AT528313A4

AT528313A4 - Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: AT528313A4
Application number: ATA50944/2024A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Mobility Austria Gmbh
Priority date: 2024-11-29
Filing date: 2024-11-29
Publication date: 2025-12-15
Also published as: AT528313B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge, welche zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer Infrastruktur und einem Fahrzeug und zur Versorgung des Fahrzeugs mit elektrischem Strom eingerichtet ist, mit zumindest einer ersten Kontaktvorrichtung (1) und zumindest einer ersten Gegenkontaktvorrichtung (3), welche zur Bildung einer elektrischen Verbindung miteinander in einen elektrischen Kontakt bringbar sind und zur Trennung der elektrischen Verbindung voneinander trennbar sind, wobei zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) als an einer Außenseite des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug verbindbare Stromabnehmerkomponente oder als Komponente einer Andockvorrichtung (9) für einen Stromabnehmer ausgeführt ist. Es wird vorgeschlagen, dass zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zu deren Kühlung mittels eines Fluides als Kühlvorrichtung ausgebildet oder über zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist. Dadurch wird eine Überhitzung auch bei hohen elektrischen Spitzen- und/oder Dauerleistungen vermieden.

Description

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Beschreibung

STROMVERSORGUNGSEINRICHTUNG FÜR FAHRZEUGE

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge oder für Schienenfahrzeuge, welche zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer Infrastruktur und einem Fahrzeug und zur Versorgung des Fahrzeugs mit elektrischem Strom eingerichtet ist, mit zumindest einer ersten Kontaktvorrichtung und zumindest einer ersten Gegenkontaktvorrichtung, welche in einem Betriebszustand des Fahrzeugs zur Bildung einer elektrischen Verbindung miteinander in einen elektrischen Kontakt bringbar sind und zur Trennung der elektrischen Verbindung voneinander trennbar sind, wobei zumindest die erste Kontaktvorrichtung als an einer Außenseite des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug verbindbare Stromabnehmerkomponente oder als Komponente einer Andockvorrichtung für einen Stromabnehmer ausgeführt ist.

[0002] Temperaturen von einander mechanisch und elektrisch kontaktierenden Bauteilen, insbesondere bei Stromabnehmern von Fahrzeugen, begrenzen häufig eine übertragbare elektrische Leistungen.

Normen im Zusammenhang mit automatisierten Kontaktierungssystemen (Automated Connection Device, ACD) Regelwerke und Normen, insbesondere DIN EN 50696 (DIN-Norm, Europäische Norm) und SAE J3105 (Norm von SAE International), beschreiben grundlegende Anforderungen an elektrische und mechanische Verbindungen zwischen Ladestromabnehmern oder Ladestromabgebern einerseits und Kontaktpartner.

In Abhängigkeit von Eigenschaften von Kontaktmaterialien, einer Kontaktgeometrie sowie einer Größe von Kontaktkräften müssen temperaturbedingte Grenzen einer Leistungsübertragung berücksichtigt werden.

So kann es beispielsweise im Zusammenhang mit Ladestromabnehmersystemen zum Laden von elektrischen Energiespeichern von Fahrzeugen wie z.B. Batteriebussen sein, dass eine Übertragung von Spitzenleistungen zwischen Kontaktelementen zeitlich reduziert werden muss (z.B. beeinflusst durch nicht oder nur schwer beeinflussbare Rahmenbedingungen wie eine starke Sonneneinstrahlung auf ein Fahrzeugdach oder hohe Umgebungstemperaturen etc.). Daraus können Erschwernisse in Auslegung und Betrieb derartiger Ladestromabnehmersysteme resultieren. Derartige Ladestromabnehmersysteme gewinnen an Bedeutung (beispielsweise bei Straßenfahrzeugen wie Batteriebussen oder Hybridschienenfahrzeugen etc.), wobei ein Bedarf an einer Übertragung zunehmend höherer elektrischer Leistungen bei gleichbleibenden elektrischen Nennspannungen besteht. Dies resultiert wiederum in zunehmend höheren elektrischen Stromstärken. Ein elektrischer Strom, welcher beispielsweise ein Leitermaterial eines Kontaktelements eines Ladestromabnehmersystems durchfließt, führt jedoch zu einer Erwärmung dieses Leitermaterials. Grenzwerte im Hinblick auf eine maximal zulässige Erwärmung des Leitermaterials, einer Isolationsvorrichtung des Leitermaterials und/oder von in einer Umgebung des Leitermaterials angeordneten Komponenten etc. machen daher oft eine zeitabhängige Stromstärkenbegrenzung erforderlich.

[0003] Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die WO 2024/061793 A1 bekannt, in welcher eine Stromversorgungseinrichtung für ein Fahrzeug beschrieben ist, welche einen Ladestromabnehmer mit einem Schwenkarm und einem Kontaktkopf umfasst. Der Kontaktkopf kann für einen Ladevorgang einer Batterie des Fahrzeugs in eine Andockvorrichtung einer stationären Ladevorrichtung eingeführt werden.

[0004] Ferner zeigt die WO 2023/227576 A1 ein Schienenfahrzeug mit einem elektrischen Trennschalter, welcher mit einem Stromabnehmergestänge verbunden ist. Der Trennschalter und das Stromabnehmergestänge sind auf einem Dach des Schienenfahrzeugs angeordnet.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelte Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge anzugeben, bei welcher eine Überhitzung von Komponenten der Stromversorgungseinrichtung auch bei hohen elektrischen Spitzenund/oder Dauerleistungen vermieden wird.

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[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einer Stromversorgungseinrichtung gemäß Anspruch 1, bei der zumindest die erste Kontaktvorrichtung oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung zu deren Kühlung mittels eines Fluides als Kühlvorrichtung ausgebildet oder über zumindest eine wärmeübertragende Leitung mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass auf eine zeitabhängige Stromstärkenbegrenzung eines zwischen der ersten Kontaktvorrichtung und der ersten Gegenkontaktvorrichtung fließenden elektrischen Stroms und/oder eine zeitabhängige Begrenzung einer elektrischen Leistung der Stromversorgungseinrichtung aus thermischen Gründen verzichtet werden kann. Es wird auch eine Reduktion einer Bauteilzahl ermöglicht, da aufgrund der Kühlung der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung starke elektrische Ströme zwischen der ersten Kontaktvorrichtung und der ersten Gegenkontaktvorrichtung und hohe elektrische Leistungen der Stromversorgungseinrichtung zu keiner thermischen Kritikalität führen und somit mit einer einzigen Stromversorgungseinrichtung realisiert werden können. Eine Anordnung einer Mehrzahl von Stromversorgungseinrichtungen mit begrenzter elektrischer Stromstärke und elektrischer Leistung wird vermieden.

Durch die Kühlung der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung wird deren Überhitzung aufgrund einer elektrischen Verbindung sowie eines fließenden elektrischen Stroms zwischen der ersten Kontaktvorrichtung und der ersten Gegenkontaktvorrichtung vermieden.

Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung kann beispielsweise einen Ladestromabnehmer und eine Andockvorrichtung umfassen, wobei beispielsweise der Ladestromabnehmer mit dem Fahrzeug (welches z.B. als Batteriebus ausgeführt sein kann) und die Andockvorrichtung mit einer Ladestation verbunden sein kann oder z.B. der Ladestromabnehmer, als invertierter Stromabnehmer ausgebildet, mit einer Ladestation und die Andockvorrichtung mit dem Fahrzeug verbunden sein kann, etc. Die erste Kontaktvorrichtung kann beispielsweise mit dem Ladestromabnehmer verbunden sein, die erste Gegenkontaktvorrichtung mit der Andockvorrichtung, etc. Die erste Kontaktvorrichtung kann beispielsweise als metallisches, sphärisches Kontaktelement ausgeführt sein, die erste Gegenkontaktvorrichtung z.B. als metallisches Hohlprofil.

Es ist aber auch vorstellbar, dass die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung beispielsweise einen Stromabnehmer für ein Schienenfahrzeug (z.B. für ein Hybridschienenfahrzeug) einerseits und eine metallische Oberleitung oder eine metallische Stromschiene andererseits aufweist, etc. Die erste Kontaktvorrichtung kann beispielsweise als Schleifstück oder als Schleifleiste aus Grafit ausgeführt sein, die erste Gegenkontaktvorrichtung als die Oberleitung oder die Stromschiene, etc.

Es ist aber auch möglich, dass die Stromversorgungseinrichtung beispielsweise einen Stromabnehmer mit einem Trennschalter umfasst, wobei der Trennschalter einen ersten Isolator, mit welchem die erste Kontaktvorrichtung, die hierbei als elektrisch leitfähige Trennvorrichtung des Trennschalters ausgebildet sein kann, verbunden sein kann, und einen zweiten Isolator, mit welchem die erste Gegenkontaktvorrichtung zur Verbindung mit der ersten Kontaktvorrichtung verbunden sein kann, aufweisen kann. Die erste Kontaktvorrichtung kann hierbei teilweise oder vollständig hohl (beispielsweise als Rohr oder als Hohlquader etc.) ausgebildet sein.

Die wärmeübertragende Leitung kann beispielsweise ein Schlauch oder ein Rohr sein, in welchem das Fluid strömen kann.

Erfindungsgemäß ist es z.B. möglich, dass sowohl die erste Kontaktvorrichtung als auch die erste Gegenkontaktvorrichtung als Kühlvorrichtungen ausgebildet oder mit einer Kühlvorrichtung oder einer Mehrzahl an Kühlvorrichtungen verbunden sind.

[0007] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0008] Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Fluid oder/und die zumindest eine wärmeübertragende Leitung elektrisch isolierend ausgebildet sind.

Die wärmeübertragende Leitung kann beispielsweise mit einem Thermoplast wie z.B. Polyethylen ummantelt sein. Das elektrisch isolierende Fluid kann beispielsweise ein Esteröl oder ein dünnflüssiges Silikonöl etc. sein. Ist eine schwache elektrische Isolation ausreichend, so ist als Fluid beispielsweise auch Luft denkbar, etc.

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Durch diese Maßnahme wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen stromführenden Teilen der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung und Komponenten in einer Umgebung der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung vermieden.

[0009] Eine effektive Kühlung der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung mit einem konstruktiv einfachen Mittel wird erreicht, wenn die Kühlvorrichtung zumindest einen Kühlkörper aufweist.

Der Kühlkörper kann beispielsweise eine Mehrzahl an Kühlrippen umfassen. Mittels der Kühlrippen kann eine große wärmeabgebende Oberfläche, über welche von der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung übertragene Wärme abgestrahlt werden kann, erreicht werden.

[0010] Hilfreich kann es auch sein, wenn die wärmeübertragende Leitung als Wärmerohr ausgebildet ist oder ein Wärmerohr umfasst.

Dadurch können große Wärmemengen auf einer kleinen Querschnittsfläche von der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung abtransportiert werden, da ein Wärmerohr unter Nutzung einer Verdampfungswärme eines Kältemittels (z.B. Ammoniak) eine hohe Wärmestromdichte ermöglicht.

Das Wärmerohr kann beispielsweise als Heatpipe oder als Zwei-Phasen-Thermosiphon etc. ausgebildet sein. In dem Wärmerohr kann das Kältemittel teilweise in flüssigem Zustand und teilweise in gasförmigem Zustand hermetisch gekapselt und dadurch von Bauteilen in einer Umgebung des Wärmerohrs getrennt sein. Bei einem Wärmeeintrag von der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung in einen Verdampfer des Wärmerohrs wird das Kältemittel erhitzt und verdampft. Die Verdampfungswärme des Kältemittels wird über einen Kondensator des Wärmerohrs an eine Umgebung des Wärmerohrs abgegeben. Ein Wärmetransport einer von der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung in das Wärmerohr eingetragenen Wärme in die Umgebung des Wärmerohrs erfolgt über einen stoffgebundenen Transport der Verdampfungswärme des Kältemittels.

[0011] Eine vorteilhafte Lösung erhält man, wenn zumindest die erste Kontaktvorrichtung oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung zumindest einen ersten Hohlraum aufweist. Der erste Hohlraum kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung als Rohr, als Hohlquader oder als Hohlprofil etc. ausgebildet ist. Der erste Hohlraum kann aber auch eine Ausnehmung in der ersten Kontaktvorrichtung oder in der ersten Gegenkontaktvorrichtung sein oder durch einen Kanal oder eine Bohrung, welcher oder welche die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung durchsetzt, gebildet sein. In der ersten Kontaktvorrichtung oder in der ersten Gegenkontaktvorrichtung kann beispielsweise auch eine Mehrzahl an Kanälen oder Bohrungen angeordnet sein. In dem ersten Hohlraum kann das Fluid strömen.

[0012] Ein Durchströmen der ersten Kontaktvorrichtung oder der ersten Gegenkontaktvorrichtung mit dem Fluid, welches beispielsweise Luft sein kann, wird ermöglicht, wenn die erste Kontaktvorrichtung oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung zumindest eine Eintrittsöffnung in den zumindest ersten Hohlraum und zumindest eine Austrittsöffnung aus dem zumindest ersten Hohlraum umfasst.

Die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung kann beispielsweise als längliches Rohr oder als länglicher Hohlquader ausgebildet sein, welcher eine als Kontakthaube ausgebildete Andockvorrichtung einer Ladestation, in welche ein Ladestromabnehmer eingeführt werden kann, durchsetzen kann, etc.

[0013] Ein Eindringen von Fremdkörpern in die erste Kontaktvorrichtung oder in die erste Gegenkontaktvorrichtung wird erschwert oder vermieden, wenn mit der ersten Kontaktvorrichtung oder mit der ersten Gegenkontaktvorrichtung ein erstes Gitter verbunden ist, welches die zumindest eine Eintrittsöffnung zumindest teilweise überlappend angeordnet ist.

[0014] Ein effektiver Wärmeabtransport von der ersten Kontaktvorrichtung oder von der ersten Gegenkontaktvorrichtung wird erreicht, wenn die Kühlvorrichtung zumindest eine Pumpe und zu-

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mindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung umfasst, welche über die zumindest eine wärmeübertragende Leitung miteinander verbunden sind.

[0015] Die Wärmeabfuhrvorrichtung kann beispielsweise als Wärmetauscher oder als Kühler ausgebildet sein. Die Pumpe, die Wärmeabfuhrvorrichtung, die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung und etwaige weitere Kontaktvorrichtungen oder Gegenkontaktvorrichtungen können beispielsweise in einer fluidischen Serienschaltung oder in einer fluidischen Parallelschaltung miteinander verbunden sein, wobei die wärmeübertragende Leitung beispielsweise durch die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung und die etwaigen weiteren Kontaktvorrichtungen oder Gegenkontaktvorrichtungen hindurchgeführt sein kann, etc. In der wärmeübertragenden Leitung kann beispielsweise ein Kühlmedium wie ein Gemisch aus destilliertem Wasser und Glykol etc. strömen.

[0016] Um eine Länge der wärmeübertragenden Leitung möglichst kurz zu halten, kann es empfehlenswert sein, wenn über die zumindest eine wärmeübertragende Leitung zumindest die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung, eine zweite Kontaktvorrichtung oder eine zweite Gegenkontaktvorrichtung, die zumindest eine Pumpe und die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung in einer fluidischen Serienschaltung miteinander verbunden sind, wobei die zumindest eine wärmeübertragende Leitung von der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung über die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung, durch welche die zumindest eine wärmeübertragende Leitung hindurchgeführt ist, die zweite Kontaktvorrichtung oder die zweite Gegenkontaktvorrichtung, durch welche die zumindest eine wärmeübertragende Leitung hindurchgeführt ist, und über die zumindest eine Pumpe zurück in die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung geführt ist.

Es ist z.B. möglich, dass über die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung und die zweite Kontaktvorrichtung oder die zweite Gegenkontaktvorrichtung hinaus weitere Kontaktvorrichtungen oder Gegenkontaktvorrichtungen mit der wärmeübertragenden Leitung verbunden sind. Es ist beispielsweise aber auch denkbar, dass nur jene Kontaktvorrichtungen oder Gegenkontaktvorrichtungen, durch welche jene Ströme höchster Stromstärke fließen (beispielsweise Leistungskontakte eines Ladestromabnehmers etc.), mit der wärmeübertragenden Leitung verbunden sind.

[0017] Eine hohe Kühlleistung kann erzielt werden, wenn zumindest die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung, eine zweite Kontaktvorrichtung oder eine zweite Gegenkontaktvorrichtung, die zumindest eine Pumpe und die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung in einer fluidischen Parallelschaltung miteinander verbunden sind, wobei die zumindest eine wärmeübertragende Leitung zumindest einen ersten Leitungsabschnitt und einen zweiten Leitungsabschnitt aufweist, wobei der zweite Leitungsabschnitt von der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung über eine fluidische erste Verbindung, über die zweite Kontaktvorrichtung oder die zweite Gegenkontaktvorrichtung, durch welche der zweite Leitungsabschnitt hindurchgeführt ist, eine fluidische zweite Verbindung und die zumindest eine Pumpe zurück in die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung geführt ist, und wobei der erste Leitungsabschnitt von der fluidischen ersten Verbindung über die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung, durch welche der erste Leitungsabschnitt hindurchgeführt ist, zu der fluidischen zweiten Verbindung geführt ist.

Wie bei der fluidischen Serienschaltung ist es auch bei der fluidischen Parallelschaltung möglich, dass beispielsweise über die erste Kontaktvorrichtung oder die erste Gegenkontaktvorrichtung und die zweite Kontaktvorrichtung oder die zweite Gegenkontaktvorrichtung hinaus weitere Kontaktvorrichtungen oder Gegenkontaktvorrichtungen mit der wärmeübertragenden Leitung verbunden sind. Es ist aber beispielsweise auch denkbar, dass nur jene Kontaktvorrichtungen oder Gegenkontaktvorrichtungen, durch welche jene Ströme höchster Stromstärke fließen (beispielsweise Leistungskontakte eines Ladestromabnehmers etc.), mit der wärmeübertragenden Leitung verbunden sind.

[0018] Hilfreich kann es auch sein, wenn mit der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung zumindest eine Heizvorrichtung verbunden ist. Durch diese Maßnahme kann das in der wärmeübertragenden Leitung strömende Fluid beheizt

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werden, wodurch beispielsweise an der ersten Kontaktvorrichtung oder an der ersten Gegenkontaktvorrichtung anliegender Schnee oder Eis geschmolzen und entfernt werden kann. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise als stab- oder plattenförmiges elektrisches Heizelement etc. ausgeführt sein.

[0019] Eine Vorzugslösung erhält man ferner, wenn die Kühlvorrichtung zumindest einen Lüfter umfasst.

Der Lüfter kann beispielsweise in einer Flucht mit dem Kühlkörper oder/und der Wärmeabfuhreinrichtung angeordnet und wärmeübertragend mit dem Kühlkörper oder/und der Wärmeabfuhrvorrichtung gekoppelt sein. Dadurch wird eine Wärmeabgabe von dem Kühlkörper oder/und der Wärmeabfuhrvorrichtung an eine Umgebung (beispielsweise Umgebungsluft) des Kühlkörpers oder/und der Wärmeabfuhrvorrichtung gefördert.

[0020] Ein Zusammenführen der ersten Kontaktvorrichtung und der ersten Gegenkontaktvorrichtung auch unter Überwindung größerer Abstände wird ermöglicht, wenn die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Träger umfasst, mit welchem die erste Kontaktvorrichtung verbunden ist, über welchen die erste Kontaktvorrichtung beweglich mit dem Fahrzeug verbindbar ist und mittels welchem die erste Kontaktvorrichtung an die erste Gegenkontaktvorrichtung anlegbar sowie von der ersten Gegenkontaktvorrichtung ablegbar ist. Der Träger kann beispielsweise als gelenkig gelagertes Gestänge oder gelenkig gelagerter Arm etc. ausgeführt und z.B. mit dem Fahrzeug oder, bei einem invertierten Ladestromabnehmer, mit einer Ladestation etc. verbunden sein. Ist der Träger mit dem Fahrzeug verbunden, so kann die erste Gegenkontaktvorrichtung beispielsweise mit der Ladestation verbunden sein. Ist der Träger mit der Ladestation verbunden, so kann die erste Gegenkontaktvorrichtung z.B. mit dem Fahrzeug verbunden sein.

[0021] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. [0022] Es zeigen beispielhaft:

[0023] Fig. 1: Einen Seitenriss einer beispielhaften ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung mit einer ersten Kontaktvorrichtung, welche mit einem Kühlkörper verbunden ist,

[0024] Fig. 2: Einen Seitenriss einer beispielhaften zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung, welche einen Kontaktkopf eines Ladestromabnehmers sowie eine als Kontakthaube ausgebildete Andockvorrichtung einer Ladestation umfasst, wobei der Kontaktkopf Kontaktvorrichtungen und die Kontakthaube gekühlte Gegenkontaktvorrichtungen umfasst,

[0025] Fig. 3: Einen Schrägriss einer beispielhaften dritten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung, von welcher eine quaderförmige, gekühlte erste Kontaktvorrichtung dargestellt ist,

[0026] Fig. 4: Eine schematische Darstellung einer beispielhaften vierten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung, bei welcher eine Mehrzahl an Kontaktvorrichtungen über eine wärmeübertragende Leitung zu einer fluidischen Serienschaltung verbunden ist, wobei die Kontaktvorrichtungen gekühlte Gegenkontaktvorrichtungen kontaktieren,

[0027] Fig. 5: Eine schematische Darstellung einer beispielhaften fünften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung, bei welcher eine Mehrzahl an Kontaktvorrichtungen über eine wärmeübertragende Leitung zu einer fluidischen Parallelschaltung verbunden ist, und

[0028] Fig. 6: Eine schematische Darstellung einer beispielhaften sechsten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung, bei welcher eine hohl ausgeführte erste Kontaktvorrichtung als Trennvorrichtung eines Trennschalters ausgebildet ist.

[0029] Fig. 1 zeigt einen Seitenriss einer beispielhaften ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge mit einer ersten Kontaktvorrichtung

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1 und einer ersten Gegenkontaktvorrichtung 3. Die erste Kontaktvorrichtung 1 ist Teil eines Seitenstromabnehmers eines Schienenfahrzeugs und als Schleifstück ausgebildet. Die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 ist als Stromschiene einer Bahninfrastruktur ausgeführt. Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, dass die erste Kontaktvorrichtung 1 eine Schleifleiste eines Dachstromabnehmers eines Schienenfahrzeugs und die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 eine Oberleitung einer Bahninfrastruktur ist, etc.

Die Stromversorgungseinrichtung ist zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen der Bahninfrastruktur und dem Schienenfahrzeug sowie zur Versorgung des Schienenfahrzeugs mit elektrischem Strom eingerichtet. Die erste Kontaktvorrichtung 1 und die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 sind in einem Betriebszustand des Schienenfahrzeugs zur Bildung einer elektrischen Verbindung miteinander in einen elektrischen Kontakt bringbar. Die erste Kontaktvorrichtung 1 und die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 sind weiterhin zur Trennung der elektrischen Verbindung voneinander trennbar.

In jenem in Fig. 1 dargestellten Zustand ist die erste Kontaktvorrichtung 1 an die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 angelegt.

Die erste Kontaktvorrichtung 1 ist als an einer Außenseite des Schienenfahrzeugs mit dem Schienenfahrzeug verbundene Komponente des Seitenstromabnehmers ausgeführt.

[0030] Die erste Kontaktvorrichtung 1 ist zu deren Kühlung mittels eines Fluides über eine elektrisch isolierte, wärmeübertragende Leitung 5, welche ein Wärmerohr 6 umfasst, mit einer Kühlvorrichtung verbunden. Die Kühlvorrichtung umfasst einen Kühlkörper 7 mit Kühlrippen, über welche eine aufgrund des elektrischen Kontakts zwischen der ersten Kontaktvorrichtung 1 und der ersten Gegenkontaktvorrichtung 3 gebildete Wärme in eine Umgebung des Kühlkörpers 7 abtransportiert wird.

Die Wärme wird dabei zunächst über die Leitung 5 mit dem Wärmerohr 6 zu dem Kühlkörper 7 übertragen. In dem Wärmerohr 6 ist ein Kältemittel Ammoniak teilweise in flüssigem Zustand und teilweise in gasförmigem Zustand hermetisch gekapselt und dadurch von Bauteilen in einer Umgebung des Wärmerohrs 6 getrennt. Bei einem Wärmeeintrag von der ersten Kontaktvorrichtung 1 in einen Verdampfer des Wärmerohrs 6 wird das Kältemittel erhitzt und verdampft. Die Verdampfungswärme des Kältemittels wird über einen Kondensator des Wärmerohrs 6 abgegeben und zu dem Kühlkörper 7 transportiert.

[0031] Der Kühlkörper 7 ist von dem Fluid Luft umströmt, wodurch eine Wärmeübertragung von dem Kühlkörper 7 in die Umgebung erfolgt und der Kühlkörper 7 sowie folglich die Leitung 5 und die erste Kontaktvorrichtung 1 gekühlt werden.

[0032] In Fig. 2 ist ein Seitenriss einer beispielhaften zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge dargestellt, welche einen Kontaktkopf 8 eines Ladestromabnehmers eines Batteriebusses sowie eine als Kontakthaube ausgebildete Andockvorrichtung 9 einer Ladestation umfasst.

Der Kontaktkopf 8, mit welchem eine erste Kontaktvorrichtung 1 sowie weitere Kontaktvorrichtungen federnd verbunden sind, ist Teil eines Trägers 10 der Stromversorgungseinrichtung. Über den Träger 10, welcher ferner ein Gestänge 11 umfasst, ist die erste Kontaktvorrichtung 1 gelenkig, also beweglich mit dem Batteriebus verbunden sowie an eine erste Gegenkontaktvorrichtung 3 anlegbar und von der ersten Gegenkontaktvorrichtung 3 ablegbar.

Die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 sowie weitere Gegenkontaktvorrichtungen sind mit der Anockvorrichtung 9 verbunden.

[0033] Die Stromversorgungseinrichtung ist zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer Infrastruktur, welcher die Ladestation zugeordnet ist, und dem Batteriebus sowie zur Versorgung des Batteriebusses mit elektrischem Strom eingerichtet.

Die erste Kontaktvorrichtung 1 und die weiteren Kontaktvorrichtungen sind in einem Betriebszustand des Batteriebusses zur Bildung einer elektrischen Verbindung mit der ersten Gegenkontaktvorrichtung 3 und den weiteren Gegenkontaktvorrichtungen in einen elektrischen Kontakt bringbar und zur Trennung der elektrischen Verbindung von der ersten Gegenkontaktvorrichtung 3 und den weiteren Gegenkontaktvorrichtungen trennbar.

Fig. 2 zeigt einen Zustand, in welchem die erste Kontaktvorrichtung 1 die erste Gegenkontaktvor-

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richtung 3 kontaktiert und die weiteren Kontaktvorrichtungen die weiteren Gegenkontaktvorrichtungen kontaktieren.

[0034] Die erste Kontaktvorrichtung 1 und die weiteren Kontaktvorrichtungen sind über den Träger 10 mit einem in Fig. 2 nicht dargestellten Dach des Batteriebusses verbunden und somit als an einer Außenseite eines Fahrzeugs mit dem Fahrzeug verbindbare Stromabnehmerkomponenten ausgeführt. Die erste Kontaktvorrichtung 1 und die weiteren Kontaktvorrichtungen sind als metallische Kugelkontakte ausgebildet.

Die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 und die weiteren Gegenkontaktvorrichtungen sind als quaderförmige, längliche, metallische Hohlprofile ausgeführt, welche die Andockvorrichtung 9 durchsetzend angeordnet sind. Jene beiden in Flankenbereichen der Andockvorrichtung 9 angeordneten Gegenkontaktvorrichtungen sind als Leistungskontakte ausgeführt (Plus- und Minuspol), jene beiden in einem Mittenbereich der Andockvorrichtung 9 angeordneten Gegenkontaktvorrichtungen sind als Pilotkontakt und Erdungskontakt ausgebildet. Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, dass die Andockvorrichtung 9 für den Ladestromabnehmer mit dem Batteriebus und der Ladestromabnehmer über den Träger 10 mit der Ladestation verbunden ist, wobei der Ladestromabnehmer in einer solchen Ausführungsvariante als invertierter Ladestromabnehmer ausgeführt ist.

[0035] Die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 und die weiteren Gegenkontaktvorrichtungen sind zu deren Kühlung mittels eines Fluides als Kühlvorrichtungen ausgebildet.

Aufgrund ihrer Ausbildung als Hohlprofile weisen die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 und die weiteren Gegenkontaktvorrichtungen Hohlräume auf.

Die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 weist einen ersten Hohlraum 12, eine Eintrittsöffnung 13 von einer Umgebung der Andockvorrichtung 9 in den ersten Hohlraum 12 und eine Austrittsöffnung aus dem ersten Hohlraum 12 in die Umgebung der Andockvorrichtung 9 auf. Die EintrittsÖffnung 13 ist an einer Vorderseite der Andockvorrichtung 9 angeordnet, die Austrittsöffnung an einer Rückseite der Andockvorrichtung 9. Die Hohlräume der weiteren Gegenkontaktvorrichtungen sind konstruktiv und funktionell gleich wie der erste Hohlraum 12 ausgebildet.

Zur Kühlung der ersten Gegenkontaktvorrichtung 3 und der weiteren Gegenkontaktvorrichtungen sind die Hohlräume mit dem Fluid Luft durchströmt.

Bei dem Fluid handelt es sich um passiv durchströmende Umgebungsluft. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch denkbar, dass die Hohlräume mit aktiv (z.B. mittels eines Gebläses) durchgeleiteter Luft durchströmt sind oder dass ein flüssiges Kühlmedium durch die Hohlräume geleitet ist. Erfindungsgemäß ist es weiterhin auch vorstellbar, dass nur die beiden Leistungskontakte fluidisch gekühlt sind (da sich die Leistungskontakte aufgrund hoher elektrischer Ströme im Kontakt mit den entsprechenden Kontaktvorrichtungen stark erwärmen können) und für den Pilotkontakt sowie für den Erdungskontakt keine fluidische Kühlung vorgesehen ist etc.

[0036] Mit der ersten Gegenkontaktvorrichtung 3 sind ein engmaschiges erstes Gitter 15, welches die Eintrittsöffnung 13 überlappend angeordnet ist, und ein engmaschiges zweites Gitter, welches die Austrittsöffnung überlappend angeordnet ist, verbunden. Dadurch wird ein Eindringen von Fremdkörpern (z.B. Schnee, Eis oder Blätter etc.) in den ersten Hohlraum 12 verhindert.

[0037] Die Hohlräume der weiteren Gegenkontaktvorrichtungen sind ebenfalls mit Gittern überlappt, welche aber in Fig. 2 nicht dargestellt sind.

[0038] Fig. 3 offenbart einen Schrägriss einer beispielhaften dritten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge, von welcher eine quaderförmige, gekühlte erste Kontaktvorrichtung 1 dargestellt ist.

[0039] Die Stromversorgungseinrichtung ist zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer Infrastruktur und einem Fahrzeug und zur Versorgung des Fahrzeugs mit elektrischem Strom eingerichtet.

Die erste Kontaktvorrichtung 1 kann mit einer in Fig. 3 nicht gezeigten Gegenkontaktvorrichtung in einem Betriebszustand des Fahrzeugs zur Bildung einer elektrischen Verbindung in einen elektrischen Kontakt gebracht werden und zur Trennung der elektrischen Verbindung von der Gegenkontaktvorrichtung getrennt werden.

Die erste Kontaktvorrichtung 1, welche quaderförmig und metallisch ausgeführt ist und einen ers-

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ten Hohlraum aufweist, ist als an einer Außenseite des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug verbindbare Stromabnehmerkomponente ausgeführt.

Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, dass die erste Kontaktvorrichtung 1 als Komponente einer Andockvorrichtung für einen Stromabnehmer ausgeführt ist.

[0040] Die erste Kontaktvorrichtung 1, welche stirnseitig verschlossen ist, weist mantelseitig eine Eintrittsöffnung 13 von einer Umgebung der ersten Kontaktvorrichtung 1 in den ersten Hohlraum 12 und eine Austrittsöffnung 14 aus dem ersten Hohlraum 12 in die Umgebung der ersten Kontaktvorrichtung 1 auf. Über diese Eintrittsöffnung 13 kann ein Fluid (beispielsweise ein Gemisch aus destilliertem Wasser und Glykol etc.) in den ersten Hohlraum 12 eingeleitet werden. Über die Austrittsöffnung 14 kann das Fluid aus dem ersten Hohlraum 12 ausgeleitet werden. Dadurch wird eine fluidische Kühlung der ersten Kontaktvorrichtung 1 erreicht.

Die erste Kontaktvorrichtung 1 ist über die Eintrittsöffnung 13, die Austrittsöffnung 14 und eine wärmeübertragende Leitung 5, wie sie beispielhaft in Fig. 4 gezeigt ist, mit einer Kühlvorrichtung, welche Pump- und Kühlaggregate aufweist, verbunden.

[0041] In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften vierten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge gezeigt, bei welcher eine Mehrzahl an Kontaktvorrichtungen über eine elektrisch isolierte, wärmeübertragende Leitung 5 zu einer fluidischen Serienschaltung verbunden ist, wobei die Kontaktvorrichtungen gekühlte Gegenkontaktvorrichtungen kontaktieren.

[0042] Die Stromversorgungseinrichtung ist zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer Infrastruktur und einem Fahrzeug und zur Versorgung des Fahrzeugs mit elektrischem Strom eingerichtet und umfasst eine erste Kontaktvorrichtung 1, eine zweite Kontaktvorrichtung 2 sowie zwei weitere Kontaktvorrichtungen sowie eine erste Gegenkontaktvorrichtung 3, eine zweite Gegenkontaktvorrichtung 4 sowie zwei weitere Gegenkontaktvorrichtungen, welche in einem Betriebszustand des Fahrzeugs zur Bildung einer elektrischen Verbindung miteinander in einen elektrischen Kontakt bringbar sind und zur Trennung der elektrischen Verbindung voneinander trennbar sind.

[0043] Die erste Kontaktvorrichtung 1, die zweite Kontaktvorrichtung 2 und die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen, welche als Kugelkontakte ausgeführt sind, sind als an einer Außenseite des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug verbundene Komponenten eines Ladestromabnehmers eines Batteriebusses ausgeführt.

Die erste Gegenkontaktvorrichtung 3, die zweite Gegenkontaktvorrichtung 4 und die zwei weiteren Gegenkontaktvorrichtungen sind mit einer in Fig. 4 nicht dargestellten Andockvorrichtung einer Ladestation der Infrastruktur verbunden, über welche eine Batterie des Batteriebusses geladen werden kann.

Fig. 4 zeigt einen Zustand, in welchem die erste Kontaktvorrichtung 1, die zweite Kontaktvorrichtung 2 und die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen an die erste Gegenkontaktvorrichtung 3, die zweite Gegenkontaktvorrichtung 4 und die zwei weiteren Gegenkontaktvorrichtungen angelegt sind und ein elektrischer Strom zwischen den Kontaktvorrichtungen einerseits und den Gegenkontaktvorrichtungen andererseits fließt, wodurch sich die Kontaktvorrichtungen und die Gegenkontaktvorrichtungen erwärmen.

[0044] Die erste Gegenkontaktvorrichtung 3, die zweite Gegenkontaktvorrichtung 4 und die zwei weiteren Gegenkontaktvorrichtungen sind zu deren Kühlung mittels eines ersten Fluides als Hohlprofile, welche mit Umgebungsluft durchströmt werden können, und somit als Kühlvorrichtungen ausgebildet.

[0045] Die erste Kontaktvorrichtung 1, die zweite Kontaktvorrichtung 2 und die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen sind über die Leitung 5 mit einer Kühlvorrichtung verbunden. Die Kühlvorrichtung umfasst eine Pumpe 16 sowie eine als Wärmetauscher ausgeführte Wärmeabfuhrvorrichtung 17, welche über die Leitung 5 verbunden sind.

[0046] Über die Leitung 5 sind die erste Kontaktvorrichtung 1, die zweite Kontaktvorrichtung 2 und die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen, die Pumpe 16 und die Wärmeabfuhrvorrichtung 17

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in der fluidischen Serienschaltung miteinander verbunden.

[0047] Hierbei ist die Leitung 5 von der Wärmeabfuhrvorrichtung 17 über die erste Kontaktvorrichtung 1, welche einen V-förmigen, beidseitig nach außen geöffneten ersten Hohlraum 12 aufweist, durch welchen die Leitung 5 hindurchgeführt ist, die zweite Kontaktvorrichtung 2 sowie die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen, welche weitere V-fömige, beidseitig nach außen geöffnete Hohlräume aufweisen, durch welche die Leitung 5 hindurchgeführt ist, und über die Pumpe 16 zurück in die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung 17 geführt, wodurch ein Flüssigkeitskühlkreislauf gebildet ist. In der Leitung 5 fließt ein elektrisch isolierendes zweites Fluid.

[0048] Mit der mit der Wärmeabfuhrvorrichtung 17 ist eine elektrische Heizvorrichtung 18 verbunden, über welche das zweite Fluid erwärmt werden kann, um beispielsweise Schnee oder Eis, welches auf der ersten Kontaktvorrichtung 1, der zweiten Kontaktvorrichtung 2 und den zwei weiteren Kontaktvorrichtungen anliegen kann, auftauen und entfernen zu können.

Die Kühlvorrichtung umfasst ferner einen Lüfter 19, welcher mit der Wärmeabfuhrvorrichtung 17 verbunden und in einer Flucht mit der Wärmeabfuhrvorrichtung 17 angeordnet ist. Der Lüfter 19 umfasst ein Gebläse, mittels welchem ein Kühlluftstrom auf die Wärmeabfuhrvorrichtung 17 gebildet werden kann.

Die Pumpe 16, die Wärmeabfuhrvorrichtung 17, der Lüfter 19 und die Heizvorrichtung 18 sind zu deren Versorgung mit Elektrizität mit einem Bordnetz des Batteriebusses verbunden. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, auf die Heizvorrichtung 18 und den Lüfter 19 zu verzichten.

[0049] Erfindungsgemäß ist es weiterhin denkbar, beispielsweise auch für die erste Gegenkontaktvorrichtung 3, die zweite Gegenkontaktvorrichtung 4 und die zwei weiteren Gegenkontaktvorrichtungen eine Flüssigkeitskühlung gemäß jenem für die erste Kontaktvorrichtung 1, die zweite Kontaktvorrichtung 2 und die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen beschriebenen Prinzip zu implementieren.

[0050] Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften fünften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge, bei welcher eine Mehrzahl an Kontaktvorrichtungen über eine wärmeübertragende Leitung 5 zu einer fluidischen Parallelschaltung verbunden ist.

[0051] Diese beispielhafte fünfte Ausführungsvariante ähnelt jener beispielhaften vierten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Es werden daher in Fig. 5 teilweise gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 4 verwendet.

[0052] Im Unterschied zu Fig. 4, in welcher eine fluidische Serienschaltung dargestellt ist, zeigt Fig. 5 eine fluidische Parallelschaltung.

Bei der Stromversorgungseinrichtung gemäß Fig. 5 sind eine erste Kontaktvorrichtung 1, eine zweite Kontaktvorrichtung 2, zwei weitere Kontaktvorrichtungen, eine Pumpe 16 und eine Wärmeabfuhrvorrichtung 17 über die Leitung 5, in welcher ein elektrisch isolierendes Fluid strömt, in der fluidischen Parallelschaltung miteinander verbunden.

Die Leitung 5 weist einen ersten Leitungsabschnitt 20, einen zweiten Leitungsabschnitt 21 sowie zwei weitere Leitungsabschnitte auf.

Der zweite Leitungsabschnitt 21 ist von der Wärmeabfuhrvorrichtung 17 über eine fluidische erste Verbindung, über die zweite Kontaktvorrichtung 2, durch welche der zweite Leitungsabschnitt 21 hindurchgeführt ist, eine fluidische zweite Verbindung und die Pumpe 16 zurück in die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung 17 geführt.

Der erste Leitungsabschnitt 20 ist von der fluidischen ersten Verbindung über die erste Kontaktvorrichtung 1, durch welche der erste Leitungsabschnitt 20 hindurchgeführt ist, zu der fluidischen zweiten Verbindung geführt.

[0053] Die zwei weiteren Leitungsabschnitte sind, ausgehend von dem zweiten Leitungsabschnitt 21, durch jeweils eine der zwei weiteren Kontaktvorrichtungen hindurchgeführt und münden vor der zweiten fluidischen Verbindung in den ersten Leitungsabschnitt 20 ein.

Die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen sind der ersten Kontaktvorrichtung 1 und der zweiten Kontaktvorrichtung 2 zwischengeordnet.

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[0054] Erfindungsgemäß ist es weiterhin denkbar, beispielsweise auch für eine erste Gegenkontaktvorrichtung 3, eine zweite Gegenkontaktvorrichtung 4 und zwei weitere Gegenkontaktvorrichtungen, welche die erste Kontaktvorrichtung 1, die zweite Kontaktvorrichtung 2 sowie die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen kontaktieren können und wie sie im Zusammenhang mit Fig. 4 beispielhaft beschrieben sind, eine Flüssigkeitskühlung gemäß jenem für die erste Kontaktvorrichtung 1, die zweite Kontaktvorrichtung 2 und die zwei weiteren Kontaktvorrichtungen beschriebenen Prinzip zu implementieren.

[0055] In Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften sechsten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge offenbart.

Die Stromversorgungseinrichtung ist zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer Infrastruktur und einem Schienenfahrzeug und zur Versorgung des Schienenfahrzeugs mit elektrischem Strom eingerichtet.

Die Stromversorgungseinrichtung umfasst eine erste Kontaktvorrichtung 1 und eine erste Gegenkontaktvorrichtung 3, welche in einem Betriebszustand des Schienenfahrzeugs zur Bildung einer elektrischen Verbindung miteinander in einen elektrischen Kontakt bringbar sind und zur Trennung der elektrischen Verbindung voneinander trennbar sind.

[0056] Die Stromversorgungseinrichtung weist einen in Fig. 6 nicht gezeigten Stromabnehmer auf, welcher auf einem Dach 22 eines Schienenfahrzeugs angeordnet ist.

Der Stromabnehmer umfasst einen Trennschalter, welcher mit dem Dach 22 und somit an einer Außenseite des Schienenfahrzeugs mit dem Schienenfahrzeug verbunden ist. Der Trennschalter weist einen ersten Isolator 23, mit welchem die erste Kontaktvorrichtung 1, welche als elektrisch leitfähige Trennvorrichtung des Trennschalters ausgebildet ist, verbunden ist, und einen zweiten Isolator 24, mit welchem die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 zur Verbindung mit der ersten Kontaktvorrichtung 1 verbunden ist, auf.

In jenem in Fig. 6 gezeigten Zustand ist die erste Kontaktvorrichtung 1 mit der ersten Gegenkontaktvorrichtung 3 lösbar verbunden.

[0057] Die erste Kontaktvorrichtung 1 ist hohl sowie nach außen geöffnet ausgeführt und kann daher mit Luft durchströmt werden. Die erste Kontaktvorrichtung 1 ist somit zu deren Kühlung mittels eines Fluides als Kühlvorrichtung ausgebildet.

[0058] Die erste Kontaktvorrichtung 1 ist über eine elektrische erste Stromleitung 25 mit einem Stromabnehmergestänge verbunden, die erste Gegenkontaktvorrichtung 3 über eine elektrische zweite Stromleitung 26 mit elektrischen Verbrauchern des Schienenfahrzeugs.

[0059] Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 Erste Kontaktvorrichtung 2 Zweite Kontaktvorrichtung 3 Erste Gegenkontaktvorrichtung 4 Zweite Gegenkontaktvorrichtung 5 Leitung

6 Wärmerohr

7 Kühlkörper

8 Kontaktkopf

9 Andockvorrichtung

10 Träger

11 Gestänge

12 Erster Hohlraum

13 Eintrittsöffnung

14 Austrittsöffnung

15 Erstes Gitter

16 Pumpe

17 Wärmeabfuhrvorrichtung 18 Heizvorrichtung

19 Lüfter

20 Erster Leitungsabschnitt 21 Zweiter Leitungsabschnitt 22 Dach

23 Erster Isolator

24 Zweiter Isolator

25 Erste Stromleitung

26 Zweite Stromleitung

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Patentansprüche

1. Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge oder für Schienenfahrzeuge, welche zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer Infrastruktur und einem Fahrzeug und zur Versorgung des Fahrzeugs mit elektrischem Strom eingerichtet ist, mit zumindest einer ersten Kontaktvorrichtung (1) und zumindest einer ersten Gegenkontaktvorrichtung (3), welche in einem Betriebszustand des Fahrzeugs zur Bildung einer elektrischen Verbindung miteinander in einen elektrischen Kontakt bringbar sind und zur Trennung der elektrischen Verbindung voneinander trennbar sind, wobei zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) als an einer Außenseite des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug verbindbare Stromabnehmerkomponente oder als Komponente einer Andockvorrichtung (9) für einen Stromabnehmer ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zu deren Kühlung mittels eines Fluides als Kühlvorrichtung ausgebildet oder über zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist.

2. Stromversorgungseinrichtung Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid oder/und die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) elektrisch isolierend ausgebildet sind.

3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung zumindest einen Kühlkörper (7) aufweist.

4. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeübertragende Leitung (5) als Wärmerohr (6) ausgebildet ist oder ein Wärmerohr (6) umfasst.

5. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zumindest einen ersten Hohlraum (12) aufweist.

6. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktvorrichtung (1) oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zumindest eine Eintrittsöffnung (13) in den zumindest ersten Hohlraum (12) und zumindest eine Austrittsöffnung (14) aus dem zumindest ersten Hohlraum (12) umfasst.

7. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten Kontaktvorrichtung (1) oder mit der ersten Gegenkontaktvorrichtung (3) ein erstes Gitter (15) verbunden ist, welches die zumindest eine Eintrittsöffnung (13) zumindest teilweise überlappend angeordnet ist.

8. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung zumindest eine Pumpe (16) und zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) umfasst, welche über die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) miteinander verbunden sind.

9. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass über die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder die erste Gegenkontaktvorrichtung (3), eine zweite Kontaktvorrichtung (2) oder eine zweite Gegenkontaktvorrichtung (4), die zumindest eine Pumpe (16) und die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) in einer fluidischen Serienschaltung miteinander verbunden sind, wobei die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) von der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung (17) über die erste Kontaktvorrichtung (1) oder die erste Gegenkontaktvorrichtung (3), durch welche die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) hindurchgeführt ist, die zweite Kontaktvorrichtung (2) oder die zweite Gegenkontaktvorrichtung (4), durch welche die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) hindurchgeführt ist, und über die zumindest eine Pumpe (16) zurück in die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) geführt ist.

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10. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder die erste Gegenkontaktvorrichtung (3), eine zweite Kontaktvorrichtung (2) oder eine zweite Gegenkontaktvorrichtung (4), die zumindest eine Pumpe (16) und die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) in einer fluidischen Parallelschaltung miteinander verbunden sind, wobei die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) zumindest einen ersten Leitungsabschnitt (20) und einen zweiten Leitungsabschnitt (21) aufweist, wobei der zweite Leitungsabschnitt (21) von der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung (17) über eine fluidische erste Verbindung, über die zweite Kontaktvorrichtung (2) oder die zweite Gegenkontaktvorrichtung (4), durch welche der zweite Leitungsabschnitt (21) hindurchgeführt ist, eine fluidische zweite Verbindung und die zumindest eine Pumpe (16) zurück in die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) geführt ist, und wobei der erste Leitungsabschnitt (20) von der fluidischen ersten Verbindung über die erste Kontaktvorrichtung (1) oder die erste Gegenkontaktvorrichtung (3), durch welche der erste Leitungsabschnitt (20) hindurchgeführt ist, zu der fluidischen zweiten Verbindung geführt ist.

11. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung (17) zumindest eine Heizvorrichtung (18) verbunden ist.

12. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung zumindest einen Lüfter (19) umfasst.

13. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Träger (10) umfasst, mit welchem die erste Kontaktvorrichtung (1) verbunden ist, über welchen die erste Kontaktvorrichtung (1) beweglich mit dem Fahrzeug verbindbar ist und mittels welchem die erste Kontaktvorrichtung (1) an die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) anlegbar sowie von der ersten Gegenkontaktvorrichtung (3) ablegbar ist.

14. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Ladestromabnehmer und zumindest eine Andockvorrichtung (9) für den zumindest einen Ladestromabnehmer umfasst, wobei die erste Kontaktvorrichtung (1) mit dem Ladestromabnehmer verbunden ist und die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) mit der Andockvorrichtung (9) verbunden ist.

15. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Stromabnehmer einerseits und eine Oberleitung oder eine Stromschiene andererseits umfasst, wobei die erste Kontaktvorrichtung (1) als Schleifstück oder Schleifleiste des Stromabnehmers ausgebildet ist und die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) als die Oberleitung oder die Stromschiene ausgebildet ist.

16. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Stromabnehmer mit zumindest einem Trennschalter umfasst, wobei der zumindest eine Trennschalter zumindest einen ersten Isolator (23), mit welchem die erste Kontaktvorrichtung (1), die als elektrisch leitfähige Trennvorrichtung des Trennschalters ausgebildet ist, verbunden ist, und einen zweiten Isolator (24), mit welchem die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zur Verbindung mit der ersten Kontaktvorrichtung (1) verbunden ist, aufweist, und wobei die erste Kontaktvorrichtung (1) zumindest teilweise hohl ausgebildet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

x bes AT 528 313 A4 2025-12-15 Ss N Neue Patentansprüche

1. Stromversorgungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge oder für Schienenfahrzeuge, welche zur Übertragung elektrischen Stroms zwischen einer Infrastruktur und einem Fahrzeug und zur Versorgung des Fahrzeugs mit elektrischem Strom eingerichtet ist, mit zumindest einer ersten Kontaktvorrichtung (1) und zumindest einer ersten Gegenkontaktvorrichtung (3), welche in einem Betriebszustand des Fahrzeugs zur Bildung einer elektrischen Verbindung miteinander in einen elektrischen Kontakt bringbar sind und zur Trennung der elektrischen Verbindung voneinander trennbar sind, wobei zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) als an einer Außenseite des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug verbindbare Stromabnehmerkomponente oder als Komponente einer Andockvorrichtung (9) für einen Stromabnehmer ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zu deren Kühlung mittels eines Fluides als Kühlvorrichtung ausgebildet oder über zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) mit einer Kühlvorrichtung verbunden ist, wobei das Fluid oder/und die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) elektrisch isolierend ausgebildet ist/sind.

2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung zumindest einen Kühlkörper (7) aufweist.

3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeübertragende Leitung (5) als Wärmerohr (6) ausgebildet ist oder ein Wärmerohr (6) umfasst.

4. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zumindest einen ersten Hohlraum (12) aufweist.

5. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktvorrichtung (1) oder zumindest die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zumindest eine Eintrittsöffnung (13) in den zumindest ersten Hohlraum (12) und zumindest eine Austrittsöffnung (14) aus dem zumindest ersten Hohlraum (12) umfasst.

6. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten Kontaktvorrichtung (1) oder mit der ersten Gegenkontaktvorrichtung (3) ein erstes Gitter (15) verbunden ist, welches die zumindest eine Eintrittsöffnung (13) zumindest teilweise überlappend angeordnet ist.

7. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung zumindest eine Pumpe (16) und zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) umfasst, welche über die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) miteinander verbunden sind.

8. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder die erste Gegenkontaktvorrichtung (3), eine zweite Kontaktvorrichtung (2) oder eine zweite Gegenkontaktvorrichtung (4), die zumindest eine Pumpe (16) und die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) in einer fluidischen Serienschaltung miteinander verbunden sind, wobei die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) von der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung (17) über die erste Kontaktvorrichtung (1) oder die erste Gegenkontaktvorrichtung (3), durch welche die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) hindurchgeführt ist, die zweite Kontaktvorrichtung (2) oder die zweite Gegenkontaktvorrichtung (4), durch welche die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) hindurchgeführt ist, und über die zumindest eine Pumpe (16) zurück in die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) geführt ist.

9. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kontaktvorrichtung (1) oder die erste Gegenkontaktvorrichtung (3), eine zweite Kontaktvorrichtung (2) oder eine zweite Gegenkontaktvorrichtung (4), die zumindest eine Pumpe (16) und die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) in einer fluidischen Paral-

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lelschaltung miteinander verbunden sind, wobei die zumindest eine wärmeübertragende Leitung (5) zumindest einen ersten Leitungsabschnitt (20) und einen zweiten Leitungsabschnitt (21) aufweist, wobei der zweite Leitungsabschnitt (21) von der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung (17) über eine fluidische erste Verbindung, über die zweite Kontaktvorrichtung (2) oder die zweite Gegenkontaktvorrichtung (4), durch welche der zweite Leitungsabschnitt (21) hindurchgeführt ist, eine fluidische zweite Verbindung und die zumindest eine Pumpe (16) zurück in die zumindest eine Wärmeabfuhrvorrichtung (17) geführt ist, und wobei der erste Leitungsabschnitt (20) von der fluidischen ersten Verbindung über die erste Kontaktvorrichtung (1) oder die erste Gegenkontaktvorrichtung (3), durch welche der erste Leitungsabschnitt (20) hindurchgeführt ist, zu der fluidischen zweiten Verbindung geführt ist.

Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der zumindest einen Wärmeabfuhrvorrichtung (17) zumindest eine Heizvorrichtung (18) verbunden ist.

Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung zumindest einen Lüfter (19) umfasst.

Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Träger (10) umfasst, mit welchem die erste Kontaktvorrichtung (1) verbunden ist, über welchen die erste Kontaktvorrichtung (1) beweglich mit dem Fahrzeug verbindbar ist und mittels welchem die erste Kontaktvorrichtung (1) an die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) anlegbar sowie von der ersten Gegenkontaktvorrichtung (3) ablegbar ist.

Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Ladestromabnehmer und zumindest eine Andockvorrichtung (9) für den zumindest einen Ladestromabnehmer umfasst, wobei die erste Kontaktvorrichtung (1) mit dem Ladestromabnehmer verbunden ist und die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) mit der Andockvorrichtung (9) verbunden ist.

Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Stromabnehmer einerseits und eine Oberleitung oder eine Stromschiene andererseits umfasst, wobei die erste Kontaktvorrichtung (1) als Schleifstück oder Schleifleiste des Stromabnehmers ausgebildet ist und die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) als die Oberleitung oder die Stromschiene ausgebildet ist.

Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung zumindest einen Stromabnehmer mit zumindest einem Trennschalter umfasst, wobei der zumindest eine Trennschalter zumindest einen ersten Isolator (23), mit welchem die erste Kontaktvorrichtung (1), die als elektrisch leitfähige Trennvorrichtung des Trennschalters ausgebildet ist, verbunden ist, und einen zweiten Isolator (24), mit welchem die erste Gegenkontaktvorrichtung (3) zur Verbindung mit der ersten Kontaktvorrichtung (1) verbunden ist, aufweist, und wobei die erste Kontaktvorrichtung (1) zumindest teilweise hohl ausgebildet ist.

ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE

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Neue Zeichnungen

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