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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromabnehmer, mit einem Befestigungselement (3, 4) zur Befestigung des Stromabnehmers an einem Mitnehmerelement (2), wobei an dem Befestigungselement mindestens ein Arm verschwenkbar gelagert ist, an dessen einem Ende ein Schleifkontakt angeordnet ist.
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Mobile Vorrichtungen, welche über Stromschienen mit elektrischer Energie versorgt werden, benötigen Stromabnehmer mit daran angeordneten Schleifkontakten. Die Schleifkontakte sind dabei in der Regel an einem Ende von verschwenkbar an einem Befestigungselement gelagerten Armen angeordnet, wobei das Befestigungselement wiederum mechanisch mit der mobilen Vorrichtung fest verbunden ist. Die Schleifkontakte sind über flexible Leitungen mit der mobilen Vorrichtung verbunden. Da sich der Abstand und die Position der mobilen Vorrichtung relativ zur Stromschiene in der Regel permanent ändert, muss die elektrische Verbindungsleitung hohen mechanischen Anforderungen genügen, wodurch sie sehr teuer sind. Je nach Abstand des Schleifkontakts zur mobilen Vorrichtung sind die elektrischen Verbindungsleitungen unterschiedlich lang. Je größer die Länge der elektrischen Verbindungsleitung, desto höher fallen die Kosten für diese aus.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Stromabnehmer bereitzustellen, der kostengünstiger gefertigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Befestigungselement oder einer daran angeordneten Einrichtung mindestens ein elektrischer Verteiler angeordnet ist, an dem die mindestens eine elektrische Verbindungsleitung mit ihrem einen Ende elektrisch verbunden ist und die elektrische Verbindungsleitung den elektrischen Verteiler mit einem Schleifkontakt elektrisch verbindet, wobei an dem elektrischen Verteiler mindestens ein elektrischer Anschluss, insbesondere in Form einer Anschlussklemme, für den Anschluss einer weiteren elektrischen Verbindungsleitung angeordnet ist, welche zur elektrischen Verbindung des elektrischen Verteilers der mobilen Vorrichtung dient. Da der elektrische Verteiler in unmittelbarer Nähe zu den Schleifkontakten angeordnet ist, wird nur eine relativ kurze elektrische Verbindungsleitung hin zum Schleifkontakt benötigt, so dass die Kosten relativ gering bleiben. Die weitere elektrische Verbindungsleitung, welche den elektrischen Verteiler mit der mobilen Vorrichtung verbindet, wird mechanisch wesentlich weniger beansprucht als die elektrischen Verbindungsleitungen, welche den elektrischen Verteiler mit den Schleifkontakten verbinden, da aufgrund der mechanischen Verbindung zwischen Befestigungselement und damit dem elektrischen Verteiler und der mobilen Vorrichtung im Prinzip keine oder nur sehr kleine Relativbewegungen erfolgen. Hierdurch kann diese weitere elektrische Verbindungsleitung hin zur mobilen Vorrichtung aus einer Kategorie ausgewählt werden, welche geringere Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften der elektrischen Leitung stellt, wobei die elektrische Verbindungsleitung zur Verbindung des elektrischen Verteilers mit einem Schleifkontakt für eine höhere mechanische Belastbarkeit ausgelegt ist.
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Oftmals müssen auch mehr als ein Schleifkontakt je Stromabnehmer mit der mobilen Vorrichtung verbunden werden, so dass sich hierdurch zusätzlich die Kosten erhöhen, sofern die Schleifkontakte direkt über eine elektrische Verbindungsleitung mit der mobilen Vorrichtung verbunden sind. Durch das erfindungsgemäße vorteilhafte Vorsehen des elektrischen Verteilers, können die mehreren, meist zwei, Schleifkontakte mit kurzen hochwertigen Verbindungsleitungen mit dem elektrischen Verteiler verbunden werden, wobei dann lediglich eine weitere, mechanisch nicht stark beanspruchte Verbindungsleitung den elektrischen Verteiler mit der mobilen Vorrichtung verbindet. Dabei kann der Querschnitt der weiteren Verbindungsleitung größer gewählt werden als der Querschnitt, der die Schleifkontakte mit dem elektrischen Verteiler verbindenden Leitungen, damit die Strombelastbarkeit der weiteren Verbindungsleitung nicht überschritten wird.
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Die elektrische Verbindungsleitung zur Verbindung des elektrischen Verteilers mit einem Schleifkontakt kann dabei mindestens der Kategorie hochwertigen Leiterart F (feindrähtig flexibel) gemäß den harmonisierten Bezeichnungen des CENELEC (Europäische Komitee für elektrotechnische Normung) entsprechen, wobei die mindestens eine weitere elektrische Verbindungsleitung zur Verbindung des elektrischen Verteilers mit der mobilen Vorrichtung lediglich der einfachen Leiterart U (eindrähtig, starr) gemäß den harmonisierten Bezeichnungen des CENELEC (Europäische Komitee für elektrotechnische Normung) entsprechen muss. Auch wenn der Stromabnehmer durch seine mechanische Verbindung mit der mobilen Vorrichtung ein Teil von dieser ist, so wird hier dennoch zwischen den Komponenten unterschieden.
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Der elektrische Verteiler kann vorteilhaft in dem Befestigungselement oder einem gesonderten Gehäuse angeordnet sein, wobei das gesonderte Gehäuse an dem Befestigungselement befestigbar ist oder mit diesem fest verbunden ausgebildet sein kann.
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Der elektrische Verteiler kann vorteilhaft eine elektrisch leitende Verteilerplatte aufweisen, an die alle Verbindungsleitungen mit ihren Enden anschließbar sind. Hierbei können zur Verbindung der Leitungen Anschlussklemmen, Quetschverbindungen, Lötverbindungen, Schweißverbindungen und/oder Crimpverbindungen vorgesehen sein.
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Vorteilhaft kann die elektrische Verteilerplatte mindestens eine angeformte Lasche aufweisen, an die ein Ende einer elektrischen Verbindungsleitung anschließbar bzw. befestigbar ist. So kann die Lasche auch in eine Öffnung einer Anschlussklemme hineinragen, wobei durch Festziehen einer Schraube der Anschlussklemme das Ende einer elektrischen Verbindungsleitung zwischen der Lasche und der Innenwandung der Öffnung einklemmbar ist. Die Anschlussklemme kann hierzu z.B. auch verschieblich im Gehäuse einliegen.
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Nachfolgend wird eine mögliche Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: Eine perspektivische Ansicht des Stromabnehmersystems mit erfindungsgemäßen Stromabnehmern;
- 2: Seitenansicht und Teilschnitt eines auf einen Mitnehmerstab aufgeschobenen erfindungsgemäßen Stromabnehmers;
- 3: Seitenansicht und Teilschnitt eines Stromabnehmers;
- 4: perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Befestigungselements;
- 5: erfindungsgemäßer elektrischer Verteiler mit angeschlossenen Verbindungsleitungen hin zu den Schleifkontakten;
- 6: Befestigungselement mit elektrischem Verteiler und daran angeschlossenen Verbindungsleitungen hin zu den Schleifkontakten und einem daran angeschlossenen weiteren Verbindungsleiter zur elektrischen Verbindung des Verteilers mit einer nicht dargestellten mobilen Vorrichtung.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stromabnehmersystems 1, einen Mitnehmerstab 2 sowie vier daran angeordnete Stromabnehmer SPE , SPH1 , SPH2 und SPH3 . Der PE-Stromabnehmer SPE sowie die drei PH-Stromabnehmer SPH1 , SPH2 und SPH3 weisen jeweils ein Befestigungselement 3, 4 zur Befestigung der Stromabnehmer am Mitnehmerstab 2 auf, an denen jeweils zwei Arme 6 verdreh- und schwenkbar mittels der Lager 12 angeordnet sind, welche an ihren dem Befestigungselement 3, 4 abgewandten Enden jeweils Schleifkohlenhalter 8 tragen, in denen die Schleifkohlen bzw. Schleifkontakte 5 angeordnet sind. Elektrische Übertragungskabel 7, 7' sind mittels Anschlüssen 8a, 8a' mit den Schleifkontakten 5, 5' in elektrischer Verbindung und sind zudem mit ihrem anderen Ende mit Kontaktklemmen, welche im Befestigungselement 3, 4 angeordnet sind, elektrisch verbunden. Federn 9 sind zwischen den Schleifkohlenhaltern 8 und den Befestigungselementen 3, 4 angeordnet, welche die Schleifkontakte 5 in Position halten.
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Die vier am Mitnehmerstab 2 angeordneten Stromabnehmer SPE , SPH1 , SPH2 und SPH3 können jeweils in den diskreten Positionen P1, P2, P3 und P4 am Mitnehmerstab 2 an dessen Endbereich 2v angeordnet und mittels Rastverbindungen in den jeweiligen diskreten Positionen gehalten sein.
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Der Mitnehmerstab 2 kann mit einer nicht dargestellten mobilen Vorrichtung fest verbunden sein.
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Die 2 zeigt eine Seitenansicht und Teilschnitt eines auf einen Mitnehmerstab 2 aufgeschobenen PH-Stromabnehmers SPH . Dieser weist ein Befestigungselement 4 auf, welches im oberen Bereich eine fensterartige Öffnung 4a aufweist, durch die der Mitnehmerstab 2 mit seinem einen Ende hindurchgeschoben ist. Die mittels der Federn 11 in Richtung des Mitnehmerstabes 2 kraftbeaufschlagten Kugeln 10 sind in die muldenförmigen Ausnehmungen 2b, 2d des Mitnehmerstabes 2 gedrückt, wodurch die Rastverbindungen zwischen Mitnehmerstab 2 und Stromabnehmer SPH wirkt. Die fensterartige Aussparung 4a ist vom Querschnitt her so ausgebildet, dass sie mit den Außenkonturen des Mitnehmerstabes 2 zusammenwirkt und einen Formschluss quer zur Längserstreckung L des Mitnehmerstabes bewirkt. Zusätzlich weist sie Ausnehmungen 4b auf, die seitlich aus der Öffnung 4a herausragen, welche zur Aufnahme eines Formschlusselementes P dient.
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Die Federn 11 können sich mit ihrem nicht dargestellten Ende entweder am Befestigungselement 4 oder dem Ende 6a, 6a' jedes Armes 6, 6' abstützen.
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Die Arme 6 sind mittels Lagern 12 an dem Befestigungselement 4 verschwenkbar gelagert und tragen an ihren dem Befestigungselement 4 abgewandten Enden die Schleifkohlenhalter 8, 8'. Am unteren Ende des Befestigungselementes 4 sind nicht dargestellte Kontaktklemmen oder sonstige elektrische Verbindungsmittel angeordnet, an denen z.B. eine in 6 gezeigte weitere Verbindungsleitung 21 zur Verbindung mit den Übertragungskabeln 7, 7' angeschlossen werden kann bzw. können.
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Die 5 zeigt eine Seitenansicht und Teilschnitt eines PE-Stromabnehmers SPE , wobei dieser ohne Mitnehmerstab 2 dargestellt ist. Der PE-Stromabnehmer SPE ist im Prinzip genauso aufgebaut und ausgestaltet wie der zuvor in 2 beschriebene PH-Stromabnehmer SPH , mit dem Unterschied, dass die Öffnung 3a zur Aufnahme des Mitnehmerstabes 2 keine fensterartige, sondern eine nach oben hin geöffnete Ausnehmung 4a aufweist. Die Ausnehmung ist zur Sicherheit nach oben hin geöffnet (3r), damit der PE-Stromabnehmer SPE , sofern er sich an einer für PH-Stromabnehmer vorgesehenen Position P2-4 befindet, nicht mittels eines Formschlusses am Mitnehmerstab 2 gehalten ist, sondern nach unten hin von diesem abfällt. Nur wenn sich der PE-Stromabnehmer SPE an der für ihn vorgesehenen Position P1 befindet und dort das Formschlusselement P, hier in Form einer Platte, mittels der Schraube PS befestigt ist, wird er durch die in die Aussparungen 3b hineingreifende Platte P am Mitnehmerstab 2 quer zu dessen Längserstreckung L formschlüssig gehalten. Durch die in dieser Position P1 in die Ausnehmungen 2b, 2d eingreifenden Kugeln 10, ist eine Rastverbindung vorhanden und der PE-Stromabnehmer SPE sicher in der Position P1 am Mitnehmerstab 2 gehalten.
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Anhand der 4 bis 6 wird nachfolgend der elektrische Verteiler 20 näher erläutert und beschrieben. Der elektrische Verteiler 20 ist in einem Gehäusebereich 19 des Befestigungselementes 3, 4 angeordnet und weist mehrere Anschlüsse 17, 17' und 18, 18' zum Anschluss der elektrischen Leitungen 7, 7' und 21 auf. Dabei können die Anschlüsse 18, 18' durch Anschlussklemmen gebildet sein, welche Anzugsschrauben 18b, 18b' aufweisen, mittels denen das Kabelende 21a in der Öffnung 18a, 18a' einklemmbar ist. Der elektrische Verteiler 20 kann dabei eine Verteilerplatte aufweisen, welche Bereiche 20a, 20a' zur Verbindung der Enden der Kabel 7, 7' aufweist. Auch kann an der Verteilerplatte ein abgebogener Steg 20b angeformt sein, der an seinen Enden Laschen 20c, 20c' aufweist, welche in die Öffnungen 18a, 18a' der Anschlussklemmen 18, 18' hineinragen und mittels der Anzugsschrauben 18b, 18b' gegen das abisolierte Ende 21a der weiteren Verbindungsleitung 21 drückbar ist. Die Enden 7a, 7a' der Leitungen 7, 7' können entweder angelötet,geschweißt, gecrimpt oder mittels weiterer nicht dargestellter Anschlussklemmen mit der Verteilerplatte elektrisch verbunden werden. Dargestellt ist eine Steck- und Klemmverbindung 17, 17'. Die Enden 7a, 7a' sind dabei derart in dem elektrischen Verteiler 19, 20 ausgerichtet, dass die Verbindungsleitung 7, 7' hin zu dem Schleifkontakt 5, 5' möglichst wenig gebogen ist.
