用于充电站的定位单元以及用于制造接触的方法与流程

车辆装置的制造及其改造技术用于充电站的定位单元以及用于制造接触的方法1.本发明涉及定位单元以及用于在固定充电站与车辆、特别是电动公交车等之间形成导电连接的方法，定位单元的充电接触件能够相对于充电接触表面移动并能够借助于定位单元与充电接触表面接触，定位单元具有定位装置和用于驱动定位装置的驱动单元，充电接触件能够借助于定位装置定位在用于传递电流的接触位置与用于中断电流的缩回位置之间，驱动装置具有用于形成作用在定位装置上的位移力的位移驱动器和与位移驱动器机械地相互作用的弹簧装置，弹簧装置包括至少一个接触弹簧，作用在充电表面上的接触力能够由位移驱动器和接触力产生。2.这种定位单元和方法是从现有技术中已知的，并且通常用于电动驱动车辆。这些车辆可以是电动公交车但通常也可以是其他车辆、比如火车或有轨电车，这些车辆不会永久地电连接至架空电线等。在这些车辆的情况下，电能储存装置通过停车站或车辆调配场的充电站充电。例如，车辆电连接至车辆调配场处的充电站，车辆的储能装置通宵充电。3.为了在车辆与充电站之间产生导电连接，使用了接触装置，该接触装置安装或定位在车辆调配场中的车辆的停车位的车辆上方的定位单元上。接触装置的充电接触件借助于定位单元在车辆的车顶上朝向充电接触表面移动，并产生电连接。例如，接触装置可以包括至少四个充电接触件；两个充电接触件通常用于传输能量，一个充电接触件通常用作接地导体，并且附加的充电接触件通常用于传输数据。当将充电接触件引导至车辆的对应充电接触表面时，必须使用足够大、但不是太大的接触力将充电接触件按压至充电接触表面，以便能够确保安全的电连接。例如，从de 10 2015217 380a1中已知这种类型的定位单元。4.在现有的车辆调配场中，当车辆车队转换成电动车辆时，对应的充电站安装在围场内的停车位或车辆路径的上方或贯穿车辆调配场的地面。为此，也使用定位单元，比如用于停靠站的桅杆上的定位单元。由于车辆调配场的设施已经是现有的基础设施或建筑物，在停靠站使用的定位单元不能容易地使用，例如在围场中使用。天花板的高度可能不足以安装定位单元，或者定位单元必须安装在天花板下方很远的地方。同时，为在停靠站使用而设计的定位单元必须坚固以抵抗环境影响并且因此相对较重，这增加了定位单元的生产成本。此外，已知的定位单元被建造得相对较大，因为在停靠站的桅杆处有足够的空间可用，这在围场中是不利的，因为例如在天花板区域中有横梁或电源线。5.因此，本发明的目的是提出一种定位单元和一种用于在固定充电站与车辆之间形成导电连接的方法，该定位单元和方法能够在车辆调配场中灵活且成本有效地对车辆进行充电。6.该目的通过具有权利要求1的特征的定位单元以及具有权利要求18的特征的方法来实现。7.在根据本发明的定位单元中，该定位单元用于在固定充电站与车辆、特别是电动公交车等之间形成导电连接，定位单元的充电接触件能够相对于充电接触表面移动并能够借助于定位单元与充电接触表面接触，定位单元具有定位装置和用于驱动定位装置的驱动单元，充电接触件能够借助于定位装置定位在用于传递电流的接触位置与用于中断电流的缩回位置之间，驱动装置具有用于形成作用在定位装置上的位移力的位移驱动器和与位移驱动器机械地相互作用的弹簧装置，弹簧装置包括至少一个接触弹簧，作用在充电接触表面上的接触力能够通过位移驱动器和接触弹簧产生，定位装置包括固定支承件、能够在固定支承件上沿竖向位移方向线性移动的上部段、以及能够在上部段上沿竖向位移方向线性移动的下部段，接触弹簧与固定支承件和上部段联接，上部段能够借助于位移驱动器相对于下部段移动。8.因此，定位单元是用于电驱动车辆的固定充电站的部件，并且用于在每种情况下将充电接触件移动至车辆的设置在车辆车顶上的充电接触表面并且与充电接触表面电接触。因此，还可以在例如车辆调配场处向车辆供应电能，并将该能量存储在车辆中。充电接触件使用定位单元移动至对应的充电接触表面上，该定位单元在围场承载件结构或天花板结构上设置在车辆上方。为此，充电接触件设置在定位单元的下端部，并且可以从上缩回位置移动至下接触位置，以传递电流并接触充电接触表面。在接触位置，在相应的充电接触表面上施加限定的接触力。9.充电接触件使用定位装置移动，该定位装置可以使用驱动装置的位移驱动器来致动。驱动装置在定位装置上产生位移力，位移驱动器与弹簧机构相互作用，结果是通过位移驱动器和弹簧机构的接触弹簧而在充电接触表面上产生接触力。10.根据本发明，定位装置具有固定支承件和上部段，固定支承件能够安装在承载件结构或天花板结构上以便是固定的，上部段设置在固定支承件上并能够在固定支承件上沿竖向位移方向线性移动。此外，定位装置的下部段设置在上部段上，下部段也能够在上部段上沿竖向位移方向线性移动。因此，下部段与上部段联接，并且上部段与固定支承件联接并以伸缩的方式在缩回位置与接触位置之间移动。此外，接触弹簧与固定支承件和上部段联接，并且上部段能够借助于位移驱动器相对于下部段移动。下部段经由位移驱动器相对于上部段的移动导致下部段移动至接触位置或缩回位置，并且因此导致充电接触件的相应的运动。11.如果充电接触件抵接充电接触表面，由于固定支承件与上部段之间的接触弹簧，致动驱动器的持续运动可以转化以形成接触力。如果下部段由于充电接触件与充电接触表面的抵接而不能再移动，则上部段相对于固定支承件移动。因此，使用定位单元以相反的方式发生将充电接触件缩回至缩回位置。以这种方式形成的定位单元可以特别容易地制造，并且与具有铰接臂的定位单元相比相对紧凑。尽管如此，可以根据上部段和下部段的任意长度来桥接缩回位置与接触位置之间的对应距离，这意味着可以针对不同高度的车辆和承载件结构或屋顶结构容易地形成定位单元。由于定位单元设计紧凑，其还可以灵活地设置在屋顶结构上，而不需要修改屋顶结构。总体而言，因此可以以较小的努力在车辆调配场有利地使用定位单元，同时其生产成本也很低。12.位移驱动器可以与上部段和下部段联接成使得上部段能够借助位移力相对于下部段移动。因此，可以在上部段与下部段之间产生位移力，这意味着引起从上部段到下部段的相对运动。为了在上部段与下部段之间产生位移力，可以在上部段或下部段上以固定的方式设置位移驱动器。如果位移驱动器例如经由致动元件与上部段和下部段直接联接，则也可以将位移驱动器设置成远离上部段和下部段。13.位移驱动器和接触弹簧可以以机械串联连接的方式彼此联接，使得作用在充电接触表面上的接触力可以通过位移驱动器和接触弹簧产生。经由位移驱动器和接触弹簧的机械串联连接，定位装置可以经由位移驱动器的位移力来移动，并且当充电接触表面与充电接触件接触时，可以进一步增加位移力。然后，进一步增加的位移力通过连接至位移驱动器的接触弹簧存储，并且然后作为接触力传送至定位装置和充电接触表面。因此，位移力的增加不用于定位装置朝向充电接触表面的持续运动，而是用于产生或增加充电接触表面上的接触力。根据部段和充电接触件的自重或设置在固定支承件上的部件的自重，该自重也可以至少部分地由接触弹簧补偿。当充电接触表面与充电接触件接触时，接触弹簧最初被自重拉紧或储存弹簧力。进一步增加的位移力从连接至位移驱动器的接触弹簧的自重和载荷移除获得，该自重作为接触力传递到定位装置或充电接触表面。同样在这种情况下，位移力的增加不用于定位装置朝向充电接触表面的持续运动，而是用于产生或增加充电接触表面上的接触力。因此，无论在道路上的充电接触表面的高度或充电接触表面与充电接触件的相对距离如何，在充电接触件的缩回位置，都可以在充电接触表面上产生基本上恒定的接触力。14.接触弹簧可以与固定支承件和上部段联接。根据定义，固定支承件不能相对于定位装置和驱动装置的附加支承件移动。上部段可以经由接触弹簧直接连接至固定支承件。15.接触弹簧可以是拉伸弹簧和/或压缩弹簧。原则上，任何类型的弹簧都是合适的，当固定支承件与上部段彼此相对移动时，弹簧允许在固定支承件与上部段之间产生弹簧力和/或拉伸力或压缩力。除了一个单独的接触弹簧外，还可以提供组成弹簧机构的若干接触弹簧。16.固定支承件和上部段可以连接至上线性导引件，上部段和下部段能够连接至下线性导引件。线性导引件可以通过两个导引元件特别容易地实现，这两个导引元件以形状配合的方式连接并且可以相对于彼此在轴上移位。17.该定位装置可以具有至少一个附加部段，该至少一个附加部段将上部段连接至下部段，并且能够在竖向移位装置中相对于上部段和下部段线性地自由移动。原则上，定位装置可以具有以串联布置方式彼此连接的多个这样的部段。根据相应的部段的数目和长度，部段之间的这种连接允许将缩回位置中的定位装置一起推到具有低构造高度的小空间。18.如果固定支承件和部段由彼此同轴设置的型材组成，则可以特别便宜地形成定位单元。相应的型材的测量可以是使得型材可以插入到彼此中或相对于彼此插入。如果型材是中空型材，则中空型材的内表面可以抵接中空型材的外表面，使得在两个中空型材之间实现伸缩导引件。尽管如此，中空型材之间的距离可能很大使得在中空型材之间形成间隙。仅为此目的，可以在间隙中设置用于使中空型材相对于彼此移位的线性导引件。中空型材可以具有正方形、矩形或甚至圆形的横截面。代替中空型材，也可以使用实心型材、例如杆或板。19.固定支承件的型材可以形成定位装置的壳体，部段可以接纳在壳体内。也可以使固定支承件的型材在所有型材中具有相对最大的横截面。剩余型材的长度可以使得其可以基本上被接纳在如此实现的定位装置的壳体内。反之亦然，下部段的型材也可以形成定位装置的壳体。20.上部段能够在固定支承件上相对于沿竖向位移方向延伸的竖向轴线倾斜＞0°至5°的角度α，并且/或者下部段能够在上部段上相对于沿竖向位移方向延伸的竖向轴线倾斜＞0°至5°的角度α。特别地，固定支承件和/或部段可以彼此连接成使得水平相对运动也是可能的。如果实现了用于实现固定支承件和部段的竖向相对运动的线性导引件，则线性导引件可以实现成具有相应的游隙，或者线性导引件本身可以实现成能够枢转角度α。将下部段至少枢转角度α的选项可以用于补偿在定位单元下方的车辆的较小运动或摆动，例如，当人上车或下车时，或当车辆装载或卸载时。21.位移驱动器可以具有位置传感器或路径传感器和/或力传感器，接触弹簧的弹簧路径能够借助于位置传感器或路径传感器确定，接触力能够借助于力传感器确定。通过限制接触弹簧的弹簧路径并且/或者由于一个力传感器，可以限制作用在充电接触表面上的接触力。当到达特定的弹簧路径或测量力时位移驱动器的关闭可能是导致限制的原因。因此，可以容易地避免对定位单元或充电接触表面的损坏。22.位移驱动器可以具有控制元件和可以借助于控制元件控制的电动马达或气动驱动器。此外，位移驱动器可以具有备用电池，该备用电池确保在停电或不同故障的情况下，经由来自备用电池的应急电源将定位装置自动缩回至缩回位置。备用电池可以集成在位移驱动器中。也可以提供其他合适的驱动器来代替电动马达或气动驱动器。23.电动马达可以是线性马达、优选为主轴驱动器，电动马达以固定的方式设置在上部段或下部段上。可选地，根据主轴的倾斜度，主轴驱动器也可以实现自锁。然后，定位装置可以容易地移动至期望位置并被固定，而不需要另外的辅助装置。线性驱动器可以具有路径传感器，借助于该路径传感器可以限制定位装置的运动区域。例如，增量编码器或绝对编码器可以用作路径传感器。然后，就可以始终确定线性驱动器的准确工作位置。24.可以实现移位装置，使得电动马达的扭矩能够通过控制元件记录，接触力能够通过控制元件根据电动马达的扭矩来控制。控制元件可以由用于电动马达的控制电子设备制成。在这种情况下，控制电子设备可以直接集成在电动马达中。控制元件可以经由例如施加的能量记录电动马达的扭矩并控制电动马达，使得通过电动马达经由定位装置和充电接触件在充电接触表面上产生限定的接触力。然后，可以主动地调节定位装置上的间接力效应，并且如果需要的话，还可以可选地根据不同的影响因素来调节充电接触件上的间接力效应。因此，无论充电接触表面与定位单元的相对距离或车辆的高度如何，都可以在充电接触表面上实现一致的较大接触力。25.定位单元可以具有用于将定位装置紧固在车辆上方的保持框架，固定支承件能够设置在保持框架上。该保持框架可以实现为使得保持框架可以容易地紧固至建筑物的桅杆或天花板结构。因此，弹簧机构的接触弹簧通常可以连接至保持框架。26.固定支承件可以紧固至保持框架，以便能够在竖向位移装置中调节。如果固定支承件由例如沿竖向方向延伸的中空型材制成，则保持框架可以围绕固定支承件。根据固定支承件紧固至保持框架的方式，可以容易地允许设定固定支承件在道路上方的高度，并且因此例如可以调整天花板高度。在特别简单的实施方式中，保持框架也可以焊接或旋拧至固定支承件。如果固定支承件基本上设置在保持框架的上侧部，则固定支承件并且因此的定位单元的主要部分可以隐藏在天花板中。27.定位单元可以具有带有两个充电接触件承载件的接触装置，两个充电接触件承载件具有设置在其上的至少两个充电接触件，充电接触件经由接触装置的平行杆彼此连接，接触装置具有两个平行的连接杆并且具有两个平行的承载杆，承载杆各自经由在两个平行运动平面中的一个平行运动平面中的间隔开的连接接合部连接至连接杆，并且与连接杆结合形成平行四边形。利用这种定位单元，可以使至少四个充电接触件在车辆的每个充电接触表面上移动并与其电接触。此外，还可以在对应的充电接触表面上均匀分布或产生接触力。接触装置可以设置在下部段上，使得接触装置基本上保持在中心。平行杆可以由较长的连接杆和较短的承载杆组成，它们是竖向的并且经由连接接合部连接至连接杆。因此，连接杆可以相对于水平面倾斜，承载杆能够总是竖向地设置在两个平行的运动平面内。如果连接接合部与承载接合部同轴地设置，则无论连接杆的倾斜度如何，居中施加在接触装置上的接触力的力总是均匀地分布在两个承载杆上。28.连接杆可以经由两个间隔开的承载接合部在平行的承载平面中连接至接触装置的下部段，该平行承载平面居中延伸至运动平面，充电接触件承载件各自能够经由旋转接合部连接至承载杆，旋转接合部相对于连接接合部正交地设置，充电接触件承载件能够相对于旋转轴线同轴保持对应的充电接触件。充电接触件承载件可以各自经由旋转接合部设置在承载杆上。由于充电接触件也相对于旋转接合部同轴地设置在对应的充电接触件承载件上，因此接触力可以经由承载杆或旋转接合部与设置在充电接触件承载件上的对应的两个充电接触件成比例地分布。如果旋转接合部相对于连接接合部正交地设置，则可以根据车辆相对于车辆的高度的横向倾斜和纵向倾斜来调整充电接触件，并且同时使用简单的方法和基本上成比例的相同大小的接触力来实现车辆的每个对应的充电接触表面的安全接触。29.一种根据本发明的方法，该方法用于在固定充电站与车辆、特别是电动公交车等之间形成导电连接，定位单元的充电接触件相对于充电接触表面移动并借助于定位单元与充电接触表面接触，定位单元的定位装置通过定位单元的驱动单元驱动，充电接触件借助于定位装置定位在用于传递电流的接触位置与用于中断电流的缩回位置之间，借助于驱动装置的驱动装置产生作用在定位装置上的位移力，并且驱动装置的弹簧装置与位移驱动器机械地相互作用，作用在充电接触表面上的接触力通过位移驱动器和至少一个接触弹簧产生，定位装置的上部段在固定支承件上沿竖向位移方向线性移动，并且定位装置的下部段在上部段上沿竖向位移方向线性移动，接触弹簧与固定支承件和上部段联接，上部段借助于位移驱动器相对于下部段移动。关于根据本发明的方法的优点，参照对根据本发明的定位单元的优点的描述。30.定位单元从缩回位置到接触位置的运动可以包括以下步骤：31.a.借助于位移驱动器将下部段和设置在下部段上的充电接触件向下并相对于上部段移动，上部段抵接定位装置的止动件；32.b.通过将充电接触件抵接充电接触表面来将下部段停止在接触位置；33.c.通过继续操作位移驱动器并同时通过拉紧和松开与上部段和固定支承件联接的接触弹簧来产生接触力来将上部段向上并相对于下部段和固定支承件移动。34.在使用弹簧机构施加的弹簧力和/或设置在固定支承件上的部件的自重之后，上部段可抵接止动件。在借助于位移驱动器将充电接触件向下延伸如此之远，使得充电接触件抵接充电接触表面之后，即使连续操作位移驱动器，下部段的运动也被停止。然后，位移驱动器的运动被传递至向上移位的上部段。由于接触弹簧设置在上部段与固定支承件之间，上部段通过上部段和固定支承件的相对运动而从止动件提升，并且根据接触弹簧是拉伸弹簧还是压缩弹簧，上部段按压抵抗接触弹簧的弹簧力或朝向接触弹簧的存储弹簧力移动。接触弹簧又通过设置在固定支承件上的部件的自重和弹簧力的增加或者通过设置在固定支承件上的部件的自重和弹簧力的减小而导致在充电接触表面上产生接触力。通过继续操作位移驱动器，弹簧力被进一步增加，直到例如借助于最终位置开关关闭位移驱动器为止。充电接触件或定位装置向缩回位置的运动以相反的方式发生。35.该方法的其他有利实施方式从参考装置权利要求1的从属权利要求的特征的描述中得到。36.下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行更详细地描述。37.图1示出了处于第一工作位置的定位单元的第一实施方式的立体图；38.图2示出了处于第二工作位置的定位单元；39.图3示出了处于第三工作位置的定位单元；40.图4a示出了处于第一工作位置的定位的第二实施方式；41.图4b示出了处于第二工作位置的定位单元；42.图4c示出了处于第三工作位置的定位单元；43.图4d示出了处于第四工作位置的定位单元。44.图1至图3示出了定位单元10，该定位单元10用于在固定充电站(未图示)与车辆(未图示)、特别是电动公交车等之间形成导电连接，该车辆设置在定位单元下方。使用定位单元10，定位单元10的四个充电接触件11可以相对于充电接触件表面(未图示)在车辆的车顶上移动并与车辆的车顶接触。定位单元10包括定位装置12和用于驱动定位装置12的驱动装置13。在这种情况下，充电接触件11定位在图2和图3中所示的用于传输电流的接触位置与图1中所示的用于借助于定位装置12中断电流传输的缩回位置之间。充电接触件11是设置在定位装置12上的接触装置14的部件。45.驱动装置13具有位移驱动器(未进一步图示)，该位移驱动器用于产生作用于定位装置12的位移力，并用于形成与位移驱动器机械地相互作用的弹簧机构15。弹簧机构15包括接触弹簧16，通过位移驱动器和接触弹簧16在相应的充电接触表面上产生接触力。此外，定位装置12包括固定支承件17、能够在固定支承件上沿竖向位移方向线性移动的上部段18、以及能够在上部段18上沿竖向位移方向线性移动的下部段19。固定支承件17、上部段18和下部段19各自分别由型材20、21和22制成。接触装置14紧固至下部段19的型材22的下端部23。形成固定支承件17的型材20紧固在定位单元10的保持框架24上。保持框架24可以紧固至建筑物、比如车辆调配场的围场的天花板结构(未进一步图示)。此外，型材17形成定位装置12的壳体25，在缩回位置中，型材21和22可以接纳在该壳体25内。46.在型材20与上部段18的型材21之间设置有线性导引件26，使得型材20能够相对于型材21沿竖向位移方向容易地移动。此外，在上部段18的型材21与下部段的型材22之间通过型材22围绕型材21并抵接型材21而形成线性导引件27，以便能够沿纵向方向移位。接触弹簧16与固定支承件的型材20和上部段18联接，并由拉伸/压缩弹簧28形成。47.接触装置14具有两个充电接触件承载件29，接触条31紧固在充电接触件承载件29的远端端部30上，接触条31形成充电接触件22。基本上弧形或o形的充电接触件承载件29连接至接触装置14的平行杆32，平行杆32由连接杆33和竖向设置的承载杆34组成。连接杆33经由连接接合部35以可移动的方式连接至承载杆34，充电接触件承载件39各自经由旋转接合部36以可移动的方式连接至承载杆34。此外，承载接合部37将下部段19以可移动的方式连接至连接杆33。48.图4a至图4d的组合视图示出了在没有接触装置的情况下处于不同工作位置的定位单元38。在这种情况下，定位单元38形成为具有保持框架39、设置在保持框架39上的固定支承件40和下部段41、附加部段42和下部段43。上部段41、附加部段42和下部段43彼此连接，并且能够以伸缩的方式移动。此外，设置有具有接触弹簧45的弹簧机构44，接触弹簧45与固定支承件40和上部段41联接。位移驱动器(未图示)设置在部段41、42和43内并使上部段41相对于下部段43移动，附加部段42也根据位移驱动器的位移长度移动。49.图4a首先示出了相应地实现的定位单元38的定位装置46的缩回位置。上部段41在缩回位置中在止动件47上抵接固定支承件40。通过操作位移驱动器，至少下部段43从上部段41移出并根据图4b中的图示向下降低。根据图4c中的图示，下部段43或接触装置(在这种情况下未图示)与反向支承件48接触，该反向支承件48可以是车辆的车顶上的充电接触装置(也未图示)。通过继续操作位移驱动器，至少下部段43进一步从上部段41移出，上部段41由于反向支承件48而向上移动。因此，上部段41通过止动件47提升，并且接触弹簧45根据所使用的接触弹簧、拉伸弹簧或压缩弹簧的类型而被张紧或松弛。接触弹簧45的弹簧力在充电接触表面(未图示)上引起接触力。因此，定位装置38处于接触位置。从接触位置到缩回位置的改变可以以相反的方式进行。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!