ЭКРАН МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО СО ВСТРОЕННЫМ ЭКРАНОМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
MAGNETIC FIELD SCREEN FOR ELECTROMAGNETIC FIELDS AND VEHICLE WITH INTEGRATED MAGNETIC FIELD SCREEN

Изобретение относится к экрану магнитного поля для электромагнитных полей, предпочтительно в диапазоне частот от 50 Гц до 200 кГц, в частности от 60 кГц до 200 кГц, состоящему в основном из биметаллического листа, образованного, по меньшей мере, тремя расположенными один над другим слоями, причем, по меньшей мере, один из слоев состоит из электротехнической листовой стали или электротехнической полосовой стали. Изобретение также относится к транспортному средству, в частности транспортному средству с электрическим приводом, с такого рода экраном магнитного поля.
Из документа EP 1241926 EP известен экран магнитного поля для электромагнитных полей в диапазоне частот от 10 Гц до 1 кГц, который выполнен из, по меньшей мере, двух слоев. При этом один слой состоит из электротехнической листовой стали, а второй слой - из цветного металла, предпочтительно алюминия.
Кроме того, из документа DE 102009039600 B3 известен экран магнитного поля для электромагнитных полей в диапазоне частот от 0 Гц до 50 кГц, который выполнен из, по меньшей мере, двух слоев, причем, по меньшей мере, один слой состоит из электротехнической листовой стали с не ориентированной зернистой структурой, причем эти слои выполняются соответственно из пластин, свариваемых между собой с соединением встык и/или наложением. В частности, при экранирования магнитного поля для транспортных средств существует потребность в недорогих и по возможности легких экранах магнитного поля. Использование алюминия действительно обеспечивает возможность уменьшения веса экрана названного выше типа. Однако алюминий является относительно дорогим материалом. К тому же алюминиевый лист для изготовления сварных соединений требует специальных стыкующих инструментов, которые являются относительно дорогостоящими и подчас проблематичными в отношении их использования.
Задачей настоящего изобретения является создание экрана магнитного поля названного выше типа, который отличается хорошим экранирующим действием и одновременно объединяет выдающиеся конструкционные и/или функциональные качества.
Поставленная задача решена посредством экрана магнитного поля, охарактеризованного признаками п. 1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты выполнения соответствующего изобретению экрана магнитного поля указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Соответствующий изобретению экран магнитного поля содержит (вместо алюминиевого слоя или алюминиевого листа), по меньшей мере, один слой из стального листа и дополнительно, по меньшей мере, один слой из полимерного материала и/или эластомера, причем, по меньшей мере, один слой из полимерного материала и/или эластомера когезионно соединяет между собой, по меньшей мере, один слой из электротехнической листовой стали или электротехнической ленточной стали и, по меньшей мере, один слой из стального листа.
В рамках настоящего изобретения стальными листами являются все стальные изделия, обладающие свойствами, которые не могут отождествляться с изделиями из электротехнической листовой стали или электротехнической полосовой стали.
Соответствующий экран магнитного поля не представляет собой, например, дополнительную надстраиваемую деталь транспортного средства. Более того, соответствующий изобретению экран магнитного поля, в частности, в качестве конструктивного элемента кузова или шасси, одновременно выполняет и другие функции или задачи, такие как, например, уплотнение внутреннего пространства транспортного средства относительно окружающей среды и/или выполнение предъявляемых к кузову требований в отношении шума или жесткости или функции ходовой части. За счет этой интеграции функций можно отказаться, например, от дополнительной экранирующей стенки; или дополнительная экранирующая стенка для экранирования электромагнитных полей может выполняться с существенно меньшими размерами и/или более легкой. За счет этого соответственно обеспечивается уменьшение веса, а также снижение расходов. Далее, соответствующее изобретению решение отличается минимизированной потребной площадью монтажного пространства. Использование, по меньшей мере, одного стального листа существенно содействует выполнению требований, предъявляемых к конструкции и/или прочности.
С помощью соответствующего изобретению экрана магнитного поля особые преимущества по сравнению известными решениями достигаются при электромагнитных полях в диапазоне частот от 50 Гц до 200 кГц, в частности от 60 кГц до 200 кГц.
По меньшей мере, один слой из полимерного материала и/или эластомера, который соединяет металлические листы соответствующего изобретению экрана магнитного поля, может, к тому же, выполнять акустическую и/или теплоизоляционную функцию. Поскольку с помощью этого слоя может улучшаться как звукоизоляция (в частности, шумоизоляция), так и теплоизоляции на соответствующем транспортном средстве. Предпочтительно, слой из полимерного материала и/или эластомера толще, чем, по меньшей мере, один слой из электротехнической листовой стали и/или, по меньшей мере, один слой из стального листа.
Предпочтительно биметаллический лист выполнен в качестве конструктивного элемента кузова или ходовой части.
Названные выше преимущества соответствующего изобретению экрана магнитного поля возникают, в частности, в том случае, если конструктивный элемент кузова в соответствии с одним предпочтительными исполнением определяет основание несущего кузова транспортного средства, электрически приводимого в действие и оснащенного подзаряжаемой батареей.
Следующее предпочтительное исполнение изобретения характеризуется тем, что выполненный в качестве основания несущего кузова экран магнитного поля имеет структуру в форме желоба или туннеля, в котором расположена катушка для индуктивного заряда батареи. За счет этого геометрического исполнения экрана магнитного поля и расположения катушки в имеющей форму желоба или туннеля структуре экранирующее действие экрана магнитного поля может быть улучшено без использования дополнительных конструктивных узлов.
В соответствии со следующим предпочтительным исполнением изобретения на основании несущего кузова смонтирован выполненный из заслонок, фланца или сильфона экран, который окружает катушку и оснащен приводом, так что она может переводиться из захлопнутой или поднятой позиции в раскрытую или опущенную позицию и наоборот. За счет этого регулируемого экранирования может быть заперта область ниже катушки, так что звери, например кошка, не имеют доступа к запертой области ниже катушки. Предпочтительно этот регулируемый экран выполнен также в качестве экрана магнитного поля.
Предпочтительным является то, что на основании несущего кузова смонтирован привод, с помощью которого служащая для зарядки батареи катушка может перемещаться из приподнятой позиции в опущенную позицию и наоборот. В опущенной позиции катушка одновременно действует в качестве блокировки для зверей. Далее, расстояние между основанием несущего кузова и катушкой в опущенной позиции катушки увеличено или расстояние между расположенной на транспортном средстве катушкой и приданной ей, встроенной в дорожное полотно катушкой уменьшено, за счет чего может уменьшаться нагрузка в результате действия электромагнитных переменных полей при индуктивном заряде батареи.
В соответствии со следующим предпочтительным исполнением выполненный в качества конструктивного узла кузова экран магнитного поля может, в частности, быть выполнен также в качестве продольного или поперечного кронштейна. Поскольку часто продольные или поперечные кронштейны кузова транспортного средства используются для приема электронных конструктивных элементов, так что смонтированные там электронные конструктивные элементы в этом случае экранированы от электромагнитных мешающих полей или, по меньшей мере, уменьшается интенсивность мешающих электромагнитных полей между электронными конструктивными элементами.
Далее названные выше преимущества соответствующего изобретению экрана магнитного поля возникают, в частности, также при формах исполнения, при которых конструктивный элемент кузова определяет стенку и/или основание корпуса для приема подзаряжаемой батареи. В окружающем пространстве батареи при зарядке батареи и отдаче тока возникают колеблющиеся электромагнитные поля, которые могут оказывать мешающее влияние на граничащие электронные конструктивные элементы. За счет соответствующего изобретению экрана магнитного поля могут предотвращаться или, по меньшей мере, существенно снижаться обусловленные электромагнитными полями функциональные нарушения работы граничащих электронных конструктивных элементов.
Предпочтительно соответствующий изобретению экран магнитного поля расположен таким образом, что, по меньшей мере, один лист из электротехнической стали обращен к источнику электромагнитного излучения.
С целью выполнения высоких требований к шуму и жесткости следующее предпочтительное исполнение соответствующего изобретению экрана магнитного поля предусматривает, что лист из электротехнической стали расположен в качестве стержневого слоя между двумя слоями из стального листа, причем лист из электротехнической стали когезионно соединен с обеих сторон с помощью слоев из полимерного материала и/или эластомера со слоями из стального листа. За счет такого исполнения могут, к тому же, улучшаться акустические характеристики экрана магнитного поля.
С целью достижения особо длительного срока службы экрана магнитного поля, в соответствии со следующим исполнением предусмотрено, что стальной лист выполнен из высококачественной стали.
Длительный срок службы может достигаться в соответствии со следующим исполнением также за счет того, что биметаллический лист, по меньшей мере, с одной стороны оснащается коррозионно-защитным покрытием.
Для того чтобы экран магнитного поля отвечал высоким требованиям в отношении шума и жесткости при минимально возможном весе, в соответствии со следующим исполнением предусмотрено, что стальной лист выполнен из аустенитной стали или высокопрочной стали с пределом прочности при растяжении не менее 350 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 480 МПа, особо предпочтительно, по меньшей мере, 650 МПа.
С целью улучшения жесткости конструктивного элемента при малом весте конструктивного элемента следующее предпочтительное исполнение соответствующего изобретению экрана магнитного поля предусматривает, что он в качестве конструктивного элемента кузова или ходовой части имеет выработанную посредством пластического деформирования трехмерную структуру. В частности, соответствующий изобретению экран магнитного поля может иметь в качестве конструктивного элемента кузова структуру с формой желоба или туннеля.
В последующем изобретение поясняется более подробно на основании чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - участок трехслойного экрана магнитного поля в разрезе;
фиг. 2 - участок пятислойного экрана магнитного поля в разрезе;
фиг. 3 - участок основания несущего кузова транспортного средства с электрическим приводом в разрезе;
фиг. 4 - участок основания несущего кузова транспортного средства с электрическим приводом в соответствии со следующим примером исполнения в разрезе;
фиг. 5 - участок основания несущего кузов транспортного средства с электрическим приводом в соответствии со следующим примером исполнения в разрезе;
фиг. 6 - участок конструкции основания транспортного средства с электрическим приводом с корпусом батареи в разрезе.
На фиг. 1 изображен участок трехслойного биметаллического листа 1 (листа типа «сэндвич»), который пригоден для использования в качестве экрана магнитного моля для электромагнитных полей, в частности в диапазоне частот от 50 Гц до 200 кГц, и посредством раскроя и/или пластического деформирования может быть преобразован к виду конструктивного элемента кузова или ходовой части транспортного средства, в частности транспортного средства с электрическим приводом.
Ссылочным обозначением 1.1 обозначен слой из электротехнической листовой стали. При этом речь может идти о листе из электротехнической стали с ориентированной зернистой структурой или не ориентированной зернистой структурой. Экранирование электромагнитных полей осуществляется, главным образом, с помощью слоя 1.1 или листа из электротехнической стали.
Далее, стальной лист 1 типа «сэндвич» в соответствии с фиг. 1 содержит один слой 1.2 из стального листа и один слой 1.3 из полимерного материала и/или эластомера. Предъявляемые к конструктивному элементу кузова или конструктивному элементу ходовой части конструктивные требования выполняются в основном или большей частью слоем 1.2 из стального листа. Слой 1.3 из полимерного материала и/или эластомера служит для соединения металлических слоев 1.1, 1.2. Он может обозначаться также как клеевой слой. В соответствии с этим слой 1.3 может улучшать акустические характеристики экрана магнитного поля, выполненного в качестве конструктивного элемента кузова или ходовой части. Соответствующий изобретению стальной лист 1 типа «сэндвич», тем самым, отвечает всем требованиям (экранирование, конструкция). Не изображенный здесь слой 1.3 может быть толще, чем, по меньшей мере, один из металлических слоев 1.1, 1.2.
На фиг. 2 показан второй пример исполнения соответствующего изобретению биметаллического листа 1 (листа типа «сэндвич») для изготовления конструктивного элемента кузова или ходовой части со встроенным экраном магнитного поля. Лист 1 типа «сэндвич» содержит стержневой слой 1.1 из электротехнической листовой стали. Стержневой слой 1.1 когезионно соединен с обеих сторон посредством слоев 1.31, 1.32 из полимерного материала и/или эластомера со слоями 1.21, 1.22 из электротехнической листовой стали. Соединительные слои 1.31, 1.32 (клеевые слои) могут улучшать акустические характеристики листа 1 типа «сэндвич». Они могут также (в данном случае не изображено) иметь большую толщину по сравнению с, по меньшей мере, одним из металлических слоев 1.21, 1.22.
В случае стального листа 1.2 или 1.21, 1.22, который используется в стальных листах 1 типа «сэндвич» в соответствии с фиг. 1 и 2, речь идет, например, о стальном листе из аустенитной стали, высококачественной стали и/или высокопрочной стали, в частности двухфазной стали. Предел прочности при растяжении используемого для слоя (слоев) 1.2 или 1.21, 1.22 составляет не менее 350 МПа, предпочтительно не менее 480 МПа, в особо предпочтительном случае - 650 МПа.
На фиг. 3-5 в форме эскиза изображены несколько примеров исполнения основания 3 транспортного средства с электрическим приводом. В основании 3 сформована имеющая форму туннеля или желоба выпуклость 3.1. В выпуклости 3.1 расположена катушка 7 для индуктивной зарядки батареи транспортного средства с электрическим приводом. Ссылочным обозначением 8 обозначено дорожное полотно или место для стоянки, в которое встроена, по меньшей мере, одна катушка 9 для индуктивной зарядки транспортных средств с электрическим приводом. Место 8 для стоянки со встроенной зарядной катушкой 9 может находиться, например, в гараже или на крытой стоянке.
Основание 3 несущего кузова в случае изображенных в форме эскиза на фиг. с 3 по 5 примеров исполнения изготавливается соответственно из стального листа 1 типа «сэндвич» в соответствии с фиг. 1 или фиг. 3. При использовании стального листа 1 типа «сэндвич» в соответствии с фиг. 1 лист 1.2 из электротехнической стали обращен, предпочтительно, к катушке 7. Использованием листа из электротехнической стали на обращенной к катушке 7 стороне также входит в рамки изобретения. Далее, стальной лист (1) типа «сэндвич» в соответствии с фиг. 1 оснащен предпочтительно, по меньшей мере, на своей, обращенной к катушке 7 стороне коррозионно-защитным слоем, например слоем цинка или цинка и никеля.
В примере исполнения в соответствии с фиг. 4 на основании 3 несущего кузова смонтирован образованный заслонками 3.2 экран, который окружает катушку 7 и оснащен приводом (не показан), так что она из закрытой или высоко расположенной позиции может перемещаться в открытую или опущенную позицию и наоборот. Во время движения транспортного средства с электрическим приводом заслонки 3.2 откидываются вверх. Во время индуктивной зарядки батареи транспортного средства с электрическим приводом на месте 8 для стоянки заслонки 3.2 находятся, напротив, в откинутом вниз положении. Обе позиции (положения) заслонок 3.2 изображены на фиг. 4.
В случае примера исполнения в соответствии с фиг. 5 на основании 3 несущего кузова смонтирован (не изображенный) привод, с помощью которого катушка 7 может перемещаться из приподнятой позиции в опущенную позицию и наоборот. Ссылочные обозначения 3.3 приданы направляющей для опускаемой и поднимаемой катушки 7 или токопроводящей линии, ведущей от катушки 7 к батарее 6 (ср. фиг. 6).
На фиг. 6 изображена конструкция основания транспортного средства с электрическим приводом. Основание транспортного средства с электрическим приводом смонтировано на продольных и поперечных траверсах 2 и, по меньшей мере, одном основании 3 несущего кузова. В основании размещается или встраивается корпус 4 батареи (камера батареи). В основании и/или на нем смонтированы электронные конструктивные элементы 5. В зависимости от потребляемой мощности или отдачи мощности батареи 6 возникают колеблющиеся электромагнитными поля, которые могут оказывать мешающее влияние на работу электронных конструктивных узлов. Поля помех схематически обозначены небольшими стрелками, нанесенными на корпус 4 батареи. За счет хорошо экранированных материалов в структурных конструктивных элементах в конструкции основании или корпусе 4 батареи уменьшаются электромагнитные поля помех между электронными конструктивными элементами 5. С этой целью основание 3 несущего кузова, поперечные и/или продольные траверсы 2 и/или корпус 4 батареи изготовлены из стального листа 1 типа «сэндвич» в соответствии с фиг. 1 и/или фиг. 2. Слой 1.2 (или 1.21 и/или 1.22) стального листа 1 типа «сэндвич» состоит притом, предпочтительно, из высокопрочной стали с пределом прочности при растяжении, по меньшей мере, 480 МПа, особо предпочтительно, по меньшей мере, 650 МПа. За счет этого наряду с хорошим экранирующим действием может быть достигнута также высокая защита от шума, в частности, для батареи 6.
Исполнение настоящего изобретения не ограничивается примерами исполнения, изображенными на чертеже. Более того представляются мыслимыми многочисленные варианты, которые могут найти применение также при исполнении, отличающемся от исполнения, описанного в приложенной формуле изобретения указанного изобретения. В частности, соответствующий изобретению экран магнитного поля может содержать также два или более слоев 1.1 из электротехнической листовой стали. Далее, в рамках настоящего изобретения конструктивные признаки изображенных на фиг. 3-6 примеров исполнения могут частично или полностью комбинироваться между собой.