Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein System zur berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie an ein auf einem Boden einer Anlage verfahrbares Mobilteil.

Es ist allgemein bekannt, elektrische Energie über eine induktive Kopplung zu übertragen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach herstellbare Ladeeinheit für ein in der Anlage bewegbares Mobilteil bereit zu stellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System sind, dass das System zur berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie an ein auf einem Boden einer Anlage verfahrbares Mobilteil vorgesehen ist, wobei im Bodenmaterial des Bodens eine Stufenbohrung eingebracht ist, insbesondere angeordnet ist, wobei ein Rahmenteil auf der Stufe der Stufenbohrung, insbesondere aufliegend, angeordnet ist, wobei eine Ladeeinheit vom Rahmenteil aufgenommen ist, wobei die Ladeeinheit ein Aufnahmeteil aufweist, das zwischen einem oberen Deckelteil und einem unteren Deckelteil angeordnet ist, wobei an der Innenseite des oberen Deckelteils eine Primärwicklung angeordnet ist, wobei die Primärwicklung von einer elektronischen Schaltung gespeist wird, die mittels eines Kabels mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei das Kabel zumindest teilweise in einem Kabelführungsteil aufgenommen ist, wobei das Kabelführungsteil in einer bezogen auf die Stufenbohrung, insbesondere von der Bohrungsmittelachse, radial sich erstreckenden Nut angeordnet ist, wobei die Nut durch die Stufe der Stufenbohrung hindurchgeführt ist, so dass das Kabel unterhalb der Stufe der Stufenbohrung zugeführt wird, wobei die Nut in demjenigen ersten Bereich, in welchem das Kabelführungsteil aufgenommen ist, insbesondere in Umfangsrichtung breiter ist als in einem radial weiter entfernten zweiten Bereich, insbesondere als in einem radial weiter außen angeordneten zweiten Bereich, insbesondere wobei der vom zweiten Bereich überdeckte Radialabstandsbereich größer ist als der vom ersten Bereich überdeckte Radialabstandsbereich, insbesondere wobei die Nut im zweiten Bereich oberhalb der Stufe angeordnet ist.

Von Vorteil ist dabei, dass ein Kabelführungsteil in den ersten Bereich einführbar ist, so dass das durch den zweiten Bereich der Nut herangeführte Kabel in den tieferen Bereich der Stufenbohrung führbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Unterseite des Mobilteils eine

Sekundärwicklung angeordnet, welche mit der Primärwicklung mittels Erreichen eines Bereichs in der Verfahrfläche induktiv koppelbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei Erreichen der Position ausreichender induktiver Kopplung oder optimaler Kopplung zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung das Mobilteil mit elektrischer Leistung versorgbar ist über die induktive Kopplung. Somit ist ein Energiespeicher des Mobilteils beladbar. Durch die Ausführung als Stufenbohrung sind Sekundärwicklung und Primärwicklung als Ringwicklungen ausführbar, welche koaxial zueinander während der Beladung ausgerichtet sind. Auf diese Weise ist sogar ein Drehen des Mobilteils, wobei die Drehachse parallel und sogar koaxial zur Mittelachse und/oder Bohrungsachse der Stufenbohrung ausgerichtet ist. Somit ist das Mobilteil mit einem omnidirektionalen Antrieb oder einem Panzerantrieb ausstattbar, so dass ein Drehen des Mobilteils auf der Stelle ermöglicht ist und trotzdem während der Drehung ein Beladen ungestört ausführbar ist.

Vorteilig ist also, dass die Drehsymmetrie der Stufenbohrung vorhanden ist und das Kabel zur Versorgung einer elektronischen Schaltung, die das Primärteil versorgt, geschützt in den Raumberiech der Stufenbohrung zuführbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kabel durch eine an dem unteren Deckelteil angeordnete Kabelverschraubung in die Ladeeinheit eingeführt. Von Vorteil ist dabei, dass ein dichtes Zuführen des Kabels ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kabelführungsteil einen in Umfangsrichtung aus einem Grundabschnitt, also Grundbereich, des Kabelführungsteils hervorragenden

Flügelbereich auf, welcher das Kabelführungsteil in Nutrichtung begrenzt, insbesondere also ein Hineinbewegen des Kabelführungsteils in die Nut begrenzt. Von Vorteil ist dabei, dass der Flügelbereich in Umfangsrichtung hervorragt und somit an der Wand der Stufenbohrung anliegt und somit ein Hineinwandern des Kabelführungsteils in die Nut begrenzt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der vom Grundabschnitt überdeckte

Radialabstandsbereich den vom Rahmenteil und/oder von der Stufe überdeckten

Radialabstandsbereich. Von Vorteil ist dabei, dass der Grundabschnitt in die Nut eingelegt ist und somit das Kabelführungsteil formschlüssig verbunden ist mit dem Betonmaterial des Bodens und das Kabel ins Innere der Stufenbohrung, also auf einen kleineren Radialabstand geführt und somit geschützt ist im Vergleich zum lichten Innendurchmesser des Rahmenteils. Somit ist das Kabel schützbar von Einwirkungen des Rahmenteils.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der vom Grundabschnitt überdeckte

Radialabstandsbereich mit dem vom ersten Bereich der Nut überdeckten

Radialabstandsbereich. Von Vorteil ist dabei, dass der Grundabschnitt in die Nut eingelegt ist und somit das Kabelführungsteil formschlüssig verbunden ist mit dem Betonmaterial des Bodens. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das obere Deckelteil mit dem Aufnahmeteil dicht verbunden, insbesondere schraubverbunden, und/oder das untere Deckelteil ist mit dem Aufnahmeteil dicht verbunden, insbesondere

schraubverbunden. Von Vorteil ist dabei, dass der vom Aufnahmeteil, vom oberen Deckelteil und vom unteren Deckelteil umgebene Raumbereich Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine elektronische Schaltung in dem vom

Aufnahmeteil zusammen mit dem oberen Deckelteil und dem unteren Deckelteil insbesondere gehäusebildend umgebenen Raumbereich angeordnet, insbesondere wobei die elektronische Schaltung mittels des Kabels versorgt wird mit elektrischer Leistung und wobei die Primärwicklung von der elektronischen Schaltung gespeist wird, insbesondere wobei die elektronische Schaltung einen Wechselrichter aufweist, welcher über einen Gyrator einen Strom in die Primärwicklung einprägt. Von Vorteil ist dabei, dass die elektronische Schaltung geschützt anordenbar ist. Mittels des Gyrators ist eine

Stromeinprägung erreichbar, so dass auch bei schwankender induktiver Kopplung ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das obere Deckelteil aus Kunststoff, insbesondere aus für Licht transparentem Kunststoff ausgeführt, insbesondere so dass ein Anzeigemittel von der Verfahrfläche aus sichtbar ist, insbesondere wobei die elektronische Schaltung das Anzeigemittel aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfach herstellbare geschützte Anzeige verwendbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der von der Stufenbohrung in Bohrungsrichtung überdeckte Bereich, insbesondere also der von der Stufenbohrung von der Verfahrfläche aus in Richtung der Mittelachse der Stufenbohrung überdeckte Bereich, den von einer im

Bodenmaterial angeordneten Bewehrung in Bohrungsrichtung überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Stufenbohrung tiefer als eine der Bewehrungen im Boden vorsehbar ist. Somit ist eine stabile Montage ermöglicht und für anstehendes Wasser ein möglichst tiefes Niveau erreichbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Rahmenteil an seiner der Stufe zugewandten Seite Einstellschrauben auf zum Ausrichten des Rahmenteils. Von Vorteil ist dabei, dass ein bündiges Ausrichten der Ladeeinheit ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Rahmenteil einen in Umfangsrichtung umlaufenden zur Verfahrfläche hervorragenden radialen Außenrandberiech auf, so dass die Ladeeinheit zentrierend aufgenommen ist im Aufnahmeteil. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfaches Aufnehmen und Zentrieren ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Boden Bodenmaterial auf, auf welchem eine Beschichtung angeordnet ist, deren Oberfläche als Verfahrfläche für das Mobilteil fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Beschichtung nicht nur auf dem Bodenmaterial sondern auch auf dem oberen Deckelteil der Ladeeinheit vorsehbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das obere Deckelteil bündig zur Verfahrfläche angeordnet, insbesondere also die obere Oberfläche des Deckelteils in Flucht ist mit der Verfahrfläche. Von Vorteil ist dabei, dass das Überfahren des oberen Deckelteils ungehindert ermöglicht ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist der erfindungsgemäße stationäre Teil eines Systems zur berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie an ein Mobilteil in explodierter Darstellung dargestellt.

In der Figur 2 ist eine Schnittansicht des Teils dargestellt.

Wie in den Figuren dargestellt, ist das Mobilteil auf einer Verfahrfläche einer Anlage verfahrbar, welche mittels der Oberfläche der Beschichtung 2 eines Bodenmaterials 1 gebildet ist.

Eine Ladeeinheit ist in einer Ausnehmung des Bodenmaterials 3 angeordnet. Hierzu ist die Ausnehmung als Stufenbohrung in das Bodenmaterial 3 ausgeführt, welche zumindest eine erste Bewehrung 9 durchdringt. Dabei sind im Bodenmaterial 1 zumindest die erste Bewehrung 9 und eine zweite Bewehrung 10 angeordnet, wobei jede der Bewehrung im Wesentlichen in einer zur Oberfläche der Beschichtung und/oder Verfahrfläche parallelen Ebene angeordnet ist. Die Bewehrungen 9 und 10 sind aus Stahl, insbesondere aus einer gitterförmigen Anordnung von Stahlstäben, ausgeführt.

Sie erste Bewehrung 9 ist von der Beschichtung 2 beabstandet.

Die Tiefe der Ausnehmung übersteigt die Tiefe der ersten Bewehrung 9.

Auf die Stufe der Stufenbohrung ist ein Rahmenteil 7 aufgelegt, das mittels zwischen

Bodenmaterial und Rahmenteil 7 angeordneter Vergussmasse 8 ans Bodenmaterial 1 stoffschlüssig angebunden ist. Im Rahmenteil 7, welches ringförmig ausgeformt ist, ist eine Ladeeinheit aufgenommen, welche ein Aufnahmeteil 21 aufweist, welches einen Raumbereich zumindest teilweise gehäusebildend umgibt, der an seiner Oberseite mittels eines Deckelteils 6 und der an seiner Unterseite mittels eines unteren Deckelteils 22 begrenzt ist. Das Deckelteil 6 ist mit dem Aufnahmeteil 21 verbunden und das untere Deckelteil 22 ist ebenfalls mit dem Aufnahmeteil 21 verbunden. Das Aufnahmeteil 21 ist zwischen dem Deckelteil 22 und dem unteren

Deckelteil 6 angeordnet, sodass das untere Deckelteil 22 vom Deckelteil 6 beabstandet ist.

Das Deckelteil 6 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt. An der Unterseite des Deckelteils 6 sind Vertiefungen, insbesondere nuten, angeordnet, in welche die Primärwicklung eingelegt ist. Das Deckelteil 6 schließt mit der Verfahrfläche, also der Oberfläche der auf dem

Bodenmaterial angeordneten Beschichtung 2 bündig ab, so dass das Deckelteil 6 vom

Mobilteil überfahrbar ist. Eine elektronische Schaltung zur Speisung der Primärwicklung ist im Raumbereich

aufgenommen. Somit ist die elektronische Schaltung gehäusebildend umgeben von dem Aufnahmeteil 21 , dem oberen Deckelteil 6 und dem unteren Deckelteil 22. Die elektronische Schaltung weist einen Wechselrichter auf, dessen gleichspannungsseitiger Anschluss mit dem Eingang eines als Gyrator ausgeführten Vierpols verbunden ist, wobei der Ausgang dieses Vierpols mit der Primärwicklung verbunden ist, wobei der Primärwicklung eine Kapazität derart in Reihe oder parallel zugeschaltet ist, dass die Eigenfrequenz des so entstandenen

Schwingkreises der Frequenz der am wechselspannungsseitigen Anschluss des

Wechselrichters bereit gestellten Wechselspannung gleicht. Außerdem sind die Bauteile, wie Kapazität und Induktivität, des Gyrators, ebenfalls resonant abgeglichen auf die Frequenz.

Auf diese Weise fungiert der Wechselrichter zwar als Spannungsquelle, die Primärwicklung ist aber stromquellenartig versorgt, da der Vierpol das an seiner Eingangsseite vorhandene spannungsquellenartige Verhalten seiner Speisung in ein an seiner Ausgangsseite

stromquellenartiges Verhalten umwandelt.

Die Primärwicklung ist vorzugsweise in eine rechteckspiralförmig verlaufende Vertiefung an der Innenseite des oberen Deckelteils 6 eingelegt.

Im Bodenmaterial 1 ist eine Nut 3 eingebracht, welche zur Stufenbohrung radial gerichtet verläuft. Vorzugsweise ist die Nut 3 in der Oberfläche des Betonmaterials 1 eingefräst. Nach Einlegen des Kabels 4 in die Nut wird die Nut 3 mit Vergussmasse befüllt und danach die Beschichtung 2 auf die Vergussmasse und das Betonmaterial 1 aufgebracht.

Im Bereich der Einmündung der Nut 3 in die Stufenbohrung verläuft die Nut 3 mit

abnehmendem Abstand zur Stufenbohrung mit zunehmender Tiefe. Dabei ist vorzugsweise eine lineare Schrägung ausgeführt.

Direkt angrenzend an die Stufenbohrung ist in einem ersten Radialabstandsbereich die Nut breiter ausgeführt als radial außerhalb dieses Radialabstandsbereichs.

Ein Kabelführungsteil 5 ist mit seinem Grundabschnitt in der breiteren Nut angeordnet. Am Grundabschnitt sind Flügelbereiche 1 1 vorgesehen, welche in Umfangsrichtung einen

Umfangswinkelbereich überdecken, welcher den von dem von der breiteren Nut überdeckten Umfangswinkelbereich umfasst.

Somit begrenzen die Flügelbereiche 1 1 das Führungsteil 5 in radialer Richtung. Durch das Führungsteil 5 ist das Kabel 4 radial hindurchgeführt. Da der Grundabschnitt in der breiteren Nut angeordnet ist, ist das Führungsteil 5 in Umfangsrichtung begrenzt, insbesondere formschlüssig verbunden mit dem Bodenmaterial 1 .

Der Grundabschnitt ragt auch aus der breiteren Nut heraus in die Stufenbohrung hinein. Dabei überdeckt der vom Grundabschnitt überdeckte Radialabstandsbereich den von der Stufe der Stufenbohrung überdeckten Radialabstandsbereich. Dabei mündet der Grundabschnitt unterhalb der Stufe in die Stufenbohrung und führt somit das Kabel 4 ebenfalls unterhalb der Stufe in die Stufenbohrung ein. Das Kabel verläuft dann in der Stufenbohrung zur

Kabelverschraubung 20 und dort hinein in die Ladeeinheit.

Die Stufenbohrung weist oberhalb der Stufe einen größeren lichten Innendurchmesser auf als unterhalb der Stufe.

Zur Aufnahme des Grundabschnitts durchbricht die breitere Nut die Stufe. Die Stufe befindet sich ungefähr in derselben Tiefe wie die erste Bewehrung 9. Das Rahmenteil 7 weist an seiner Unterseite vorzugsweise Einstellschrauben auf, so dass es mit diesen Einstellschrauben aufliegt auf der Stufe und durch Betätigen der Schrauben ausrichtbar ist. Auf diese Weise ist ein bündiges Ausrichten der Ladeeinheit zur umgebenden Verfahrfläche ermöglicht. Mittels der nachfolgend eingebrachten Vergussmasse 8 ist nach deren Aushärten eine Fixierung des Rahmenteils 7 bewirkt.

Das Rahmenteil 7 weist auch einen umlaufenden, sich nach oben erhebenden radialen Außenrand auf, sodass die Ladeeinheit in einfacher Weise aufnehmbar und zentrierbar ist. Vorzugsweise wird die Ladeeinheit schraubverbunden mit dem Rahmenteil.

Durch die vorkomplettierte Herstellung der Ladeeinheit ist eine einfache Montage ermöglicht. Hierzu muss das Kabel 4 vor Aufnahme der Ladeeinheit im Rahmenteil 7 durch die

Kabelverschraubung 20 geführt und elektrisch verbunden werden. Danach ist ein Einführen der Ladeeinheit in das Rahmenteil 7 ermöglicht.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt der Nut an der Unterseite des oberen Deckelteils ein Träger aufgenommen, welcher die Primärwicklung aufnimmt.

Bezugszeichenliste Bodenmaterial, insbesondere Betonmaterial Beschichtung

Nut

Kabel

Kabelführungsteil

Deckelteil

Rahmenteil

Verguss

erste Bewehrung

zweite Bewehrung

Flügelbereich

Kabelverschraubung

Aufnahmeteil

unteres Deckelteil