用于感應(yīng)式傳輸電能的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在能夠被位置固定地安裝到車道(7)中的線圈(12)與可移動的耗電器——尤其是電動車輛(14)——的次級線圈(13)之間感應(yīng)式傳輸電能的設(shè)備(1)，其中，所述線圈(12)配設(shè)有用于供給電能的供給單元(16)。本發(fā)明用以實現(xiàn)目的、即提供一種易于維護的、可靠的、運行安全的并且防止水侵入到敏感的電子裝置中的、用于感應(yīng)式傳輸電能的設(shè)備的方式是，將所述供電單元(16)在線圈(12)的在裝入狀態(tài)下背離車道(7)的側(cè)上布置在帶有朝下開口的殼體開口(20)的、朝上方和側(cè)面封閉的殼體(19)中。
【專利說明】用于感應(yīng)式傳輸電能的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于感應(yīng)式傳輸電能的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]DE 697 24 995 T2公開了一種供電系統(tǒng)形式的本類型設(shè)備，其具有可攜帶式插座單元，該插座單元具有插座和與之相連的次級線圈。為了能夠通過次級線圈給該可攜帶式單元供電，在車道中有一個座部單元以位置固定不動的方式被下到滲水井中。該座部單元具有用于向所述可攜帶式插座單元的次級線圈進行感應(yīng)式電能傳輸?shù)某跫壘€圈，以及給初級線圈供電的電子裝置。初級線圈和電子裝置都被容納在被防水封裝的殼體中。電子裝置借助于穿過設(shè)在殼體中的引線孔的電網(wǎng)供電線路與供電電網(wǎng)相連。為了防止水通過引線孔侵入到殼體的內(nèi)部空間中，該引線孔被特別密封。
[0003]上述的座部單元的缺點在于，例如如果引線孔的密封裝置被震動破壞或者被土壤中的微型和小型動物破壞，那么該密封裝置就構(gòu)成了可能的泄露處。密封裝置的密封效果在經(jīng)過特定時間后也會減弱，例如密封材料會隨著時間的流逝變得穿孔，從而在此也存在水侵入的危險。為了盡可能避免這種危險，必須對密封裝置進行定期檢查，而這只有付出很高成本才可能實現(xiàn)。因為為此必須要取下殼體的蓋部，然后必須取出沉重的線圈和敏感的電子裝置。然后才暴露出引線孔以便能夠?qū)ζ涿芊庑赃M行檢測。如果密封裝置變得不密封了，那么必須挖開密封裝置上方的土壤，以便能夠從殼體外部更換該密封裝置。
[0004]在對可移動的耗電器一例如像汽車或載重汽車這樣的電動車輛一進行感應(yīng)式能量傳輸?shù)膮^(qū)域中，更加嚴(yán)重的是，被下到土壤中的初級線圈的四周區(qū)域經(jīng)常被時常行駛在上面的車輛震動，這樣就額外增加了密封裝置的負荷。
[0005]GB 2477080 A公開了一種用于具有預(yù)制的軌道模塊的有軌車輛的軌道，其中，在兩個行駛軌道之間鋪設(shè)有沿行駛軌道縱向延伸的初級線圈的纜線。在行駛軌道側(cè)旁，電的或電子的部件布置在一個洞空間中。一通孔從洞空間中延伸出并延伸入軌道之間的區(qū)域中，其中，用于將纜線與電的或電子的部件相連的線路穿過所述通孔。由于行駛軌道之間的地面位于洞空間的地面的上方，并且電的或電子的部件設(shè)置在洞空間的地面上，因此侵入到洞空間中或行駛軌道之間的區(qū)域中的水會匯集到位置更深的洞空間中。為了防止電的或電子的部件進水，因此必須對這些部件進行相應(yīng)的防水密封。由于必須對從部件中伸出的線路進行特別密封，所以耗費非常大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是，克服上述缺陷并提供一種開頭所述的用于感應(yīng)式電能傳輸?shù)脑O(shè)備，該設(shè)備容易保養(yǎng)、可靠、運行安全并且防止水滲入到敏感的電子裝置中。
[0007]本發(fā)明借助于具有權(quán)利要求1特征的用于感應(yīng)式傳輸電能的設(shè)備實現(xiàn)上述目的。從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明有利的實施方案和適宜的改進方案。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，開頭所述的用于感應(yīng)式電能傳輸?shù)脑O(shè)備的突出之處在于，供給單元在線圈的在裝入狀態(tài)下背離車道的那側(cè)上布置在一朝上部和側(cè)面封閉的、具有朝下開口的殼體開口的殼體中。由此，根據(jù)潛水鐘原理，水侵入到殼體中的程度只能到被封閉在殼體中的空氣或者有可能還有其他氣態(tài)流體的壓力與水壓相平衡為止。因此這里和下面所說的水還指其他液體。因此與本領(lǐng)域的觀點相反，能夠在不使用額外的和費錢的密封措施的情況下可靠防止水或其他液體的侵入。
[0009]在本發(fā)明的一種有利的改進方案中，供給單元在殼體中可以在高度方向上以一安全間距設(shè)置于殼體開口的上方，其中有利地是，該安全間距的高度至少相當(dāng)于、優(yōu)選大于在殼體開口與殼體的上部殼體蓋(該殼體蓋與殼體開口相對)之間的間距的一半。由此確保殼體中的空氣足夠扛得住侵入的水的水壓。
[0010]優(yōu)選的是，殼體的側(cè)面殼體壁至少部分地朝向殼體開口變窄，由此使侵入的水的水位的上漲逐漸變慢，這是因為殼體的空間隨著高度逐漸變大。優(yōu)選的是，在備選的改進方案中，殼體可以具有單側(cè)封閉的空心錐段的形狀，在此，該空心錐的較小側(cè)構(gòu)成了殼體開口，或者殼體可以具有單側(cè)封閉的空心柱的形狀。還可以設(shè)想其他形狀，例如，殼體的橫截面可以具有多邊形的形狀，例如正方形、長方形、六邊形、八邊形或邊數(shù)更多的多邊形，優(yōu)選的是長方形。
[0011]有利的是，為屏蔽包含在供給單元中的電子裝置使其不受初級線圈的強磁場影響，殼體可以由導(dǎo)電材料制成。
[0012]進一步有利的是，殼體可以由不腐蝕材料制成，從而可以使殼體制造簡單、重量輕并且耐腐蝕。為此優(yōu)選使用硬質(zhì)塑料材料。
[0013]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的改進方案中，可以在殼體外部設(shè)有用于給設(shè)備的內(nèi)部空間排氣/通風(fēng)的排氣裝置/通風(fēng)裝置，以便使空氣從內(nèi)部空間排出到殼體外部并且在設(shè)備完全灌滿水并且水持續(xù)不斷的加壓和填灌時能夠使水從內(nèi)部空間流出。
[0014]優(yōu)選的是，供給單元可以設(shè)置在殼體的與殼體開口相對的上部的殼體蓋上，由此可以進一步簡化供給單元在殼體上的固定。
[0015]在一種在制造技術(shù)方面和現(xiàn)場安裝方面有利的實施方案中，線圈可以一體形成/集成在線圈單元中，尤其是澆注到混凝土或鋼筋混凝土中。所述殼體進一步可以固定在線圈單元的背離車道的底側(cè)上，使得包含在供給單元中的電子裝置與線圈之間存在足夠的間距。
[0016]進一步有利的是，井模塊可以設(shè)有一由井底和四周的井壁界定的、朝向車道開口的內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間有利地可以預(yù)制并僅是在安裝地點被下到土壤中的對應(yīng)開口中。為了能夠簡單快速的封閉井模塊的內(nèi)部空間，可以優(yōu)選使用線圈單元。進一步優(yōu)選的是，所述井壁為此可以在其上端部處具有指向內(nèi)部空間的環(huán)繞的突出部，所述線圈單元能夠被放置到該突出部上。為了能夠提供盡可能無起伏的車道，線圈單元的車道側(cè)和井壁的上端部相互之間以及在裝入狀態(tài)下與車道之間平齊。
[0017]有利地是，線圈可以與供給單元一起設(shè)置在殼體中。在此可以將朝向車道的殼體蓋設(shè)計為車道的一部分，由此可以使結(jié)構(gòu)緊湊并且現(xiàn)場安裝簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面借助附圖來對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。附圖示出:
[0019]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于感應(yīng)式電能傳輸?shù)脑O(shè)備在正常運行狀態(tài)下的示意性側(cè)視圖；
[0020]圖2示出圖1的視圖，其中水略微滲入到設(shè)備中；
[0021]圖3示出圖1的視圖，其中更多的水滲入到設(shè)備中；
[0022]圖4示出圖1的視圖，其中大量的水滲入到設(shè)備中；
[0023]圖5示出圖1的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的殼體的一種備選的殼體形狀；
[0024]圖6示出圖1的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的殼體的另一種備選的殼體形狀；
【具體實施方式】
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于感應(yīng)式電能傳輸?shù)脑O(shè)備I。該設(shè)備I具有完全被下到土壤2中的、由鋼筋混凝土預(yù)制而成的井模塊3，該井模塊帶有由井底4以及四周環(huán)繞的井壁5界定的內(nèi)部空間6，該內(nèi)部空間朝向車道7首先是敞開的。井壁5在其上端部處具有指向內(nèi)部空間6的環(huán)繞的突出部8。
[0026]線圈單元9利用其底側(cè)10的邊緣區(qū)域放置到突出部8上并且與該井壁5以可拆松的方式相連。該線圈單元9由此朝向車道7封閉內(nèi)部空間6。線圈單元9的車道側(cè)11和井壁5的上端部與車道7平齊成一線。
[0027]在線圈單元9中以已知的方式一體形成/集成(integrieren)有初級線圈12,該初級線圈用于將電能感應(yīng)式傳輸給電動車輛14的次級線圈13。該初級線圈12由已知的電供給單元16經(jīng)由供給纜線15供給電能。
[0028]該供給單元16包含用于提供高電壓和電流以進行從初級線圈12到次級線圈13的電能傳輸?shù)淖兞髌骱陀糜隍?qū)控變流器的驅(qū)控電子裝置。供給單元16本身通過電網(wǎng)纜線17與局域供電電網(wǎng)相連。為此，所述電網(wǎng)纜線17穿過設(shè)在井壁5中的纜線引線孔18。為了防止水通過纜線引線孔18進入到內(nèi)部空間6中，該纜線引線孔18設(shè)有未示出的密封裝置。
[0029]但如開頭所述，這樣的密封裝置總是存在有密封裝置由于不同原因而壞掉或者密封功能減弱到使水侵入到內(nèi)部空間6中的風(fēng)險。
[0030]但是為了在水侵入時仍能夠確保設(shè)備I的安全可靠運行，尤其是保護對濕度敏感的供給單元16不進水，本發(fā)明提出，將供給元件16設(shè)置在線圈單元9上的、具有朝下的殼體開口 20的、罐狀的殼體19中。
[0031]在此，殼體19利用殼體蓋21固定在線圈單元9的底側(cè)10上，而所述供給單元16又固定在殼體19的蓋底側(cè)22上。環(huán)繞的殼體壁23從殼體蓋21向下朝向井底4延伸，其中殼體壁23仍與井底4相距一定距離，以便留出用于供給纜線15和電網(wǎng)纜線17的通道。殼體壁23在此明顯高于供給單元16。因此在殼體開口 20與供給單元16的底側(cè)之間始終存在一個安全間距S。在本發(fā)明中，該殼體壁23的高度略大于供給單元16的高度的兩倍，從而殼體開口 20與殼體蓋21之間的間距H大概是所述安全間距S的兩倍。
[0032]為屏蔽包含在供給單元16中的電子裝置是所述電子裝置不受初級線圈12的強磁場影響，殼體19可以優(yōu)選由導(dǎo)電良好的材料制成，例如鋁。
[0033]如從圖2至圖4可知的，為了對供給單元16和其特別濕度敏感的電的和電子的部件進行防護，本發(fā)明使用了所謂的潛水鐘原理。
[0034]于是朝上氣密且防水的殼體19防止，侵入到內(nèi)部空間6中的水在殼體19中一直升高到供給單元16。
[0035]如果水24侵入到內(nèi)部空間6中，那么如圖2所示，首先形成一水位25。如果水24繼續(xù)升高，那么就逐漸到達殼體19的殼體開口 20處，在此如圖3所示，至少起初時，殼體19外部的水位25是與殼體19中的水位26 —樣高的。如果水24還繼續(xù)升高，那么由于在所述氣密、防水的殼體19中存在空氣，因此殼體19中的水24的上漲幅度不會像殼體19外部那么大，從而使殼體19中的水位26保持在比殼體19外部的內(nèi)部空間6中的水位25更低的水平上。一旦殼體19中的被壓縮的空氣的壓力與位于井模塊3中的水24的壓力之間出現(xiàn)均衡，那么如圖4所示，殼體中的水位26就不再繼續(xù)上漲。由此，即使在整個內(nèi)部空間6都灌滿水24的情況下，水24也不會上漲至供給單元16。
[0036]優(yōu)選可以在殼體19外部的區(qū)域中設(shè)有排氣裝置，在殼體外部的水位25上升時，被水24擠迫的空氣能夠通過該排氣裝置從內(nèi)部空間6逸出。例如，所述線圈單元9為此具有單向閥27，該單向閥允許空氣并且必要時還有水24從內(nèi)部空間6中逸出或溢出，但卻不允許在相反方向上有空氣和水進入到內(nèi)部空間6中。還可以在設(shè)備I中設(shè)有一未畫出的可關(guān)閉的抽吸孔，以便能夠以簡單的方式從外部抽吸出存在于井模塊3的內(nèi)部空間6中的水。例如可以在線圈單元9中設(shè)有一在殼體蓋21外部位于內(nèi)部空間6上方的可關(guān)閉的圓孔，通過該圓孔可以將一軟管插入到所述內(nèi)部空間中。
[0037]圖5示出了圖1的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，其具有帶有另一種備選的殼體形狀的殼體19’。與圖1所示實施例中的部件相同的部件具有相同的名稱和附圖標(biāo)記。殼體壁23’從殼體蓋21開始便朝向殼體開口 20’變窄，從而該殼體壁23’向著殼體開口 20’不斷變窄。由此使侵入的水24的水位25的上升逐漸變慢，這是因為殼體19〃的空間隨著高度逐漸變大。
[0038]圖6中示出了具有帶有另一種備選的殼體形狀的殼體19〃的圖1的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。與圖1所示實施例中的部件相同的部件具有相同的名稱和附圖標(biāo)記。殼體壁23"首先從殼體蓋21處朝著殼體開口 20"的方向豎直延伸，然后在大概是間距H的一半處向內(nèi)彎折，從而使殼體壁23〃朝向殼體開口 20〃變窄。由此使侵入的水24的水位25的上漲逐漸變慢，因為殼體19〃的空間隨著高度逐漸變大。與圖5中所示的殼體19’相比，圖6的殼體19〃還具有的優(yōu)點是，可以使用較寬的供給單元16。
[0039]上述的設(shè)計方案以本領(lǐng)域技術(shù)人員完全意想不到的方式阻止了水24侵入到供給單元16中。因為通常要耗費很大努力來盡可能好地防止水或其他液體的侵入地封裝供給單元的敏感的電的和電子的部件和盡可能好地密封包圍著供給單元16的殼體。相比之下，本發(fā)明可以在很大程度上放棄對供給單元16的盡可能密封的封裝。這與本領(lǐng)域通常的觀點明顯相反。
[0040]附圖標(biāo)記列表:
[0041]I用于感應(yīng)式傳輸電能的設(shè)備
[0042]2 土壤
[0043]3井模塊
[0044]4 井底
[0045]5 井壁
[0046]6內(nèi)部空間
[0047]7 車道
[0048]8突出部
[0049]9線圈單元
[0050]10線圈單元的底側(cè)
[0051]11線圈單元的車道側(cè)
[0052]12初級線圈
[0053]13次級線圈
[0054]14電動車輛
[0055]15供給纜線
[0056]16供給單元
[0057]17電網(wǎng)纜線
[0058]18纜線引線孔
[0059]19 殼體
[0060]19’具有備選的殼體形狀的殼體
[0061]19〃具有另一種備選的殼體形狀的殼體
[0062]20殼體開口
[0063]20’備選的殼體形狀的殼體開口
[0064]20〃另一種備選的殼體形狀的殼體開口
[0065]21殼體蓋
[0066]22蓋底側(cè)
[0067]23殼體壁
[0068]23’備選的殼體形狀的殼體壁
[0069]23"另一種備選的殼體形狀的殼體壁
[0070]24 水
[0071]25 水位
[0072]26殼體中的水位
[0073]27排氣閥
[0074]H蓋底側(cè)與殼體開口之間的間距
[0075]S安全間距
【權(quán)利要求】
1.一種用于在能夠被位置固定地安裝到車道(7)中的線圈(12)與可移動的耗電器——尤其是電動車輛(14)——的次級線圈(13)之間感應(yīng)式傳輸電能的設(shè)備(1)，其中，所述線圈(12)配設(shè)有用于供給電能的供給單元(16)，其特征在于，所述供電單元(16)在線圈(12)的在裝入狀態(tài)下背離車道(7)的側(cè)上布置在朝上方和側(cè)面封閉的殼體(19)中，該殼體具有朝下開口的殼體開口(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述供給單元(16)在殼體(19)中在高度方向(Z)上以安全間距(S)設(shè)置于所述殼體開口(20)上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述安全間距(S)的高度至少等于、優(yōu)選大于在所述殼體開口(20)與殼體(19)的上部的殼體蓋(21)之間的間距(H)的一半，該殼體蓋與所述殼體開口(20)相對而置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，殼體(19';19")的側(cè)面的殼體壁(23' ;23")至少局部地朝向殼體開口(20' ;20")變窄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述殼體(19')具有單側(cè)封閉的空心錐段的形狀，其中，該空心錐的較小側(cè)構(gòu)成了所述殼體開口(20')。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述殼體(19)具有單側(cè)封閉的空心柱的形狀。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述殼體(19)由導(dǎo)電材料制成。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述殼體(19)由不腐蝕的材料制成。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，在殼體(19)的外部設(shè)有用于給設(shè)備⑴的內(nèi)部空間(6)排氣的排氣裝置(27)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，在殼體(19)的外部設(shè)有用于給設(shè)備(I)的內(nèi)部空間(6)排水的抽吸孔。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述供給單元(16)布置在殼體(19)的與殼體開口(20)相對置的上部的殼體蓋(21)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述線圈(12)—體形成在線圈單元(9)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述殼體(19)固定在線圈單元(9)的背離車道(7)的底側(cè)(10)上。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，該設(shè)備具有井模塊(3)，該井模塊具有由井底⑷和四周環(huán)繞的井壁(5)界定的、朝向車道(7)開口的內(nèi)部空間(6)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述井壁(5)在其上端部處具有指向內(nèi)部空間(6)的環(huán)繞的突出部(8)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述井模塊(3)的內(nèi)部空間(6)被按照權(quán)利要求12形成的線圈單元(9)封閉。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述線圈單元(9)的車道側(cè)(11)和所述井壁(5)的上端部彼此平齊。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述線圈(12)與所述供 給單元(16) —起設(shè)置在所述殼體(19)中。
【文檔編號】H01F38/14GK104334395SQ201380026665
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月21日
【發(fā)明者】M·韋希林 申請人:康達提斯-瓦普弗勒有限公司