Kolben-Zylindereinheit 82, die als Teleskopzylinder ausgebildet sein kann, und eine scherenartigen Teleskopführung 84 aus mehreren gekreuzten Stäben, die mittels Gelenken miteinander verbunden sind.
An einem Ende der Teleskopführung 84 ist die Fahrzeugkontakteinheit 16 vorgesehen und an ihrem anderen Ende ist die Teleskopführung 84 mit dem Basisabschnitt 26 verbunden.
Die Kolben-Zylindereinheit 82 ist mit einem Gelenk der Teleskopführung 84 gekoppelt und kann damit die Teleskopführung 84 verlängern oder verkürzen.
Die Kolben-Zylindereinheit 82 kann dabei ein pneumatischer Zylinder sein, der von der Druckluftquelle 27 gespeist wird. Seitlich neben der Teleskopführung 84 verläuft die Druckluftleitung 80, an deren Ende der Luftauslass 36 vorgesehen ist. Wie in Figur 9b zu erkennen, befindet sich der Luftauslass 36 neben der Fahrzeugkontakteinheit 16 und ist als Düse ausgeführt, die in den Bereich vor den Kontaktierungsbereich 32 der Fahrzeugkontakteinheit 16 gerichtet ist.
In den Figuren 10 bis 14b sind verschiedene Ausführungsformen des Schleifaktuators 20 dargestellt, wobei die Ausführungsformen entweder getrennt oder aber auch kombiniert verwendet werden können.
In der Ausführungsform nach Figur 10 weist der Schleifaktuator 20 einen Piezoaktor 86 auf, der im Sockel 30 vorgesehen ist. Der Piezoaktor 86 ist einerseits im Sockel 30 befestigt und andererseits mechanisch mit der Elektrode 34 verbunden, sodass bei einer Aktivierung des Piezoaktors 86 die Elektrode 34 quer zu ihrer Längserstreckung, d. h. in Schleifrichtung Rs bewegt wird.
Dabei kann für jede Elektrode 34 ein separater Piezoaktor 86 vorgesehen sein.
Die vom Schleifaktuator 20 erzeugte Bewegung der Elektroden 34 ist eine lineare oszillierende Bewegung, wie die Bewegung in der ersten diskutierten Ausführungsform.
In den in den Figuren 1 1 a und 1 1 b gezeigten Ausführungsformen umfasst der Schleifaktuator 20 wenigstens zwei schaltbare Magneten 88, die im Sockel 30 vorgesehen sind.
Die schaltbaren Magnete 88 können Elektromagnete sein und sind an der Vorderseite des Sockels 30 befestigt.
In Figur 1 1 a sind die Magnete 88 zur Veranschauung überproportional groß dargestellt. Selbstverständlich können die Magnete 88 auch an anderen Orten des Sockels 30 und abwechselnd mit den Elektroden 34 angeordnet sein.
In der Bodenkontakteinheit 12 ist zu jedem der Magnete 88 ein magnetisches Gegenstück 90 vorgesehen, wobei die magnetischen Gegenstücke 90 Bauteile aus ferromagnetischem Material, wie Eisen oder Stahl, z.B. in Form von Platten sein können. Denkbar sind allerdings auch Permanentmagnete oder Elektromagnete als magnetische Gegenstücke. Der Abstand AF zwischen den beiden schaltbaren Magneten 88 ist dabei geringer als der entsprechende Abstand AB der zugeordneten magnetischen Gegenstücke 90 der Bodenkontakteinheit 12.
Wird nun ein erster der schaltbaren Magneten 88.1 eingeschaltet, richtet sich der schaltbare Magnet 88.1 vertikal oberhalb des zugeordneten magnetischen Gegenstücks 90.1 aus, sodass sich auch die gesamte Fahrzeugkontakteinheit 16 bewegt. In dieser Stellung, die in Figur 1 1 a gezeigt ist, befindet sich der zweite schaltbare Magnet 88.2 nicht genau vertikal über seinem zugeordneten magnetischen Gegenstück 90.2. Wird nun der erste schaltbare Magnet 88.1 ausgeschaltet und dafür der zweite schaltbare Magnet 88.2 eingeschaltet, richtet sich der zweite schaltbare Magnet 88.2 gegenüber seinem zugeordneten magnetischen Gegenstück 90.2 so aus, dass er vertikal über ihm liegt. Dabei wird auch die gesamte Fahrzeugkontakteinheit 16 in Figur 1 1 b nach links bewegt, wodurch die Elektroden 34 entlang der Kontaktflächen 13 der Bodenkontakteinheit 12 schleifen. Auf diese Weise wird eine Bewegung der Elektroden 34 über den Sockel 30 entlang der Schleifrichtung Rs erreicht.
Denkbar ist auch, dass wie in der Ausführungsform nach Figur 1 1 b schematisch dargestellt, drei Magneten 88.1 , 88.2 und 88.3 im Sockel 30 vorgesehen sind. In Figur 1 1 b ist eine Ansicht von unten auf die Vorderseite des Sockels 30 zu sehen.
Mit den gestrichelten Linien sind die Orte der magnetischen Gegenstücke 90.1 , 90.2 und 90.3 in der Bodenkontakteinheit 12 angedeutet. Die Abstände zwischen den schaltbaren Magneten 88.1 , 88.2 und 88.3 sind jeweils von den entsprechenden Abständen der magnetischen Gegenstücke 90.1 , 90.2 und 90.3 unterschiedlich, sodass jeweils nur ein schaltbarer Magnet 88 vertikal über seinem zugeordneten magnetischen Gegenstück 90 ausgerichtet sein kann.
In der in Figur 1 1 b gezeigten Situation ist gerade der schaltbare Magnet 88.1 über dem entsprechenden magnetischen Gegenstück 90.1 ausgerichtet. Wird nun der schaltbare Magnet 88.1 ausgeschaltet und dafür der schaltbare Magnet 88.2 eingeschaltet, so wird die gesamte Fahrzeugkontakteinheit 16 in Bezug auf Figur 1 1 b nach unten bewegt, bis der Magnet 88.2 vertikal oberhalb seines magnetischen Gegenstücks 90.2 angeordnet ist. Wenn anschließend der schaltbare Magnet 88.2 ausgeschaltet und der schaltbare Magnet 88.3 eingeschaltet wird, findet wiederum eine Bewegung der Fahrzeugkontakteinheit 16 statt, diesmal in Bezug auf Figur 1 1 b nach rechts. Anschließend kann der schaltbare Magnet 88.3 wieder ausgeschaltet und der schaltbare Magnet 88.1 wieder eingeschaltet werden, sodass wiederum eine Bewegung der Fahrzeugkontakteinheit 16 in die in Figur 1 1 b gezeigte Stellung erfolgt. Die Schleifbewegung der Elektroden 34 verläuft somit entlang eines Dreiecks und ist mit den Pfeilen in Figur 1 1 b angedeutet. Dabei sind andere polygone Bewegungen mit einer anderen Anzahl von Magneten und magnetischen Gegenstücken selbstverständlich auch möglich.
Denkbar ist auch, dass die schaltbaren Magnete in der Bodenkontakteinheit 12 vorgesehen sind.
In den Figuren 1 1 a und 1 1 b sind jeweils nur eine Gruppe von schaltbaren Magneten 88 und magnetischen Gegenstücken 90 gezeigt, wobei mehrere Gruppen, die im gleichen Muster angeordnet sind, am Sockel 30 und der Bodenkontakteinheit 12 vorgesehen sein können. Werden die Magnete der verschiedenen Muster nun in der gleichen Reihenfolge gleichzeitig geschaltet, verstärkt sich die Kraft, die auf die Fahrzeugkontakteinheit 16 wirkt, da nun mehrere Magneten an der Bewegung beteiligt sind.
In Figur 12a ist eine weitere Ausführungsform des Schleifaktuators 20 dargestellt. In dieser Ausführungsform umfasst der Schleifaktuator 20 einen Vibrationsmotor 92, d. h. eine mit Unwucht um eine Rotationsachse rotierende Masse. Der Vibrationsmotor 92 ist im Sockel 30 angeordnet. Die Rotationsachse des Vibrationsmotors 92 kann dabei in der Ebene des Sockels 30 angeordnet sein.
Um nun die Elektroden 34 entlang der Kontaktfläche 13 der Bodenkontakteinheit 12 zu bewegen, wird die Masse in Rotation versetzt. Durch die Unwucht übt die Masse dabei eine Kraft in Schleifrichtung Rs quer zur Rotationsachse auf den Sockel 30 aus und bewegt damit auch die Elektroden 34. Die Schleifbewegung ist somit eine Linearbewegung. In der in Figur 12b gezeigten Ausführungsform, die ansonsten der Ausführungsform nach Figur 12a entspricht, ist die Rotationsachse des Vibrationsmotors 92 senkrecht auf die Ebene des Sockels 30 und damit in Kontaktierungsrichtung RK orientiert. Durch diese Ausrichtung der Rotationachse wird eine in etwa kreisförmige Bewegung des Sockels 30 und damit auch der Elektroden 34 auf den Kontaktflächen 13 erzeugt. Sofern die Rotationsachse nicht mit der Mittelachse des Sockels 30 übereinstimmt, verläuft die Bewegung auf einer Kurve, die auch eine Ellipse sein kann. In Figur 13 ist eine weitere Ausführungsform des Schleifaktuators 20 dargestellt.
In dieser Ausführungsform ist der Schleifaktuator 20 getrennt von der Fahrzeugkontakteinheit 16 ausgeführt und direkt an einem Teil des Fahrzeugs 10 oder am Basisabschnitt 26 angebracht. Der Schleifaktuator 20 ist einerseits mit dem Fahrzeug 10 und andererseits mit dem fahrzeugseitigen Ende des Kontaktierungsaktuators 18 verbunden.
Der Kontaktierungsaktuator 18 ist in dieser Ausführungsform also über den Schleifaktuator 20 mit dem Fahrzeug 10 verbunden.
Der Schleifaktuator 20 weist einen Elektromotor 94 und ein Zahnrad 96 auf. Die Ausgangswelle des Elektromotors 94 ist in Kontaktierungsrichtung RK ausgerichtet und das Zahnrad 96 ist an der Ausgangswelle des Elektromotors 94 in horizontaler Richtung, d. h. in Schleifrichtung Rs angebracht.
Das Zahnrad 96 kämmt mit einer Verzahnung 98 am fahrzeugseitigen Ende des Faltenbalgs 22, sodass durch den Elektromotor 94 und das Zahnrad 96 der Faltenbalg 22 und damit die gesamte Fahrzeugkontakteinheit 16 rotiert werden kann. Hierzu ist der Faltenbalg 22 mittels eines Lagers 100 am Fahrzeug 10 oder am Basisabschnitt 26 befestigt.
Um die Kontaktflächen 13 der Bodenkontakteinheit 12 freizuschleifen, wird der Elektromotor 94 aktiviert, der daraufhin das Zahnrad 96 in Bewegung versetzt, wodurch der gesamte Faltenbalg 22 mit dem Sockel 30 und den daran angebrachten Elektroden 34 rotiert wird. Der Schleifaktuator 20 ist damit über den Faltenbalg 22 und den Sockel 30 mit den Elektroden 34 verbunden.
Die Drehrichtung des Elektromotors 94 wird dabei schnell gewechselt, sodass die Rotation des Sockels 30 lediglich wenige Grad, beispielsweise weniger als 10° umfasst. So entsteht eine oszillierende Bewegung auf einem kleinen Kreissegment.
Denkbar ist selbstverständlich auch, dass der Elektromotor 94 in nur einer Drehrichtung betrieben wird, sodass die Bewegung der Elektroden 34 auf einem Kreis verläuft. Auch in dieser Ausführungsform sind, obwohl der Faltenbalg 22 zur Kraftübertragung der Bewegung des Schleifaktuators 20 dient, die durch den Schleifaktuator 20 und die durch den Kontaktierungsaktuator 18 erzeugten Bewegungen getrennt voneinander.
In der Ausführungsform gemäß den Figuren 14a und 14b sind zwei Schleifaktuatoren 20 am Sockel 30 vorgesehen, die jeweils einen Aktor 102, hier einen Elektromotor, eine Drehscheibe 104 und einen Magneten 106 aufweisen. Die Magneten 106 sind beispielsweise Permanentmagneten.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung der Elektroden 34 oder anderer Details verzichtet. Die Drehscheibe 104 ist drehbar am Sockel 30 befestigt, beispielsweise in einer Führung 108, und mit dem Aktor 102 verbunden und kann um eine Drehachse gegenüber dem Sockel 30 rotiert werden und wird hierzu vom Aktor 102, also dem Elektromotor, angetrieben.
Der Magnet 106 ist an oder in der Drehscheibe 104 exzentrisch fixiert, sodass der Mittelpunkt des Magneten 106 nicht auf der Drehachse der Drehscheibe 104 liegt. Der Magnet 106 kann daher mitsamt der Drehscheibe 104 um die Drehachse rotiert werden, sodass der Magnet 106 gegenüber dem Sockel 30 auf einer Kreisbahn bewegbar ist.
Der Aktor 102, die Drehscheibe 104 und der Magnet 106 sind in der gezeigten Ausführungsform an der von der Bodenkontakteinheit 12 abgewandten Seite des Sockels 30 vorgesehen. Denkbar ist jedoch auch, dass sie auf der Vorderseite des Sockels 30 angeordnet sind.
An der Bodenkontakteinheit 12 ist ein magnetisches Gegenstück 1 10 vorgesehen, das wie die magnetischen Gegenstücke 76 und 90 ausgeführt sein kann.
In der ausgefahrenen Ladeposition der Fahrzeugkontakteinheit 16 ziehen sich die Magneten 106 und die magnetischen Gegenstücke 1 10 stark an und sind vertikal übereinander fixiert. Dadurch wird die Fahrzeugkontakteinheit 16 zum einen gegenüber der Bodenkontakteinheit 12 ausgerichtet und zum anderen an dieser mittels der Magnetkraft fixiert, ähnlich zu den Magneten 74, 76 der Ausführungsform nach Figur 7a.
Werden nun die Aktoren 102, also hier die Elektromotoren, aktiviert, so rotieren sie die Drehscheiben 104 um ihre Drehachse. Allerdings ist die magnetische Anziehungskraft zwischen den Magneten 106 und den magnetischen Gegenstücken 1 10 so stark, dass die Magneten 106 ortsfest bleiben und nicht gegenüber der Bodenkontakteinheit 12 bewegt werden. Vielmehr wird der Sockel 30 durch die Aktoren 102 gegenüber der Bodenkontakteinheit 12 kreisförmig und horizontal in Schleifrichtung Rs bewegt.
Somit erzeugen die Aktoren 102 eine Relativbewegung zwischen dem Sockel 30 und den Magneten 106 in Schleifrichtung Rs, wobei absolut betrachtet allerdings nicht die Magneten 106, sondern der Sockel 30 bewegt wird.
Durch die Bewegung des Sockels 30 werden auch die Elektroden 34 in Schleifrichtung Rs über die Bodenkontakteinheit 12 bewegt.
Denkbar ist auch, dass die Magneten 106 gegenüber dem Sockel 30 nicht auf einer Kreisbahn geführt werden, sondern linear geführt sind, beispielsweise auf einem Schlitten.
Die Ausführungsform gemäß den Figuren 15a und 15b ist der Ausführungsform gemäß den Figuren 14a und 14b sehr ähnlich.
Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, dass in der Ausführungsform gemäß den Figuren 15a und 15b jeweils eine der Elektroden 34 exzentrisch an oder in der Drehscheibe 104 fixiert ist. Die Magneten 106 sind dagegen im Sockel 30 fixiert.
Durch die Magneten 106 und die magnetischen Gegenstücke 1 10 wird nun der Sockel 30 in seiner Position gegenüber der Bodenkontakteinheit 12 ortsfest fixiert. Die Elektroden 34 können nun jedoch mittels der Aktoren 102 und der Drehscheibe 104 gegenüber der Bodenkontakteinheit 12 bewegt werden, sodass die Elektroden 34 in kreisenden Bewegungen über die Bodenkontakteinheit 12, insbesondere über die Kontaktflächen 13 geschliffen werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrzeugverbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung einer Fahrzeugkontakteinheit (16) mit einer Bodenkontakteinheit (12) einer elektrischen Ladeinfrastruktur, mit der Fahrzeugkontakteinheit (16), die einen Sockel (30) mit einem der Bodenkontakteinheit (12) zugewandten Kontaktierungsbereich (32) mit wenigstens zwei Elektroden (34) aufweist, wobei die Fahrzeugkontakteinheit (16) in eine Kontaktierungsrichtung (RK) zur Bodenkontakteinheit (12) hin bewegbar ist, um die wenigstens zwei Elektroden (34) mit der Bodenkontakteinheit (12) in Berührung zu bringen, und einem Schleifaktuator (20), der derart mit zumindest einer der Elektroden (34) verbunden ist, dass er die zumindest eine der Elektroden (34) der Fahrzeugkontakteinheit (16) in einer Schleifrichtung (Rs) quer zur Kontaktierungsrichtung (RK) bewegen kann.
2. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) derart ausgebildet ist, dass er, wenn die wenigstens zwei Elektroden (34) die Bodenkontakteinheit (12) berühren, die zumindest eine Elektrode (34) entlang von Teilen der Bodenkontakteinheit (12) bewegen kann.
3. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Schleifaktuator (20) erzeugte Bewegung der zumindest einen Elektrode (34) linear, entlang eines Polygons oder entlang einer Kurve verläuft.
4. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) einen
Vibrationsmotor (92) mit einer Rotationsachse und einer Masse aufweist, der als Teil der Fahrzeugkontakteinheit (16), insbesondere im oder am Sockel (30) vorgesehen ist.
5. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse des Vibrationsmotors (92) in der Kontaktierungsrichtung (RK) oder senkrecht zur Kontaktierungsrichtung (RK) ausgerichtet ist.
6. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) wenigstens zwei schaltbare Magneten (88, 88.1 , 88.2, 88.3) aufweist, die wenigstens einem magnetischen Gegenstück (90, 90.1 , 90.2, 90.3) in der Bodenkontakteinheit (12) zugeordnet sind.
7. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Magneten (88, 88.1 , 88.2, 88.3) getrennt voneinander geschaltet werden können.
8. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der wenigstens zwei Magneten (88, 88.1 , 88.2, 88.3) je ein magnetisches Gegenstück (90, 90.1 , 90.2, 90.3) zugeordnet ist, wobei die zwei Magneten (88, 88.1 , 88.2, 88.3) in einem Abstand (AF) voneinander angeordnet sind, der sich von einem entsprechenden Abstand (AB) unterscheidet, in dem die magnetischen Gegenstücke (90, 90.1 , 90.2, 90.3) angeordnet sind.
9. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) wenigstens zwei Magneten (52, 54) aufweist, wobei einer der Magneten (52) im Sockel (30) und ein anderer der Magneten (54) in einer der Elektroden (34) angeordnet ist.
10. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) drei Magneten (52, 54) aufweist, wobei zwei der Magneten (52) im Sockel (30) und einer der Magneten (54) in einer der Elektroden (34) vorgesehen ist, die zwischen den beiden Magneten (52) des Sockels (30) angeordnet ist.
1 1 . Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) einen Piezoaktor (86) aufweist.
12. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktor (86) im Sockel (30) vorgesehen und einerseits am Sockel (30) und andererseits an einer der zumindest zwei Elektroden (34) befestigt ist.
13. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schleifaktuatoren (20) vorgesehen sind, wobei jeder der Schleifaktuatoren (20) einer der wenigstens zwei Elektroden (34) zugeordnet ist.
14. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) als Teil der
Fahrzeugkontakteinheit (16), insbesondere am Sockel (30) vorgesehen ist.
15. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) wenigstens einen Magneten (106), der am Sockel (30) angeordnet ist, und einen Aktor (102) aufweist, wobei der Aktor (102) den Magneten (106) oder wenigstens eine der Elektroden (34) gegenüber dem Sockel (30) bewegen, insbesondere in Schleifrichtung (Rs) bewegen kann.
16. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) getrennt von der Fahrzeugkontakteinheit (16) ausgeführt ist, wobei der Schleifaktuator (20) die gesamte Fahrzeugkontakteinheit (16) bewegen, insbesondere rotieren kann.
17. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) einen Elektromotor (94) aufweist.
18. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fahrzeugverbindungsvorrichtung (14) einen Kontaktierungsaktuator (18), der mit einem fahrzeugseitigen Ende am Fahrzeug (10) befestigbar ist, aufweist, wobei an dem Kontaktierungsaktuator (18) die Fahrzeugkontakteinheit (16) befestigt ist und der Kontaktierungsaktuator (18) die Fahrzeugkontakteinheit (16) in Kontaktierungsrichtung (RK) zur Bodenkontakteinheit (12) hin und von ihr weg bewegen kann.
19. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkontakteinheit (16) einen Luftauslass (36) zum Freiblasen der Bodenkontakteinheit (12) aufweist, wobei der wenigstens eine Luftauslass (36) zum Freiblasen der Bodenkontakteinheit (12) in einen Bereich vor dem Kontaktierungsbereich (32) gerichtet ist.
20. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, sofern auf Anspruch 16 oder 17 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifaktuator (20) einerseits mit dem Fahrzeug (10) verbindbar ist und andererseits mit dem fahrzeugseitigen Ende des Kontaktierungsaktuators (18) verbunden ist.
21 . Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsaktuator (18) eine Kolben-Zylindereinheit (82) oder einen Faltenbalg (22) umfasst.
22. Fahrzeugverbindungsvorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylindereinheit (82) oder der Faltenbalg (22) einen Innenraum (24), und eine mit dem Innenraum (24) fluidisch verbindbare Druckluftquelle (27) aufweist, wobei ein erstes Ende der Kolben-Zylindereinheit (82) bzw. des Faltenbalgs (22) mit dem Fahrzeug (10) verbindbar und/oder mit dem Schleifaktuator (20) verbunden ist und wobei an einem zweiten Ende der Kolben-Zylindereinheit (82) bzw. des Faltenbalgs (22) der Sockel (30) befestigt ist.
23. Fahrzeug mit einer Fahrzeugverbindungsvorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, insbesondere wobei der Schleifaktuator (20) einerseits mit dem Fahrzeug (10) und andererseits mit dem fahrzeugseitigen Ende des Kontaktierungsaktuators (18) verbunden ist.
24. Fahrzeugverbindungssystem mit einer Fahrzeugverbindungsvorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 22 und einer Bodenkontakteinheit (12), wobei die Bodenkontakteinheit (12) wenigstens zwei elektrische Kontaktflächen (13) zur Berührung mit den wenigstens zwei Elektroden (34) der Fahrzeugkontakteinheit (16) aufweist.
25. Fahrzeugverbindungssystem nach Anspruch 24, wobei die Bodenkontakteinheit (12) wenigstens ein magnetisches Gegenstück (76, 1 10) aufweist.
26. Fahrzeugverbindungssystem nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenkontakteinheit (12) wenigstens zwei magnetische Gegenstücke (90, 90.1 , 90.2, 90.3) aufweist, die in einem Abstand (AB) voneinander angeordnet sind.
PCT/EP2017/077258 2016-11-08 2017-10-25 Fahrzeugverbindungsvorrichtung, fahrzeugverbindungssystem sowie fahrzeug WO2018086884A1 (de)

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DE102016121357.8A DE102016121357B4 (de) 2016-11-08 2016-11-08 Fahrzeugverbindungsvorrichtung sowie Fahrzeugverbindungssystem
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WO2018086884A1 true WO2018086884A1 (de) 2018-05-17

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