Die Erfindung betrifft eine Positioniereinheit und ein Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, insbesondere Elektrobus oder dergleichen, wobei mittels der Positioniereinheit ein elektrischer Ladekontakt einer Kontaktvorrichtung der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche bewegbar und mit dieser kontaktierbar ist, wobei die Positioniereinheit eine Gelenkarmvorrichtung und eine Antriebvorrichtung zum Antrieb der Gelenkarmvorrichtung aufweist, wobei der Ladekontakt mittels der Gelenkarmvorrichtung zwischen einer Kontaktposition zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positionierbar ist, wobei die Positioniereinheit zumindest einen zur Übertragung eines Ladestroms vorgesehenen und im Wesentlichen an der Gelenkarmvorrichtung angeordneten elektrischen Leiter aufweist, welcher einerends an dem Ladekontakt angeschlossen und anderenends an der Ladestation oder an dem Fahrzeug anschließbar ist.

Derartige Positioniereinheiten und Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden regelmäßig bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt. Diese Fahrzeuge können Elektrobusse, aber auch prinzipiell andere Fahrzeuge, wie beispielsweise ein Zug, eine Straßenbahn oder eine Fähre sein, die nicht permanent elektrisch mit einem Fahrdraht oder ähnlichem verbunden sind. Bei diesen Fahrzeugen erfolgt eine Aufladung eines elektrischen Energiespeichers, bei einer Fahrtunterbrechung an einer Haltestelle oder an einem Fahrzeugdepot, durch eine Ladestation. Das Fahrzeug wird in dem Fahrzeugdepot mit der Ladestation elektrisch verbunden, wobei der Energiespeicher des Fahrzeugs, beispielsweise über Nacht, aufgeladen wird.

Zur Herstellung einer elektri sch leitenden Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation wird eine Kontaktvorrichtung eingesetzt, die an der Positioniereinheit oberhalb des Fahrzeugs an einem Abstellplatz des Fahrzeugs im Fahrzeugdepot oder an einer Haltestelle montiert bzw. positioniert ist. Ein Ladekontakt der Kontaktvorrichtung wird dann mittels der Positioniereinheit in Richtung einer Ladekontaktfläche auf einem Dach des Fahrzeugs bewegt und eine elektrische Verbindung hergestellt. Beispielsweise kann eine Kontaktvorrichtung über zumindest vier Ladekontakte verfügen, wobei dann regelmäßig zwei Ladekontakte zur Energieübertragung, ein Ladekontakt als Erdungsleiter und ein weiterer Ladekontakt zur Datenübertragung dienen kann. Dabei kann eine Erdung über einen Pantographenrahmen der Positioniereinheit realisiert und ausgeführt werden. Eine gattungsgemäße Positioniereinheit ist beispielsweise aus der DE 2015 217 380 Al bekannt.

In einer Kontaktposition zur Stromübertragung, in welche der Ladekontakt mittels einer Gelenkarmvorrichtung der Positioniereinheit zwecks Aufladung des Energiespeichers verbracht wird, erfolgt eine Übertragung eines Ladestroms regelmäßig über einen im Wesentlichen an der Gelenkarmvorrichtung angeordneten elektrischen Leiter der Positioniereinheit, welcher einerends an dem Ladekontakt angeschlossen und anderenends zu der Ladestation geführt ist und an dieser angeschlossen ist, derart, dass der Ladestrom von der Ladestation über den Leiter zu dem mit der Ladekontaktfläche kontaktierten Ladekontakt und von dort über die Ladekontaktfläche zu dem Energiespeicher gelangen kann. Dabei ist der Leiter bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Positioniereinheiten stets im Wesentlichen vollständig aus Kupfer ausgebildet. Es gilt, dass mit den vorbekannten Positioniereinheiten bzw. deren Leitern regelmäßig lediglich ein Ladestrom von 600 A übertragen werden kann, womit eine Ladezeit nach unten eingeschränkt und verhältnismäßig groß ist. Eine Vergrößerung des Ladestroms ist daher zur Reduktion der Ladezeit erstrebenswert.

Grundsätzlich verursacht ein Stromfluss in einem Leiter Wärme, welche zu Schäden, insbesondere an dem Leiter selbst oder an Kontaktübergangsstellen, führen kann. Aus diesem Grund ist stets darauf zu achten, dass ein durch einen Leiter übertragener Strom mit einer Strombelastbarkeit bzw. Stromtragfähigkeit des Leiters kompatibel ist. Dabei wird unter der Strombelastbarkeit ein höchster zulässiger Strom verstanden, den ein Leiter unter festgelegten Bedingungen dauerhaft führen kann, ohne dass eine zulässige Temperatur des Leiters einen bestimmten Wert überschreitet. Die Strombelastbarkeit eines Leiters richtet sich nach einem Material des Leiters sowie einer Geometrie, insbesondere einer Querschnittsfläche, des Leiters, wobei die Strombelastbarkeit prinzipiell mit steigender Querschnittsfläche zunimmt.

Um zur Erzielung einer vergleichsweise geringeren Ladezeit einen vergleichswei se höheren Ladestrom über den Leiter der Positioniereinheit übertragen zu können, ist es folglich erforderlich, dass der Leiter eine vergleichsweise größere Strombelastbarkeit aufweist. Dies kann prinzipiell durch eine Wahl eines Leiters mit einer vergleichsweise größeren Querschnittsfläche des Leiters erreicht werden. Dabei gilt es j edoch zu beachten, dass mit zunehmender Querschnittsfläche des Leiters grundsätzlich auch ein Gewicht des Leiters zunimmt. Weiter ist zu bedenken, dass der Leiter bei der Positioniereinheit im Wesentlichen an der von einer Antriebvorrichtung der Positioniereinheit angetriebenen Gelenkarmvorrichtung angeordnet ist, wobei eine Leistung der Antriebvorrichtung insbesondere auch auf ein bestimmtes Gewicht der mittels ihr angetriebenen Komponenten, insbesondere der Gelenkarmvorrichtung und des im Wesentlichen an der Gelenkarmvorrichtung angeordneten Leiters, abgestimmt ist. Zur Verbesserung der Ladezeit bzw. Strombelastbarkeit des Leiters darf die Querschnittsfläche des Leiters und damit das Gewicht des Leiters bei einer vorbekannten Positioniereinheit mit einem Kupferleiter folglich nicht ohne Weiteres erhöht werden, da ansonsten zusätzliche Anpassungen an der Antriebvorrichtung vorgenommen werden müssten, was kostenintensive Maßnahmen erfordern würde. Hinzu kommt, dass eine Vergrößerung der Querschnittsfläche des Leiters bzw. Kupferleiters mehr vergleichsweise teures Kupfermaterial erfordern würde.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Positioniereinheit und ein Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug vorzuschlagen, mittels welcher bzw. welchem mit einfachen Mitteln und kostengünstig durch eine Erhöhung eines Ladestroms eine Ladezeit reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Positioniereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Positioniereinheit zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, insbesondere Elektrobus oder dergleichen, ist mittels der Positioniereinheit ein elektrischer Ladekontakt einer Kontaktvorrichtung der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche bewegbar und mit dieser kontaktierbar, wobei die Positioniereinheit eine Gelenkarmvorrichtung und eine Antriebvorrichtung zum Antrieb der Gelenkarmvorrichtung aufweist, wobei der Ladekontakt mittels der Gelenkarmvorrichtung zwischen einer Kontakt- position zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positionierbar i st, wobei die Positioniereinheit zumindest einen zur Übertragung eines Ladestroms vorgesehenen und im Wesentlichen an der Gelenkarmvorrichtung angeordneten elektrischen Leiter aufweist, welcher einerends an dem Ladekontakt angeschlossen und anderenends an der Ladestation oder an dem Fahrzeug anschließbar ist, wobei der Leiter zumindest einen überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Aluminium ausgebildeten Abschnitt aufweist.

Die Positioniereinheit kann demnach Bestandteil einer stationären Ladestation für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug sein und dazu dienen, den elektrischen Ladekontakt bzw. die Ladekontakte auf j eweils eine Ladekontaktfläche des Fahrzeugs, die auf einem Fahrzeugdach angeordnet sein kann, zu bewegen und mit dieser elektrisch zu kontaktieren. Die Bewegung des Ladekontakts bzw. der Ladekontakte auf die j eweilige Ladekontaktfläche wird mit der Positioniereinheit ausgeführt, die oberhalb des Fahrzeugs an einer Dachstruktur angeordnet sein kann. Der Ladekontakt bzw. die Ladekontakte können dazu an einem unteren Ende der Positioniereinheit angeordnet und von einer oberen Einfahrposition in eine untere Kontaktposition zur Stromübertragung bzw. Kontaktierung der Ladekontaktflächen bewegt werden. Diese Bewegung des Ladekontakts bzw. der Ladekontakte erfolgt mit der Gelenkarmvorrichtung, die mit der Antriebvorrichtung betätigbar bzw. antreibbar i st. Alternativ kann die Positioniereinheit auch Bestandteil des Fahrzeugs sein und auf dem Fahrzeugdach angeordnet sein, wobei die Ladekontaktfläche oberhalb des Fahrzeugs an einer Dachstruktur angeordnet sein kann. In diesem Fall kann der Ladekontakt bzw. können die Ladekontakte dann von einer unteren Einfahrposition in eine obere Kontaktposition zur Stromübertragung bzw. Kontaktierung der Ladekontaktflächen bewegt werden.

Weiter verfügt die Positioniereinheit über zumindest einen zur Übertragung eines Ladestroms vorgesehenen elektrischen Leiter, welcher im Wesentlichen an der Gelenkarmvorrichtung angeordnet ist. Dabei ist der Leiter mit einem Ende des Leiters an dem Ladekontakt angeschlossen und ein anderes Ende des Leiters ist zu der Ladestation oder zu dem Fahrzeug führbar bzw. ist an dieser bzw. an diesem anschließbar. In der Kontaktposition kann dann ein Ladestrom von der Ladestation zu dem Fahrzeug durch den Leiter fließen.

Erfindungsgemäß i st vorgesehen, dass der Leiter zumindest einen überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Aluminium ausgebildeten Abschnitt aufweist, also zumindest ab schnittsweise bezogen auf ein Material des Abschnitts überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Aluminium ausgebildet ist. Da Aluminium, insbesondere verglichen mit Kupfer, ein erheblich geringeres Gewicht bzw. eine erheblich geringere Dichte aufweist, i st es dadurch möglich, den Abschnitt bei gleichem Gewicht mit einer vergleichsweise größeren Querschnittsfläche auszubilden, so dass mittels des Leiters grundsätzlich bei gleichem Gewicht ein vergleichsweise größerer Ladestrom übertragen werden kann, wodurch eine Ladezeit vorteilhaft reduziert werden kann. Dabei kann die Querschnittsfläche des Abschnitts gerade so groß gewählt werden, dass das Gewicht des Leiters das Gewicht eines bei einer vorbekannten Positioniereinheit eingesetzten, vollständig aus Kupfer ausgebildeten Leiters bzw. Kupferleiters zumindest nicht überschreitet. Der Ab schnitt und zumindest ein, bei spielsweise aus Kupfer ausgebildeter, weiterer Abschnitt des Leiters, welchen der Leiter aufweisen kann, können dabei derart aufeinander abgestimmt sein, dass bei im Wesentlichen gleichem Gewicht des Leiters der vergleichsweise größere Ladestrom übertragen werden kann. Somit kann die Reduktion der Ladezeit erfindungsgemäß allein durch die Anpassung des Leiters erreicht werden, ohne dass eine kostenintensive Anpassung der Antriebvorrichtung vonnöten wäre. Vorteilhafterweise ist der Ab schnitt dabei vollständig aus Aluminium ausgebildet. Auch kann der Leiter nur nahezu vollständig aus Aluminium ausgebildet sein. Dabei ist es denkbar, den Abschnitt aus einer Aluminiumlegierung auszubilden, bei welcher ein Aluminiumanteil, bevorzugt deutlich, überwiegen kann. Beispielswei se kann der Aluminiumanteil in der Aluminiumlegierung dann mehr als 50 % oder mindestens 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 91 %, 92 %, 93 %, 94 %, 95 %, 96 %, 97 %, 98 % oder 99 % betragen. Ferner kann der Leiter mehrere derartige Ab schnitte, insbesondere zwei derartige Ab schnitte, aufweisen. Diese Abschnitte können dann elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Die Abschnitte können gleichartig oder verschiedenartig voneinander, insbesondere al s verschiedenartige Profile, ausgebildet sein. Weiter ist herauszustellen, dass Aluminium vergleichsweise kostengünstiger als Kupfer i st, so dass die Reduktion der Ladezeit auch vor diesem Hintergrund vergleichsweise kostengünstiger erzielt werden kann. Im Ergebnis kann mittels der erfindungsgemäßen Positioniereinheit damit die Ladezeit reduziert werden, wobei diese Reduktion mit einfachen und kostengünstigen Maßnahmen erreicht werden kann.

Vorteilhafterweise kann der Leiter bezogen auf eine Länge des Leiters überwiegend aus Aluminium ausgebildet sein. Eine Länge des Abschnitts des Leiters bzw. eine Gesamtlänge mehrerer derartiger Abschnitte des Leiters kann bzw. können dann mehr als 50 % oder mindestens 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 % oder 95 % der Länge des Leiters ausmachen. Auch ist es denkbar, dass der Leiter bezogen auf die Länge des Leiters vollständig aus Aluminium ausgebildet ist.

Vorteilhafterweise kann eine Querschnittsfläche des Abschnitts 300 mm ² bis 500 mm ² , vorzugsweise 400 mm ² , betragen. Dadurch wird eine Übertragung von vergleichsweise großen Ladeströmen ermöglicht. Jedoch ist es auch denkbar die Querschnittsfläche größer oder deutlich größer zu wählen.

Vorteilhafterwei se kann der Abschnitt als ein Profilteil, vorzugsweise als eine Schiene, ausgebildet sein. Auch kann der Abschnitt als eine Stange oder als ein Kantprofil ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann der Leiter in einem Bereich des Abschnitts eine, vorzugsweise durch eine Pulverbeschichtung ausgebildete, Isolation aufweisen. Mittels Pulverbeschichtung kann eine gleichmäßige, den Ab schnitt nach außen hin isolierende Schicht auf das Aluminiummaterial aufgebracht werden. Ein Isolationsmaterial kann insbesondere einen Kunststoff umfassen.

Weiter kann der Leiter zumindest einen überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Kupfer ausgebildeten weiteren Abschnitt aufwei sen. Dabei kann der Leiter in einem Bereich des weiteren Abschnitts ebenfall s eine Isolation aufweist. Insbesondere kann der weitere Abschnitt zusammen mit der Isolation dann ein Kabel ausbilden. Der weitere Ab schnitt kann mit dem Abschnitt elektrisch leitend verbunden sein. Vorteilhafterweise ist der weitere Abschnitt vollständig aus Kupfer ausgebildet. Jedoch ist es auch denkbar, den weiteren Abschnitt aus einer Kupferlegierung auszubilden, in welcher ein Kupferanteil überwiegen kann. Eine Länge des weiteren Abschnitts des Leiters bzw. eine Gesamtlänge mehrerer derartiger weiterer Abschnitte des Leiters kann bzw. können dann vorteilhafterweise weniger al s 50 % oder höchstens 45 %, 40 %, 35 %, 30 %, 25 %, 20 %, 15 %, 10 % oder 5 % der Länge des Leiters ausmachen, um den Ab schnitt bei im Wesentlichen gleichem Gewicht des Leiters zur Erzielung der Reduktion der Ladezeit mit einer möglichst großen Querschnittsfläche ausbilden zu können. Eine Querschnittsfläche des weiteren Abschnitts kann dann derart angepasst und auf die Querschnittsfläche des Abschnitts abgestimmt sein, dass der gewünschte Ladestrom mittels des Leiters übertragen werden kann. Die Abstimmung kann derart erfolgen, dass das Gewicht des Leiters bei vergleichsweise vergrößerter Strombelastbarkeit das Gewicht eines vollständig aus Kupfer ausgebildeten Leiters bzw. Kupferleiters zumindest nicht überschreitet. Der weitere Abschnitt kann dann vorteilhaft an Knickstellen bzw. in einem gebogenen Leiterab schnitt bzw. in einem einer Biegebelastung ausgesetzten Leiterabschnitt vorgesehen sein. Da Kupfer im Vergleich zu Aluminium einer Biegebelastung besser stand- hält, kann somit ein Brechen bzw. Zerreißen des Leiters in diesem Leiterabschnitt vermieden werden. Der weitere Abschnitt kann zwei Abschnitte miteinander verbinden aber auch einen Endab schnitt des Leiters ausbilden. Beispielsweise kann der weitere Abschnitt dann auch an einem Ladekontakt angeschlossen oder an der Ladestation bzw. dem Fahrzeug anschließbar sein. Gleichfalls kann der Ab schnitt an einem Ladekontakt angeschlossen oder an der Ladestation bzw. dem Fahrzeug anschließbar sein.

Zumindest an einer Kontaktstelle, an welcher der Ab schnitt den weiteren Ab schnitt kontaktiert, kann der Abschnitt mit Nickel beschichtet sein, um einen Übergangswiderstand zu reduzieren. Der Abschnitt kann auch vollständig mit Nickel beschichtet sein.

Der zumindest eine Abschnitt und der zumindest eine weitere Abschnitt können zusammen den Leiter ausbilden.

Der Begriff „Abschnitt“ bezieht sich vorliegend stets auf einen überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Aluminium ausgebildeten Leiterabschnitt, während sich der mit Zusatz „weiterer“ versehene Begriff „weiterer Ab schnitt“ stets auf einen überwiegend, vorzugswei se vollständig, aus Kupfer ausgebildeten Leiterabschnitt bezieht.

Eine Querschnittsfläche des weiteren Abschnitts kann 100 mm ² bis 150 mm ² , vorzugsweise 120 mm ² , betragen. Jedoch kann die Querschnittsfläche des weiteren Abschnitts auch dieselbe Größe aufweisen wie die Querschnittsfläche des Abschnitts.

Weiter kann der weitere Abschnitt als eine Litze, vorzugsweise als eine Rundlitze ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise kann über den Leiter ein Ladestrom von 800 A bis 1500 A, vorzugsweise von 1000 A bis 1200 A, übertragbar sein. Dadurch kann die Ladezeit erheblich reduziert werden. Je nach Ausgestaltung einer Querschnittsfläche des Leiters bzw. der Querschnittsfläche des Ab schnitts bzw. des weiteren Abschnitts kann der Ladestrom auch größer oder deutlich größer sein.

Vorteilhafterweise kann die Positioniereinheit eine Mehrzahl von derartigen Leitern aufweisen. Vorteilhafterweise sind die Leiter dann gleichartig ausgebildet. Insbesondere kann die Positioniereinheit zwei von derartigen Leitern aufwei sen, welche den Ladestrom zu j eweils einem zur Energieübertragung vorgesehenen Ladekontakt bzw. zu verschiedenen Ladekontakten führen können.

Vorteilhafterweise kann die Gelenkarmvorrichtung al s ein Einarmsystem oder als ein Scherensystem, vorzugsweise mit einer Parallelogrammführung, oder als ein Pantograph ausgebildet sein. So kann die Gelenkarmvorrichtung eine parallele Bewegung des Ladekontaktes ausgehend von einer Einfahrposition des Ladekontaktes bis hin zu der Kontaktposition an der Ladekontaktfläche des Fahrzeugs ermöglichen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Gelenkarmvorrichtung zumindest ein erstes Armglied und ein gelenkig mit dem ersten Armglied verbundenes zweites Armglied aufweisen, wobei der Leiter zwei überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Aluminium ausgebildete Abschnitte aufweisen kann, wobei an dem ersten Armglied ein erster Ab schnitt der zwei Ab schnitte und an dem zweiten Armglied ein zweiter Abschnitt der zwei Ab schnitte angeordnet sein kann, wobei die zwei Ab schnitte in einem Gelenkbereich der Gelenkarmvorrichtung mittels des überwiegend, vorzugsweise voll ständig, aus Kupfer ausgebildeten weiteren Abschnitts des Leiters elektrisch leitend miteinander verbunden sein können. Das erste Armglied und das zweite Armglied können mittels zumindest eines in dem Gelenkbereich vorgesehenen Gelenks der Gelenkarmvorrichtung gelenkig miteinander verbunden sein. Da der weitere Ab schnitt in dem Gelenkbereich durch ein Einfahren und ein Ausfahren der Gelenkarmvorrichtung einer fortwährenden Knickbelastung bzw. Biegebelastung ausgesetzt ist, kann dadurch sichergestellt werden, dass der Leiter in diesem Leiterabschnitt bzw. in dem Gelenkbe- reich dieser fortwährenden Knickbelastung bzw. Biegebelastung standhält. Dabei kann der weitere Abschnitt im Vergleich zu den zwei Abschnitten vergleichsweise kurz ausgebildet werden, um die Strombelastbarkeit des Leiters bzw. das Gesamtgewicht der Positioniereinheit zu optimieren. Hinsichtlich der Querschnittsfläche kann der weitere Abschnitt derart beschaffen sein, dass dieser denselben Ladestrom übertragen kann wie die angrenzenden zwei Ab schnitte des Leiters. Der zweite Ab schnitt kann endseitig an dem Ladekontakt angeschlossen sein, während der erste Abschnitt endseitig an der Ladestation bzw. an dem Fahrzeug anschließbar sein kann. Vorteilhafterweise kann die Positioniereinheit zwei derartige Leiter aufweisen, welche an zwei verschiedenen Ladekontakten angeschlossen sein können, um einen elektrischen Pluspol und einen elektrischen Minuspol bereitzustellen. Die Kontaktvorrichtung kann endseitig an dem zweiten Armglied angeordnet sein. Auch kann die Gelenkarmvorrichtung weitere gelenkig miteinander verbundene Armglieder umfassen, an welchen Abschnitte angeordnet sein können, welche in entsprechenden Gelenkbereichen mit weiteren Abschnitten elektrisch leitend miteinander verbunden sein können.

Vorteilhafterweise kann der Leiter drei überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Kupfer ausgebildete weitere Abschnitte aufweisen, wobei ein erster weiterer Abschnitt der drei weiteren Abschnitte die zwei Ab schnitte in dem Gelenkbereich elektrisch leitend miteinander verbinden kann, wobei ein zweiter weiterer Abschnitt der drei weiteren Abschnitte den zweiten Ab schnitt mit dem Ladekontakt elektrisch leitend verbinden kann bzw. an dem Ladekontakt angeschlossen sein kann, wobei ein mit dem ersten Abschnitt elektrisch leitend verbundener dritter weiterer Abschnitt der drei weiteren Abschnitte an der Ladestation oder an dem Fahrzeug anschließbar sein kann. Folglich kann der Leiter fünf zusammenhängende Leiterab schnitte, nämlich zwei Abschnitte und drei weitere Abschnitte, aufweisen. Der zweite weitere Abschnitt und der dritte weitere Abschnitt können dann Endabschnitte des Leiters ausbilden. Da der Leiter in einem Bereich der Kontaktvorrichtung bzw. in einem Bereich eines Halterahmens der Positioniereinheit, welcher zur Befestigung der Positioniereinheit vorgesehen sein kann und an welchem die Gelenkarmvorrichtung, insbesondere über das erste Armglied, angeordnet sein kann, ebenfalls einer fortwährenden Knickbelastung ausgesetzt sein kann, kann durch diese Ausbildung des Leiters ein Reißen des Leiters in durch diese Bereiche verlaufenden Leiterabschnitten vermieden werden. An dem Halterahmen kann ein Anschluss bzw. eine Anschlusslasche des Halterahmens vorgesehen sein, an welche der dritte weitere Abschnitt angeschlossen sein kann, wobei an dem Anschluss die Ladestation oder das Fahrzeug anschließbar sein kann. Vorteilhafterweise können die weiteren Abschnitte gleichartig ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann die Positioniereinheit zwei derartige Leiter aufweisen.

Vorteilhafterweise kann das erste Armglied als Einfacharm und das zweite Armglied als Doppelarm ausgebildet sein, wobei die Kontaktvorrichtung endseitig an dem zweiten Armglied angeordnet sein kann. Jedoch kann auch das erste Armglied als Doppelarm oder das zweite Armglied als Einfacharm ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise kann die Positioniereinheit zwei Leiter aufweisen, wobei an zwei zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufenden Armen des Doppelarms j eweils ein überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Aluminium ausgebildeter zweiter Ab schnitt der Leiter angeordnet sein kann. An dem Einfacharm können dann, vorzugsweise beabstandet voneinander, zwei überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Aluminium ausgebildete erste Ab schnitte der Leiter vorgesehen sein, wobei j eder erste Ab schnitt mittels eines überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Kupfer ausgebildeten weiteren Abschnitts der Leiter mit einem der an dem Doppelarm vorgesehenen zweiten Ab schnitte elektrisch leitend verbunden sein kann. Die zwei zweiten Ab schnitte können endseitig an zwei verschiedenen Ladekontakten angeschlossen sein, während die zwei ersten Abschnitte an der Ladestation bzw. an dem Fahrzeug anschließbar sein können. Vorteilhafterweise können die zwei zweiten Ab schnitte j eweils über einen zweiten weiteren Abschnitt an den Ladekontakten angeschlossen sein, während die zwei ersten Abschnitte j eweils über einen dritten weiteren Abschnitt an der Ladestation bzw. an dem Fahrzeug anschließbar sein können.

Vorteilhafterweise kann die Antriebvorrichtung einen Verstellantrieb zur Ausbildung einer auf die Gelenkarmvorrichtung wirkenden Verstellkraft und eine mit dem Verstellantrieb mechanisch zusammenwirkende Federeinrichtung aufweisen. Die Federeinrichtung kann durch eine oder mehrere Federn ausgebildet sein. Der Verstellantrieb kann ein pneumatischer, hydraulischer oder elektromechanischer Antrieb sein, der auf die Gelenkarmvorrichtung einwirken und diese in die Kontaktposition und wahlweise Einfahrposition bewegen kann. Mit der Federeinrichtung kann eine definierte Kontaktkraft auf die j eweiligen Ladekontaktflächen ausgeübt werden. Weiter kann die Federeinrichtung so ausgebildet sein, dass bei einem Ausfall des Verstellantrieb s die Gelenkarmvorrichtung mit einer Federkraft in die Einfahrposition bewegt werden kann.

Die Kontaktvorrichtung kann zwei Ladekontaktträger mit j eweils zumindest zwei daran angeordneten Ladekontakten aufweisen. Insgesamt kann dann die Positioniereinheit vier Ladekontakte aufweisen. Zwei der Ladekontakte können zur Energieübertragung, ein Ladekontakt als Erdungsleiter, und ein weiterer Ladekontakt zur Datenübertragung dienen.

Die Ladekontakte können über ein Gestänge der Kontaktvorrichtung mit zumindest jeweils einer Verbindungsstange zur Verbindung zweier Ladekontakte und mit zumindest einer quer zu den Verbindungsstangen angeordneten Trägerstange zur Verbindung der Ladekontaktträger miteinander verbunden sein. Über das Gestänge wird es dann möglich, eine Kontaktkraft gleichmäßig auf alle Ladekontakte zu verteilen und auf die j eweiligen Ladekontaktflächen über die Ladekontakte auszuüben. Auch kann über das Gestänge eine Bewegung des Fahrzeugs während eines Ladevorgangs ausgeglichen werden.

Weiter kann die Positioniereinheit einen Halterahmen zur Befestigung der Positioniereinheit oberhalb des Fahrzeugs aufweisen. Alternativ kann der Halterahmen auch zur Befestigung der Positioniereinheit an einem Fahrzeugdach ausgebildet sein.

Die erfindungsgemäße Ladestation umfasst einen Mast, einen Ausleger oder eine Brücke und eine oberhalb eines Fahrzeugs daran angeordnete erfindungsgemäße Positioniereinheit. Alternativ kann ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug die erfindungsgemäße Positioniereinheit umfassen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Ladestation ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer stationären Ladestation und einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, insbesondere Elektrobus oder dergleichen, wird mittels einer Positioniereinheit ein elektrischer Ladekontakt einer Kontaktvorrichtung der Positioniereinheit relativ zu einer Ladekontaktfläche bewegt und mit dieser kontaktiert, wobei eine Gelenkarmvorrichtung der Positioniereinheit von einer Antriebvorrichtung der Positioniereinheit angetrieben wird, wobei der Ladekontakt mittels der Gelenkarmvorrichtung zwischen einer Kontaktposition zur Stromübertragung und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung positioniert wird, wobei in der Kontaktposition ein Ladestrom über zumindest einen im Wesentlichen an der Gelenkarmvorrichtung angeordneten elektrischen Leiter der Positioniereinheit, welcher einerends an dem Ladekontakt angeschlossen und anderenends an der Ladestation oder an dem Fahrzeug angeschlossen wird, übertragen wird, wobei der Ladestrom über zumindest einen überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus Alu- minium ausgebildeten Ab schnitt des Leiters übertragen wird. Zu den vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Positioniereinheit verwiesen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht der Positioniereinheit in einer Kontaktposition;

Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht der Positioniereinheit in einer Einfahrposition;

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der Positioniereinheit in der Kontaktposition von vorne.

Eine Zusammenschau der Fig. 1 bis 3 zeigt eine Positioniereinheit 10 zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer hier nicht gezeigten stationären Ladestation und einem hier ebenfalls nicht gezeigten elektrisch angetriebenen Fahrzeug, wobei mittel s der Positioniereinheit 10 vier elektrische Ladekontakte 1 1 einer Kontaktvorrichtung 12 der Positioniereinheit 10 relativ zu einer hier nicht dargestellten Ladekontaktfläche bewegbar und mit dieser kontaktierbar sind, wobei die Positioniereinheit 10 eine Gelenkarmvorrichtung 13 und eine Antriebvorrichtung 14 zum Antrieb der Gelenkarmvorrichtung 13 aufweist, wobei die Ladekontakte 1 1 mittels der Gelenkarmvorrichtung 13 zwischen einer Kontaktposition zur Stromübertragung, welche in der Fig. 1 gezeigt ist, und einer Einfahrposition zur Stromunterbrechung, welche in der Fig. 2 gezeigt ist, positionierbar ist.

Vorliegend weist die Gelenkarmvorrichtung 13 ein erstes Armglied 15 und ein gelenkig mit dem ersten Armglied 15 verbundenes zweites Armglied 16 auf, wobei das erste Armglied 15 als Einfacharm und das zweite Armglied 16 als Doppelarm ausgebildet ist, wobei die Kontaktvorrichtung 12 endseitig an dem zweiten Armglied 16 angeordnet ist. Weiter weist die Positioniereinheit 10 zwei zur Übertragung eines Ladestroms vorgesehene und im Wesentlichen an der Gelenkarmvorrichtung 13 angeordnete elektrische Leiter 17a, 17b auf, welche j eweils einerends an einem der Ladekontakte 1 1 angeschlossen und anderenends insbesondere an der Ladestation anschließbar sind. Jeder Leiter 17a, 17b weist einen ersten Ab schnitt 18a, 18b, von welchen aufgrund der Perspektive lediglich der erste Abschnitt 18a in den Figuren zu sehen ist, und einen zweiten Ab schnitt 19a, 19b sowie einen ersten weiteren Ab schnitt 20a, 20b auf, wobei der erste Ab schnitt 18a, 18b an dem ersten Armglied 15 und der zweite Ab schnitt 19a, 19b an dem zweiten Armglied 16 angeordnet i st, wobei der erste Abschnitt 18a und der zweite Abschnitt 19a bzw. der erste Ab schnitt 18b und der zweite Ab schnitt 19b in einem Gelenkbereich 21 der Gelenkarmvorrichtung 13 mittels des ersten weiteren Abschnitts 20a bzw. 20b elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Dabei sind die zweiten Abschnitte 19a, 19b an zwei abschnittsweise parallel zueinander verlaufenden Armen 22 des zweiten Armglieds 16 bzw. des Doppelarms angeordnet. Weiter weist j eder Leiter 17a, 17b einen hier nicht gezeigten zweiten weiteren Ab schnitt und einen hier ebenfalls nicht gezeigten dritten weiteren Ab schnitt auf, wobei der zweite weitere Ab schnitt den zweiten Ab schnitt 19a, 19b mit einem der Ladekontakte 1 1 elektrisch leitend verbindet, wobei der dritte weitere Ab schnitt einerends mit dem ersten Abschnitt 18a, 18b elektrisch leitend verbunden und anderenends insbesondere an der Ladestation anschließbar ist. Weiter sind die ersten Ab schnitte 18a, 18b und die zweiten Ab schnitte 19a, 19b j eweils als ein aus Aluminium ausgebildetes Profil ausgebildet, welches eine Querschnittsfläche von 400 mm ² aufweist und mit einer Pulverbeschichtung nach außen hin isoliert i st. Bei den drei weiteren Abschnitten 20a, 20b handelt es sich um aus Kupfer ausgebildete Rundlitzen. Ferner weist die Kontaktvorrichtung 12 zwei Ladekontaktträger 23 mit den daran angeordneten Ladekontakten 1 1 auf. Dabei sind die Ladekontakte 1 1 über ein Gestänge 24 der Kontaktvorrichtung 12 mit j eweils einer Verbindungsstange 25 zur Verbindung zweier Ladekontakte 1 1 und mit einer quer zu den Verbindungsstangen 25 angeordneten Trägerstange 26 zur Verbindung der Ladekontaktträger 23 miteinander verbunden.

Weiter weist die Positioniereinheit 10 einen Halterahmen 27 zur Befestigung der Positioniereinheit 10 insbesondere oberhalb des Fahrzeugs auf.