AT520873A2 - Lateraler Stromabnehmer und Elektrofahrzeug - Google Patents

Abstract

Ein lateraler Stromabnehmer und ein Elektrofahrzeug. Der laterale Stromabnehmer umfasst einen viergliedrigen Mechanismus und einen Stromabnahmekopf (5). Der viergliedrige Mechanismus umfasst eine Basis (1 ), eine obere Stange (2), eine untere Stange (3) und eine Zugstange (4). Der Stromabnahmekopf (5) ist an einem Ausfahr-Ende der oberen Stange (2) angeordnet. Der viergliedrige Mechanismus treibt den Stromabnahmekopf (5) in einem vertikalen Hebe-Hub und einem Querbewegungshub an. ln dem vertikalen Hebe-Hub wird die Zugstange (4) auf einer festen Länge gehalten. ln dem Querbewegungshub besitzt die Zugstange (4) einen Grad an Teleskopierfreiheit. Ein Stromabnahmeteil des Stromabnahmekopfes (5) befindet sich an dessen Außenseite in einer Querbewegungsrichtung. Der Stromabnehmer erlaubt eine relativ große Parkpositionsabweichung, um den Fahrzeugbetrieb zu vereinfachen, und kann dennoch eine stabile Stromabnahme garantieren, falls die Karosserie des Fahrzeugs schaukelt.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der chinesischen Patentanmeldung Nr. 201510336485.6 mit dem Titel „LATERAL CURRENT COLLECTOR AND ELECTRIC VEHICLE“, welche am 16. Juni 2015 beim chinesischen Amt für Geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Anmeldung betrifft das technische Gebiet der Stromabnahme zur Schnellladung, und betrifft insbesondere einen Stromabnehmer für ein schnellladendes Elektrofahrzeug, wie zum Beispiel einen energiespeichernden Oberleitungsbus. Die vorliegende Anmeldung betrifft des Weiteren ein Elektrofahrzeug mit einem solchen Stromabnehmer.

HINTERGRUND

Im Zuge der Weiterentwicklung unserer Gesellschaft werden Entwicklungskonzepte, wie zum Beispiel Energiespeicherung und Umweltschutz, für den spurgebundenen Stadtverkehr kontinuierlich gefördert. Auf diese Weise ist ein energiespeichernder Oberleitungsbus entstanden. In dem sogenannten energiespeichernden Oberleitungsbus wird ein Superkondensator zum Speichern von elektrischer Energie verwendet, und die elektrische Energie wird als Antriebsleistung verwendet zum Bewegen des Oberleitungsbusses verwendet. Ein auf dem Dach angeordneter Stromabnehmer wird zur Stromabnahme und für den Stromrückfluss verwendet. Das Laden geht schnell innerhalb eines Zeitraums von zehn Sekunden vonstatten, während die Fahrgäste an einer Haltestelle ein- oder aussteigen, und der energiespeichernde Oberleitungsbus kann mit einer einzigen Ladung bis zur nächsten Haltestelle fahren, wo er wieder geladen wird. Wegen der oben beschriebenen Eigenschaften wird diese Art von Fahrzeug weithin verwendet.

Wir wenden uns den Figuren 1 und 2 zu. Figur 1 ist eine schematische Ansicht, welche die Struktur eines Stromabnehmers eines Ladesystems eines herkömmlichen energiespeichernden Oberleitungsbusses zeigt, und Figur 2 ist eine Seitenansicht der Struktur von Figur 1.

Wie in den Figuren gezeigt, kann man sich den Gesamtmechanismus des Stromabnehmers des Ladesystems des herkömmlichen energiespeichernden Oberleitungsbusses als einen aus vier Gliedern bestehenden Mechanismus vorstellen, der in einer Längsrichtung des Fahrzeugs montiert ist, und eine Oberleitung 1’ ist direkt über einem Stromabnehmer 2’ (oder einem Pantographen) montiert. Da jede Stange in dem viergliedrigen Mechanismus eine feste Länge hat und die Längen aller Stangen proportional eingestellt sind, kann ein Stromabnahmekopf 3’ des Stromabnehmers 2’ in einer zweckmäßig vertikalen Richtung unter einer Feder- oder Hubzylinder-Antriebskraft angehoben werden. Nach dem vertikalen Anheben auf eine bestimmte Höhe kommt der Stromabnahmekopf 3’ des Stromabnehmers 2’ mit der Oberleitung 1’ direkt über dem Stromabnehmer 2’ in Kontakt, so dass Strom für das Fahrzeug abgezapft wird.

Der Stromabnehmer hat im Wesentlichen das gleiche Arbeitsprinzip wie ein dachmontierter Stromabnehmer (oder ein Pantograph) anderer spurgebundener Transportfahrzeuge, nicht-spurgebundener Transportfahrzeuge und dergleichen und ist für ein spurgebundenes Transportfahrzeug geeignet. Wenn jedoch der Stromabnehmer auf ein nicht-spurgebundenes Transportfahrzeug, wie zum Beispiel einen energiespeichernden Oberleitungsbus, angewendet wird, so ergeben sich daraus die folgenden Nachteile.

Erstens fährt ein moderner energiespeichernder Oberleitungsbus auf üblichen Gummirädern und wird nicht durch Schienen geführt, so dass der Oberleitungsbus mit großer Abweichung stehen bleiben kann. Jedoch kann der Stromabnehmer nur eine Abweichung von der lateralen Anhalteposition von etwa 200 mm ausgleichen, so dass hohe Anforderungen an das Können des Fahrers oder Schaffners gestellt werden; das heißt, es werden hohe Anforderungen an eine Anhalteposition und einen Stoppwinkel gestellt, wenn der Oberleitungsbus immer wieder anhält, um aufzuladen. Darum sind die Anforderungen an den praktischen Einsatz nur schwer zu erfüllen; der Betrieb des Oberleitungsbusses ist umständlich; und der Ladevorgang des Oberleitungsbusses ist nicht stabil.

Zweitens: Da dem Oberleitungsbus der Strom in einer solchen Weise zugeführt wird, dass der Stromabnehmer angehoben wird und mit der Oberleitung direkt über dem Stromabnehmer in Kontakt kommt, kann, wenn der Oberleitungsbus anhält, die Karosserie in Schwingungen versetzt werden, wenn Fahrgäste aus- und einsteigen, wodurch der Stromabnehmer, der auf dem Dach des Fahrzeugs montiert ist, ebenfalls mitschwingen kann. Somit kann der Stromabnahmekopf an dem Stromabnehmer nach rechts oder links an der Oberleitung entlang scheuern, wodurch der Kontaktwiderstand zunimmt und die Stromabnahme beeinträchtigt werden kann.

Drittens: Damit der Stromabnahmekopf auch wirklich mit der Oberleitung in Kontakt kommt, nachdem er angehoben wurde, ist der Stromabnahmekopf allgemein in Form einer langen Gleitplatte konstruiert. Jedoch kann ein zu langer Stromabnahmekopf zu einer instabilen Struktur führen.

Viertens kann der Stromabnehmer viel Platz über dem Oberleitungsbus beanspruchen, nachdem er abgesenkt wurde, wodurch die Anordnung anderer Vorrichtungen, wie zum Beispiel eines Notausstiegs auf dem Dach, beeinträchtigt werden kann.

Darum muss der Fachmann das Problem lösen, dass der Stromabnehmer eine größere Abweichung der Anhalteposition zulässt, damit der Fahrzeugbetrieb vereinfacht und die Stabilität der Stromabnahme verbessert wird.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist die Bereitstellung eines lateralen Stromabnehmers. Der Stromabnehmer erlaubt eine große Abweichung der Parkposition, erleichtert den Fahrzeugbetrieb und gewährleistet eine stabile Stromabnahme selbst in dem Fall, dass die Karosserie des Fahrzeugs schwankt. Darüber hinaus hat der Stromabnehmer die Vorteile, dass er eine stabile Struktur besitzt und nur wenig Platz beansprucht.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist die Bereitstellung eines

Elektrofahrzeugs mit einem solchen Stromabnehmer.

Um die erste Aufgabe zu erfüllen, wird ein lateraler Stromabnehmer gemäß der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt, der Folgendes enthält: ein viergliedriger Mechanismus, der eine Basis, eine obere Stange, eine untere Stange und eine Zugstange aufweist; und einen Stromabnahmekopf, der an einem Ausfahr-Ende der oberen Stange angeordnet ist. Der viergliedrige Mechanismus treibt den Stromabnahmekopf so an, dass er einen vertikalen Hebe-Hub und einen lateralen Bewegungshub vollführt. In dem vertikalen Hebe-Hub bleibt die Zugstange auf einer unveränderten Länge, und beim lateralen Bewegungshub besitzt die Zugstange einen Grad an teleskopischer Freiheit, und ein Stromabnahmeteil des Stromabnahmekopfes befindet sich an einer Außenseite des Stromabnahmekopfes in einer lateralen Bewegungsrichtung.

Bevorzugt ist die Zugstange eine teleskopische Zugstange oder eine elastische Zugstange und hat ein festes Ende, das an der Basis angelenkt ist, und ein teleskopisches Ende, das an der oberen Stange angelenkt ist.

Bevorzugt ist die teleskopische Zugstange eine teleskopische Zugstange, die einen Vorbelastungsdruck ausübt.

Bevorzugt ist die teleskopische Zugstange ein Luftzylinder, der einen Vorbelastungsdruck ausübt.

Bevorzugt ist die Zugstange mit einem teleskopischen Steuerungsmechanismus versehen.

Bevorzugt gibt der teleskopische Steuerungsmechanismus die Zugstange frei, wenn die Bewegung des Stromabnahmekopfes von einer vertikalen Heberichtung zu einer lateralen Auswärtsrichtung gewechselt wird, wodurch die Zugstange ausgefahren oder eingefahren werden kann, und der teleskopische Steuerungsmechanismus arretiert die Zugstange, wenn die Bewegung des Stromabnahmekopfes von einer lateralen Einwärtsrichtung in eine vertikale Absenkrichtung gewechselt wird, wodurch die Zugstange in einer unveränderten Länge gehalten werden kann.

Bevorzugt enthält der teleskopische Steuerungsmechanismus: eine feste Seilscheibe, die an einem unteren Ende der Zugstange angeordnet ist; eine feste Seilscheibengruppe, die auf einer Drehwelle an einem unteren Ende der unteren Stange angeordnet ist; eine bewegliche Seilscheibengruppe, die über einen beweglichen Mechanismus an der Basis montiert ist; ein Stahlseil, das um die feste Seilscheibe herum verläuft und dann abwechselnd um die feste Seilscheibengruppe und die bewegliche Seilscheibengruppe herum verläuft, wobei ein Ende des Stahlseils mit einem angelenkten Ende, wo die Zugstange an der oberen Stange angelenkt ist, oder einem teleskopischen Ende der Zugstange verbunden ist und das andere Ende mit der Basis verbunden ist; und einen Nocken, der an der Drehwelle am unteren Ende der unteren Stange koaxial zur Drehwelle befestigt ist, wobei der Nocken die bewegliche Seilscheibengruppe stützt und die bewegliche Seilscheibengruppe antreibt, um das Stahlseil straff zu ziehen oder zu lockern, wenn der Nocken gedreht wird.

Bevorzugt ist eine angetriebene Seilscheibe auf einer Seite der beweglichen Seilscheibengruppe koaxial zu der beweglichen Seilscheibengruppe angeordnet, und der Nocken liegt an der angetriebenen Seilscheibe an.

Bevorzugt ist eine Pufferfeder zwischen der beweglichen Seilscheibengruppe und der Basis angeordnet.

Bevorzugt ist die bewegliche Seilscheibengruppe über einen Schwenkrahmen schwenkbar an der Basis montiert.

Bevorzugt sind mehrere Elektroden des Stromabnahmekopfes parallel zueinander in Intervallen in einer vertikalen Richtung an einer Außenseite des Stromabnahmekopfes verteilt.

Um die oben beschriebene zweite Aufgabe zu erfüllen, wird ein Elektrofahrzeug bereitgestellt, das eine Karosserie, ein elektrisches Antriebssystem und ein mit einem Stromabnehmer ausgestattetes Ladesystem enthält. Der Stromabnehmer ist ein lateraler Stromabnehmer nach einem der oben beschriebenen Aspekte, und der laterale Stromabnehmer ist auf dem Dach des Fahrzeugs und senkrecht zur Längsrichtung der Karosserie montiert.

In der vorliegenden Anmeldung ist die Zugstange in dem viergliedrigen Stangenmechanismus des Stromabnehmers als eine teleskopische Struktur konstruiert, und der Stromabnahmeteil des Stromabnahmekopfes ist auf einer Außenseitenfläche des Stromabnahmekopfes angeordnet, so dass ein lateraler Stromabnehmer gebildet wird, der eine Stromabnahme in einer lateralen Position ausführt. Während des Betriebes ist eine Oberleitung in der lateralen Position des Stromabnehmers montiert, und die Bewegung des Stromabnahmekopfes ist eine variable Spurnachführbewegung, die durch eine Längenänderung der Zugstange während der Bewegung in eine vertikale Bewegung und eine laterale Bewegung unterteilt werden kann. Der Stromabnehmer wird vertikal auf eine bestimmte Höhe (>1500 mm) angehoben und kann sich dann im Zusammenspiel mit dem Längsfreiheitsgrad-Begrenzungsmechanismus auswärts und horizontal um eine bestimmte Distanz (>600 mm) bewegen, bis der Stromabnahmekopf in Kontakt mit der Oberleitung kommt und eine Stromabnahme ausgeführt wird. Die Zugstange wird während eines vertikalen Hebeprozesses des Stromabnahmekopfes auf einer unveränderten Länge gehalten, und die Zugstange wird in einem horizontalen Bewegungsprozess des Stromabnahmekopfes ungefähr linear ausgefahren. Da der Stromabnahmekopf des Stromabnehmers eine über eine lange Distanz führende horizontale Bewegungsfunktion hat, kann die zulässige Parkpositionsabweichung größer sein, was den Betrieb des Fahrzeugs erleichtert, die Stabilität der Stromabnahme verbessert und insbesondere auf einen modernen energiespeichernden Oberleitungsbus anwendbar ist.

Das Elektrofahrzeug gemäß der vorliegenden Anmeldung ist mit dem oben beschriebenen lateralen Stromabnehmer versehen, und da der laterale Stromabnehmer die oben beschriebenen technischen Auswirkungen realisiert, sollte das Elektrofahrzeug, das mit dem lateralen Stromabnehmer ausgestattet ist, ebenfalls die jeweiligen technischen Auswirkungen realisieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur eines Stromabnehmers eines Ladesystems eines herkömmlichen energiespeichernden Oberleitungsbusses zeigt;

Figur 2 ist eine Seitenansicht der Struktur von Figur 1;

Figur 3 ist ein Schaubild eines lateralen Stromabnehmers gemäß der vorliegenden Anmeldung;

Figur 4 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur einer Ausführungsform des lateralen Stromabnehmers gemäß der vorliegenden Anmeldung zeigt;

Figur 5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von Positionen einer festen Seilscheibengruppe und einer beweglichen Seilscheibengruppe der Figur 4; und

Figur 6 ist ein Referenzschaubild eines Nutzungsmodus des in Figur 4 gezeigten lateralen Stromabnehmers.

Bezugszeichen in den Figuren 1 und 2: 1’ eine Oberleitung 2’ ein Stromabnehmer 3’ ein Stromabnahmekopf.

Bezugszeichen in den Figuren 3 bis 6: 1 Basis 2 obere Stange 3 untere Stange 4 Zugstange 5 Stromabnahmekopf 6 Stahlseil 7 feste Seilscheibe 8 feste Seilscheibengruppe 9 bewegliche Seilscheibengruppe 10 Nocken 11 Schwenkrahmen 12 Drehwelle 13 angetriebene Seilscheibe 14 Pufferfeder 15 Oberleitung 16 Führungsplatte 17 Karosserie 18 Luftzylinder 19 Feder.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Damit der Fachmann die Lösung der vorliegenden Anmeldung besser verstehen kann, wird die vorliegende Anmeldung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen und Ausführungsformen beschrieben.

Begriffe wie obere, untere, innere und äußere werden im vorliegenden Text anhand der in den Zeichnungen gezeigten Positionsbeziehungen bestimmt. In Abhängigkeit von den Zeichnungen können die entsprechenden Positionsbeziehungen entsprechend verändert werden. Darum dürfen diese Begriffe nicht als absolute Einschränkungen des Schutzumfangs der vorliegenden Anmeldung verstanden werden.

Wir wenden uns den Figuren 3 und 4 zu. Figur 3 ist ein Schaubild eines lateralen Stromabnehmers gemäß der vorliegenden Anmeldung; und Figur 4 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur einer Ausführungsform des lateralen Stromabnehmers gemäß der vorliegenden Anmeldung zeigt.

In einer konkreten Ausführungsform enthält der laterale Stromabnehmer gemäß der vorliegenden Anmeldung hauptsächlich eine Basis 1, eine obere Stange 2, eine untere Stange 3, eine Zugstange 4 und einen Stromabnahmekopf 5 und dergleichen. Die Basis 1, die obere Stange 2, die untere Stange 3 und die Zugstange 4 bilden einen viergliedrigen Mechanismus, der den Stromabnahmekopf 5 bewegen kann. Die untere Stange 3 hat ein unteres Ende, das an der Basis 1 über eine Drehwelle angelenkt ist, und ein oberes Ende, das an der oberen Stange 2 angelenkt ist. Die Zugstange 4 hat ein unteres Ende, das an der Basis 1 angelenkt ist, und ein oberes Ende, das an einem Kurbelarm an einem hinteren Ende der oberen Stange 2 angelenkt ist. Die obere Stange 2 ist als eine „V“-förmige Rahmenstruktur ausgebildet, bei der ein nach außen gerichtetes Ende der oberen Stange 2 schmal ist und ein anderes Ende der oberen Stange 2 breit ist, weshalb die obere Stange 2 auch als ein oberer Rahmen bezeichnet wird.

Die Zugstange 4 ist eine teleskopische Zugstange und arbeitet in dieser Ausführungsform mit einem Luftzylinder, der einen Vorbelastungsdruck ausübt. Ein unteres Ende eines Zylinderkörpers des Luftzylinders ist an der Basis 1 angelenkt, und ein oberes Ende einer Kolbenstange des Luftzylinders ist an der oberen Stange 2 angelenkt. Der Stromabnahmekopf 5 ist an dem nach außen gerichteten Ende der oberen Stange 2 über ein Universallager montiert. Ein Stromabnahmeteil des Stromabnahmekopfes 5 befindet sich an einer Außenseite des Stromabnahmekopfes 5 in einer lateralen Bewegungsrichtung, und mehrere Elektroden des Stromabnahmekopfes 5 zur Stromabnahme sind parallel zueinander in Intervallen in einer vertikalen Richtung auf einer Außenseitenfläche des Stromabnahmekopfes 5 verteilt.

Wir wenden uns des Weiteren Figur 5 zu, die eine teilweise vergrößerte Ansicht einer festen Seilscheibengruppe und einer beweglichen Seilscheibengruppe der Figur 4 ist.

Die Zugstange 4 ist mit einem teleskopischen Steuerungsmechanismus versehen, so dass die Zugstange 4 gelöst werden kann, um teleskopiert zu werden, wenn die Bewegung des Stromabnahmekopfes 5 von einer vertikalen Hubbewegung zu einer lateralen Auswärtsbewegung gewechselt wird, und die Zugstange 4 ist arretiert, wenn die Bewegung des Stromabnahmekopfes 5 von einer lateralen Einwärtsrichtung zu einer vertikalen Absenkrichtung gewechselt wird, wodurch die Länge der Zugstange 4 unverändert bleiben kann.

Insbesondere enthält der teleskopische Steuerungsmechanismus hauptsächlich ein

Stahlseil 6, eine feste Seilscheibe 7, eine feste Seilscheibengruppe 8, eine bewegliche Seilscheibengruppe 9, einen Nocken 10 usw. Die feste Seilscheibe 7 ist nahe einem unteren Ende der Zugstange 4 montiert. Die feste Seilscheibengruppe 8 ist auf einer Drehwelle an einem unteren Ende der unteren Stange 3 montiert. Die bewegliche Seilscheibengruppe 9 ist an der Basis 1 über einem „Y“-Schwenkrahmen 11 montiert, und ein unteres Ende des Schwenkrahmens 11 ist an der Basis 1 angelenkt. Die bewegliche Seilscheibengruppe 9 befindet sich in einer Aussparung am oberen Ende des Schwenkrahmens 11. Das Stahlseil 6 ist an einem Ende mit einer Außenseite einer Gelenkwelle der oberen Stange 2 und der Zugstange 4 verbunden und ist am anderen Ende mit der Basis 1 verbunden; und das Stahlseil 6 verläuft um die feste Seilscheibe 7 herum und verläuft dann abwechselnd um die feste Seilscheibengruppe 8 und die bewegliche Seilscheibengruppe 9 herum. Das Stahlseil 6 über der festen Seilscheibe 7 ist parallel zu der Zugstange 4 angeordnet, um sicherzustellen, dass eine Zugkraft des Stahlseils in derselben Richtung wirkt wie eine Zugrichtung der Zugstange und die Belastung gleichmäßiger ausgeübt wird.

Der Nocken 10 ist dafür konfiguriert, eine Position der beweglichen Seilscheibengruppe 9 über eine Nockenfläche zu justieren, wenn sich der Nocken 10 dreht, und ist an einer Drehwelle 12 am unteren Ende der unteren Stange 3 koaxial zu der Drehwelle 12 befestigt. Eine angetriebene Seilscheibe 13 ist auf einer Seite der beweglichen Seilscheibengruppe 9 koaxial zu der beweglichen Seilscheibengruppe 9 angeordnet. Der Nocken 10 liegt an der angetriebenen Seilscheibe 13 an, und die angetriebene Seilscheibe 13 der beweglichen Seilscheibengruppe 9 wird auf dem Nocken 10 gestützt. Der Nocken 10 kann die bewegliche Seilscheibengruppe 9 antreiben, um das Stahlseil 6 straff zu ziehen oder zu lockern, wenn sich der Nocken 10 zusammen mit der Drehwelle 12 dreht.

Die angetriebene Seilscheibe 13 wird dafür verwendet, trockene Reibung zu vermeiden, wenn der Nocken 10 die bewegliche Seilscheibengruppe 9 bewegt. Es ist auch möglich, dass der Nocken 10 direkt die bewegliche Seilscheibengruppe 9 bewegt, falls keine angetriebene Seilscheibe 13 vorhanden ist.

Nachdem der Nocken 10 das Stahlseil 6 gelöst hat, wird das Stahlseil 6 sofort freigegeben. Zum Verhindern eines harten Schlages durch das Stahlseil 6 ist eine

Pufferfeder 14 zwischen einer Seite der beweglichen Seilscheibengruppe 9 und der Basis 1 angeordnet.

Wir wenden uns Figur 6 zu, die eine Referenzansicht des in Figur 4 gezeigten lateralen Stromabnehmers während des Gebrauchs ist.

Wie in Figur 6 gezeigt, ist in der Praxis eine Stromversorgungsvorrichtung an einer Ladestation (allgemein eine Bushaltestelle) montiert. Eine Oberleitung 15 der Stromversorgungsvorrichtung ist vertikal an einer Seite über einem Fahrzeug montiert. Mehrere Oberleitungen 15 sind parallel zueinander in Intervallen in einer vertikalen Richtung verteilt, und eine Anordnung der mehreren Oberleitungen 15 stimmt mit einer Anordnung von Elektroden des Stromabnahmekopfes 5 überein. Eine Länge einer jeden der Oberleitungen 15 ist größer als eine Länge einer jeden der Elektroden des Stromabnahmekopfes 5, wodurch der Stromabnahmekopf 5 mit den Oberleitungen 15 in einem großen vorderen und hinteren Bereich in Kontakt kommen kann, wenn das Fahrzeug die Haltestelle erreicht. Eine Breite einer jeden der Oberleitungen 15 kann geringfügig größer sein als eine Breite einer jeden der Elektroden des Stromabnahmekopfes 5, um die Stabilität der Stromabnahme zu verbessern. Eine Führungsplatte 16 (oder eine Führungsschiene) ist horizontal über der Oberleitung 15 dergestalt montiert, dass sie senkrecht zu der Ebene verläuft, in der sich die Oberleitung befindet. Die Führungsplatte 16 (oder die Führungsschiene) ist dafür konfiguriert, einen vertikalen Freiheitsgrad des Stromabnahmekopfes 5 zu begrenzen, nachdem der Stromabnahmekopf 5 auf eine bestimmte Höhe angehoben wurde, und den Stromabnahmekopf 5 lateral und auswärts anstatt aufwärts zu bewegen. Genauer gesagt, kann die Führungsplatte 16 eine flache Stahlplatte und dergleichen sein. Der laterale Stromabnehmer ist auf dem Dach des Fahrzeugs und senkrecht zur Längsrichtung der Karosserie 17 montiert, und eine Hebeebene des viergliedrigen Mechanismus und eine laterale Bewegungsrichtung des Stromabnahmekopfes verlaufen beide senkrecht zur Längsrichtung der Karosserie 17.

Wenn das Fahrzeug eine Haltestelle erreicht und der Stromabnahmekopf 5 des Stromabnehmers mit der Oberleitung 15 in Kontakt kommen muss, so wird die Drehwelle 12 durch eine kombinierte Aktion eines Luftzylinders 18 und einer Feder 19 gedreht. Da ein konvexer Teil des Nockens 10 an der angetriebenen Seilscheibe 13 der beweglichen Seilscheibengruppe 9 anliegt, bewegt sich die bewegliche Seilscheibengruppe 9 nicht, und die Länge des Stahlseils 6 bleibt unverändert, wenn die Drehwelle 12 zunächst innerhalb eines bestimmten Winkels (zum Beispiel 0 Grad bis 30 Grad) gedreht wird, und es gibt immer einen Luftdruck in dem Luftzylinder der Zugstange 4; eine durch das Stahlseil 6 an den Luftzylinder angelegte Zugkraft ist größer als der Druck in dem Zylinder; und der Luftzylinder wird auf einer unveränderten Länge gehalten. Der Stromabnahmekopf 5 wird ungefähr vertikal in einer vertikalen Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Karosserie angehoben.

Der Stromabnahmekopf 5 wird auf eine Höhe von etwa 1500 mm angehoben und liegt dann über eine Antireibungsrolle am oberen Ende des Stromabnahmekopfes 5 an einer Unterseite der Führungsplatte 16 an. In diesem Fall wird der Nocken 10 durch die Drehwelle 12 angetrieben, und ein Winkel, um den der Nocken 10 gedreht wird, ist größer als 30 Grad, und ein nicht-konvexer Teil des Nockens 10 beginnt an der angetriebenen Seilscheibe 13 der beweglichen Seilscheibengruppe 9 anzuliegen. Mit einer Zugkraft des Stahlseils 6 schwenkt die bewegliche Seilscheibengruppe 9 zusammen mit dem Schwenkrahmen 11 in Richtung der festen Seilscheibengruppe, so dass das Stahlseil 6 freigegeben wird. Da das Stahlseil 6 freigegeben wird, wird die Zugkraft, die durch das Stahlseil 6 an den Luftzylinder angelegt wird, aufgehoben. Der Luftzylinder wird unter der Wirkung des Luftdrucks linear ausgefahren, wodurch die Funktion einer teleskopischen Zugstange erreicht wird. In diesem Fall wird der Stromabnahmekopf 5 nicht weiter angehoben, weil er durch die Führungsplatte 16 begrenzt wird, und die Zugstange 4 verändert automatisch ihre Länge. Der Stromabnahmekopf 5 kann sich auswärts und lateral um 0 mm bis 700 mm in einer vertikalen Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Karosserie des Oberleitungsbusses bewegen, bis er zum Zweck der Stromabnahme in Kontakt mit der Oberleitung 15 der Stromversorgungsvorrichtung kommt. Nachdem das Laden beendet ist, kann der Stromabnehmer in einen zusammengeklappten Zustand zurückgeführt werden, indem der umgekehrte Vorgang ausgeführt wird. Im Prozess des Rückführens des Stromabnehmers erlaubt der Vorbelastungsdruck in dem Luftzylinder es der Zugstange, automatisch einzufahren, wenn der Stromabnahmekopf 5 abgesenkt wird.

Das Stahlseil wird in mehreren Wicklungen um die feste Seilscheibengruppe 8 und die bewegliche Seilscheibengruppe 9 herum vor und zurück gewickelt, und gemäß dem Prinzip der Hubverstärkung einer beweglichen Seilscheibe steht ein Verstärkungsfaktor der beweglichen Seilscheibe zu der Anzahl der festen Seilscheiben und der beweglichen Seilscheiben in Beziehung. Wenn der Verstärkungsfaktor N ist, so kann das Stahlseil um eine Länge von LxN freigegeben werden, nachdem sich die bewegliche Seilscheibengruppe 9 um eine Distanz von L zu der festen Seilscheibengruppe 8 bewegt hat. Darum kann das Stahlseil in dem Fall, dass die bewegliche Seilscheibengruppe 9 ein wenig bewegt wird, um eine ausreichende Länge freigegeben oder zurückgezogen werden. Auf diese Weise wird die Anforderung des Ausfahrens und Einfahrens der Zugstange 4 erfüllt.

Natürlich kann die bewegliche Seilscheibengruppe 9, anstatt mittels des Schwenkrahmens 11 an der Basis 1 montiert zu werden, auch mittels eines anderen Bewegungsmechanismus an der Basis 1 montiert werden, wie zum Beispiel mittels eines in gerader Linie wirkenden Bewegungsmechanismus. Zum Beispiel werden zwei Enden der beweglichen Seilscheibengruppe 9 auf Gleitschienen montiert, so dass sich die bewegliche Seilscheibengruppe 9 unter der Wirkung des Nockens 10 und der Zugkraft des Stahlseils 6 auf den Gleitschienen bewegen kann, und die Funktionen des Lösens und Zurückziehens des Stahlseils 6 können ebenfalls realisiert werden. Das heißt, die bewegliche Seilscheibengruppe 9 kann in jeder beliebigen Weise montiert werden, solange sich die bewegliche Seilscheibengruppe 9 von der festen Seilscheibengruppe 8 fort und nahe zu ihr hinbewegen kann.

Zusätzlich zu dem Luftzylinder kann die Zugstange 4 stattdessen auch eine andere Form haben, wie zum Beispiel die einer elastischen Zugstange. Genauer gesagt, kann die elastische Zugstange durch eine massive Zugstange und eine Feder gebildet werden, die aneinander anliegen. Die massive Zugstange befindet sich an einem unteren Ende und ist an der Basis angelenkt. Die Feder befindet sich an einem oberen Ende und ist an der oberen Stange angelenkt. Die Spezifikation der Feder kann gemäß einer Kraft bestimmt werden, die durch die Zugstange ausgeübt wird, während der Stromabnahmekopf angehoben wird, so dass die Feder eine unveränderte Länge in einem vertikalen Hebe-Hub hat, und die Feder kann sich in einem lateralen Bewegungshub ausdehnen oder zusammenziehen. Bei diesem

Verfahren wird ein Knoten, an dem sich die Feder ausdehnen oder zusammenziehen kann, hauptsächlich durch Kraftberechnung eingestellt, so dass es nicht notwendig ist, die Zugstange mit einem teleskopischen Steuerungsmechanismus zu versehen. Dies ist eine einfache Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.

In einer anderen Form kann die Zugstange 4 aus zwei Stangensektionen bestehen, die durch eine teleskopische Struktur kombiniert werden. Eine Feder wird zwischen den zwei Stangensektionen angeordnet, und ein Vorbelastungsdruck wird durch die Feder ausgeübt, der ebenfalls eine ähnliche Funktion wie die mit einem Luftzylinder versehene Zugstange realisieren kann. Für die Zugstange, die mit dem teleskopischen Steuerungsmechanismus versehen werden muss, kann der teleskopische Steuerungsmechanismus der Zugstange neben der oben beschriebenen Form der Stahlseil-Seilscheibe-Nocken-Struktur noch die folgenden Formen haben.

Ein Steuerungsverfahren ist die Elektrifizierungssteuerung. Die teleskopische Funktion der mit dem Luftzylinder versehenen Zugstange kann durch Einführen oder Herausziehen eines Arretierungsstiftes zwischen dem Luftzylinderkörper und der Kolbenstange arretiert oderfreigegeben werden, und der Arretierungsstift wird durch einen kleinen Motor, einen Luftzylinder oder einen elektromagnetischen Mechanismus gesteuert. Um eine Aktionszeitsteuerung des Arretierungsstiftes zu realisieren, kann ein Winkelsensor oder ein Hubschalter an dem viergliedrigen Mechanismus montiert werden. Wenn der Stromabnahmekopf 5 auf eine bestimmte Höhe angehoben wird, so gibt der Winkelsensor ein Winkelsignal aus, um die Bewegung des Arretierungsstiftes zu steuern, oder eine Stange des viergliedrigen Mechanismus löst den Hubschalter aus, um die Bewegung des Arretierungsstiftes weiter zu steuern.

Ein anderes Steuerungsverfahren ist eine mechanische Steuerung. Da sich die relativen Positionen zwischen den Stangen in einem Hebeprozess fortwährend verändern, kann die teleskopische Zeitsteuerung der Zugstange 4 anhand einer Veränderung eines Winkels der oberen Stange relativ zu der Zugstange 4 ausgeführt werden.

Zum Beispiel wird in dieser Implementierung die teleskopische Funktion der mit dem Luftzylinder versehenen Zugstange ebenfalls durch Einführen oder Herausziehen eines Arretierungsstiftes zwischen dem Luftzylinderkörper und der Kolbenstange arretiert oder freigegeben. Im Gegensatz zu der Elektrifizierungssteuerung wird im mechanischen Steuerungsmodus die obere Stange 2 mit einem Auslöserblock oder einer Auslöserplatte versehen, der bzw. die mit dem Arretierungsstift direkt zusammenwirkt oder über einen Kraftübertragungsmechanismus mit dem Arretierungsstift verbunden ist. Wenn der Stromabnahmekopf 5 auf eine bestimmte Höhe angehoben wird, so kann der Auslöserblock oder die Auslöserplatte eine Stiftwelle direkt oder über den Kraftübertragungsmechanismus antreiben, um eine Auswärtsbewegung zu vollführen und so den Luftzylinder und die Kolbenstange frei zu geben; und wenn der Stromabnahmekopf 5 abgesenkt werden muss, so kann der Auslöserblock oder die Auslöserplatte wiederum die Stiftwelle direkt oder über den Kraftübertragungsmechanismus antreiben, um eine Einwärtsbewegung zu vollführen und so den Luftzylinder und die Kolbenstange wieder zu arretieren.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung, und die vorliegende Anmeldung ist nicht darauf beschränkt. Auf dieser Basis ist es möglich, eine gezielte Justierung gemäß den praktischen Anforderungen vorzunehmen, um verschiedene Ausführungsformen zu erhalten. Zum Beispiel wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Rotation der Drehwelle während der Rotation des Stromabnehmers als ein Antrieb zum Herbeiführen einer Ausfahr- und Einfahrbewegung der Zugstange verwendet. Aber darüber hinaus kann die Ausfahr-und Einfahrbewegung der Zugstange auch durch einen Motor (zum Steuern eines Schneckenantriebs, einer Schraubenspindel, eines Zahnrades und dergleichen), einen Luftzylinder und dergleichen erreicht werden. Da es viele mögliche Implementierungen gibt, werden diese Implementierungen hier nicht einzeln dargelegt.

Zusätzlich zu dem lateralen Stromabnehmer wird gemäß der vorliegenden Anmeldung außerdem ein Elektrofahrzeug bereitgestellt. Das Elektrofahrzeug enthält eine Karosserie, ein elektrisches Antriebssystem und ein mit einem Stromabnehmer ausgestattetes Ladesystem, und der Stromabnehmer ist der oben beschriebene laterale Stromabnehmer. Der laterale Stromabnehmer ist auf dem Dach des Fahrzeugs und senkrecht zur Längsrichtung der Karosserie montiert. Das heißt, eine Hebeebene des viergliedrigen Mechanismus und die laterale Bewegungsrichtung des Stromabnahmekopfes verlaufen beide senkrecht zur Längsrichtung der Karosserie. Weitere Strukturen können auf der herkömmlichen Technologie basieren und werden im vorliegenden Text nicht beschrieben.

Der laterale Stromabnehmer und das Elektrofahrzeug gemäß der vorliegenden Anmeldung wurden oben ausführlich beschrieben. Das Prinzip und die Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung wurden im vorliegenden Text anhand konkreter Beispiele veranschaulicht. Die obige Beschreibung von Beispielen soll lediglich helfen, das Wesen der vorliegenden Anmeldung zu verstehen. Es ist anzumerken, dass der Fachmann eine Reihe von Modifizierungen und Verbesserungen an der vorliegenden Anmeldung vornehmen kann, ohne vom Prinzip der vorliegenden Anmeldung abzuweichen; und diese Modifizierungen und Verbesserungen werden ebenfalls als unter den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung fallend angesehen, so wie er durch die Ansprüche definiert wird.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Lateraler Stromabnehmer, umfassend: einen viergliedrigen Mechanismus, welcher eine Basis (1), eine obere Stange (2), eine untere Stange (3) und eine Zugstange (4) umfasst; und einen Stromabnahmekopf (5), der an einem Ausfahr-Ende der oberen Stange (2) angeordnet ist, wobei durch den viergliedrigen Mechanismus der Stromabnahmekopf (5) in einem vertikalen Hebe-Hub und einem lateralen Bewegungshub bewegbar ist, wobei die Zugstange (4) während des vertikalen Hebe-Hubes eine unveränderte Länge behält, und die Zugstange (4) in dem lateralen Bewegungshub einen teleskopischen Freiheitsgrad besitzt, und ein Stromabnahmeteil des Stromabnahmekopfes (5) an einer Außenseite des Stromabnahmekopfes in einer lateralen Bewegungsrichtung angeordnet ist.

2. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 1, wobei die Zugstange (4) eine teleskopische Zugstange ist, die ein festes Ende hat, das an der Basis (1) angelenkt ist, und ein teleskopisches Ende hat, das an der oberen Stange (2) angelenkt ist.

3. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 2, wobei die teleskopische Zugstange eine teleskopische Zugstange ist, die einen Vorbelastungsdruck ausübt.

4. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 3, wobei die teleskopische Zugstange ein Luftzylinder ist, der einen Vorbelastungsdruck ausübt.

5. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 2, wobei die Zugstange mit einem teleskopischen Steuerungsmechanismus versehen ist.

6. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 5, wobei der teleskopische Steuerungsmechanismus dafür konfiguriert ist, die Zugstange (4) freizugeben, wenn die Bewegung des Stromabnahmekopfes (5) von einer vertikalen Heberichtung zu einer lateralen Auswärtsrichtung gewechselt wird, wodurch die Zugstange (4) ausgefahren oder eingefahren werden kann, und der teleskopische Steuerungsmechanismus ist dafür konfiguriert, die Zugstange (4) zu arretieren, wenn die Bewegung des Stromabnahmekopfes (5) von einer lateralen Einwärtsrichtung zu einer vertikalen Absenkrichtung gewechselt wird, wodurch die Zugstange (4) auf einer unveränderten Länge gehalten werden kann.

7. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 6, wobei der teleskopische Steuerungsmechanismus Folgendes umfasst: eine feste Seilscheibe (7), die an einem unteren Ende der Zugstange (4) angeordnet ist; eine feste Seilscheibengruppe (8), die auf einer Drehwelle (12) an einem unteren Ende der unteren Stange (3) angeordnet ist; eine bewegliche Seilscheibengruppe (9), die mittels eines beweglichen Mechanismus an der Basis (1) montiert ist; ein Stahlseil (6), das um die feste Seilscheibe (7) herum verläuft und dann abwechselnd um die feste Seilscheibengruppe (8) und um die bewegliche Seilscheibengruppe (9) herum verläuft, wobei ein Ende des Stahlseils (6) mit einem angelenkten Ende, wo die Zugstange (4) an der oberen Stange (2) angelenkt ist, oder einem teleskopischen Ende der Zugstange (4) verbunden ist und am anderen Ende mit der Basis (1) verbunden ist; und einen Nocken (10), der an der Drehwelle (12) am unteren Ende der unteren Stange (3) koaxial zu der Drehwelle (12) befestigt ist, wobei der Nocken (10) die bewegliche Seilscheibengruppe (9) stützt und die bewegliche Seilscheibengruppe (9) antreibt, um das Stahlseil (6) straff zu ziehen oder zu lockern, wenn der Nocken (10) gedreht wird.

8. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 7, wobei eine angetriebene Seilscheibe (13) auf einer Seite der beweglichen Seilscheibengruppe (9) koaxial zu der beweglichen Seilscheibengruppe (9) angeordnet ist und der Nocken (10) an der angetriebenen Seilscheibe (13) anliegt.

9. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 8, wobei eine Pufferfeder (14) zwischen der beweglichen Seilscheibengruppe (9) und der Basis (1) angeordnet ist.

10. Lateraler Stromabnehmer nach Anspruch 9, wobei die bewegliche Seilscheibengruppe (9) mittels eines Schwenkrahmens (11) schwenkbar an der Basis (1) montiert ist.

11. Lateraler Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mehrere Elektroden des Stromabnahmekopfes (5) parallel zueinander in Intervallen in einer vertikalen Richtung an einer Außenseite des Stromabnahmekopfes (5) verteilt sind.

12. Elektrofahrzeug, das eine Karosserie (17), ein elektrisches Antriebssystem und ein mit einem Stromabnehmer ausgestattetes Ladesystem umfasst, wobei der Stromabnehmer ein lateraler Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist und der laterale Stromabnehmer auf dem Dach des Fahrzeugs und senkrecht zur Längsrichtung der Karosserie (17) montiert ist.