WO2019101896A1 - Beweglicher teil einer einrichtung zur induktiven energieübertragung, einrichtung zur induktiven energieübertragung sowie verfahren zur herstellung eines beweglichen teils - Google Patents

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WO2019101896A1
WO2019101896A1 PCT/EP2018/082315 EP2018082315W WO2019101896A1 WO 2019101896 A1 WO2019101896 A1 WO 2019101896A1 EP 2018082315 W EP2018082315 W EP 2018082315W WO 2019101896 A1 WO2019101896 A1 WO 2019101896A1
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movable part
receiving volume
closure element
inductive energy
connecting element
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PCT/EP2018/082315
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Simon Wechsler
Roman GUNT
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Bombardier Primove Gmbh
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    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • Movable part of an inductive power transmission device inductive power transmission device, and method of manufacturing a moving part
  • the invention relates to a movable part of a device for inductive
  • Electric vehicles in particular rail-bound vehicles, and / or road vehicles can be operated with electrical energy, which is transmitted via an inductive energy transfer to the vehicle.
  • such vehicles may include circuitry that is a traction system or part of a traction system of the vehicle.
  • This circuit arrangement may comprise a receiving device for receiving an alternating electromagnetic field and for generating an alternating current due to electromagnetic induction.
  • a vehicle may include a rectifier having a
  • the DC power can be used to charge a traction battery or operate an electric machine of the vehicle. In the latter case, the direct current can be converted back into an alternating current by an inverter.
  • the inductive power transmission can be performed by using two sets, in particular three-phase turns. A first set of windings is installed in or on the ground (primary windings) and can be operated by a power converter arranged on the side. A second set of turns (secondary turns) is arranged on the vehicle.
  • the second set of turns may be disposed under the vehicle, in the case of a tram under one or more wagons.
  • the second set of windings may be attached to the vehicle chassis.
  • the second set of turns can also be called a pick-up arrangement or
  • a primary unit may comprise the primary windings and a secondary unit may comprise the secondary windings.
  • the first and second sets of windings form a high frequency transformer to transfer electrical energy to the vehicle. This can be done in a static way Condition (when the vehicle is not moving) or in a dynamic state (when the vehicle is moving) done.
  • WO 2015/128450 A1 discloses a device for inductive power transmission.
  • the technical problem arises of providing a moving part of an inductive power transmission device and an inductive power transmission device, and a method of manufacturing a movable part that enables reliable and safe operation of the inductive power transmission device.
  • Proposed is a moving part of a device for inductive
  • the device for inductive energy transmission can also be referred to as an inductive charging pad.
  • the inductive power transmission device may be part of or form a primary unit of an inductive power transmission system.
  • the device may in this case comprise a stationary part and the movable part.
  • the movable part may comprise a primary winding structure.
  • the primary winding structure may generate an electromagnetic alternating field when an operating (alternating) current is applied to the primary winding structure or the primary winding structure is being supplied with the operating current.
  • the movable part can be moved back and forth between a retracted and an extended state.
  • the device may for this purpose comprise at least one means for moving the movable part, in particular at least one actuator.
  • the term "means of movement” may denote a set of components or elements by which movement of the movable part may be generated.
  • the means for movement may comprise the actuator and / or a lifting mechanism or a lifting means.
  • the term may also include coupling means for mechanical coupling between the actuator and the Lifting mechanism or lifting means and / or at least one guide means for
  • the movable part can be moved at least along a first direction, in particular by the means for movement.
  • the first direction may be parallel to a main propagation direction of the electromagnetic field generated by the
  • Primary winding structure is generated, oriented.
  • the main propagation direction may be oriented from the primary winding structure to a secondary winding structure, when used to receive the generated electromagnetic field over the
  • Primary winding structure is arranged.
  • the first direction may be oriented orthogonal to a bottom surface of the inductive energy transfer device or to a surface of the bottom on which the device is mounted.
  • the first direction may be oriented away from the bottom surface.
  • the first direction may also be referred to as a vertical direction.
  • directional terms such as “upper,” “lower,” “above,” “below,” “lowest,” “highest,” “lower” may refer to this vertical direction.
  • the movable part In the retracted state, the movable part may be positioned in a retracted position, in particular with respect to the first direction, for example in a lowest vertical position. Accordingly, the movable member may be positioned in an extended condition at an extended position, particularly at a highest vertical position. In the retracted state, at least a part of an upper side of the movable part can be arranged in the same plane as an upper side of the stationary part or a part thereof.
  • the device for inductive energy transmission in particular the stationary part, can have or form a fastening section. This can be formed by at least part of a bottom part of the stationary part.
  • Attachment portion may be used for attaching the stationary part to a support structure, in particular on a surface of a road or on a wall, for example a garage wall.
  • the stationary part can thus have a bottom part. In the assembled state of the stationary part, the bottom part may be attached to the support structure.
  • the stationary part may include a bellows fixed to the bottom part.
  • the bellows can also be attached to the movable part of the device.
  • the bellows comprises an internal volume which is enclosed by the bellows, the stationary part and the movable part.
  • Inner volume for example, the previously explained means for movement, in particular a lifting means and / or guide means may be arranged. Also, the at least one actuator can be arranged in the inner volume. When moved to the extended state, the bellows is unfolded. Upon movement from the extended state to the retracted state, the bellows is folded.
  • the bellows serves to protect the arranged in the internal volume components, especially against liquids such as water and dirt. Furthermore, the bellows also serves to protect against engagement with the hands or feet in the area of the lifting means.
  • the coordinate system may be defined by a longitudinal direction (x-direction), a transverse direction (y-direction) and the above-explained vertical direction.
  • the longitudinal and transverse directions can span a plane that is parallel or substantially parallel to a mounting surface of the support structure, in particular the bottom surface, oriented to which the device, in particular the stationary part, is mounted. Also, the plane may be perpendicular to the previously explained first direction (vertical direction).
  • the longitudinal, transverse and vertical directions can each be oriented orthogonal to one another.
  • the vertical direction can be oriented in particular parallel to a gravitational direction.
  • the primary winding structure extends along a direction oriented parallel to the longitudinal direction.
  • the primary winding structure extends along a direction oriented parallel to the longitudinal direction.
  • Primary winding structure in particular a phase line of the primary winding structure, a plurality of underwindings arranged along the direction of extension are arranged one behind the other. It is also possible that the primary winding structure is three Phase lines, wherein each phase line comprises a plurality of underwinds, each extending along the extension direction.
  • Parallel to the longitudinal direction or substantially parallel thereto oriented edges of the stationary part may also be referred to as a longitudinal edge.
  • Transverse or substantially parallel oriented edges can also be referred to as a transverse edge or end face.
  • An underwinding may in this case designate a, preferably complete, conductor loop which encloses a predetermined area.
  • the conductor loop may include or form one or more turns. Adjacent to one another may mean that central axes of symmetry of the sub-convolutions adjacent to each other along the direction of extension are spaced apart from each other by a predetermined distance along a straight line which is oriented parallel to the direction of extent.
  • underwindings may have any desired geometric shapes, but preferably a rectangular shape or a circular shape.
  • the stationary part has a housing section and a housing section
  • receiving portion for receiving the movable part, at least in the retracted state.
  • electrical or electronic components e.g. Components of an inverter, be arranged.
  • the stationary part In the receiving portion of the bellows and other elements, in particular the movable part in the retracted state, may be arranged.
  • the stationary part In the housing section, the stationary part can have or form a housing which protects the components arranged therein, in particular against dirt and water.
  • stationary part connection means for connection of external supply means such as means for energy or
  • Coolant supply having.
  • the movable part has or accommodates a receiving volume for accommodating at least one winding structure for generating an electromagnetic field.
  • the winding structure may also be referred to as a primary winding structure.
  • the movable part may have a housing, wherein the
  • Inner volume or a part thereof forms the receiving volume.
  • Primary winding structure may also include other components or components of the
  • Receiving volume may be arranged, e.g. Elements of a system for
  • the housing may e.g. essentially
  • the movable part has at least one insertion section for introducing at least one electrical line into the receiving volume or forms this insertion section.
  • an electrical line can be introduced from the outside into the receiving volume.
  • the electrical line can be used for the power supply of the primary winding structure or for the power supply of further electrical and / or electronic components in the receiving volume, e.g. the previously discussed system for foreign body detection.
  • the electrical line can be used for signal transmission, in particular to electrical and / or electronic components in the receiving volume.
  • several electrical lines can be introduced through the insertion section in the receiving volume. The electrical lines can be isolated in this case.
  • At least one closure element for closing the receiving volume is arranged in the insertion section to the outside.
  • the closure element may in this case be a closure element, but this is not mandatory.
  • the closure element may be arranged and / or formed such that a fluid, in particular a completely or at least partially liquid potting compound, can not escape from the receiving volume through the insertion section.
  • the closure element can also be arranged and / or formed such that a gaseous medium and / or water vapor can not escape from the receiving volume.
  • the closure element can also be arranged and / or formed such that a liquid and / or gaseous material, eg water, water vapor or another predetermined material, can not penetrate the closure element into the receiving volume from the outside.
  • the closure element may be formed as a sealing element.
  • the closure element may for example be made of plastic, in particular of an elastomer.
  • Receiving volume can be arranged without the potting compound can escape through the insertion from the receiving volume.
  • the potting compound can be arranged for example in the receiving volume to the
  • Potting compound in the insertion section whereby e.g. a mobility of the electrical lines also disposed therein would be undesirably restricted.
  • the introduction section is required to enable the previously explained power supply.
  • the closure element may have a circular cross section.
  • the closure element can have passage openings for the passage of the electrical lines.
  • the passages may in this case have a radius, which is adapted to the radius of the passing electrical wires,
  • the passage opening is formed as a slot. This results in an advantageous closure even with passage of electrical lines through the
  • a connecting element for routing is attached to the movable part or is formed by this.
  • Connecting element can in this case for mechanical connection with others
  • the connecting element may comprise or form corresponding connecting means, e.g. Threaded holes or
  • the connecting element may be a different component of the movable part.
  • the other connecting elements may in this case also be different connecting elements of the movable part.
  • the connecting element may be formed of a solid or rigid material, e.g. made of metal.
  • the connecting element can in this case be a hollow element, wherein the at least one electrical line can be arranged in the inner volume formed by the connecting element, that is to say the hollow space.
  • the connecting element in particular a central center line of the connecting element, may have a straight course, a curved course or a bend-off course.
  • the connector may have portions with mutually different orientations of the respective central centerlines.
  • the connecting element may in this case be a dense element. This may in particular mean that the internal volume except for openings in a housing or in
  • Wall portions of the connecting element is sealed by the housing / the wall sections, e.g. against dirt and moisture.
  • the connecting element can be screwed to the movable part.
  • the connecting element may be screwed to a component arranged in the receiving volume of the movable part, for example the cable carrier element.
  • the housing may have a through opening, wherein the
  • Connecting element can extend through the through hole.
  • the connecting element may protrude from the movable part.
  • connecting element or a portion of the connecting element may rest against the cable carrier element.
  • Connecting element at least a part of the lead-out.
  • the closure element is arranged in the connecting element, that is in the internal volume.
  • the connecting element may in particular be designed as direct, e.g. straight, flange be formed.
  • the connecting element advantageously allows a reliable supply of the electrical line to the receiving volume.
  • Connecting element be designed such that permissible bending radii of the electrical lines in the movement of the movable part, ie in different positions of the movable part, are not exceeded. Due to the arrangement in the
  • Potting compound can flow out of the receiving volume. This in turn reduces the need for potting material in an advantageous manner, which in turn
  • an angle flange is attached to or formed by the movable part.
  • the angle flange can be screwed to the movable part.
  • the housing can be a
  • the previously explained connecting element for routing can be an angle flange.
  • angle flange in particular an inner volume of the angle flange, forms at least part of the lead-through section.
  • closure element is arranged in the angle flange, ie in the internal volume.
  • the angle flange may comprise, for example, two hollow cylindrical sections and a connecting section of these two hollow cylindrical sections, wherein a central
  • Symmetryeachse a first hollow cylindrical angular section is oriented perpendicular to a central axis of symmetry of the second hollow cylindrical portion.
  • the closure element can be arranged in one of the hollow cylindrical sections or in the connecting section.
  • the angle flange advantageously allows a reliable supply of the electrical line to the receiving volume. In particular, it can be ensured by the angle flange that permissible bending radii of the electrical lines are not undershot during the movement of the movable part.
  • the arrangement in the angle flange results in an advantageous manner that the closure element is arranged as close to the receiving volume and thus the least possible potting compound can flow out of the receiving volume. This in turn reduces the need for potting material in an advantageous manner, which in turn reduces manufacturing costs.
  • the connecting element for routing a vertical portion, wherein the vertical portion of the connecting element is attached to the movable part, wherein the closure element is arranged in the vertical portion.
  • the vertical section may have a central axis of symmetry, which is oriented parallel to the first direction explained above. In this case, therefore, a central axis of symmetry of a disc-shaped
  • Closing element also be oriented parallel to the first direction.
  • the vertical portion of the connecting element directly adjacent to the receiving volume. This results in the previously explained advantage of an arrangement of the closure element as close as possible to the receiving volume.
  • a cable guide element is attached to the movable part or is formed by this.
  • the line guide element can in particular on the connecting element, in particular on a
  • the line guide element may in this case be a different element from the previously explained connecting element.
  • the cable guide element may be formed of flexible or elastic material, e.g. made of plastic.
  • the line guide element may in this case be a hollow element, wherein the at least one electrical line in the of the
  • the line guide element in particular a central center line of the connecting element, can have a straight course, a curved course or a bend-off course.
  • the wiring guide member may have portions having mutually different orientations of the respective central center lines.
  • the cable guide element may in this case be a dense element. This may in particular mean that the internal volume except for openings in the
  • Wiring element is sealed by wall portions of the wiring guide element, e.g. against dirt and moisture.
  • electrical lines can be guided through the cable guide element and then through the connecting element in the receiving volume.
  • Cable guide element advantageously allows protection, in particular a mechanical protection of the electrical lines, in particular during extension and retraction of the movable part.
  • closure element is ensured in an advantageous manner that no potting material can penetrate into the cable guide element and thus a mobility of the electrical lines in
  • the cable guide element may be part of the movable part. In any case, the cable guide element may be part of the device for inductive energy transmission.
  • the routing element may e.g. be formed as a tube or shrink tubing.
  • a corrugated tube is attached to the movable part or is formed by this.
  • the corrugated pipe can in particular on the
  • the cable guide element explained above can be a corrugated tube.
  • the corrugated tube advantageously allows protection, in particular mechanical protection, of the electrical lines, in particular during extension and retraction of the movable part.
  • the closure element is ensured in an advantageous manner that no potting material can penetrate into the corrugated pipe and thus can restrict mobility of the electrical lines in the corrugated pipe and mobility of the corrugated pipe.
  • the corrugated tube can be part of the moving part. In any case, the corrugated tube may be part of the device for inductive energy transmission.
  • At least a part of the insertion section is arranged in a bottom surface of the movable part.
  • at least a part of the insertion section may be arranged in a central area of the bottom surface of the movable part.
  • the bottom surface may in this case be formed by a bottom wall of the movable part.
  • the connecting element may be fastened to the movable part in the region of the bottom surface, for example on an underside of the movable part, or in the region of the bottom surface of the movable part, eg of the movable part Bottom of the moving part.
  • a bottom surface of the movable part may be a
  • a connecting element in particular a vertical section of the connecting element, can extend into the receiving volume through the passage opening and be fastened there, for example on a component or component arranged in the receiving volume, in particular a cable carrier element. It is also conceivable that the connecting element to a
  • the insertion section is arranged in a central region of the bottom surface of the movable part.
  • the central region may be a region of the bottom surface which is encompassed by the bellows in a common projection plane, the projection plane being oriented perpendicular to the illustrated first direction.
  • the arrangement of the insertion at the front edge results in an advantageous manner, the insertion is protected by the bellows, whereby an ingress of dirt and liquid in the insertion and in the
  • a potting compound is arranged in the receiving volume. Furthermore, at least a part of the potting compound is arranged on or on a receiving volume-side surface of the closure element.
  • Potting compound may consist in particular of polyurethane or silicone.
  • the potting compound can at least partially surround the primary winding structure and / or elements for guiding a magnetic flux and / or elements of a foreign object detection system and / or a cable carrier element.
  • the device for inductive energy transmission comprises a stationary part.
  • the stationary part has already been explained above.
  • the movable part is movably attached to the stationary part relative to the stationary part.
  • the method in this case comprises all manufacturing steps for producing such a movable part.
  • a housing of the movable part can be provided.
  • the housing may in this case have or form a receiving volume of the movable part.
  • an introduction section can be provided.
  • a closure element can be arranged in the insertion section.
  • a primary winding structure can be further arranged in the receiving volume.
  • components of a foreign object detection system elements for guiding a magnetic flux, a cable carrier element and / or further electrical components or electronic components can be arranged in the receiving volume. Further, at least one electrical line through the
  • Insertion preferably also through the closure element, are guided into the receiving volume. There, the electrical line can be led to a foreseen contact section.
  • potting material can be introduced into the receiving volume.
  • Primary winding structure at least partially, preferably completely, shed. Due to the closure element in this case the potting material can not penetrate out of the receiving volume, in particular in a line guide element, which serves to guide the electrical lines outside of the movable part.
  • the cable guide element can in this case be attached to the insertion section, for example to the previously explained connecting element.
  • Fig. 2 is a schematic cross section through an inventive
  • Fig. 3 is a schematic cross section through an inventive
  • Fig. 4 is a perspective detail view of a movable according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic flow diagram of a method for producing a movable part.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a movable part 1 of a device 2 (see FIG. 3) for inductive energy transmission.
  • the movable part 1 has a housing 3, which comprises a receiving volume 4.
  • the movable part 1 has a receiving volume 4 for receiving at least one schematically illustrated primary winding structure 5.
  • a cable carrier element 6, which is arranged in the receiving volume 4. The cable carrier element 6 serves to receive and guide at least one phase line of the
  • the movable part 1 has an insertion section 7 for introducing at least one electrical line 8.
  • the electrical line 8 is used for
  • the housing 3 of the movable part 1 in a bottom surface of the receiving volume 4 has a through hole 10, wherein the electrical line 8 from the outside through the passage opening 10 in the receiving volume. 4 is introduced. Shown is further designed as an angle flange 1 1
  • Connecting element for wiring which is fixed to a bottom 9 of the movable part 1, for example via screws.
  • the electrical line 8 is in this case guided by an internal volume of the Winkelflanschs 1 1.
  • closure element 12 which is arranged in the insertion section, in particular in the angle flange 11.
  • the closure element 12 may be formed, for example, of rubber.
  • the closure element 12 may be disc-shaped.
  • the closure element 12 may be a
  • the vertical direction z is oriented perpendicular to a transverse direction y and perpendicular to a longitudinal direction x (see FIG. 3).
  • Receiving volume 4 is arranged and at least the Primärwindungs fabricat 5 includes. It is shown that the potting compound 13 with respect to the vertical direction z also on a receiving volume-side surface, ie an upper side of the
  • Closing element 12 is arranged.
  • the closure element 12 prevents potting compound 13 can escape from the receiving volume 4.
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through a movable part 1 according to the invention of a device 2 for inductive energy transmission in another
  • the angle flange 1 1 can be arranged through the passage opening 10 on an underside of the cable support member 6 and then attached to the cable support member 6, for example by screwing or gluing.
  • 3 shows a schematic cross section through a device 2 for inductive energy transmission.
  • the device 2 comprises a movable part 1 and a stationary part 14.
  • the stationary part 14 has a housing section 15 and a
  • This longitudinal direction x may correspond in particular to an extension direction of underwindings of phase conductors of the primary winding structure 5 (see FIG. 1) or may be oriented parallel thereto.
  • a cable guide element designed as a corrugated pipe 18, which is fastened to the angle flange 11.
  • angle flange 1 1 is fixed to the underside 9 of the movable part 1, in particular in a central portion of the bottom 9. Also shown is the electrical line 8, which is guided through a in the insertion, in particular in the angle flange 1 1, arranged closure member 12 passes into a receiving volume 4 of the movable part 1.
  • the closure element 12 is in one
  • Closing element 12 is guided in the horizontal portion of the angle flange and from there into the corrugated pipe 18.
  • FIG. 4 shows a perspective detail view of an insertion section 7 of a
  • Closing element 12 is introduced from the outside into a receiving volume 4 of a movable part 1.
  • a cable carrier element and phase lines of a primary winding structure are arranged in the movable part 1.
  • FIG. 5 shows a schematic flow diagram of a method for producing a movable part 1 (see FIG. 1).
  • a housing 3 of the movable part 1 will be provided.
  • the housing 3 has a receiving volume 4.
  • an insertion section 7 is provided.
  • a closure element 12 is arranged in the insertion section 7.
  • components of the movable part 1 are arranged in the receiving volume 4, in particular a primary winding structure 5 and a cable carrier element 6.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen beweglichen Teil einer Einrichtung zur induktiven Energieübertragung sowie eine Einrichtung zur induktiven Energieübertragung, wobei das bewegliche Teil (1) ein Aufnahmevolumen (4) zur Aufnahme mindestens einer Windungsstruktur (5) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Felds aufweist oder ausbildet, wobei das bewegliche Teil (1) zumindest einen Einführabschnitt (7) zur Einführung von mindestens einer elektrischen Leitung (8) in das Aufnahmevolumen aufweist, wobei in dem Einführabschnitt (7) mindestens ein Verschlusselement (12) zur Abdichtung des Aufnahmevolumens (4) angeordnet ist.

Description

Beweglicher Teil einer Einrichtung zur induktiven Energieübertragung, Einrichtung zur induktiven Energieübertragung sowie Verfahren zur Herstellung eines beweglichen Teils
Die Erfindung betrifft einen beweglichen Teil einer Einrichtung zur induktiven
Energieübertragung sowie eine Einrichtung zur induktiven Energieübertragung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines beweglichen Teils.
Elektrische Fahrzeuge, insbesondere schienengebundene Fahrzeuge, und/oder Straßenfahrzeuge können mit elektrischer Energie betrieben werden, die über eine induktive Energieübertragung an das Fahrzeug übertragen wird. Derartige Fahrzeuge können beispielsweise eine Schaltungsanordnung umfassen, die ein Traktionssystem oder Teil eines Traktionssystems des Fahrzeugs ist. Diese Schaltungsanordnung kann eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines elektromagnetischen Wechselfeldes und zum Erzeugen eines Wechselstromes aufgrund von elektromagnetischer Induktion umfassen. Weiter kann ein Fahrzeug einen Gleichrichter umfassen, der einen
Wechselstrom in einen Gleichstrom umwandelt. Der Gleichstrom kann genutzt werden, um eine Traktionsbatterie zu laden oder eine elektrische Maschine des Fahrzeugs zu betreiben. Im letzten Fall kann der Gleichstrom durch einen Inverter wieder in einen Wechselstrom umgewandelt werden. Die induktive Leistungsübertragung kann durchgeführt werden, indem zwei Sätze, insbesondere dreiphasiger, Windungen genutzt werden. Ein erster Windungssatz ist im oder am Boden installiert (Primärwindungen) und kann von einem wegseitig angeordneten Leistungskonverter betrieben werden. Ein zweiter Satz von Windungen (Sekundärwindungen) ist am Fahrzeug angeordnet.
Beispielsweise kann der zweite Satz von Windungen unter dem Fahrzeug angeordnet sein, im Falle einer Straßenbahn unter einem oder mehreren Wagons. Bei einem Automobil kann der zweite Satz von Windungen an dem Fahrzeugchassis befestigt sein. Der zweite Satz von Windungen kann auch als Pick-up-Anordnung oder
Empfangseinrichtung beschrieben werden.
Eine Primäreinheit kann die Primärwindungen und eine Sekundäreinheit kann die Sekundärwindungen umfassen.
Der erste und der zweite Satz von Windungen bilden einen Hochfrequenztransformator, um elektrische Energie zum Fahrzeug zu übertragen. Dies kann in einem statischen Zustand (wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt) oder in einem dynamischen Zustand (wenn sich das Fahrzeug bewegt) erfolgen.
Die WO 2015/128450 A1 offenbart eine Einrichtung zur induktiven Leistungsübertragung.
Es stellt sich das technische Problem, einen beweglichen Teil einer Einrichtung zur induktiven Energieübertragung und eine Einrichtung zur induktiven Energieübertragung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines beweglichen Teils zu schaffen, die einen zuverlässigen und sicheren Betrieb der Einrichtung zur induktiven Energieübertragung ermöglichen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 , 10 und 1 1 . Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorgeschlagen wird ein beweglicher Teil einer Einrichtung zur induktiven
Energieübertragung.
Die Einrichtung zur induktiven Energieübertragung kann auch als induktives Ladepad bezeichnet werden. Die Einrichtung zur induktiven Energieübertragung kann Teil einer Primäreinheit eines Systems für induktive Energieübertragung sein oder bilden. Die Einrichtung kann hierbei einen stationären Teil und den beweglichen Teil umfassen. Der bewegliche Teil kann eine Primärwindungsstruktur umfassen. Die Primärwindungsstruktur kann ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugen, wenn ein Betriebs(wechsel)strom an die Primärwindungsstruktur angelegt wird bzw. die Primärwindungsstruktur mit dem Betriebsstrom gespeist wird.
Der bewegliche Teil kann zwischen einem eingefahrenen und einem ausgefahrenen Zustand hin und her bewegt werden. Die Einrichtung kann hierzu mindestens ein Mittel zum Bewegen des beweglichen Teils umfassen, insbesondere mindestens einen Aktor.
Im Sinne dieser Erfindung kann der Begriff„Mittel zur Bewegung“ eine Gesamtheit von Komponenten oder Elementen bezeichnen, durch die eine Bewegung des beweglichen Teils erzeugt werden kann. Somit können die Mittel zur Bewegung den Aktor und/oder einen Hebemechanismus bzw. ein Hebemittel umfassen. Weiter kann der Begriff auch Kopplungsmittel zur mechanischen Kopplung zwischen dem Aktor und dem Hebemechanismus bzw. Hebemittel und/oder mindestens ein Führungsmittel zur
Bewegungsführung des beweglichen Teils umfassen.
Der bewegliche Teil kann zumindest entlang einer ersten Richtung bewegt werden, insbesondere durch das Mittel zur Bewegung. Die erste Richtung kann parallel zu einer Hauptausbreitungsrichtung des elektromagnetischen Feldes, welches von der
Primärwindungsstruktur erzeugt wird, orientiert sein. Die Hauptausbreitungsrichtung kann von der Primärwindungsstruktur zu einer Sekundärwindungsstruktur orientiert sein, wenn diese zum Empfang des erzeugten elektromagnetischen Felds über der
Primärwindungsstruktur angeordnet ist.
Insbesondere kann die erste Richtung orthogonal zu einer Bodenfläche der Einrichtung zur induktiven Energieübertragung oder zu einer Oberfläche des Bodens orientiert sein, auf dem die Einrichtung montiert ist. Die erste Richtung kann hierbei von der Bodenfläche weg orientiert sein.
Im Sinne dieser Erfindung kann die erste Richtung auch als Vertikalrichtung bezeichnet werden. Im Folgenden können richtungsabhängige Begriffe wie„obere“,„untere“,„über„, „unter“,„niedrigste“,„höchste“,„untere“ sich auf diese Vertikalrichtung beziehen.
Im eingefahrenen Zustand kann der bewegliche Teil in einer eingefahrenen Position positioniert sein, insbesondere mit Bezug auf die erste Richtung, beispielsweise in einer niedrigsten vertikalen Position. Entsprechend kann der bewegliche Teil in einem ausgefahrenen Zustand an einer ausgefahrenen Position positioniert sein, insbesondere an einer höchsten vertikalen Position. Im eingefahrenen Zustand kann zumindest ein Teil einer Oberseite des beweglichen Teils in derselben Ebene angeordnet sein wie eine Oberseite des stationären Teils oder ein Teil davon.
Die Einrichtung zur induktiven Energieübertragung, insbesondere der stationäre Teil, kann einen Befestigungsabschnitt aufweisen oder ausbilden. Dieser kann durch zumindest einen Teil eines Bodenteils des stationären Teils ausgebildet sein. Der
Befestigungsabschnitt kann zum Befestigen des stationären Teils an einer Haltestruktur genutzt werden, insbesondere an einer Oberfläche einer Straße oder an einer Wand, beispielsweise eine Garagenwand. Der stationäre Teil kann somit einen Bodenteil aufweisen. Im montierten Zustand des stationären Teils kann das Bodenteil an der Haltestruktur befestigt sein.
Weiter kann der stationäre Teil einen Faltenbalg aufweisen, der an dem Bodenteil befestigt ist. Der Faltenbalg kann hierbei auch an dem beweglichen Teil der Einrichtung befestigt sein. Der Faltenbalg umfasst ein Innenvolumen, welches von dem Faltenbalg, dem stationären Teil und dem beweglichen Teil eingeschlossen wird. In diesem
Innenvolumen können beispielsweise das vorhergehend erläuterte Mittel zur Bewegung, insbesondere ein Hebemittel und/oder Führungsmittel, angeordnet sein. Auch kann der mindestens eine Aktor in dem Innenvolumen angeordnet sein. Bei einer Bewegung in den ausgefahrenen Zustand wird der Faltenbalg aufgefaltet. Bei einer Bewegung von dem ausgefahrenen Zustand in den eingefahrenen Zustand wird der Faltenbalg eingefaltet.
Der Faltenbalg dient zum Schutz der im Innenvolumen angeordneten Bauteile, insbesondere gegen Flüssigkeiten wie Wasser sowie gegen Schmutz. Ferner dient der Faltenbalg auch zum Schutz vor einem Eingriff mit den Händen oder Füßen in den Bereich der Hebemittel.
Die nachfolgenden Ausführungen können sich auf folgendes Referenzkoordinatensystem beziehen. Das Koordinatensystem kann durch eine Längsrichtung (x-Richtung), eine Querrichtung (y-Richtung) und die vorhergehend erläuterte Vertikalrichtung definiert sein. Die Längs- und Querrichtung können eine Ebene aufspannen, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Befestigungsfläche der Haltestruktur, insbesondere der Bodenfläche, orientiert ist, an der die Einrichtung, insbesondere der stationäre Teil, montiert wird. Auch kann die Ebene senkrecht zur vorhergehend erläuterten ersten Richtung (Vertikalrichtung) sein. Die Längs-, Quer- und Vertikalrichtung können jeweils orthogonal zueinander orientiert sein.
Wird der stationäre Teil auf einer Oberfläche einer Straße angeordnet, so kann die Vertikalrichtung insbesondere parallel zu einer Gravitationsrichtung orientiert sein.
Es ist weiter möglich, dass sich die Primärwindungsstruktur entlang einer Richtung erstreckt, die parallel zur Längsrichtung orientiert ist. Z.B. kann die
Primärwindungsstruktur, insbesondere eine Phasenleitung der Primärwindungsstruktur, mehrere Unterwindungen umfassen, die entlang der Erstreckungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass die Primärwindungsstruktur drei Phasenleitungen umfasst, wobei jede Phasenleitung mehrere Unterwindungen umfasst, die sich jeweils entlang der Erstreckungsrichtung erstrecken.
Parallel zur Längsrichtung oder im Wesentlichen parallel dazu orientierte Ränder des stationären Teils können auch als Längsrand bezeichnet werden. Parallel zur
Querrichtung oder im Wesentlichen parallel dazu orientierte Ränder können auch als Querrand oder Stirnseite bezeichnet werden.
Eine Unterwindung kann hierbei eine, vorzugsweise vollständige, Leiterschleife bezeichnen, die eine vorbestimmte Fläche einschließt. Die Leiterschleife kann eine oder mehrere Windungen aufweisen oder ausbilden. Benachbart zueinander kann bedeuten, dass zentrale Symmetrieachsen der entlang der Erstreckungsrichtung benachbart zueinander angeordneten Subwindungen mit einem vorbestimmten Abstand voneinander entlang einer geraden Linie beabstandet sind, die parallel zur Erstreckungsrichtung orientiert ist.
Unterwindungen können hierbei beliebige geometrische Formen, vorzugsweise jedoch eine rechteckige Form oder eine Kreisform, aufweisen.
Es ist möglich, dass der stationäre Teil einen Gehäuseabschnitt und einen
Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des beweglichen Teils zumindest im eingefahrenen Zustand umfasst. In dem stationären Teil können beispielsweise elektrische oder elektronische Bauteile, z.B. Bauteile eines Inverters, angeordnet sein.
Im Aufnahmeabschnitt können der Faltenbalg sowie weitere Elemente, insbesondere der bewegliche Teil im eingefahrenen Zustand, angeordnet sein. In dem Gehäuseabschnitt kann der stationäre Teil ein Gehäuse aufweisen oder ausbilden, welches die darin angeordneten Bauteile schützt, insbesondere vor Schmutz und Wasser.
Selbstverständlich kann der stationäre Teil Anschlusseinrichtungen zum Anschluss von externen Versorgungsmitteln, beispielsweise Mitteln zur Energie- oder
Kühlmittelversorgung, aufweisen.
Das bewegliche Teil weist ein Aufnahmevolumen zur Aufnahme mindestens einer Windungsstruktur zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes auf oder bildet dieses aus. Die Windungsstruktur kann auch als Primärwindungsstruktur bezeichnet werden. Beispielsweise kann das bewegliche Teil ein Gehäuse aufweisen, wobei das
Innenvolumen oder ein Teil davon das Aufnahmevolumen ausbildet. Neben der
Primärwindungsstruktur können auch weitere Bauteile oder Bauelemente des
beweglichen Teils bzw. der Einrichtung zur induktiven Energieübertragung in dem
Aufnahmevolumen angeordnet sein, z.B. Elemente eines Systems zur
Fremdkörperdetektion, ein Abschirmelement zur Abschirmung eines
(elektro)magnetischen Felds und/oder mindestens ein Element zur Führung eines magnetischen Flusses und/oder ein Kabelträgerelement zur Aufnahme und Führung von Kabeln der Primärwindungsstruktur. Die Kabel können hierbei Phasenleitungen ausbilden bzw. bezeichnen. Weiter können elektrische und/oder elektronische Bauteile in dem Aufnahmevolumen angeordnet sein. Das Gehäuse kann z.B. im Wesentlichen
quaderförmig ausgebildet sein.
Weiter weist das bewegliche Teil zumindest einen Einführabschnitt zur Einführung von mindestens einer elektrischen Leitung in das Aufnahmevolumen auf oder bildet diesen Einführabschnitt aus. Durch den Einführabschnitt kann also eine elektrische Leitung von außen in das Aufnahmevolumen eingeführt werden. Die elektrische Leitung kann hierbei zur Stromversorgung der Primärwindungsstruktur oder zur Energieversorgung von weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen im Aufnahmevolumen dienen, z.B. des vorhergehend erläuterten Systems zur Fremdkörperdetektion. Alternativ kann die elektrische Leitung zur Signalübertragung dienen, insbesondere zu elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen im Aufnahmevolumen. Selbstverständlich können auch mehrere elektrische Leitungen durch den Einführabschnitt in das Aufnahmevolumen eingeführt werden. Die elektrischen Leitungen können hierbei isoliert sein.
Erfindungsgemäß ist in dem Einführabschnitt mindestens ein Verschlusselement zum Verschließen des Aufnahmevolumens nach außen angeordnet. Das Verschlusselement kann hierbei ein Verschlusselement sein, dies ist jedoch nicht zwingend.
Das Verschlusselement kann derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass ein Fluid, insbesondere eine vollständig oder zumindest teilweise flüssige Vergussmasse, nicht durch den Einführabschnitt aus dem Aufnahmevolumen austreten kann.
Selbstverständlich kann das Verschlusselement auch derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass ein gasförmiges Medium und/oder Wasserdampf nicht aus dem Aufnahmevolumen herausdringen kann. Zusätzlich, aber nicht zwingend, kann das Verschlusselement auch derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass ein flüssiges und/oder gasförmiges Material, z.B. Wasser, Wasserdampf oder ein weiteres vorbestimmtes Material, nicht das Verschlusselement hindurch in das Aufnahmevolumen von außen eindringen kann. Insbesondere in diesem Fall kann das Verschlusselement als Dichtelement ausgebildet sein.
Das Verschlusselement kann beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer, ausgebildet sein.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine Vergussmasse in dem
Aufnahmevolumen angeordnet werden kann, ohne dass die Vergussmasse durch den Einführabschnitt hindurch aus dem Aufnahmevolumen austreten kann. Die Vergussmasse kann beispielsweise in dem Aufnahmevolumen angeordnet werden, um die
Primärwindungsstruktur zu vergießen und somit eine ortsfeste und stabile Anordnung der Primärwindungsstruktur im Aufnahmevolumen zu gewährleisten. Auch können neben der Primärwindungsstruktur weitere Bauteile oder Bauelemente durch die Vergussmasse vergossen werden, beispielsweise Elemente zur Führung eines magnetischen Flusses.
Ohne das Verschlusselement könnte die Vergussmasse während des Vergießens oder nach dem Vergießen durch den Einführabschnitt aus dem Aufnahmevolumen
hinausfließen, wodurch ein Verlust an Vergussmasse auftreten würde. Dies würde einerseits zu einer instabilen Anordnung der zu vergießenden Bauteile im
Aufnahmevolumen führen, andererseits zum unerwünschten Eindringen von
Vergussmasse in den Einführabschnitt, wodurch z.B. eine Beweglichkeit der ebenfalls darin angeordneten elektrischen Leitungen in unerwünschter Weise eingeschränkt würde. Der Einführabschnitt ist aber erforderlich, um die vorhergehend erläuterte Strom- bzw. Energieversorgung zu ermöglichen.
Diese Nachteile werden in vorteilhafter Weise durch die Anordnung des
Verschlusselements verhindert.
Insbesondere kann das Verschlusselement einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Weiter kann das Verschlusselement Durchgangsöffnungen zum Durchtritt der elektrischen Leitungen aufweisen. Die Durchtrittsöffnungen können hierbei einen Radius aufweisen, der auf den Radius der durchtretenden elektrischen Leitungen angepasst ist,
insbesondere um ein vorbestimmtes (geringeres) Maß kleiner als der Durchmesser der durchtretenden elektrischen Leitungen ist. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Durchtrittsöffnung als Schlitz ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein Verschluss selbst bei Durchtritt von elektrischen Leitungen durch das
Verschlusselement.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verbindungselement zur Leitungsführung an dem beweglichen Teil befestigt oder wird von diesem ausgebildet. Das
Verbindungselement kann hierbei zur mechanischen Verbindung mit weiteren
Verbindungselementen dienen. Hierzu kann das Verbindungselement entsprechende Verbindungsmittel aufweisen oder ausbilden, z.B. Gewindebohrungen oder
Durchgangsöffnungen. Das Verbindungselement kann ein von dem beweglichen Teil verschiedenes Bauelement sein. Auch die weiteren Verbindungselemente können hierbei von dem beweglichen Teil verschiedene Verbindungselemente sein.
Das Verbindungselement kann aus einem festen oder starren Material ausgebildet sein, z.B. aus Metall.
Das Verbindungselement kann hierbei ein Hohlelement sein, wobei die mindestens eine elektrische Leitung in dem von dem Verbindungselement ausgebildeten Innenvolumen, also dem Hohlraum, angeordnet sein kann. Das Verbindungselement, insbesondere eine zentralen Mittellinie des Verbindungselements, kann einen geraden Verlauf, einen gekrümmten Verlauf oder einen abknickenden Verlauf aufweisen. Somit kann das Verbindungselement Abschnitte mit voneinander verschiedenen Orientierungen der entsprechenden zentralen Mittellinien aufweisen.
Das Verbindungselement kann hierbei ein dichtes Element sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Innenvolumen bis auf Öffnungen in einem Gehäuse oder in
Wandabschnitten des Verbindungselements durch das Gehäuse/die Wandabschnitte abgedichtet ist, z.B. gegen Schmutz und Feuchtigkeit.
Weiter kann das Verbindungselement an dem beweglichen Teil oder an einem im
Aufnahmevolumen angeordneten Bauteil des beweglichen Teils befestigt sein. Insbesondere kann das Verbindungselement an das bewegliche Teil angeschraubt sein. Auch kann das Verbindungselement an einem im Aufnahmevolumen angeordneten Bauteil des beweglichen Teils, beispielsweise dem Kabelträgerelement, angeschraubt sein. Das Gehäuse kann eine Durchgangsöffnung aufweisen, wobei das
Verbindungselement sich durch die Durchgangsöffnung hindurch erstrecken kann. Somit kann das Verbindungselement aus dem beweglichen Teil herausragen.
Weiter kann das Verbindungselement oder ein Abschnitt des Verbindungselements an dem Kabelträgerelement anliegen.
Weiter bildet der das Verbindungselement, insbesondere ein Innenvolumen des
Verbindungselements, zumindest einen Teil des Durchführabschnitts aus. Weiter ist das Verschlusselement in dem Verbindungselement angeordnet, also in dem Innenvolumen.
Das Verbindungselement kann insbesondere als direkter, z.B. gerader, Flansch ausgebildet sein.
Das Verbindungselement ermöglicht in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Zuführung der elektrischen Leitung zum Aufnahmevolumen. Insbesondere kann das
Verbindungselement derart ausgebildet sein, dass zulässige Biegeradien der elektrischen Leitungen bei der Bewegung des beweglichen Teils, also in verschiedenen Positionen des beweglichen Teils, nicht unterschritten werden. Durch die Anordnung im
Verbindungselement ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Verschlusselement möglichst nah am Aufnahmevolumen angeordnet ist und somit möglichst wenig
Vergussmasse aus dem Aufnahmevolumen herausfließen kann. Hierdurch wiederum wird in vorteilhafter Weise ein Bedarf an Vergussmaterial reduziert, was wiederum
Herstellungskosten verringert.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Winkelflansch an dem beweglichen Teil befestigt oder wird von diesem ausgebildet. Insbesondere kann der Winkelflansch an das bewegliche Teil angeschraubt sein. Auch kann der Winkelflansch an einem im
Aufnahmevolumen angeordneten Bauteil des beweglichen Teils, beispielsweise dem Kabelträgerelement, angeschraubt sein. In diesem Fall kann das Gehäuse eine
Durchgangsöffnung aufweisen, wobei der Winkelflansch sich durch die
Durchgangsöffnung hindurch erstrecken und an dem Kabelträgerelement anliegen kann. Insbesondere kann das vorhergehend erläuterte Verbindungselement zur Leitungsführung ein Winkelflansch sein.
Weiter bildet der Winkelflansch, insbesondere ein Innenvolumen des Winkelflanschs, zumindest einen Teil des Durchführabschnitts aus. Weiter ist das Verschlusselement in dem Winkelflansch angeordnet, also in dem Innenvolumen. Der Winkelflansch kann beispielsweise zwei hohlzylinderförmige Abschnitte sowie einen Verbindungsabschnitt dieser beiden hohlzylinderförmigen Abschnitte umfassen, wobei eine zentrale
Symmetrieachse eines ersten hohlzylinderförmigen Winkelabschnitts senkrecht zu einer zentralen Symmetrieachse des zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitts orientiert ist.
Hierbei kann das Verschlusselement in einem der hohlzylinderförmigen Abschnitte oder in dem Verbindungsabschnitt angeordnet sein.
Der Winkelflansch ermöglicht in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Zuführung der elektrischen Leitung zum Aufnahmevolumen. Insbesondere kann durch den Winkelflansch sichergestellt werden, dass zulässige Biegeradien der elektrischen Leitungen bei der Bewegung des beweglichen Teils nicht unterschritten werden. Durch die Anordnung im Winkelflansch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Verschlusselement möglichst nah am Aufnahmevolumen angeordnet ist und somit möglichst wenig Vergussmasse aus dem Aufnahmevolumen herausfließen kann. Hierdurch wiederum wird in vorteilhafter Weise ein Bedarf an Vergussmaterial reduziert, was wiederum Herstellungskosten verringert.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verbindungselement zur Leitungsführung einen Vertikalabschnitt, wobei der Vertikalabschnitt des Verbindungselements an dem beweglichen Teil befestigt ist, wobei das Verschlusselement im Vertikalabschnitt angeordnet ist. Hierbei kann der Vertikalabschnitt eine zentrale Symmetrieachse aufweisen, die parallel zur vorhergehend erläuterten ersten Richtung orientiert ist. In diesem Fall kann also eine zentrale Symmetrieachse eines scheibenförmigen
Verschlusselements ebenfalls parallel zur ersten Richtung orientiert sein. Hierbei kann der Vertikalabschnitt des Verbindungselements unmittelbar an das Aufnahmevolumen angrenzen. Hierdurch ergibt sich der vorhergehend erläuterte Vorteil einer möglichst nahen Anordnung des Verschlusselements am Aufnahmevolumen. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Leitungsführungselement an dem beweglichen Teil befestigt oder wird von diesem ausgebildet. Das Leitungsführungselement kann insbesondere an dem Verbindungselement, weiter insbesondere an einem
Horizontalabschnitt des Verbindungselements, befestigt sein. Hierbei kann der
Vertikalabschnitt eine zentrale Symmetrieachse aufweisen, die orthogonal zur
vorhergehend erläuterten ersten Richtung orientiert ist. Das Leitungsführungselement kann hierbei ein von dem vorhergehend erläuterten Verbindungselement verschiedenes Element sein.
Das Leitungsführungselement kann aus flexiblem oder elastischem Material ausgebildet sein, z.B. aus Kunststoff. Das Leitungsführungselement kann hierbei ein Hohlelement sein, wobei das die mindestens eine elektrische Leitung in dem von dem
Leitungsführungselement ausgebildeten Innenvolumen, also dem Hohlraum, angeordnet sein kann. Das Leitungsführungselement, insbesondere eine zentralen Mittellinie des Verbindungselements, kann einen geraden Verlauf, einen gekrümmten Verlauf oder einen abknickenden Verlauf aufweisen. Somit kann das Leitungsführungselement Abschnitte mit voneinander verschiedenen Orientierungen der entsprechenden zentralen Mittellinien aufweisen.
Das Leitungsführungselement kann hierbei ein dichtes Element sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Innenvolumen bis auf Öffnungen in dem
Leitungsführungselement durch Wandabschnitte des Leitungsführungselements abgedichtet ist, z.B. gegen Schmutz und Feuchtigkeit.
Somit können elektrische Leitungen durch das Leitungsführungselement und dann durch das Verbindungselement in das Aufnahmevolumen hineingeführt werden. Das
Leitungsführungselement ermöglicht in vorteilhafter Weise einen Schutz, insbesondere einen mechanischen Schutz, der elektrischen Leitungen, insbesondere beim Ausfahren und Einfahren des beweglichen Teils. Durch das Verschlusselement wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass kein Vergussmaterial in das Leitungsführungselement eindringen kann und somit eine Beweglichkeit der elektrischen Leitungen im
Leitungsführungselement sowie eine Beweglichkeit des Leitungsführungselement einschränken kann. Das Leitungsführungselement kann Teil des beweglichen Teils sein. In jedem Fall kann das Leitungsführungselement Teil der Einrichtung zur induktiven Energieübertragung sein.
Das Leitungsführungselement kann z.B. als Schlauch oder Schrumpfschlauch ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Wellrohr an dem beweglichen Teil befestigt oder wird von diesem ausgebildet. Das Wellrohr kann insbesondere an dem
Verbindungselement, weiter insbesondere an einem Horizontalabschnitt des
Verbindungselements, befestigt. Hierbei kann der Vertikalabschnitt eine zentrale
Symmetrieachse aufweisen, die orthogonal zur vorhergehend erläuterten ersten Richtung orientiert ist.
Insbesondere kann das vorhergehend erläuterte Leitungsführungselement ein Wellrohr sein.
Somit können elektrische Leitungen durch das Wellrohr und dann durch das
Verbindungselement in das Aufnahmevolumen hineingeführt werden. Das Wellrohr ermöglicht in vorteilhafter Weise einen Schutz, insbesondere einen mechanischen Schutz, der elektrischen Leitungen, insbesondere beim Ausfahren und Einfahren des beweglichen Teils. Durch das Verschlusselement wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass kein Vergussmaterial in das Wellrohr eindringen kann und somit eine Beweglichkeit der elektrischen Leitungen im Wellrohr sowie eine Beweglichkeit des Wellrohrs einschränken kann. Das Wellrohr kann Teil des beweglichen Teils sein. In jedem Fall kann das Wellrohr Teil der Einrichtung zur induktiven Energieübertragung sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Teil des Einführabschnitts in einer Bodenfläche des beweglichen Teils angeordnet. Insbesondere kann zumindest ein Teil des Einführabschnittes in einem zentralen Bereich der Bodenfläche des beweglichen Teils angeordnet. Die Bodenfläche kann hierbei von einer Bodenwand des beweglichen Teils ausgebildet werden.
Insbesondere kann das Verbindungselement im Bereich der Bodenfläche an dem beweglichen Teil befestigt sein, z.B. an einer Unterseite des beweglichen Teils, oder im Bereich der Bodenfläche von dem beweglichen Teil ausgebildet werden, z.B. von der Unterseite des beweglichen Teils.
Vorstellbar ist z.B., dass eine Bodenfläche des beweglichen Teils eine
Durchgangsöffnung aufweist. Hierbei kann sich ein Verbindungselement, insbesondere ein Vertikalabschnitt des Verbindungselements, durch die Durchgangsöffnung hindurch in das Aufnahmevolumen hineinerstrecken und dort befestigt sein, beispielsweise an einem im Aufnahmevolumen angeordneten Bauelement oder Bauteil, insbesondere einem Kabelträgerelement. Auch ist vorstellbar, dass das Verbindungselement an einer
Unterseite der Bodenfläche befestigt ist.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine möglichst einfache und mechanisch zuverlässige Zuführung von elektrischen Leitungen in das Aufnahmevolumen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Einführabschnitt in einem zentralen Bereich der Bodenfläche des beweglichen Teils angeordnet. Der zentrale Bereich kann insbesondere ein Bereich der Bodenfläche sein, der in einer gemeinsamen Projektionsebene von dem Faltenbalg umfasst wird, wobei die Projektionsebene senkrecht zur erläuterten ersten Richtung orientiert ist.
Durch die Anordnung des Einführabschnitts an dem stirnseitigen Rand ergibt sich in vorteilhafter Weise der Einführabschnitt durch den Faltenbalg geschützt ist, wodurch ein Eindringen von Schmutz und Flüssigkeit in den Einführabschnitt sowie in das
Aufnahmevolumen verhindert wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist im Aufnahmevolumen eine Vergussmasse angeordnet. Weiter ist zumindest ein Teil der Vergussmasse auf oder an einer aufnahmevolumenseitigen Oberfläche des Verschlusselements angeordnet. Die
Vergussmasse kann insbesondere aus Polyurethan oder Silikon bestehen.
Wie vorhergehend bereits erläutert, kann die Vergussmasse die Primärwindungsstruktur und/oder Elemente zur Führung eines magnetischen Flusses und/oder Elemente eines Fremdobjektdetektionssystems und/oder ein Kabelträgerelement zumindest teilweise umgeben. Weiter vorgeschlagen wird eine Einrichtung zur induktiven Energieübertragung mit einem beweglichen Teil gemäß einer der in dieser Offenbarung offenbarten Ausführungsformen. Hierbei umfasst die Einrichtung zur induktiven Energieübertragung einen stationären Teil. Der stationäre Teil wurde vorhergehend bereits erläutert. Weiter ist der bewegliche Teil relativ zu dem stationären Teil beweglich an diesem befestigt.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung eines beweglichen Teils gemäß einer der in dieser Offenbarung offenbarten Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst hierbei alle Herstellungsschritte zum Herstellen eines solchen beweglichen Teils.
Insbesondere kann ein Gehäuse des beweglichen Teils bereitgestellt werden. Das Gehäuse kann hierbei ein Aufnahmevolumen des beweglichen Teils aufweisen oder ausbilden. Weiter kann ein Einführabschnitt bereitgestellt werden. Weiter kann ein Verschlusselement im Einführabschnitt angeordnet werden.
Hierbei kann in dem Aufnahmevolumen weiter eine Primärwindungsstruktur angeordnet werden. Zusätzlich können auch Bauelemente eines Fremdobjektdetektionssystems, Elemente zur Führung eines magnetischen Flusses, ein Kabelträgerelement und/oder weitere elektrische Bauteile oder elektronische Bauteile in dem Aufnahmevolumen angeordnet werden. Weiter kann mindestens eine elektrische Leitung durch den
Einführabschnitt, vorzugsweise auch durch das Verschlusselement, hindurch in das Aufnahmevolumen hineingeführt werden. Dort kann die elektrische Leitung zu einem vorhergesehenen Kontaktabschnitt geführt werden.
Weiter kann Vergussmaterial in das Aufnahmevolumen eingebracht werden. Hierdurch können die im Aufnahmevolumen angeordneten Elemente, insbesondere die
Primärwindungsstruktur, zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, vergossen werden. Aufgrund des Verschlusselements kann hierbei das Vergussmaterial nicht aus dem Aufnahmevolumen herausdringen, insbesondere in ein Leitungsführungselement, welches zur Führung der elektrischen Leitungen außerhalb des beweglichen Teils dient. Das Leitungsführungselement kann hierbei an dem Einführabschnitt, beispielsweise an dem vorhergehend erläuterten Verbindungselement, befestigt werden.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes bewegliches Teil,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes
bewegliches Teil in einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Einrichtung zur induktiven Energieübertragung,
Fig. 4 eine perspektivische Detailansicht eines erfindungsgemäßen beweglichen
Teils und
Fig. 5 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines beweglichen Teils.
Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
In Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt durch ein bewegliches Teil 1 einer Einrichtung 2 (siehe Fig. 3) zur induktiven Energieübertragung dargestellt. Das bewegliche Teil 1 weist ein Gehäuse 3 auf, welches ein Aufnahmevolumen 4 umfasst. Somit weist das bewegliche Teil 1 ein Aufnahmevolumen 4 zur Aufnahme mindestens einer schematisch dargestellten Primärwindungsstruktur 5 auf. Weiter dargestellt ist ein Kabelträgerelement 6, welches in dem Aufnahmevolumen 4 angeordnet ist. Das Kabelträgerelement 6 dient zur Aufnahme und Führung von mindestens einer Phasenleitung der
Primärwindungsstruktur 5.
Weiter weist das bewegliche Teil 1 einen Einführabschnitt 7 zur Einführung von mindestens einer elektrischen Leitung 8 auf. Die elektrische Leitung 8 dient zur
Energieversorgung von und/oder zur Signalleitung hin zu Bauteilen in dem
Aufnahmevolumen 4 des beweglichen Teils 1.
Hierbei ist dargestellt, dass das Gehäuse 3 des beweglichen Teils 1 in einer Bodenfläche des Aufnahmevolumens 4 eine Durchgangsöffnung 10 aufweist, wobei die elektrische Leitung 8 von außen durch die Durchgangsöffnung 10 in das Aufnahmevolumen 4 eingeführt wird. Dargestellt ist weiter ein als Winkelflansch 1 1 ausgebildetes
Verbindungselement zur Leitungsführung, der an einer Unterseite 9 des beweglichen Teils 1 befestigt ist, beispielsweise über Schrauben. Die elektrische Leitung 8 ist hierbei durch ein Innenvolumen des Winkelflanschs 1 1 geführt wird.
Weiter dargestellt ist ein Verschlusselement 12, welches in dem Einführabschnitt, insbesondere in dem Winkelflansch 1 1 , angeordnet ist. Das Verschlusselement 12 kann beispielsweise aus Gummi ausgebildet sein. Weiter kann das Verschlusselement 12 scheibenförmig ausgebildet sein. Das Verschlusselement 12 kann eine
Durchgangsöffnung für die elektrische Leitung 8 aufweisen.
Dargestellt ist eine Vertikalrichtung z, wobei das bewegliche Teil 1 mittels nicht dargestellter Mittel zur Bewegung in und entgegen der Vertikalrichtung z bewegt werden kann. Die Vertikalrichtung z ist senkrecht zu einer Querrichtung y und senkrecht zu einer Längsrichtung x (siehe Fig. 3) orientiert.
Durch eine Schraffur gekennzeichnet ist eine Vergussmasse 13 dargestellt, die im
Aufnahmevolumen 4 angeordnet ist und zumindest die Primärwindungsstruktur 5 umfasst. Hierbei ist dargestellt, dass die Vergussmasse 13 mit Bezug auf die Vertikalrichtung z auch an einer aufnahmevolumenseitigen Oberfläche, also einer Oberseite, des
Verschlusselements 12 angeordnet ist. Das Verschlusselement 12 verhindert, dass Vergussmasse 13 aus dem Aufnahmevolumen 4 austreten kann.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß beweglichen Teil 1 einer Einrichtung 2 zur induktiven Energieübertragung in einer weiteren
Ausführungsform. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Winkelflansch 1 1 an dem Kabelträgerelement 6 befestigt, welches im Aufnahmevolumen 4 angeordnet ist. Hierzu weist das Gehäuse 3 an der Unterseite 9 eine
Durchgangsöffnung 10 auf, deren Durchmesser größer als ein maximaler Durchmesser des Winkelflansches 1 1 ist. Der Winkelflansch 1 1 kann durch die Durchgangsöffnung 10 hindurch an einer Unterseite des Kabelträgerelements 6 angeordnet werden und dann an dem Kabelträgerelement 6 befestigt werden, beispielsweise durch Schrauben oder Kleben. Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Einrichtung 2 zur induktiven Energieübertragung. Die Einrichtung 2 umfasst ein bewegliches Teil 1 und ein stationäres Teil 14. Das stationäre Teil 14 weist einen Gehäuseabschnitt 15 und einen
Aufnahmeabschnitt 16 für das bewegliche Teil 1 auf. Dargestellt ist weiter eine
Längsrichtung x. Diese Längsrichtung x kann insbesondere einer Erstreckungsrichtung von Unterwindungen von Phasenleitungen der Primärwindungsstruktur 5 (siehe Fig. 1 ) entsprechen oder parallel dazu orientiert sein. Weiter dargestellt ist ein Faltenbalg 17, wobei der Faltenbalg mit dem beweglichen Teil 1 und dem stationären Teil 14 verbunden ist. Weiter dargestellt ist ein als Wellrohr 18 ausgebildetes Leitungsführungselement, welches an dem Winkelflansch 1 1 befestigt ist.
Dargestellt ist, dass der Winkelflansch 1 1 an der Unterseite 9 des beweglichen Teils 1 , insbesondere in einem zentralen Abschnitt der Unterseite 9, befestigt ist. Ebenfalls dargestellt ist die elektrische Leitung 8, die durch ein im Einführabschnitt, insbesondere im Winkelflansch 1 1 , angeordnetes Verschlusselement 12 hindurch in ein Aufnahmevolumen 4 des beweglichen Teils 1 geführt wird. Das Verschlusselement 12 ist in einem
Vertikalabschnitt 20 des Winkelflansches 1 1 angeordnet. Hierbei wird die elektrische Leitung 8 von dem Aufnahmevolumen 4 in den Vertikalabschnitt, durch das
Verschlusselement 12 in den Horizontalabschnitt des Winkelflanschs und von dort in das Wellrohr 18 geführt.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Detailansicht eines Einführabschnitts 7 eines
beweglichen Teils 1. Dargestellt ist eine elektrische Leitung 8, die durch ein
Verschlusselement 12 hindurch von außen in ein Aufnahmevolumen 4 eines beweglichen Teils 1 eingeführt wird. In dem beweglichen Teil 1 sind ein Kabelträgerelement sowie Phasenleitungen einer Primärwindungsstruktur angeordnet. Dargestellt ist auch ein Winkelflansch 1 1 , in dessen Vertikalabschnitt das Verschlusselement 12 angeordnet ist.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines beweglichen Teils 1 (siehe Fig. 1 ). In einem ersten Schritt S1 wird ein Gehäuse 3 des beweglichen Teils 1 bereitgestellt werden. Das Gehäuse 3 weist ein Aufnahmevolumen 4 auf. In einem zweiten Schritt S2 wird ein Einführabschnitt 7 bereitgestellt. In einem dritten Schritt S3 wird ein Verschlusselement 12 im Einführabschnitt 7 angeordnet. In einem vierten Schritt S4 werden Bauteile des beweglichen Teils 1 im Aufnahmevolumen 4 angeordnet, insbesondere eine Primärwindungsstruktur 5 und ein Kabelträgerelement 6.
In einem fünften Schritt S5 wird mindestens eine elektrische Leitung 8 durch den
Einführabschnitt 7, vorzugsweise auch durch das Verschlusselement 12, hindurch in das Aufnahmevolumen 4 hineingeführt und mit einem vorhergesehenen Kontaktabschnitt verbunden. In einem sechsten Schritt S6 wird Vergussmaterial 13 in das
Aufnahmevolumen 4 eingebracht, um die im Aufnahmevolumen 4 angeordneten
Elemente, insbesondere die Primärwindungsstruktur 5, zumindest teilweise zu vergießen. Aufgrund des Verschlusselements 12 dringt kein Vergussmaterial 13 aus dem
Aufnahmevolumen 4 heraus.

Claims

Schutzansprüche
1. Bewegliches Teil einer Einrichtung (2) zur induktiven Energieübertragung, wobei das bewegliche Teil (1 ) ein Aufnahmevolumen (4) zur Aufnahme mindestens einer Windungsstruktur (5) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Felds aufweist oder ausbildet, wobei das bewegliche Teil (1 ) zumindest einen Einführabschnitt (7) zur Einführung von mindestens einer elektrischen Leitung (8) in das Aufnahmevolumen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Einführabschnitt (7) mindestens ein Verschlusselement (12) zur Abdichtung des Aufnahmevolumens (4) angeordnet ist.
2. Beweglicher Teil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein
Verbindungselement zur Leitungsführung an dem beweglichen Teil (1 ) befestigt ist oder von diesem ausgebildet wird, wobei das Verbindungselement zumindest einen Teil des Durchführabschnitts (7) ausbildet, wobei das Verschlusselement (12) in dem Verbindungselement angeordnet ist.
3. Beweglicher Teil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Winkelflansch (1 1 ) an dem beweglichen Teil (1 ) befestigt ist oder von diesem ausgebildet wird, wobei der Winkelflansch (1 1 ) zumindest einen T eil des
Durchführabschnitts (7) ausbildet, wobei das Verschlusselement (12) in dem
Winkelflansch (1 1 ) angeordnet ist.
4. Beweglicher Teil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verbindungselement einen Vertikalabschnitt umfasst, wobei das Verschlusselement (12) im Vertikalabschnitt angeordnet ist.
5. Beweglicher Teil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Leitungsführungselement an dem beweglichen Teil (1 ) befestigt ist oder von diesem ausgebildet wird.
6. Beweglicher Teil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Wellrohr (18) an dem beweglichen Teil (1 ) befestigt ist oder von diesem ausgebildet wird.
7. Beweglicher Teil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Einführabschnitts (7) in einer Unterseite (9) des beweglichen Teils (1 ) angeordnet ist.
8. Beweglicher Teil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Einführabschnitt (7) in einem zentralen Abschnitt der Bodenfläche des beweglichen Teils (1 ) angeordnet ist.
9. Beweglicher Teil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Aufnahmevolumen (4) eine Vergussmasse (13) angeordnet ist, wobei zumindest ein Teil der Vergussmasse (13) auf oder an einer
aufnahmevolumenseitigen Oberfläche des Verschlusselements (12) angeordnet ist.
10. Einrichtung zur induktiven Energieübertragung mit einem beweglichen Teil (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) zur induktiven Energieübertragung ein stationäres Teil umfasst, wobei das bewegliche Teil (1 ) relativ zu dem stationären Teil beweglich an diesem befestigt ist.
1 1. Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung (2) zur induktiven Energieübertragung, wobei ein Gehäuse des beweglichen Teils (1 ) bereitgestellt wird, wobei das Gehäuse ein Aufnahmevolumen (4) zur Aufnahme mindestens einer Windungsstruktur (5) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Felds aufweist oder ausbildet, wobei ein Einführabschnitt (7) zur Einführung von mindestens einer elektrischen Leitung (8) in das Aufnahmevolumen (4) bereitgestellt wird, wobei in dem Einführabschnitt (7) mindestens ein Verschlusselement (12) zur Abdichtung des Aufnahmevolumens (4) angeordnet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Vergussmaterial in das Aufnahmevolumen (4) eingebracht wird.
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