РАЗДВИЖНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ ПОСТА ПОДЗАРЯДКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ELECTRIC CONNECTION SLIDING DEVICE FOR CHARGING STATION FOR ELECTRIC VEHICLE

Изобретение относится к области постов подзарядки электрического транспортного средства.
В частности, но не ограничительно, изобретение находит применение для транспортных средств типа трамвая.
В первую очередь изобретение относится к раздвижному устройству электрического соединения, образованному домкратом/соединителем и предназначенному для применения на посту подзарядки электрического транспортного средства для обеспечения подзарядки соответствующего электрического транспортного средства.
Из предшествующего уровня техники известны различные устройства, предназначенные для обеспечения контакта с электрическим транспортным средством с целью подзарядки транспортного средства на уровне поста подзарядки.
Например, в документе ЕР 1 938 438 описан пост подзарядки электрического транспортного средства, содержащего шток, расположенный на крыше автобуса/трамвая и предназначенный для подключения к розетке, которой оснащен пост.
Однако устройства, описанные в вышеуказанном документе, не являются полностью удовлетворительными. На практике отмечается, что сила, создаваемая во время выдвигания штока, описанная в этом документе, порождает сильные напряжения и повышенные риски поломки. Поскольку энергия приведения в действие домкрата, описанного в вышеуказанном документе, является пневматической, она связана со скоростями и усилиями, которыми сложно управлять, с постоянно поддерживаемым давлением, которые могут оказаться опасными, в частности, если, например, между выдвигающимся штоком и находящимся напротив конусом для введения штока оказывается рука оператора.
Кроме того, вышеупомянутые устройства создают неэстетичные выступы на крыше автобуса, а также очень объемную и тяжелую систему, которую необходимо учитывать, так как она оказывает влияние на поведение автобуса на дороге.
Из предшествующего уровня техники известны также документы US 2011/316474 и US 6 157 162, в каждом из которых раскрыто устройство электрического соединения для подзарядки электрического транспортного средства.
Настоящее изобретение призвано предложить средства, позволяющие усовершенствовать известные решения.
В связи с этим, объектом изобретения является устройство электрического соединения для поста подзарядки электрического транспортного средства, содержащее домкрат/соединитель, имеющий выдвижной шток, выполненный с возможностью перемещения между убранным положением и выдвинутым положением, в котором шток обеспечивает электрическое соединение, и опорные средства, поддерживающие домкрат/соединитель, обеспечивающие две степени свободы во вращении домкрата относительно опорного цоколя вокруг двух осей, в основном поперечных между собой и в основном ортогональных к направлению выдвигания штока, при этом домкрат/соединитель расположен в защитном картере, который может смещаться в угловом направлении вокруг вертикальной оси и вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к направлению выдвигания штока относительно опорного цоколя.
Специалисту в данной области понятно, что изобретением предложена система домкрата, связанная с постом подзарядки и предназначенная для взаимодействия с транспортным средством, остановившимся перед постом подзарядки.
Домкрат имеет несколько степеней свободы, что позволяет оптимизировать соединение между постом и транспортным средством. Кроме того, домкрат содержит надежную и безопасную систему приведения в движение для оптимизации работы и предупреждения любой проблемы нарушения работы.
Согласно другим отличительным признакам изобретения:
- выдвижной шток является по меньшей мере частично гибким (или содержит по меньшей мере гибкую часть),
- домкрат/соединитель находится в корпусе или картере, содержащем люк, подпружиненный в направлении положения закрывания в убранном положении выдвижного штока и автоматически открывающийся во время выдвигания штока,
- устройство содержит противовес, автоматически перемещающийся в направлении, обратном выдвиганию выдвижного штока, чтобы удерживать центр тяжести комплекса по существу в точке пересечения двух осей поворота опорных средств,
- устройство содержит средства, образующие упор, ограничивающий угловые смещения вокруг поворотных осей, и демпфирующие средства, замедляющие перемещение вокруг поворотных осей.
Настоящее изобретение относится также к постам подзарядки, оснащенным заявленным устройством электрического соединения вышеупомянутого типа.
Другие технические признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 схематично показано заявленное устройство электрического соединения в убранном положении выдвижного штока, при этом верхний, нижний и боковые элементы картера не показаны, чтобы лучше продемонстрировать внутреннюю конструкцию устройства, вид в перспективе;
на фиг. 2 показан другой аналогичный вид в перспективе заявленного устройства электрического соединения в убранном положении выдвижного штока в направлении наблюдения, отличном от фиг. 1, с другими, не показанными элементами картера;
на фиг. 3 – то же, что на фиг. 1, в выдвинутом положении штока;
на фиг. 4 изображена часть устройства с показом, в частности, шарнирного монтажа промежуточного органа на опорном цоколе и картера устройства соединения на промежуточном органе;
на фиг. 5 показан другой увеличенный вид тех же средств шарнирной установки картера на промежуточном органе и промежуточного органа на цоколе;
на фиг. 6 показан промежуточный орган, шарнирно установленный на цоколе;
на фиг. 7 изображен промежуточный орган, шарнирно установленный на цоколе, с показом, в частности, выполнения центральной оси в виде полого цилиндра для прохождения проводов электрического соединения, вид в разрезе;
на фиг. 8 схематично показано упорное устройство предупреждения вращения, вид в частичном продольном разрезе;
на фиг. 9 изображена часть устройства соединения с показом системы ремень/шкивы для выдвигания штока;
на фиг. 10 показан запорный люк картера в закрытом положении;
на фиг. 11 показан люк во время открывания;
на фиг. 12 представлено взаимодействие между приводным пальцем, расположенным на противовесе, и кулачком, неподвижно соединенным с люком;
на фиг. 13 схематично представлено взаимодействие между электрическим постом подзарядки и трамваем;
на фиг. 14 схематично показано захождение выдвижного штока заявленного устройства электрического соединения, расположенного на электрическом посту подзарядки, в соответствующий конус, расположенный на трамвае;
на фиг. 15 – то же, что на фиг. 14 в случае осевого смещения штока относительно конуса;
на фиг. 16 показано автоматическое совмещение штока с конусом относительно опорного цоколя, в соответствии с изобретением.
Заявленное устройство соединения содержит:
- цоколь 100, предназначенный для крепления на опорном каркасе поста подзарядки,
- промежуточный орган 200, выполненный с возможностью углового смещения вокруг вертикальной оси 202 на цоколе 100, и
- корпус или картер 300, в котором находится домкрат 310, шток 320 которого может выдвигаться в горизонтальном направлении 322, предпочтительно ортогональном к направлению перемещения соединяемого транспортного средства относительно поста.
Сам картер 300 выполнен с возможностью углового смещения вокруг горизонтальной оси 302, ортогональной к направлению 322 выдвигания.
Площадка цоколя 100 может иметь много вариантов выполнения, и ее детальное описание опускается.
Промежуточный орган 200 имеет общую форму вилки или U-образного элемента, содержащего горизонтальное основание 210 и две вертикальные боковые полки или стенки 212, 214.
Основание 210 шарнирно установлено с возможностью вращения на цоколе 100 при помощи любого соответствующего средства, например, подшипника 110 с перекрестными роликами, чтобы оставить свободным центральное отверстие 120, как показано на фиг. 6 и 7, для прохождения проводов от поста к картеру 300.
Допускаемое угловое смещение между промежуточным органом 200 и цоколем 100 вокруг вертикальной оси 202 ограничено системой пружинных упоров 130 и демпферов 140. Предпочтительно имеются две пары упоров 130 и демпферов 140 из расчета одной пары с каждой стороны основания 210 и одного упора 130 и одного демпфера 140 с каждой стороны от оси вращения 202, как показано на фиг. 6 и 7.
Вышеупомянутые системы пружинных упоров 130 вставлены между боковинами основания 210 и расположенными напротив плоскостями 102, находящимися на горизонтальной части цоколя 100. Системы 130 пружинных упоров могут иметь много вариантов выполнения. Речь может идти об элементах, показанных на фиг. 8 и содержащих в обойме 132 пружину 134, которая действует в направлении наружу на эластомерный выступ или его эквивалент, установленный с возможностью перемещения скольжением в обойме 132. Средства в виде уступов 135 или эквивалентные средства ограничивают воздействие на выступ 136 в направлении наружу относительно обоймы 132 со стороны пружины 134.
С системой упоров 130 связаны демпфирующие средства 140, например, гидравлического типа, работающие вдоль вертикальной оси 202 и позволяющие избегать колебаний промежуточного органа 200 по отношению к цоколю 100.
Сам картер 300 установлен с возможностью вращения вокруг оси 302 на полках 212, 214 вилки 200. В данном случае боковые площадки 303, 304, соединенные с боковинами картера 300 и шарнирно установленные на вилке 200 вокруг оси 302, тоже ограничены в угловом смещении вокруг этой оси 302 упорами 230 и демпфирующими средствами 240, аналогичными вышеупомянутым средствам 130 и 140.
Как показано на фиг. 6, предпочтительно имеется одна пара упоров 230 и демпферов 240 с каждой стороны каждой полки 212, 214 подвижного органа 200, установленной на площадках 303 и 304.
Картер 300 имеет вытянутую форму в направлении выдвигания 322 штока 320.
Как показано, в частности, на фиг. 3, картер 300 содержит в данном случае четыре продольные стенки 305, 306, 307 и 308 (не показана на фигуре для большей ясности) и две торцевые стенки 309а, 309b.
Передняя стенка 309а, через которую должен выходить шток 320, снабжена створкой или люком 330, подвижным между закрытым положением, как показано на фиг. 1 и 2, и открытым положением, как показано на фиг. 3. Этот признак будет уточнен ниже.
Домкрат 310 установлен с возможностью перемещения скольжением в картере 300 в направлении выдвигания 322. Для этого домкрат 310 установлен, например, на каретке 370, направляемой при перемещении скольжением в направлении выдвигания 322 роликами 312, установленными на направляющих 314, проходящих в продольном направлении параллельно направлению выдвигания 322. Как показано, в частности, на фиг.2, верхние ролики 312а и нижние ролики 312b катятся соответственно по направляющей 314.
Домкрат 310 приводится в действие системой редукторного двигателя 340, расположенной в задней части картера 300.
Кроме того, в картере 300 находится сплошной ремень 360, намотанный на первый шкив 362 и на второй шкив 364, соответственно находящиеся вблизи передней 309а и задней 309b стенок картера 300. Первый и второй шкивы 362 и 364 установлены, каждый, с возможностью вращения вокруг оси, в основном ортогональной к направлению выдвигания 322 домкрата 310 и к горизонтальной оси 302. В примере, представленном на фиг. 9, первый шкив 362 является ведомым, тогда как второй шкив 364 является ведущим и приводится во вращение системой редукторного двигателя 340.
Домкрат 310 закреплен на первой ветви 366 ремня 360, а противовес 350 расположен на второй ветви 368 ремня 360, противоположной первой ветви 366. Таким образом, когда домкрат 310 перемещается вперед в выдвинутое положение, противовес 350 перемещается в противоположном направлении, то есть в заднем направлении картера 300, поэтому центр тяжести комплекса, образованного домкратом 310 и противовесом 350, всегда остается по существу вблизи точки пересечения шарнирных осей 202 и 302, чтобы уравновешивать механическую массу системы, независимо от положения домкрата 310.
При сравнительном анализе фиг. 1 и 3 видно, что в убранном положении штока 320 противовес 350 находится в передней части картера 300 вблизи люка 330, как показано на фиг. 1, тогда как в выдвинутом положении штока 320, показанном на фиг. 3, противовес 350 находится в задней части картера 300 вблизи задней стенки 309b.
Согласно принципу изобретения, как показано на фиг. 13, предложен трамвайный пост ST, оборудованный на своей верхней части в D вышеупомянутым устройством электрического соединения, являющимся объектом изобретения. Соответствующие транспортные средства V, например, типа трамвая, снабжены на своей крыше частью, соответствующей по форме концу штока 320, например, соответствующей охватывающей частью в виде конуса С, выполненной с возможностью захождения в нее конца штока 320. На фиг. 14 показан конец штока 320 во время выдвигания в положение, коаксиально совмещенное с входом конуса С. В случае такого совмещения можно без труда установить контакт между концом штока 320 и соответствующими средствами, расположенными на дне конуса С.
На фиг. 15 представлен случай смещения между концом штока 320 и конусом С, зависящего от положения транспортного средства V относительно оборудованного таким образом поста ST.
Как показано на фиг. 16, благодаря допускаемому двойному угловому смещению заявленного устройства соединения вокруг вертикальной оси 202 и горизонтальной оси 302 в сочетании, в случае необходимости, с собственной гибкостью штока 320, конец штока 320 может автоматически стыковаться с дном конуса С, как только конец штока 320 оказывается напротив проема конуса С. Такая собственная гибкость в сочетании с двойным угловым смещением позволяет, в частности, штоку образовать только один изгиб и избегать изгиба типа “S” (с двумя коленами), который мог бы создать проблемы нарушения в работе или преждевременного износа.
Например, но не ограничительно, в рамках изобретения система может иметь допуск плюс или минус 100 миллиметров вдоль Х, то есть в продольном направлении перемещения транспортного средства, и допуск плюс или минус 250 миллиметров вдоль Y, то есть в направлении выдвигания 322 штока 320 относительно поста.
Например, но не ограничительно, общий ход штока 320 в направлении выдвигания 322 может составлять около 1100 миллиметров.
Ранее уже был упомянут люк 330, расположенный на передней стенке 309а картера 300.
В рамках изобретения предпочтительно люк 330 подпружинен в положении открывания (положение покоя) и механически удерживается в положении закрывания пальцем, расположенным на противовесе 350 (положение упругого напряжения).
Предпочтительно люк 330 шарнирно установлен на картере 300 вокруг вертикального пружинного шарнира 332.
Во время убирания домкрата/соединителя 310, то есть во время убирания штока 320 внутрь картера 300, палец 352, расположенный на противовесе 350, опирается на ролик или кулачок 324, неподвижно соединенный с люком 330. Таким образом, палец 352 принудительно закрывает люк 330 и растягивает пружины 334, встроенные в шарнир 332. Следует напомнить, что в положении покоя вышеупомянутые пружины 334 действуют на люк 330 в положении открывания. Вышеупомянутая система позволяет связать открывание люка 330 с выпуском штока 320 домкрата 310, чтобы избежать любой проблемы в работе, в частности, утечки или проблемы герметичности.
На фиг. 10 люк 330 показан в закрытом положении, при этом палец 352 противовеса 350 действует на кулачок 324.
На фиг. 11 люк 330 показан в промежуточном положении открывания, при этом палец 352 противовеса 350 начинает отходить от кулачка 324, что освобождает напряжение шарнирных пружин 334 створки 330 и приводит к открыванию створки 330 одновременно с выпуском штока 320.
На фиг. 12 люк 330 показан в полностью открытом положении. Пружины 334, расположенные на уровне оси вращения 322 створки 330, находятся в своем ненагруженном положении покоя. На фиг. 12 видно, что палец 352 противовеса 350 больше не входит в контакт с кулачком 324 люка 330.
Специалист в данной области может констатировать, что по сравнению с известными решениями изобретение обеспечивает следующие преимущества:
- система является прочной, надежной, недорогой и простой в установке на посту,
- для обеспечения соединения, в том числе для закрывания люка 330 необходим только один привод,
- система типа половины шаровой опоры, то есть с двумя степенями свободы для картера 300, содержащего шток 320 домкрата 310, позволяет не создавать напряжений на средствах электрического соединения между постом подзарядки и транспортным средством,
- заявленная система позволяет избегать слишком сильного толкающего усилия и большой кривизны движения соединительных средств.
Разумеется, изобретение не ограничивается описанным выше частными вариантами осуществления.
На фиг. 2 позицией 390 схематично показано шарнирное соединительное средство, проходящее от отверстия 120, расположенного в цоколе 100, и соединенное со штоком 320, для обеспечения соответствующего электрического соединения при любом положении одновременно при угловых смещениях картера 300 и выдвигании штока 320.