WO2024002467A1

WO2024002467A1 - Positioniereinheit fuer eine ladestation und verfahren zur kontaktierung

Info

Publication number: WO2024002467A1
Application number: PCT/EP2022/067732
Authority: WO
Inventors: Holger LEIB; Timo STAUBACH
Original assignee: Schunk Transit Systems GmbH
Current assignee: Schunk Transit Systems GmbH
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: EP4547516A1; US20250376058A1; CA3260570A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinheit ( 12) und ein Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer statio- nären Ladestation ( 10) und einem Fahrzeug (24), insbesondere Elektro- bus oder dergleichen, wobei mittels der Positioniereinheit eine Kontakt- vorrichtung ( 15) mit einem elektrischen Ladekontakt ( 19) der Positionie- reinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche (21 ) bewegbar und mit dieser kontaktierbar ist, wobei die Positioniereinheit eine Positioniervorrich- tung ( 13) und eine Antriebvorrichtung ( 14) zum Antrieb der Positionier- vorrichtung aufweist, wobei der Ladekontakt mittels der Positioniervor- richtung zwischen einer Kontaktposition ( 18) zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positionierbar ist, wobei die Positioniereinheit eine Abdeckvorrichtung (25) mit einer Schürze (26) umfasst, wobei die Schürze die Kontaktvorrichtung zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, umgibt und in Richtung der Kontaktposition bewegbar ist.

Description

Positioniereinheit für eine Ladestation und Verfahren zur Kontaktierung

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinheit und ein Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem Fahrzeug, insbesondere Elektrobus oder dergleichen, wobei mittels der Positioniereinheit eine Kontaktvorrichtung mit einem elektrischen Ladekontakt der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche bewegbar und mit dieser kontaktierbar ist, wobei die Positioniereinheit eine Positioniervorrichtung und eine Antriebvorrichtung zum Antrieb der Positioniervorrichtung aufweist, wobei der Ladekontakt mittels der Positioniervorrichtung zwischen einer Kontaktposition zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positionierbar ist.

Derartige Positioniereinheiten und Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden regelmäßig bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt. Diese Fahrzeuge können Elektrobusse, aber auch prinzipiell andere Fahrzeuge, wie beispielsweise ein Zug, eine Straßenbahn oder eine Fähre sein, die nicht permanent elektrisch mit einem Fahrdraht oder Ähnlichem verbunden sind. Bei diesen Fahrzeugen erfolgt eine Aufladung eines elektrischen Energiespeichers, bei einer Fahrtunterbrechung an einer Haltestelle oder einem Fahrzeugdepot, durch eine Eadestation. Das Fahrzeug wird in dem Fahrzeugdepot mit der Ladestation elektrisch verbunden, wobei der Energiespeicher des Fahrzeugs, beispielsweise über Nacht, aufgeladen wird.

Zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation wird eine Kontaktvorrichtung eingesetzt, die an der Positioniereinheit oberhalb des Fahrzeugs an einem Abstellplatz des Fahrzeugs im Fahrzeugdepot oder an einer Haltestelle montiert bzw. positioniert ist. Ein Ladekontakt der Kontaktvorrichtung wird dann mittels der Positioniereinheit in Richtung einer Ladekontaktfläche auf einem Dach des Fahrzeugs bewegt und eine elektrische Verbindung hergestellt. Beispielsweise kann eine Kontaktvorrichtung über zumindest vier Ladekontakte verfügen, wobei dann regelmäßig zwei Ladekontakte zur Energieübertragung, ein Ladekontakt als Erdungsleiter, und ein weiterer Ladekontakt zur Datenübertragung dienen kann. Da eine Ladung der Energiespeicher des Fahrzeugs mit einer vergleichsweise hohen Spannung, beispielsweiser 750 Volt oder mehr, und mit einem vergleichsweise hohen Strom erfolgt, ist eine elektrische Sicherheit bei einem Ladevorgang von großer Bedeutung . Eine Positioniereinheit ist beispielsweise aus der DE 10 2015 217 380 Al bekannt.

Wenn sich die Ladestation außerhalb von geschlossenen Räumen, beispielsweise in einem Außenbereich befindet, besteht regelmäßig das Problem, dass die Ladestation sowie das Fahrzeug Witterungseinflüssen ausgesetzt sind. Neben Starkregen können niedrige Temperaturen, Eisregen oder Schneefall einen Ladevorgang erschweren oder auch gänzlich unmöglich machen. Insbesondere kann es in einem Bereich der Ladekontakte zur Bildung von Kriechströmen oder einem Spannungsüberschlag in Folge von Feuchtigkeit kommen. Insbesondere bei Eisregen oder Schnee kann, wenn ein Ladevorgang über mehrere Stunden andauert, die Positioniereinheit vereisen bzw. eingeschneit werden. Beispielsweise kann die Positioniereinheit dann aufgrund einer Schneelast nicht mehr in die Einfahrposition verbracht werden. Dies kann dann dazu führen, dass eine manuelle Enteisung der Positioniereinheit durchgeführt werden muss, um deren korrekte Funktion zu gewährleisten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Positioniereinheit und ein Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem Fahrzeug vorzuschlagen, die bzw. das eine sichere Aufladung eines Fahrzeugs kostengünstig ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Positioniereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Ladestation mit den Merkmalen des Anspruchs 17, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 und eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelö st.

Bei der erfindungsgemäßen Positioniereinheit zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem Fahrzeug, insbesondere Elektrobus oder dergleichen, ist mittels der Positioniereinheit eine Kontaktvorrichtung mit einem elektrischen Ladekontakt der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche bewegbar und mit dieser kontaktierbar, wobei die Positioniereinheit eine Positioniervorrichtung und eine Antriebvorrichtung zum Antrieb der Positioniervorrichtung aufweist, wobei der Ladekontakt mittels der Positioniervorrichtung zwischen einer Kontaktposition zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positionierbar ist, wobei die Positioniereinheit eine Abdeckvorrichtung mit einer Schürze umfasst, wobei die Schürze die Kontaktvorrichtung zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, umgibt und in Richtung der Kontaktposition bewegbar ist.

Die Positioniereinheit ist demnach Bestandteil einer stationären Ladestation für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug und dient dazu, den elektrischen Ladekontakt bzw. die Ladekontakte auf jeweils eine Lade- kontaktfläche des Fahrzeugs, die auf einem Fahrzeugdach angeordnet ist, zu bewegen und mit dieser elektrisch zu kontaktieren. Die Bewegung des bzw. der Ladekontakte auf die jeweilige Ladekontaktfläche wird mit der Positioniereinheit ausgeführt, die oberhalb des Fahrzeugs an einer Dachstruktur angeordnet ist. Der Ladekontakt bzw. die Ladekontakte sind dazu an einem unteren Ende der Positioniereinheit angeordnet und können von einer oberen Einfahrposition in eine untere Kontaktposition zur Stromübertragung bzw. Kontaktierung der Ladekontaktflächen bewegt werden. Diese Bewegung des Ladekontakts bzw. der Ladekontakte erfolgt mit der Positioniervorrichtung, die mit der Antriebvorrichtung betätigbar bzw. antreibbar ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Positioniereinheit die Abdeckvorrichtung umfasst, die zumindest eine Schürze aufweist. Diese Schürze kann die Kontaktvorrichtung, die an der Positioniervorrichtung angeordnet ist und den Ladekontakt bzw. die Ladekontakte aufweist, zumindest abschnittsweise umgeben. Weiter ist die Abdeckvorrichtung so ausgebildet, dass die Schürze in Richtung der Kontaktposition bewegbar ist. Dadurch wird es möglich, die Positioniervorrichtung, die Kontaktvorrichtung und/oder den Ladekontakt bzw. die Ladekontakte zumindest ein Stück weit abzudecken, wenn sich diese in der Kontaktposition befinden. Insbesondere kann die Schürze in einer vertikalen Richtung so weit abgesenkt werden, dass die Positioniervorrichtung, die Kontaktvorrichtung und/oder der Ladekontakt bzw. die Ladekontakte vor übermäßiger Feuchtigkeit, wie beispielsweise schräg einfallenden Regen, Schneefall oder dergleichen, geschützt werden. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Abdeckvorrichtung die Positioniereinheit bzw. die Kontaktvorrichtung vollständig umgibt, um diese allseits vor Witterungseinflüssen bei einem Ladevorgang zu schützen. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, dass die Abdeckvorrichtung alleine nach einer Witterungsrichtung orientiert ist. Weiter kann die Abdeckvorrichtung so beschaffen sein, dass sie wahlweise nach Bedarf und Witterungseinflüssen nutzbar ist. Darüber hinaus dient die Abdeckvorrichtung zum Schutz der Positio- niereinheit vor unbefugtem Zugriff durch beispielsweise auf die Positioniereinheit geworfene Gegenstände oder eventuell auf dem Dach des Fahrzeugs befindliche Personen. Dadurch wird es dann auch möglich eine Ladespannung zu erhöhen und somit eine noch schnellere Ladung des Fahrzeugs zu ermöglichen.

Die Schürze kann in eine Richtung quer zu einer Kontaktebene des Ladekontakts in der Kontaktposition positionierbar sein. Die Kontaktebene ist in Abhängigkeit einer Lage des Fahrzeugs, regelmäßig horizontal ausgebildet. Die Schürze ist dann quer bzw. orthogonal zu der Kontaktebene bewegbar. Wenn sich der Ladekontakt in der Kontaktposition befindet, kann die Schürze in Richtung der Kontaktebene abgesenkt werden, beispielsweise derart, dass die Schürze benachbart der Ladekontaktfläche oder auf dieser aufliegend, positioniert ist. Insbesondere der Bereich, in dem der Ladekontakt auf der Ladekontaktfläche aufliegt, kann dann von der Schürze vollständig oder nahezu vollständig abgeschirmt werden.

Die Schürze kann von einem Rollo, einer Jalousie, einem Faltenbalg, einem Faltstore oder einer Lamellenschürze ausgebildet sein. Das Rollo kann besonders platzsparend an der Positioniereinheit montiert werden und ist kostengünstig erhältlich. Weiter kann das Rollo aus einem synthetischen, langlebigen Material bzw. textilem Stoff gebildet sein. Der Stoff kann flexibel und teilweise transparent sein, sodass der Stoff in Art einer Marquise luftdurchlässig ausgebildet sein und bei Wind nachgeben kann. Eine Jalousie ist ebenfalls platzsparend montierbar und kann darüber hinaus durch eine Neigung von Lamellen an eventuelle Witterungseinflüsse angepasst werden. Ein Faltenbalg kann aus einer Vielzahl von Materialen hergestellt sein und eignet sich für eine dichte Umfassung der Kontaktvorrichtung. Darüber hinaus ist ein Faltenbalg besonders stabil. Eine noch stabilere Ausbildung der Abdeckvorrichtung wird möglich, wenn die Schürze eine Lamellenschürze ist. Die Lamellen- schürze kann aus einer Mehrzahl von Lamellen ausgebildet sein, die teleskopierbar ineinander greifen.

Die Abdeckvorrichtung kann eine Abdeckeinrichtung aufweisen, die aus einer einzelnen Schürze oder einer Mehrzahl von Schürzen gebildet sein kann. Bei der einzelnen Schürze kann es sich beispielsweise um einen Faltenbalg oder ein einfaches Rollo handeln. Die Mehrzahl von Schürzen können so angeordnet sein, dass die Kontaktvorrichtung von den Schürzen umgeben ist. So können vier Schürzen, beispielsweise Rollo s, so angeordnet sein, dass deren Seitenkanten im Wesentlichen aneinander anliegen.

Die Abdeckeinrichtung kann mit einem runden, ovalen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt ausgebildet sein. Unter einem Querschnitt der Abdeckeinrichtung wird hier ein Schnitt quer zu einer Bewegungsrichtung der Schürze bzw. der Schürzen verstanden. Je nach Form bzw. Ausgestaltung der Positioniervorrichtung und der Kontaktvorrichtung kann der Querschnitt so gewählt sein, dass die Positioniervorrichtung zusammen mit der Kontaktvorrichtung von der Abdeckeinrichtung dicht umgeben ist.

Die Abdeckeinrichtung kann an einem unteren Ende mit einem Rahmen ausgebildet sein, der die Positioniervorrichtung mit der Kontaktvorrichtung umgeben kann. Der Rahmen kann unmittelbar an dem unteren Ende oder benachbart dem unteren Ende angeordnet sein und durch beispielsweise ein starres Profil ausgebildet sein. Eine Verformung der Abdeckeinrichtung im Bereich des unteren Endes kann so verhindert werden. Die Abdeckeinrichtung kann dann auch nicht unkontrolliert mit den Ladekontakten unmittelbar in Kontakt gelangen. Gleichzeitig kann über den Rahmen bzw. dessen Gewichtskraft die Schürze in der vertikalen Richtung gespannt werden, sodass die Schürze bei Wind oder dergleichen, nur wenig verformt wird. Werden mehrere Schürzen eingesetzt, kann der Rahmen deren gleichmäßige Positionierung in Richtung der Kontaktpositionen sicherstellen. Die Abdeckeinrichtung kann an einem unteren Ende mit der Positioniervorrichtung oder der Kontaktvorrichtung lösbar verbindbar ausgebildet sein, derart, dass die Abdeckvorrichtung einer Bewegung des Ladekontakts folgen kann. So kann vorgesehen sein, dass die Abdeckvorrichtung im Bereich der Positioniervorrichtung oder der Kontaktvorrichtung, beispielsweise mittels Haken oder einer anderen Art einer geeigneten, leicht herzustellenden und zu lö senden Verbindung, mit der Positioniervorrichtung oder der Kontaktvorrichtung verbunden werden kann. Dies ermöglicht eine Führung der Abdeckvorrichtung mittels der Positioniervorrichtung oder der Kontaktvorrichtung bei einer Bewegung der Positioniervorrichtung bzw. der Kontaktvorrichtung von der Einfahrposition in die Kontaktposition und zurück. Dabei bedarf es keiner besonderen Betätigung der Abdeckvorrichtung durch einen eigens dafür vorgesehenen Antrieb. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn eine mechanische Einrichtung zur Rückholung der Schürze bzw. der Schürzen vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise bei einem Rollo eine Feder sein. Die Abdeckeinrichtung kann dann nach Bedarf, beispielsweise wenn ein längerer Ladevorgang bei vorsehbar schlechten Witterungsbedingungen geplant ist, einfach von einem Bediener des Fahrzeugs mit der Positioniervorrichtung oder der Kontaktvorrichtung verbunden werden. Gleichfalls ist es auch möglich, dass die Verbindung der Positioniervorrichtung oder der Kontaktvorrichtung mit dem unteren Ende der Abdeckeinrichtung automatisiert auf Anforderung des Bedieners herstellbar ist.

Die Abdeckvorrichtung kann ein Dach ausbilden, welches die Positioniervorrichtung mit der Kontaktvorrichtung zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, überspannt. Das Dach kann jede beliebige Dachform aufweisen und so beschaffen sein, dass die Positioniervorrichtung mit der Kontaktvorrichtung gegen Niederschlag geschützt ist. Das Dach kann auch durch einen Mast bzw. Ausleger, an dem die Positioniereinheit befestigt ist, ausgebildet sein. An den Rändern des Dachs kann die Abdeckvorrichtung bzw. die Schürze montiert sein. Die Abdeckvorrichtung wird dann auch von dem Dach überspannt. Die Abdeckvorrichtung kann die Kontaktvorrichtung in einer horizontalen Einfahrebene in der Einfahrposition vollständig umgeben. Unter der horizontalen Einfahrebene wird hier eine Ebene verstanden, in der sich die Ladekontakte in der Einfahrposition der Positioniervorrichtung befinden. Die Kontaktvorrichtung bzw. der Ladekontakt ist dann gegen seitlich auf die Positioniereinheit einwirkende Witterungseinflüsse geschützt, wenn sich die Positioniervorrichtung in der Einfahrposition befindet.

Die Abdeckvorrichtung kann eine Haube mit einer umlaufenden Wand aufweisen, deren Umfang die Positioniervorrichtung mit der Kontaktvorrichtung umgeben kann, wobei an einer Innenseite der Haube die Schürze angeordnet sein kann. Die Haube kann dann gleichzeitig ein Dach ausbilden, welches an einem oberen Ende der Abdeckvorrichtung angeordnet ist. Die umlaufende Wand kann im Wesentlichen vertikal ausgebildet sein und die Kontaktvorrichtung in der Einfahrebene vollständig umgeben. An der Innenseite der Haube bzw. der jeweiligen Wand kann die Schürze bzw. die Schürzen angeordnet sein. Hierdurch wird es möglich die Schürze in einer Einfahrposition ebenfalls gegen Witterungseinflüsse zu schützen.

Die Abdeckvorrichtung kann eine Antriebeinrichtung aufweisen, mittels der die Schürze zwischen der Kontaktposition und der Einfahrposition positionierbar ist. Die Antriebeinrichtung kann einen elektromotorischen Antrieb umfassen, der beispielsweise mit einer Feder, einem Getriebe, Hebelgetriebe oder dergleichen, Zusammenwirken kann. Beispielweise kann eine Lamellenschürze oder ein Faltenbalg mittels einer Schere einfach betätigt werden. Ein Rollo oder eine Jalousie kann mittels eines rotatorischen Antriebs angehoben oder gesenkt werden.

Die Antriebeinrichtung kann eine Regeleinrichtung und einen Elektromotor aufweisen, der mittels der Regeleinrichtung ansteuerbar sein kann. Die Regeleinrichtung kann ein Absenken und Anheben der Abdeckvorrichtung bewirken, beispielweise parallel zu einer Bewegung der Positioniervorrichtung oder auf eine externe Anforderung hin durch eine Bedienperson, beispielsweise über eine Funkverbindung mit dem jeweiligen Fahrzeug. Die Antriebeinrichtung kann auch eine Mehrzahl von Elektromotoren aufweisen, je nachdem, wie viele Schürzen die Abdeckvorrichtung umfasst. Die Regeleinrichtung kann auch eine Geschwindigkeit eines Absenkens oder Einfahrens der Schürze regeln.

Vorteilhaft kann die Antriebeinrichtung einen Positionssensor und/oder Wegsensor, mit dem ein Ausfahrweg der Schürze bestimmbar sein kann, und/oder einen Kraftsensor, mit dem eine Kontaktkraft bestimmbar sein kann, aufweisen. Mit dem Positionssensor kann beispielsweise eine Lage der Ladekontaktfläche detektiert werden, sodass ein bestimmter Ausfahrweg, in Abhängigkeit einer Höhe des betreffenden Fahrzeugs, von der Antriebeinrichtung bestimmt werden kann. Der zurückgelegte Ausfahrweg kann wiederum mit einem Wegsensor gemessen werden. Beispielsweise kann der Wegsensor ein einfacher Drehgeber an einem Rollo sein. Mit dem Kraftsensor kann eine Kontaktkraft gemessen werden, wenn ein unteres Ende der Schürze bzw. der Antriebvorrichtung auf dem Dach eines Fahrzeugs oder der Ladekontaktfläche zur Anlage gelangen. Weiter kann mit dem Kraftsensor auch eine Kontaktkraft in der Einfahrposition gemessen werden, sodass die Einfahrposition der Schürze detektiert werden kann. Über den Kraftsensor kann so ein Abschalten eines Antriebs der Antriebeinrichtung bewirkt werden.

Die Antriebvorrichtung kann einen Verstellantrieb zur Ausbildung einer auf die Positioniervorrichtung wirkenden Verstellkraft und eine mit dem Verstellantrieb mechanisch zusammenwirkende Federeinrichtung aufweisen. Die Federeinrichtung kann durch eine oder mehrere Federn ausgebildet sein. Der Verstellantrieb kann ein pneumatischer, hydraulischer oder elektromechanischer Antrieb sein, der auf die Positioniervorrichtung einwirkt und diese in die Kontaktposition und wahlweise Einfahrposition bewegen kann. Mit der Federeinrichtung kann eine definierte Kontaktkraft auf die jeweiligen Ladekontaktflächen ausgeübt werden. Weiter kann die Federeinrichtung so ausgebildet sein, dass bei einem Ausfall des Verstellantriebs die Positioniervorrichtung mit einer Federkraft in die Einfahrposition bewegt wird.

Die Kontaktvorrichtung kann zwei Ladekontaktträger mit zumindest zwei daran angeordneten Ladekontakten aufweisen. Insgesamt kann dann die Positioniereinheit vier Ladekontakte aufweisen. Zwei der Ladekontakte können zur Energieübertragung, ein Ladekontakt als Erdungsleiter, und ein weiterer Ladekontakt zur Datenübertragung dienen.

Die Ladekontakte können über ein Gestänge der Kontaktvorrichtung mit zumindest jeweils einer Verbindungsstange zur Verbindung zweier Ladekontakte und mit zumindest einer quer zu den Verbindungsstangen angeordneten Trägerstange zur Verbindung der Ladekontaktträger miteinander verbunden sein. Über das Gestänge wird es dann möglich, eine Kontaktkraft gleichmäßig auf alle Ladekontakte zu verteilen und auf die jeweiligen Ladekontaktflächen über die Ladekontakte auszuüben. Auch kann über das Gestänge eine Bewegung des Fahrzeugs während eines Ladevorgangs ausgeglichen werden.

Die erfindungsgemäße Ladestation umfasst einen Mast, einen Ausleger oder eine Brücke und eine oberhalb eines Fahrzeugs daran angeordnete erfindungsgemäße Positioniereinheit. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Ladestation ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem Fahrzeug, insbesondere Elektrobus oder dergleichen, wird mittels einer Positioniereinheit eine Kontaktvorrichtung mit einem elektrischen Ladekontakt der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche bewegt und mit dieser kontaktiert, wobei eine Positioniervorrichtung der Positioniereinheit von einer Antriebvorrichtung der Positioniereinheit angetrieben wird, wobei der Ladekontakt mittels der Positioniervorrichtung zwischen einer Kontaktposition zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positioniert wird, wobei eine Schürze eine Abdeckvorrichtung der Positioniereinheit die Kontaktvorrichtung zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, umgibt und in Richtung der Kontaktposition bewegt wird. Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Positioniereinheit verwiesen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Eine Abdeckvorrichtung mit einer Schürze wird erfindungsgemäß zur Abdeckung einer Kontaktvorrichtung einer Positioniereinheit zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem Fahrzeug, insbesondere Elektrobus oder dergleichen, verwendet, wobei mittels der Positioniereinheit die Kontaktvorrichtung mit einem elektrischen Ladekontakt der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche bewegbar und mit dieser kontaktierbar ist, wobei die Positioniereinheit eine Positioniervorrichtung und eine Antriebvorrichtung zum Antrieb der Positioniervorrichtung aufweist, wobei der Ladekontakt mittels der Positioniervorrichtung zwischen einer Kontaktposition zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positionierbar ist, wobei die Schürze die Kontaktvorrichtung zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, umgibt und in Richtung der Kontaktposition bewegbar ist. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Verwendung ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Ladestation mit einem Fahrzeug ;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Ladestation mit dem Fahrzeug aus Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Ladestation;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Ladestation;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform einer Ladestation;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform einer Ladestation;

Fig. 7 eine Teilschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer

Schürze;

Fig. 8 eine Teilschnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer

Schürze;

Fig. 9 eine Teilschnittansicht einer dritten Ausführungsform einer

Schürze;

Fig. 10 eine Teilschnittansicht einer vierten Ausführungsform einer

Schürze;

Fig. 11 eine Teilschnittansicht einer fünften Ausführungsform einer

Schürze.

Eine Zusammenschau der Fig. 1 und 2 zeigt eine Ladestation 10 mit einem Mast 1 1 und einer daran angeordneten Positioniereinheit 12. Die Positioniereinheit 12 ist hier lediglich schematisch dargestellt und umfasst eine Positioniervorrichtung 13 , eine Antriebvorrichtung 14 und eine Kontaktvorrichtung 15. Die Positioniervorrichtung 13 weist einen Gelenkarm 16 auf, an dessen unteren Ende 17 die Kontaktvorrichtung 15 angeordnet ist. Der Gelenkarm 16 ist mittels der Antriebvorrichtung 14 von einer Einfahrposition in die hier gezeigte Kontaktposition 18 und zurück bewegbar. An der Kontaktvorrichtung 15 sind vier Ladekontakte 19 an einem Gestänge 20 der Kontaktvorrichtung 15 angeordnet und in der hier gezeigten Darstellung mit Ladekontaktflächen 21 von Kontaktschienen 22, welche auf einem Dach 23 eines hier nur teilweise dargestellten Fahrzeugs 24 angeordnet sind, elektrisch kontaktiert.

Die Positioniereinheit 12 umfasst weiter eine Abdeckvorrichtung 25, die hier nur schematisch dargestellt ist. Die Abdeckvorrichtung 25 umfasst ihrerseits eine Schürze 26, die die Kontaktvorrichtung 15 vollständig umgibt und in Richtung der Kontaktposition 18 bewegbar ist. Die Schürze 26 kann auch so weit nach oben bewegt werden, sodass sie sich im Wesentlichen in einer Einfahrposition ausschließlich in einem Bereich der Antriebvorrichtung 14 befindet. Ein prinzipieller Bewegungsbereich der Schürze ist in den Fig. 1 und 2 mit einer gestrichelten Linie 27 dargestellt.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Positioniereinheit 28 bei der eine Abdeckvorrichtung 29 mit einem Dach 30 ausgebildet ist. Das Dach 30 überspannt hier die Positioniervorrichtung 13 zusammen mit der Kontaktvorrichtung 15 vollständig. Weiter ist die Abdeckvorrichtung 29 mit einer Schürze 31 ausgebildet, die an den jeweiligen Rändern 32 des Dachs 30 angeordnet ist.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Positioniereinheit 33 , bei der eine Abdeckvorrichtung 34 mit einer Haube 35 ausgebildet ist. Die Haube 35 weist eine umlaufende Wand 36 auf, die die Positioniervorrichtung 13 mit der Kontaktvorrichtung 15 umgibt. An einer Innenseite 37 der Haube 35 ist je eine Schürze 38 der Abdeckvorrichtung 34 angeordnet. Die Fig. 5 zeigt eine Positioniereinheit 39 mit einer Abdeckvorrichtung 14 mit wiederum einer Schürze 41. Insbesondere ist hier an einem unteren Ende 42 der Schürze 41 ein Rahmen 43 angeordnet, der zusammen mit der Schürze 41 abgesenkt bzw. angehoben werden kann. Der Rahmen 43 dient zur Stabilisierung der Schürze 41 und zur Straffung bzw. zur Erzeugung einer Spannung in der Schürze 41 in Folge seiner Gewichtskraft.

Die Fig. 6 zeigt eine Positioniereinheit 44 mit einer Abdeckvorrichtung 45 bei der an einem unteren Ende 46 Verbindungselemente 47 befestigt sind, die die Kontaktvorrichtung 15 mit einer Schürze 48 der Abdeckvorrichtung 45 koppeln. Durch ein Absenken bzw. Anheben der Kontaktvorrichtung 15 über die Positioniervorrichtung 13 kann dann ebenfalls ein Absenken und Anheben der Schürze 48 bewirkt werden.

Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Schürze 49 gemäß der die Schürze 49 als ein Rollo 50 ausgebildet ist. Das Rollo 50 ist aus einer Bahn 51 gebildet, die auf einer Haspel 52 des Rollos 50 aufgewickelt bzw. von dieser abgewickelt werden kann.

Die Fig. 8 zeigt eine Schürze 53 , die von einer Jalousie 54 ausgebildet ist. Die Jalousie 54 besteht aus Lamellen 55 und die Lamellen 55 verbindenden Seilen 56.

Die Fig. 9 zeigt eine Schürze 57, die von einem Faltstore 58 ausgebildet ist. Hier kann eine gefaltete Bahn 59 des Faltstores 58 mittels eines Seils 60 abgesenkt und angehoben werden.

Eine in der Fig. 10 dargestellte Schürze 61 ist durch eine Lamellenschürze 62 gebildet. Die Lamellenschürze 62 besteht aus Lamellen 63 , die vertikal angeordnet sind und in Art eines Teleskops ineinander geschoben werden können. Ein Absenken oder Anheben der Lamellenschürze 62 kann über hier nicht dargestellte Seile oder eine Scherenmechanik erfolgen. Eine weitere Ausführungsform einer Schürze 64 zeigt die Fig. 11, wobei die Schürze 64 durch einen Faltenbalg 65 ausgebildet ist. Der Faltenbalg 65 besteht hier aus einer B ahn 66, die eine im Wesentlichen vorgegebene Form mit horizontal verlaufenden Falten 67 aufweist. Die Bahn 66 kann beispielsweise aus einem elastischem Material gebildet sein.

Die Positioniereinheiten, wie sie in den Fig. 1 bis 6 beschrieben sind, können jeweils eine oder mehrere der in den Fig. 7 bis 11 beschriebenen Schürzen aufweisen.

Claims

28. Juni 2022

Schunk Transit Systems GmbH G/SBI-064-WO 35435 Wettenberg scu

Patentansprüche

1. Positioniereinheit (12, 28, 33, 39, 44) zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation (10) und einem Fahrzeug (24), insbesondere Elektrobus oder dergleichen, wobei mittels der Positioniereinheit eine Kontaktvorrichtung (15) mit einem elektrischen Ladekontakt (19) der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche (21) bewegbar und mit dieser kontaktierbar ist, wobei die Positioniereinheit eine Positioniervorrichtung (13) und eine Antriebvorrichtung (14) zum Antrieb der Positioniervorrichtung aufweist, wobei der Ladekontakt mittels der Positioniervorrichtung zwischen einer Kontaktposition (18) zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positionierbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Positioniereinheit eine Abdeckvorrichtung (25, 29, 34, 40, 45) mit einer Schürze (26, 31, 38, 41, 48, 53, 57, 61, 64) umfasst, wobei die Schürze die Kontaktvorrichtung zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, umgibt und in Richtung der Kontaktposition bewegbar ist. Positioniereinheit nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schürze (26, 31, 38, 41, 48, 53, 57, 61, 64) in einer Richtung quer zu einer Kontaktebene des Ladekontakts (19) in der Kontaktposition (18) positionierbar ist. Positioniereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schürze (26, 31, 38, 41, 48, 53, 57, 61, 64) von einem Rollo (50), einer Jalousie (54), einem Faltenbalg (65), einem Faltstore (58) oder einer Lamellenschürze (62) ausgebildet ist. Positioniereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckvorrichtung (25, 29, 34, 40, 45) eine Abdeckeinrichtung aufweist, die aus einer einzelnen Schürze (26, 31, 38, 41, 48, 53, 57, 61, 64) oder einer Mehrzahl von Schürzen (48, 53, 57, 61, 64) gebildet ist. Positioniereinheit nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckeinrichtung mit einem runden, ovalen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist. Positioniereinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckeinrichtung an einem unteren Ende (42) mit einem Rahmen (43) ausgebildet ist, der die Positioniervorrichtung (13) mit der Kontaktvorrichtung (15) umgibt. Positioniereinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckeinrichtung an einem unteren Ende (17, 46) mit der Positioniervorrichtung (13) oder der Kontaktvorrichtung (15) lösbar verbindbar ausgebildet ist, derart, dass die Abdeckvorrichtung einer Bewegung des Ladekontakts (19) folgen kann. Positioniereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckvorrichtung (25, 29, 34, 40, 45) ein Dach (30) ausbildet, welches die Positioniervorrichtung (13) mit der Kontaktvorrichtung (15) zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, überspannt. Positioniereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckvorrichtung (29) die Kontaktvorrichtung (15) in einer horizontalen Einfahrebene in der Einfahrposition vollständig umgibt. Positioniereinheit nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckvorrichtung (34) eine Haube (35) mit einer umlaufenden Wand aufweist, deren Umfang die Positioniervorrichtung mit der Kontaktvorrichtung umgibt, wobei an einer Innenseite der Haube die Schürze angeordnet ist. Positioniereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdeckvorrichtung (25, 29, 34, 40, 45) eine Antriebeinrichtung aufweist, mittels der die Schürze (26, 31, 38, 41, 48, 53, 57, 61, 64) zwischen der Kontaktposition (18) und der Einfahrposition positionierbar ist.

12. Positioniereinheit nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antriebeinrichtung eine Regeleinrichtung und einen Elektromotor aufweist, der mittels der Regeleinrichtung ansteuerbar ist.

13. Positioniereinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antriebeinrichtung einen Positionssensor und/oder Wegsensor, mit dem ein Ausfahrweg der Schürze (26, 31, 38, 41, 48, 53, 57, 61, 64) bestimmbar ist, und/oder einen Kraftsensor, mit dem eine Kontaktkraft bestimmbar ist, aufweist.

14. Positioniereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antriebvorrichtung einen Verstellantrieb zur Ausbildung einer auf die Positioniervorrichtung (13) wirkenden Verstellkraft und eine mit dem Verstellantrieb mechanisch zusammenwirkende Federeinrichtung aufweist.

15. Positioniereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kontaktvorrichtung (15) zwei Ladekontaktträger mit zumindest zwei daran angeordneten Ladekontakten (19) aufweist.

16. Positioniereinheit nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ladekontakte (19) über ein Gestänge (20) der Kontaktvorrichtung (15) mit zumindest jeweils einer Verbindungsstange zur Verbindung zweier Ladekontakte und mit zumindest einer quer zu den Verbindungsstangen angeordneten Trägerstange zur Verbindung der Ladekontaktträger miteinander verbunden sind. Ladestation (10) mit einem Mast (11), einem Ausleger oder einer Brücke und einer oberhalb eines Fahrzeugs (24) daran angeordneten Positioniereinheit (12, 28, 33, 39, 44) nach einem der vorangehenden Ansprüche. Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation (10) und einem Fahrzeug (24), insbesondere Elektrobus oder dergleichen, wobei mittels einer Positioniereinheit (12, 28, 33, 39, 44) eine Kontaktvorrichtung (15) mit einem elektrischen Ladekontakt (19) der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche (21) bewegt und mit dieser kontaktiert wird, wobei eine Positioniervorrichtung (13) der Positioniereinheit von einer Antriebvorrichtung (14) der Positioniereinheit angetrieben wird, wobei der Ladekontakt mittels der Positioniervorrichtung zwischen einer Kontaktposition (18) zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positioniert wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Schürze (26, 31, 38, 41, 48, 53, 57, 61, 64) einer Abdeckvorrichtung (25, 29, 34, 40, 45) der Positioniereinheit die Kontaktvorrichtung zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, umgibt und in Richtung der Kontaktposition bewegt wird. Verwendung einer Abdeckvorrichtung (25, 29, 34, 40, 45) mit einer Schürze (26, 31, 38, 41, 48, 53, 57, 61, 64) zur Abdeckung einer Kontaktvorrichtung (15) einer Positioniereinheit (12, 28, 33, 39, 44) zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation (10) und einem Fahrzeug (24), insbesondere Elektrobus oder dergleichen, wobei mittels der Positioniereinheit die Kontaktvorrichtung mit einem elektrischen Ladekontakt (19) der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche (21) bewegbar und mit dieser kontaktierbar ist, wobei die Positioniereinheit eine Positioniervorrichtung (13) und eine Antriebvorrichtung (14) zum Antrieb der Positioniervorrichtung aufweist, wobei der Ladekontakt mittels der Positioniervorrichtung zwischen einer Kontaktposition ( 18) zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positionierbar ist, wobei die Schürze die Kontaktvorrichtung zumin- dest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, umgibt und in Richtung der Kontaktposition bewegbar ist.