供电装置、供电设备和车辆的制作方法

本发明涉及一种用于车辆、特别是用于商用车辆如电动巴士或电动载重汽车或者用于轨道车辆的供电装置，具有接触装置，该接触装置为了在接触装置和车辆之间形成电接触可朝向车辆降下；具有下降装置，该下降装置与接触装置连接并且该下降装置可以与供电设备连接；并且具有用于移动接触装置的、特别是用于接触装置的提升过程的驱动器，该驱动器与接触装置耦联并且该驱动器可以与供电设备连接。

背景技术：

1、为了给车辆供电，可以采用这样一些装置，这些装置自动化地在一方面的充电设备或充电站和另一方面的电动车辆的蓄电池之间形成电接触。例如，标准en（欧洲标准）50696和sae（国际自动机工程师学会（sae international））j3105描述了此类型的装置。这些装置例如设置用于在一方面的充电设备或充电站和另一方面的车辆之间跨接距离（distanzüberbrückung）、传递接触力以及传输充电电流。通常，在带有主动接触力产生的装置和带有被动接触力产生的装置之间进行区分。对于具有主动接触力产生的装置而言，例如，这些装置的接触头通过伺服驱动器（stellantriebe）移近充电站，其中在接触头到充电站上的对接过程之后，在接触头和充电站之间形成接触力。对于具有被动接触力产生的装置而言，接触力例如通过接触头的重力形成，其方式为，将接触头例如从充电站出发降到车辆的对接装置上。

2、从现有技术中已知例如de 20 2014 007 218 u1，其展示了一种具有主动接触力产生的电流传输装置。该电流传输装置具有连杆、接触装置以及带有无刷电动机的伺服驱动器，其中接触装置能够借助连杆与车辆的载流接触面接触。

3、此外，wo 2022/100790 a1公开了一种具有被动接触力产生的供电装置，其中，彼此铰接连接的手臂（接触装置与所述手臂耦联）借助于驱动布置可以在升起位置和降下位置之间移动，其中接触装置可以通过其重力保持在降下的位置中。

4、此外，在wo 2023/072365 a1中描述了一种用于充电站的定位布置和一种接触方法。该定位布置具有定位装置、驱动装置以及充电触点，通过该充电触点可以接触电动车辆的接触面，以对车辆进行电流供应。驱动装置包括与定位装置连接的承载机构，通过该承载机构可将牵引力传递到定位装置上，由此可对充电触点进行定位。

5、此外，us 2023/0098461 a1展示了一种充电装置，在该充电装置中，为了电动车辆的充电过程，可以借助于调节装置将充电头降到车辆的接触装置上。调节装置可以具有彼此铰接相连的剪式杠杆。

技术实现思路

1、本发明的任务在于提供一种与现有技术相比进一步改进的供电装置，该供电装置能够实现高接触力的传递。

2、根据本发明，该任务通过根据权利要求1所述的供电装置来解决，其中与下降装置连接一弹簧装置，该弹簧装置在接触装置的下降过程之前具有预紧力（vorspannung），其中在接触装置的下降过程中，形成至少一个弹簧力，该弹簧力驱使接触装置向下，促进接触装置的下降过程，补充至少接触装置、下降装置和弹簧装置的重力。由此，使得在接触装置与例如车辆的对接装置之间能够实现可靠的电接触，通过所述对接装置可以为例如车辆的蓄电池供应电流并充电。通过在接触装置和例如车辆的对接装置之间形成高接触力，可以为车辆实现高的电充电功率。弹簧装置引起附加力，可以由该附加力与接触装置、下降装置以及弹簧装置本身的重力一起形成接触力。弹簧装置仅适度地增加供电装置的总质量。由此，例如可以降低对保持装置（例如车辆停放库的顶部或横梁等）的承载能力要求，供电装置可以例如以铰接方式与该保持装置连接。保持装置由此可以构造得较轻等。接触装置的下降过程例如可以通过降低驱动器的扭矩来启动，由此，借助于驱动器不会提升接触装置，而是基于重力和弹簧力通过驱动器对接触装置的向下移动进行制动等。供电装置的供电线路例如可以与下降装置和/或与接触装置连接。这些供电线路例如可以电连接到接触装置的接触元件上。

3、根据本发明的供电装置的其他有利设计方案由从属权利要求得出。

4、例如，如果下降装置具有多个剪式杠杆，则是有帮助的。通过该措施，提高了供电装置的机械稳定性。

5、如果弹簧装置具有至少一个第一下降弹簧，则获得一种优选解决方案，其中该至少第一下降弹簧与下降装置的第一剪式杠杆和下降装置的剪式杠杆支承连接，或者其中该至少第一下降弹簧与下降装置的第一剪式杠杆和第二剪式杠杆连接。由此，实现了由下降装置和弹簧装置构成的紧凑功能布置。下降装置的移动与弹簧装置的弹簧张紧状态的改变相关联。因此，例如，弹簧装置在下降装置处于缩回的第一状态下可以具有比在伸出的第二状态下更大的弹簧张力，由此，弹簧装置的放松过程可以协助下降装置向第二状态的移动等。如果例如接触装置与剪式杠杆支承连接，那么当弹簧装置与剪式杠杆支承耦联时，该弹簧装置例如也可以引起接触装置的机械稳定和/或复位。

6、此外，如果下降装置具有至少四个剪式杠杆，优选六个剪式杠杆，那么也能够是值得推荐的。通过该措施，可根据需要调整下降装置的承载能力和重力。供电装置可以进行模块化设计，即，例如可以根据接触力并且适配弹簧装置的机械特性来选择第一数量的剪式杠杆。例如，也可以根据预设的第二数量的剪式杠杆来设计弹簧装置的尺寸等。这样可以设定供电装置的接触力。例如，可以基于弹簧装置较小地选择第一数量的剪式杠杆，由此例如能够在不降低接触力的情况下（基于弹簧装置）减小供电装置的质量。然而，例如也可以在预设的第二数量的剪式杠杆的基础上，借助弹簧装置来提高接触力。

7、如果驱动器构造为机动化的起重器（hebezug），则获得了一种用于操作接触装置的在结构和功能上简单的解决方案。驱动器例如可以设计为绳索传动机构（seilzug）等。

8、结合将驱动器设计为机动化的起重器，如果驱动器的输送机构与驱动器的驱动杠杆铰接连接，其中驱动杠杆在接触装置的下降过程中与供电装置的第一止挡部接触，并且其中驱动杠杆在接触装置完全降下的状态下从第一止挡部脱离，则能够是有帮助的。驱动器的输送机构可以构造为例如缆绳、系带、皮带或链条等。通过驱动杠杆可以实现对供电装置与车辆之间的相对运动进行补偿，这种相对运动例如可以由上车或下车的乘客引起，或者由为了方便上车或下车（侧倾（kneeling））而通过水平调整使车辆单侧降低引起，等等。于是，通过改变驱动杠杆的角度位置（该驱动杠杆可以相对于输送机构进行旋转运动），例如可以补偿供电装置与车辆之间的高度差。例如，驱动杠杆的顶侧可以接触第一止挡部的底侧。第一止挡部例如可以与接触装置连接。驱动杠杆例如可以与接触装置铰接连接。

9、如果布置了至少一个用于检测驱动杠杆的姿态或位置的传感器，其中该至少一个传感器以信号传输的方式与驱动器连接，则能够基于传感器测量值实现对驱动器的切换。通过这种措施，当借助于传感器探测到驱动杠杆的中间位置或中间姿态（在该中间位置或中间姿态下，驱动杠杆不贴靠在第一止挡部上且已达到接触装置完全降下的状态）时，例如可以将驱动器关闭。传感器例如可以设计为电位计或霍尔传感器等，并且如果驱动杠杆与接触装置铰接连接，则例如布置在驱动杠杆与接触装置之间的关节上等。然而，例如也可以设想，传感器作为距离传感器布置在接触装置上，并且借助于传感器检测驱动杠杆端部的位置等。例如也可以将传感器构造为终端位置开关并将其与第一止挡部连接等。

10、如果与驱动杠杆连接有至少一个杠杆弹簧，该杠杆弹簧在接触装置的下降过程中具有第一张紧能量，且在接触装置完全降下的状态下具有第二张紧能量，其中第一张紧能量大于第二张紧能量，那么同样获得一种有利的解决方案。通过该措施，在接触装置完全降下的状态下促进了驱动杠杆从第一止挡部的脱开。在接触装置的下降过程之后，杠杆弹簧执行放松过程，该放松过程在接触装置完全降下的状态下加强了输送机构的向下运动以及驱动杠杆从第一止挡部的脱开。例如，如果在接触装置完全降下的状态下以及在杠杆弹簧放松过程的结尾，杠杆弹簧没有完全放松并且第二张紧能量因此大于0焦耳，则通过第二张紧能量可以在接触装置完全降下的状态下将输送机构保持在残余张力下，由此能够实现可靠地引发提升过程，以提升接触装置。例如，在输送机构向下运动时，在达到接触装置完全降下的状态后，驱动杠杆可以贴靠在供电装置的第二止挡部上。第二止挡部例如可以与接触装置连接。

11、如果至少一个杠杆弹簧与接触装置连接，则也能够是有帮助的。通过该措施，实现了由接触装置、驱动杠杆和杠杆弹簧构成的紧凑功能布置。杠杆弹簧例如可以作为螺旋扭力弹簧（schenkelfeder）等构造在接触装置和驱动杠杆之间。

12、如果驱动器具有马达、齿轮箱和绞盘，其中驱动器的输送机构通过绞盘引导，可卷绕到绞盘上并且可从绞盘上退绕，并且其中为了将扭矩从马达经齿轮箱传递到绞盘上，马达与齿轮箱耦联并且齿轮箱与绞盘耦联，那么获得一种简单且坚固的驱动机构。

13、如果接触装置与下降装置铰接连接，那么还可以实现对车辆倾斜位置的补偿，供电装置例如为了执行充电过程可以对接到所述车辆上。

14、使用具有至少一个根据本发明的供电装置并且具有保持装置的根据本发明的供电设备，可以实现在车站、车库或充电站等地方为车辆供电，其中在保持装置下方可以布置车辆，并且至少一个供电装置的下降装置可朝向车辆降下地与保持装置相连。供电装置例如可以通过保持装置与构成供电设备的大厅（halle）的顶部或者与构成供电设备的充电架（ladegerüst）的横梁等连接。下降装置例如可以与保持装置铰接连接。供电装置的电气的供电线路例如可以与供电设备连接，这些供电线路可以通过供电设备例如连接到电网上。

15、对于根据本发明的供电装置和根据本发明的供电设备而言，一个有前景的应用领域可通过根据本发明的带至少一个对接装置的车辆来开辟，该车辆可以借助根据本发明的供电装置供应电流且可以布置在根据本发明的供电设备下方，其中至少一个对接装置构造成可与供电装置进入机械接触和电接触，其中至少一个对接装置设计成在机械和电气上与供电装置相兼容。供电装置的接触装置可以例如具有彼此间隔开的第一接触轨，这些第一接触轨可以与对接装置的第二接触轨接触，其中第一接触轨可以与第二接触轨成直角布置等。对接装置例如可以布置在车辆的车顶上，其中电气的车辆线路可以从对接装置例如引至车辆的蓄电池等。蓄电池例如可以通过供电装置充电。车辆例如可以是电动巴士、电动载重汽车或电动轨道车辆等。