SE537626C2 - Strömavtagare - Google Patents

Description

STRÖMAVTAGARE Tekniskt område Den föreliggande uppfinningen avser ett system för överföring av elektrisk energi till minst ett elektriskt drivet fordon, samt ett förfarande för användning av systemet, i enlighet med patentkraven.

Teknisk bakgrund Att driva fordon med elektriskt energi är känt sedan 1800 - talet. Ett av problemen med att driva fordon med elektrisk energi är att den elektriska energin måste tillföras fordonets elmotorer från en elektrisk energikälla. Den elektriska energin som krävs för framdrivningen av fordonet kan tillföras fordonet från elledningar via strömavtagare såsom fallet är vid elektriskt drivna tåg, tunnelbanetåg, trådbussar eller liknande. Den elektriska energin som krävs för framdrivningen av fordon kan även tas från ackumulatorer i fordonet som laddats med elektrisk energi. Det är även sedan tidigare känt att driva elektrisk drivna fordon med elektrisk energi genererad i fordonet av en generator driven av en förbränningsmotor.

Att tillföra elektrisk energi via elledning och strömavtagare har dock nackdelen att speciella elledningar måste dras i anslutning till färdrutten, linjen eller liknande vilket är kostsamt. Fordonet kan inte färdas på andra platser än där de elektriska ledningarna är dragna. Vidare medför detta även svårigheter vid ändring av rutter, turlinjer och liknande.

Ett stort problem vid användande av nuvarande typer av strömavtagare är att dessa är känsliga för kallt klimat. Ett flertal olika problem föreligger vid kallt klimat. Det ena är att fordonets vertikala position relativt strömavgivaren kan variera beroende av is och annat på vägen. Vidare kan snö och is på kontaktdon påverka överföringen av energin. Snön och isen kan även medföra att mekaniska delar i överfÖringsanordningen inte får avsedd funktion.

Att driva fordonet med elektrisk energi som lagras i ackumulatorer i fordonet medför ett antal problem. Ett problem med att driva fordonet med elektriskt energi lagrad i ackumulatorer i fordonet är att det krävs en stor mängd ackumulatorer i fordonet för att fordonet skall få en tillräcklig räckvidd. Speciellt för fordon som stannar och startar regelbundet såsom bussar och liknande åtgår mycket energi enbart för att accelerera dessa fordon efter stoppen. Att enbart driva fordon med elektrisk energi från ackumulatorer i fordonet, som lagrats i ackumulatorerna före färdens början, medför att fordonet får en mycket begränsad räckvidd eller alternativt kräver en mycket stor ackumulatorkapacitet (antal ackumulatorer).

Känd teknik Ett flertal tekniker är sedan tidigare kända vilka är avsedda att lösa problemen med att tillföra elektrisk energi till elektriskt drivna fordon efter fordonens färdvägar. Det är exempelvis sedan tidigare känt att den elektriska energin tillförs fordonet vid vissa specifika platser efter fordonets fardrutt. I patentskriften US3955657 beskrivs exempelvis en konstruktion där elektrisk energi tillförs fordon, försedda med strömavtagare, som ansluts till strömförande skenor vid exempelvis hållplatser. Konstruktionen skiljer sig i stor omfattning från konstruktionen enligt den föreliggande patentansökan. Exempelvis kan inte konstruktionen överbrygga problem med vinterförhållanden förorsakade av snö och is.

I patentskriften WO2009007879 beskrivs varianter av konstruktioner där elektrisk energi tillförs fordon efter fordonens färdväg. I patentskriften beskrivs konstruktioner avsedda att användas för att överföra elektrisk energi till personbilar. I patentskriften beskrivs även konstruktioner avsedda att överföra elektrisk energi till bussar och liknande vid hållplatser. Konstruktionen enligt patentskriften skiljer sig i stor omfattning i förhållande till konstruktionen enligt den föreliggande patentansökan. Exempelvis är konstruktionerna enligt patentskriften känsliga att använda vid kallt klimat. Även i patentskriften WO0066388 beskrivs en variant av en laddstation för elektriskt drivna fordon såsom exempelvis bussar. Konstruktionen innefattar ett flertal laddstationer vilka överför elektrisk energi till fordon försedda med strömavtagare. Konstruktionen bygger på att kondensatorer i fordonet laddas upp av elektrisk energi som överförs till fordonet vid laddstationer. Konstruktionen skiljer sig i väsentlig omfattning i förhållande till konstruktionen enligt den föreliggande patentansökan.

I patentskriften US5651434 beskrivs en variant av ett fordon med en utfällbar variant av strömavtagare vilken ansluts till strömavgivare vid exempelvis hållplatser. Konstruktionen enligt patentskriften skiljer sig i stor omfattning från konstruktionen enligt den föreliggande patentansökan. Exempelvis är fordonets strömupptagare inte avsedd att anslutas till strömavgivaren annat än när fordonet står stilla. Konstruktionen är vidare känslig att använda under vintertid med snö och kyla.

I patentskriften NL7403570 beskrivs en variant av elektriska laddstationer för elektriska fordon innefattande en automatisk sammankoppling av strömupptagare och strömavtagare. Konstruktionen enligt patentskriften skiljer sig från den föreliggande uppfinningen i stor omfattning. Exempelvis avses konstruktionen enligt patentskriften att användas till parkerade fordon utan någon specifikation om hur fordonen kopplas in till den strömavgivande enheten.

Kortfattat redogörelse av ändamålen med den föreliggande uppfinningen Det huvudsakliga ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma ett avsevärd förbättrat system för överföring av elektrisk energi till elektriskt drivna fordon.

Ett annat ändamål med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för användande av systemet enligt den föreliggande patentansökan.

Kortfattad beskrivning av i följande stycken hänvisade figurer I den följande detaljerade beskrivningen av den föreliggande uppfinningen kommer hänvisning och referenser till följande figurer att ske. Respektive figur beskrivs kortfattat i den följande figurförteckningen. Notera att figurerna är schematiska och att detaljer därmed kan vara utelämnade i dessa. De i figurerna exemplifierade utföringsformerna är inte begränsande för skyddsomfånget för den föreliggande patentansökan. Figur 1 visar schematiskt en exemplifierande utföringsform av ett system i enlighet med den föreliggande patentansökan.

Figur 2 visar en exemplifierande variant av strömbanan.

Figur 3 visar strömavtagaren mera i detalj.

Figur 4 visar en alternativ variant av strömavtagaren.

Figurerna 5-6 visar inkoppling av strömavtagare och strömavgivare.

Figur 7 visar en alternativ utföringsform av positioneringsanordningen sedd från ovan.

Figur 8 visar en alternativ utföringsform av positioneringsanordningen sedd från sidan.

Figur 9 visar en alternativ utföringsform av strömavtagaren med tillhörande distansorgan samt en alternativ variant av positioneringsanordningen.

Detaljerad beskrivning av den föreliggande uppfinningen Med hänvisning till figurerna visas ett system 1 för överföring av elektrisk energi till ett eller flera elektriskt drivna fordon 2 vid en eller flera platser efter fordonets färdväg. I figurerna visas schematiskt endast en del av fordonets tak men övriga delar av fordonet ingår. Systemet 1 innefattar minst en strömavtagare 3 vilken är ansluten till ett elektriskt drivet fordon. Strömavtagaren 3 är avsedd att temporärt kopplas samman med minst en strömavgivare 4 som är ansluten till minst en struktur 5, eller liknande, efter fordonets färdväg. Strömavgivaren 4 och strukturen 5 kan företrädesvis placeras vid en plats där fordonet temporärt står stilla eller framförs med en relativt låg hastighet. Om fordonet 2 utgörs av en buss eller annat kollektivt transportmedel kan strömavgivaren 4 företrädesvis anslutas till minst en fast struktur 5, såsom en byggnad eller liknande, vid en hållplats eller vid annan för ändamålet lämplig plats.

Systemet 1, enligt den föreliggande patentansökan, ingår företrädesvis i ett större system som innefattar ett flertal fordon 2, vilka vardera är försedda med minst en strömavtagare 3, vars strömupptagare 11 är avsedd att temporärt kopplas samman med minst en strömavgivare 4 vid någon av ett flertal laddstationer efter fordonens färdväg.

Strömavgivaren 4 innefattar minst en strömbana 6 av en godtycklig längd. Längden på strömbanan 6 anpassas efter de enskilda situationerna. Strömavgivaren 4 kan även bestå av två eller flera strömbanor 6 vilka är placerade i anslutning till varandra. Strömbanan 6 är ansluten till den fasta strukturen 5 via exempelvis fästen 7, hängare eller andra för ändamålet lämpliga fästelement. Fästena 7, eller liknande, är företrädesvis utformade i enlighet med sedan tidigare känd teknik varför denna teknik inte beskrivs mera ingående i denna patentansökan. Strömbanan 6 kan vara av en väsentligen rak form men kan även efter hela eller delar av sin längd vara svängd, kurvformad eller annan för ändamålet lämplig form. Strömbanan 6 kan bestå av flera raka och eller böjda delar (kurvformade) vilka kopplats samman.

I figur 2 visas en exemplifierande utföringsform av strömbanan 6 vilken innefattar minst ett långsträckt inre utrymme 8. Det inre utrymmet 8 är i strömbanans ändar och via minst ett spår (slits) 9, i skenans axiella riktning, öppen mot omgivningen. I det inre utrymmet 8 löper minst en strömskena (ledare) 10 i axiell riktning vilken är avsedd att anslutas till minst en elektrisk energikälla.Vid system innefattande enbart en strömbana 6 innefattar strömbanan minst två strömskenor 10. Om systemet innefattar två eller flera strömbanor 6 kan strömbanorna 6 innefatta enbart en strömskena 10.

Strömavtagarens 3 form och konstruktion kan variera stort inom ramen för den föreliggande patentansökan. Strömavtagaren 3 innefattar minst en strömupptagare 11, släpsko eller liknande, vilket är avsedd att anslutas till den strömförande strömskenan 10 i strömbanan 6. Strömupptagaren 11 utgörs, i den visade utföringsformen, av en vagnliknande konstruktion 12. Den vagnliknande konstruktionen 12 benämns även som vagn 12, vagnen 12 eller vagnliknande strömavtagare 12 i den följande beskrivningen. Den vagnliknande konstruktionen 12 är avsedd att införas i det inre utrymmet 8 i strömbanan 6 via den ena änden av strömbanan 6. Den vagnliknande konstruktionen är vidare vid användning avsedd att föras genom det inre utrymmet 8 i strömbanan 6 till den andra änden av strömbanan 6 där den vagnliknade konstruktionen 12 är avsedd att lämna det inre utrymmet 8 i strömbanan 6.

Med hänvisning till figur 3 visas att den vagnliknande konstruktionen 12 innefattar minst en elektriskt ledande kontaktyta (kol eller liknande) 13 vilken vid sammankoppling med strömskenan (ledaren) 10, när denna är spänningssatt, mottar elektrisk energi från strömskenan 10 och överför denna via minst en elektrisk ledare (ej visad i figurer) till fordonets elektriska system (drivsystem). Vid system som innefattar enbart en strömbana 6 och enbart en vagnliknande konstruktion 12 innefattar den vagnliknande konstruktionen minst två elektriskt ledande kontaktytor 13a och 13c. Om systemet innefattar flera strömbanor 6 kan respektive vagnliknande konstruktion 12 innefatta enbart en, eller flera, elektriskt ledande kontaktytor 13a och 13c. Att använda två, eller flera, efter varandra följande kontaktytor 13a och 13b som är i kontakt med samma strömskena 10 medger att mera ström (elektrisk energi) kan överföras från strömskenan 10 till fordonet (än med en kontaktyta 13a).

I den exemplifierande utföringsformen innefattar den vagnliknande konstruktionen 12 minst ett första lagrat hjul (alternativt hjulpar) 14 men eventuellt även och minst ett andra lagrat hjul (alternativt hjulpar) 15. Det första hjulet (alternativt hjulparet) 14 och det andra hjulet (alternativt hjulparet) 15 är avsedda att löpa på flänsar eller liknande inne i det inre utrymmet i skenan 6. Hjulen är företrädesvis tillverkade av ett material som inte är elektriskt ledande. Tänkbart är att vagnen 12 saknar hjul. Vagnen 12 är i sådana fall lagrat anordnat till strömbanan 6 med andra typer av lagringar som är lämpliga för ändamålet. Lagringarna kan exempelvis utgöras av glidlager.

I den exemplifierande utföringsformen innefattar strömavtagaren 3 minst en armkonstruktion 16 eller liknande vilken innefattar minst en första arm 17. Den första armen 17 är ansluten till det eldrivna fordonet 2 samt uppbär strömupptagaren 11. Armkonstruktionen 16 är manövrerbar mellan minst ett infällt läge och minst ett utfällt läge med hjälp av minst en manöveranordning (ej visad i figurer). Manöveranordningen kan exempelvis innefatta en eller flera tryckcylindrar varmed positionsförändringar av armkonstruktionens delar kan ske.

Armen 17 är i sin ena ände 18 vridbart ansluten via leder eller liknande till minst en infästningsanordning (fast huvud) 19 ansluten till fordonets tak. I alternativa utföringsformer kan armkonstruktionens 16 arm 17 vara ansluten till en annan för ändamålet lämplig del av fordonet 2. Strömupptagaren 11 är vidare via ett huvud 20, eller annan för ändamålet lämplig konstruktion, ledbart sammankopplad med armen 17 i armens andra ände 21. 1 figur 4 visas en tänkbar variant av armkonstruktionen 17 vilken innefattar minst en första arm 17, minst en andra arm 22 och minst en tredje arm 23. Armarna 17, 22 och 23 är lagrat anordnade till huvudet 19 och till huvudet 20 via kulleder, eller med andra typer av leder eller liknande. Genom konstruktionen kommer armarna 17, 22 och 23 vid rörelse att förflyttas parallellt med varandra. Vidare kommer vagnen 12 alltid att hålla en parallell riktning i förhållande till fordonet 2, såsom exempelvis till fordonets 2 tak, i samband med en vridning av armkonstruktionen 16 både i vertikala och horisontella riktningar. Detta illustreras av linjen 24 i förhållande till linjen 25.1 alternativa utföringsformer kan parallellförflyttningen av vagnen 12 i förhållande till fordonet 2 ske med minst en wire eller annat för ändamålet lämpligt system och anordning. Armkonstruktionen innefattar även en fj ådrande funktion med vilken förändringar i avståndet mellan armkonstruktionens infästning i fordonet och strömbanan 6 förorsakade av fordonets rörelser kan tas upp.

Den föreliggande uppfinningen innefattar även minst en positioneringsanordning 26. Positioneringsanordningen 26 kan i alternativa utföringsformer även definieras såsom en inkopplingsanordning för inkoppling av strömupptagaren 11 till strömbanan 6. Positioneringsanordningen 26 är i den exemplifierande utföringsformen avsedd att i samband med sammankopplingen av strömavtagaren 3 och strömavgivaren 4 styra in strömavtagarens 3 vagnliknande konstruktion 12 in i strömbanans 6 inre utrymme 8. Unikt med den föreliggande uppfinningen är att positioneringsanordningen 26 tillåter stora variationer av den inbördes avståendet mellan strömavgivarens 4 strömbana 6 och den vagnliknande konstruktion 12 vid den initiala fasen av sammankopplingen mellan strömavgivarens 4 strömbana 6 och den vagnliknande konstruktionen 12. Att konstruktionen tillåter att strömupptagarens 3 strömbana 6 och strömavtagarens 3 vagnliknande konstruktion 12 inbördes avstånd varierar i vertikal riktning, vid inkopplingen av dessa inbördes, är en speciellt viktig egenskap när marken och vägen är täckt med snö och is.

Positioneringsanordningen 26 innefattar minst en första styryta 27.1 den i figurerna visade utföringsformen utgörs den första styrytan 27 av en väsentligen vertikal yta. Den första styrytan 27, enligt den exemplifierande utföringsformen, styr vagnens position i väsentligen horisontell riktning. I alternativa utföringsformer kan den första styrytan 27 vara riktad i andra riktningar än den visade väsentligen vertikalt riktningen. I figur 1 visas en positioneringsanordning 26 vilken innefattar minst en övre styryta (kant) 28 vilken styr den vagnliknade konstruktionens 12 vertikala position (maximala höjd). Den övre styrytan (kanten) 28 utgör även ett skydd mot regn, snö och liknande. Strömupptagaren 11 förs vid det initiala skedet av sammankopplingen med positioneringsanordningen 26 initialt mot den första styrytan 27 varefter strömupptagaren förs i vertikal riktning uppåt mot styrytan 28. Styrytan 27 och 28 styr därefter strömupptagaren (den vagnliknande konstruktionen) mot strömbanan 6.

I figur 8 visas en alternativ utföringsform av positioneringsanordningen 26 där styrytans 28 vertikala höjd, efter positioneringsanordningens 26 längd (i riktning mot strömbanan), minskar i riktning mot strömbanan 6. Konstruktionen medger att den vagnliknande strömupptagaren 12 kan styras av styrytan 28 i vertikal riktning nedåt efter positioneringsanordningens 26 längd i riktning mot strömbanan 6. Vid inkopplingen kan således den vagnliknande konstruktionen 12 initialt vara placerad på en högre vertikalt höjd än strömbanan 6 och därefter påverkas av styrytan 28, i riktning mot strömbanan, ner mot strömbanans vertikala höjd. I en variant av en positioneringsanordning innefattar denna en undre styryta, vilken sträcker sig ut frän styrytan 27, vilken styr strömupptagaren i vertikal riktning uppåt. I andra alternativa utföringsformer är vidare tänkbart att positioneringsanordningen 26 innefattar minst en övre styryta 28 och minst en undre styryta vilka styr vagnen i vertikal riktning både från undersidan och från ovansidan.

Strömbanan 6 kan även innefatta minst en trattliknande konstruktion 30. Den trattliknande konstruktionen 30 styr successivt in och trycker samma de fj ådrande kontaktytorna 13 vid sammankopplingen av kontaktytorna 13 med strömskenorna 10 i det inre utrymmet i strömbanan 6. Strömbanan 6 har företrädesvis även minst en trattliknande konstruktion 30 i utgångsänden, det vill säga änden av strömbanan där den strömupptagaren lämnar det inre utrymmet 8 i strömbanan. Den trattliknande konstruktionens 30 funktion vid urkopplingen av strömupptagaren 11 ur strömbanans inre utrymme är att denna styr de fj ådrande kontaktytorna 13 (i vissa figurer även angivna som 13a, 13b och 13c) så att dessa successivt fjädrar ut istället för att de tvärt släpper strömbanan. Genom förfarandet minskar risken för att skador uppstår på kontaktytornas 13 kroppar i vagnen 12. Den trattliknande konstruktionen 30 form och konstruktion kan variera stort inom ramen för den föreliggande patentansökan.

I alternativa utföringsformer är det tänkbart att strömbanan 6 innefattar två eller flera positioneringsanordningar 26. Exempelvis kan en första positioneringsanordning 26 vara ansluten till strömbanans 6 ena ände och en andra positioneringsanordning 26 vara ansluten till strömbanans 6 andra ände. Det är vidare tänkbart att strömbanan 6 efter strömbanans 6 längd kan innefatta en eller flera varianter (typer) av positioneringsanordningar 26 med vilka strömupptagaren kan införas i strömbanan 6 från sidan, eller underifrån, vid någon position efter strömbanans längd. Strömbanan 6 kan i dessa utföringsformer innefatta minst en öppning (ej visad i figurer) i sidled, eller underifrån, genom vilken vagnen kan föras in i strömbanan. Strömbanan 6 kan även innefatta förgreningar (ej visade i figurer) där en eller flera strömbanor ansluter till en eller flera strömbanor. Strömbanan 6 kan även tillåta in eller urkoppling på valda platser efter strömbanan, eller strömbanornas, längd (och därigenom inte enbart vid ändarna av strömbanan).

I alternativa utföringsformer kan systemet 1 och positioneringsanordningen 26 innefatta minst en sensor (ej visad i figur) vilken känner av avståndet mellan strömupptagaren 11 (i den exemplifierande utföringsformen utgörs strömupptagaren 11 av en vagnliknande konstruktionen 12) och positioneringsanordningen 26 i samband med sammankopplingsförfarandet. Informationen om det inbördes avståndet mellan positioneringsanordningen 26 och vagnen 12 används av minst ett styrsystem (ej visat i figurer) för att styra de inbördes positionerna mellan vagnen 12 och positioneringsanordningen 26.

Vid inkopplingen av strömavtagaren 3 till strömavgivaren 4, när fordonet ankommer till platsen där strömavgivaren 4 är placerad, manövreras strömavtagaren 3 av manöveranordningen (ej visad i figurer) ut från det infällda läget till ett utfällt läge. Om systemet innefattar en funktion med vilket det inbördes avståndet mellan positioneringsanordningen 26 och vagnen 12 automatiskt mäts av minst en sensor, används information från sensorn (sensorerna) för att styra vagnens 12 position i riktning mot den ansedda målplatsen på positioneringsanordningen 26. Detta kan ske genom att armens 17 eller armarnas position styrs av minst ett manöverorgan(ej visat i figurer). Manöverorganet styrs av minst ett styrsystem vilket använder information från minst en sensor, till att styra strömavtagarens 3 och därmed vagnens 12 position relativt strömavgivaren 4 och positioneringsanordningen 26.

Före inkopplingen av vagnen 12 i det inre utrymmet 8 i strömbanan 6 är den vagnliknande strömupptagaren 12 företrädesvis vanligen belägen på en högre eller lägre vertikal nivå än nivån för strömbanan 6. Vid inkopplingsförfarandets början, när vagnen går i ingrepp med positioneringsanordningens styryta 27, styrs strömupptagaren automatiskt av positioneringsanordningen styrytor i antingen vertikal riktning, horisontell riktning eller både i horisontell och i vertikal riktning in mot det inre utrymmet 8 i strömbanan 6. Armkonstruktionen medför att vagnen vid lägesförändringar vertikalt, eller i andra eller i alla riktningar, parallellförflyttas i förhållande till fordonet. Vid anslutning mot positioneringsanordningen finns en fjädrande funktion i huvudet 20 som tillåter en total anpassning mot positioneringsanordningen 26.

Positioneringsanordningen 26 kan, såsom visas i figur 7, även innefatta en rampformad konstruktion 40 i den ände som är i motsats till inloppet till strömbanan 6 och så utformad att den kan infånga en för tidigt utfälld strömupptagare (såsom exempelvis en vagn) och varsamt styra in denna mot ytan 27 och vidare mot strömbanan 6.1 alternativa utföringsformer kan rampen 40 utgöra en svängd del av styrytan 27.

Strömupptagarens 3 vagn 12 positioneras av positioneringsanordningen 26 så att denna förs in helt eller partiellt i det inre utrymmet 8 i strömbanan 6. När kontakt mellan strömskenan 10 och strömupptagaren 11 uppnåtts, spänningssätts strömskenan 10 i strömbanan 6 eller strömskenorna 10 i strömbanan 6. När strömavtagaren 3 och strömavgivaren 4 temporärt kopplas samman med varandra och strömskenan 10 spänningssatts kan elektrisk energi överföras från strömavgivaren 4 via strömavtagaren 3 till fordonet 2.

Med hänvisning till figur 2 visas hur strömbanan 6 företrädesvis innefattar minst ett skyddande hölje 31 som partiellt omsluter de strömförande strömskenorna 10. Höljet skyddar strömskenorna mot beröring samt väder och vind. Det skyddande höljet 31 kan vara integrerat med eller ansluten till strömbanan 6.

Systemet 1 kan vara utformat så att strömskenorna (ledarna) 10 i strömbanan 6, eller strömbanorna 6, enbart är strömförande när strömavtagarens 3 vagn 12 är ansluten till strömavgivarens 4 strömskenor 10 (såsom i figur 6). När vagnen 12 inte är ansluten till strömskenorna 10 är strömskenorna 10 inte strömfbrande. Genom konstruktionen minskar risken för att någon person eller djur kommer i kontakt med en spänningssatt strömskena 10. Vidare minskar risken for att ljusbågar uppkommer mellan vagnens 12 kontaktytor 13 och strömskenorna 10 varmed onödigt slitage på strömupptagare och strömskenor reduceras. Konstruktionen kan innefatta minst ett skydd (ej visade i figurer), såsom en lucka, vilken förhindrar att djur, fåglar eller liknande kommer in i det inre utrymmet i strömskenan från ändarna. Genom förfarandet minskar även risken för att personer och djur kommer i kontakt med strömförande delar i strömbanan 6. Skyddet såsom luckan eller liknande kan även innefatta en funktion med vilken strömupptagaren (den vagnliknande konstruktionen) kan rensas från snö, smuts eller liknande vid införandet av denna in i strömbanan 6.

Systemet 1 är företrädesvis utformat så att den första delen efter sammankopplingen av vagnens 12 kontaktytor 13 och strömskenorna 10 sker med en gradvis ökande strömförsörjning. Systemet 1 är utformat så att den sista delen innan frikopplingen av strömupptagaren 11 från strömskenan 10 sker med en gradvis minskad strömförsörjning. Genom förfarandet minskar risken för att ljusbågar och onödigt slitage uppstår mellan strömupptagarens kontaktytor 13 och strömskenorna 10.

I det infällda läget är strömavtagaren 3 företrädesvis helt eller partiellt infälld i ett väderskyddat utrymme (ej visad i figurer) i fordonet. Väderskyddet kan i sin enklaste form uppnås genom att det inre utrymmet sluts med en lucka (ej visade i figurer) eller liknande efter det att strömavtagaren helt eller partiellt har förts in i utrymmet. Utrymmet innefattar företrädesvis minst en värmeavgivande enhet (ej visad i figurer) vars värmeavgivande effekt exempelvis regleras i förhållande till temperatur, luftfuktighet och liknande. Konstruktionen kan innefatta sensorer, som känner av eventuell förekomst av snö, is och fukt på de infällda delarna, som styr av och påslag av den värmeavgivande enheten.

Konstruktionen kan i en alternativ utföringsform innefatta minst en värmeavgivande enhet (ej visad i figurer) i strömbanan 6. Denna kan till exempel bestå av en värmekabel eller en värmefiäkt. Den värmeavgivande enheten i strömbanan är avsedd att minska problem vilka uppkommer av fuktigt klimat och liknande.

I figur 9 visas hur strömavtagaren 3 i en alternativ utföringsform innefattar minst en kropp 32. Kroppen 32 är företrädesvis ansluten till den vagnliknande konstruktionen 12. Kroppens 32 funktion är att utgöra distans mellan vagnen 12 och positioneringsanordningen 26 och därigenom förhindra, eller väsentligen reducera, att vagnens 12 kontaktytor 13a, 13b och 13c kommer i kontakt med positioneringsanordningen 26. Kroppen 32 har även till uppgift att styra upp den vagnliknande konstruktionen 12 i förhållande till positioneringsanordningen 26. Kroppen 32 kan som i den visade utföringsformen utgöras av en klossliknande konstruktion 33 vilken på sin ena sida 34 är ansluten till vagnen 12, huvudet 20 eller annan lämplig del av strömavtagaren 3. På dess andra sida 35 innefattar klossen 33 minst ett första plan 36. Planet 36 är i den visade utföringsformen riktad i väsentligen vertikal riktning. Planet 36 kan i alternativa utföringsformer vara riktad i annan för ändamålet lämplig riktning. Det första planet 36 kan bestå av en eller flera delytor. Vid manövrering av vagnliknande konstruktionen 12 mot positioneringsanordningen 26 är det första planet 36, på den klossliknande konstruktionen 33, avsedd att gå i ingrepp med positioneringsanordningens 26 styryta 27. Positioneringsanordningens 26 styryta 27 styr därmed upp den vagnliknande konstruktionen 12 via det första planet 36 på klossen 33.

Klossen 33 kan även innefatta en andra plan (kant) vilken är avsedd att gå i ingrepp med en andra övre styryta 38, alternativt en andra undre styryta, i positioneringsanordningen 26 vilken är avsedd att styra upp den vagnliknande konstruktionen i vertikal riktning mot strömbanan 6.

Hela klossen 32 eller minst den ena av klossens 32 ytor 35 och 39 utgörs av en yta med en relativt låg friktion. Detta medför att klossen glider lätt mot positioneringsanordningen 26.

I den detaljerade beskrivningen av den föreliggande uppfinningen kan konstruktionsdetaljer vara utelämnade som är uppenbara för en fackman inom det område anordningen avser. Sådana uppenbara konstruktionsdetaljer ingår i den omfattning som krävs för att en fullgod funktion skall erhållas för den föreliggande uppfinningen. Även om vissa föredragna utföringsformer visats mera i detalj, kan variationer och modifieringar av anordningen komma att framgå för fackmännen inom det område uppfinningen avser. Samtliga sådana modifieringar och varianter anses falla inom ramen för de efterföljande patentkraven. Det är tänkbart att den föreliggande uppfinningen användas i andra sammanhang, applikationer och för andra ändamål. Det är vidare tänkbart att uppfinningen definieras såsom ett förfarande.

Fördelar med uppfinningen Med den föreliggande uppfinningen uppnås ett flertal fördelar. Den viktigaste är att en möjlighet till laddning av batterier / eldrift finns när fordonet är i rörelse samtidigt som strömöverföringen är väder- och beröringsskyddad. Vidare kan inkopplingen ske tämligen fritt genom att olika fordon vid olika tillfällen enkelt (automatiskt) kan anslutas till strömavgivare för laddning eller drift av fordonet. Sammantaget medför detta att ett väsentligt mera effektivt system för överföring av elektrisk energi till ett fordon erhålls. En ytterligare fördel med den föreliggande uppfinningen är att extern elektrisk energi kan tillföras fordonet i samband med acceleration efter stop vid exempelvis hållplatser. Genom systemet och förfarandet minskar risken för att ljusbågar och onödigt slitage uppstår vilket förbättrar säkerhet, prestanda och livslängd.

Claims (3)

1. System (1) for överföring av elektrisk energi till ett eller flera elektriskt drivna fordon (2) vid en eller flera platser efter fordonets färdväg innefattande minst en efter fordonets färdväg fast monterad strömavgivare (4) vilken är avsedd att kopplas samman med en strömavtagare (3) i fordonet (2), vars strömavgivare (4) innefattar minst en strömbana (6) med minst ett inre utrymme (8) i vilken minst en strömskena (10) löper i strömbanans (6) axiella riktning vars strömskena (10) är avsedd att temporärt kopplas samman med minst en elektriskt ledande kontaktyta (13) i en vagnliknande konstruktion (12) ingående i strömavtagaren (3) kännetecknat av att strömavtagaren företrädesvis ansluts till strömavgivarens (4) strömbana (6) när fordonet väsentligen rör sig i strömavgivarens längsriktning samt att strömavtagarvagnen (12) vid inkoppling styrs mot öppning i strömbanan (6) med minst en positioneringsanordning (26), vars positioneringsanordning innefattar minst en första vertikal styryta (27), vilken styr vagnen i horisontell riktning, samt minst en styryta (28) vilken styr vagnens vertikala position vid strömavgivaren (4) samt utgör skydd mot regn, snö och liknande.

2. System i enlighet med patentkrav 1 kännetecknat av att strömavtagaren innefattar minst en armkonstruktion (16), vilken kan manövreras mellan ett infällt läge och ett utfällt läge, samt att armkonstruktionen (16) innefattar en arm (17) vilken i sin ena ände (18) är ledbart ansluten till en infästningsanordning (19) ansluten till fordonet och i sin andra ände (21) innefattar ett huvud (20).

3. System i enlighet med patentkrav 2 kännetecknat av att strömavtagarvagnen (12) innefattar minst en klossliknande konstruktion (33) vilken på sin ena sida är ansluten till vagnen (12) alternativt strömavtagarens huvud (20) samt att klossen på sin andra sida (35) innefattar minst ett första plan (36).