DE19529066A1 - Stromabnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromabnehmer mit wenigstens einem Schleifkontakt für die Übertragung elektrischer Energie von einer Oberleitung zu einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die bis jetzt bekannten Stromabnehmer verwenden eine Wippe mit zwei geraden Schleif­ leisten. Diese überspannen einen Bereich quer zur Fahrbahnmitte, so daß die Oberleitung auch dann wenn sie im Zickzack oder sich im Bereich von Kurventangenten, Weichen und Kreuzungen geführt wird immer stromführenden Kontakt zur Schleifleiste hat. Die Strom­ abnehmer selbst sind starr gehaltert, was eine schnelle Abnutzung ihrer Oberfläche insbe­ sondere bei einer geraden Führung der Oberleitung mit sich bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromabnehmer aufzuzeigen, dessen Schleifkontakt unabhängig von der Führung der Oberleitung eine nur sehr geringe und gleichmäßige Abnutzung erfährt und zudem immer in einem engen Kontakt mit der Oberleitung verbleibt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Stromabnehmer ist mit einem kreisförmigen Träger versehen. Die­ ser dient als Halterung für den ebenfalls kreisförmigen Schleifkontakt. Der Schleifkontakt ist aus zwei oder mehreren Segmenten zusammengesetzt. Jedes dieser Segmente ist fe­ dernd gehaltert, so daß es sich beim Einwirken einer Kraft auf seine Oberfläche nach unten weg bewegt. Hiermit wird erreicht, daß sich Teile des Schleifkontakts bei einem steigenden Anpreßdruck der Oberleitung diesem durch Absenken entziehen können, wenn die Kraft der federnden Halterung kleiner ist als der Druck der Oberleitung. Dieses führt zu einer Reduktion der Kontaktkraft zwischen dem Stromabnehmer und der Oberlei­ tung, und damit zu einer langsameren Abnutzung des Schleifkontakts. Die Unterteilung des Schleifkontakts in mehrere Segmente hat den Vorteil, daß die Masse der zu bewegenden Teile verringert und damit eine schnellere Reaktion auf vertikale Auslenkungen erreicht wird.

Der Schleifkontakt ist auf einem Träger befestigt, der mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung gedreht werden kann. Die Antriebsvorrichtung ist vorzugsweise an der Unterseite des Trä­ gers installiert. Durch das Drehen des Trägers mit dem darauf montierten Schleifkontakt ergibt sich unabhängig von der Führung und Auslegung der Oberleitung eine ständige Re­ lativbewegung zwischen der Oberleitung und dem Schleifkontakt. Der mit der Oberleitung in Berührung stehende Bereich des Schleifkontakts wird hierdurch ständig geändert. Die Bildung von Riefen auf der Oberfläche des Schleifkontakt wird vermieden, da kein Bereich der Oberfläche übermäßigen Belastungen durch die Oberleitung ausgesetzt ist. Die Dreh­ bewegung des Trägers kann hierbei konstant gehalten oder mittels einer Steuereinheit variiert werden. Eine Drehgeschwindigkeit des Trägers von einer Umdrehung pro Minute reicht aus, um eine Riefenbildung auf der Oberfläche des Schleifkontakts zu vermeiden. Bei Verwendung einer Steuereinheit ist es möglich, die Drehgeschwindigkeit des Trägers an die Geschwindigkeit des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs anzupassen. Vor­ zugsweise wird der Durchmesser des Schleifkontakts so groß gewählt, daß auch bei hori­ zontalen Abweichungen von einer geraden Führung der Oberleitung, der Schleifkontakt immer mit der Oberleitung in Kontakt bleibt, das gilt auch für den Bereich von Weichen und Kurventangenten.

Jeder Stromabnehmer ist über eine höhenverstellbare Haltevorrichtung mit dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug fest verbunden. Für die Höhenverstellung des Stromabnehmers und das Drehen des Schleifkontakts ist eine Steuereinheit innerhalb des elektrisch ange­ triebenen Fahrzeugs vorgesehen.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Unteransprüchen offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stromabnehmer,

Fig. 2 den Schleifkontakt des Stromabnehmer gemäß Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Schleifkontakts,

Fig. 4 ein Segment des Schleifkontakts gemäß Fig. 2,

Fig. 5 den Schleifkontakt gemäß Fig. 2 im Schnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromabnehmer 1 umfaßt einen Schleifkontakt 2, und eine hö­ henverstellbare Haltevorrichtung 20. Der Schleifkontakt 2 ist mit dem freien Ende der Haltevorrichtung 20 sowohl mechanisch als auch elektrisch verbunden. Die Haltevorrichtung 20 ist mit ihrem zweiten Ende beweglich an einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 100 befestigt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Stromabnehmer 1 ist der Schleifkontakt 2 auf einem flächigen Träger 4 installiert, der, wie Fig. 2 zeigt, als runde Scheibe ausgebildet ist. Der Träger 4 wird aus Aluminium oder einem glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Die Verwendung von glasfaserverstärktem Kunststoff hat den Vorteil, daß sich hierdurch das Gewicht des Trägers 4 gegenüber einer Fertigung aus metallischen Werkstoffen wesentlich reduziert. Der Träger 4 hat bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 100cm. Der Schleifkontakt 2 hat die Form eines Rings mit einem äußeren Durchmesser von 100cm und einem inneren Durchmesser von 90cm. Seine Dicke beträgt etwa 1,5cm. Der innere Durchmesser kann auch breiter ausgebildet werden. Die Breite des Rings sollte jedoch immer größer als 5 cm gewählt werden.

Bei dem in Fig. 2 zeigten Ausführungsbeispiel ist der Schleifkontakt 2 aus zehn Seg­ menten 5 zusammengesetzt. Fig. 3 zeigt einen weiteren Schleifkontakt 2, der aus nur vier Segmenten 5 zusammengesetzt ist. Die Anzahl der Segmenten 5 kann beliebig groß ge­ wählt werden. Sie ist nicht auf die in den Ausführungsbeispielen verwendete Anzahl be­ schränkt. Die Begrenzungen 5S dieser Segmente 5, die in radialer Richtung verlaufen, sind so ausgebildet, daß jeweils benachbarte Segmente 5 teilweise verzahnend inein­ ander greifen. Durch die spezielle Ausbildung und Anordnung der Segmente wird erreicht, daß die Oberleitung 102 nur in ganz kleinen Abschnitten im Randbereich von zwei Seg­ menten 5 liegt, ansonsten jedoch immer unmittelbar auf der Oberfläche eines Segments 5 aufliegt.

Fig 4 zeigt ein Segment 5 im Detail. Alle Segmente 5, die für die Ausbildung der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schleifkontakte 2 verwendet werden, sind in entsprechender Weise ausgebildet. Jedes Segment 5 ist aus Kohle oder Kohle, die mit einem den elektri­ schen Strom sehr gut leitenden Metall imprägniert ist, gefertigt. Da dieser Werkstoff keine hohe mechanische Festigkeit aufweist, wird jedes Segment 5 in einem wannenförmigen Bauelement 5W angeordnet, wie in Fig 4 dargestellt. Die Abmessungen des Bauele­ mentes 5W sind so gewählt, daß jedes Segments 5 mit etwa einem Drittel seiner Höhe darin angeordnet und festgehalten wird. Das Bauelement 5W ist aus einem den elektri­ schen Strom sehr gut leitenden Material gefertigt. Vorzugsweise wird hierfür Stahl verwen­ det. An der Unterseite eines jeden Bauelementes 5W ist wenigstens ein elektrischer Leiter 6 befestigt, der zu dem Träger 4 und von dort (hier nicht dargestellt) zu der Halterung 20 geführt und von dieser zu dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 100 weitergeleitet ist.

Wie an Hand von Fig. 5 zu sehen ist, ist jedes Bauelement 5W ist an seiner Unterseite über ein federndes Bauteil 8 an dem Träger 4 befestigt. Da jedes Segment 5 federnd an dem Träger 4 befestigt ist, kann es jedem Druck der Oberleitung 102 nachgeben, der größer ist als der Federdruck des Bauelements 8. Die Segmente 5 sind so eng wie mög­ lich aneinander gesetzt, so daß ein Schleifkontakt 2 mit einer geschlossenen Oberfläche gebildet wird. An der Unterseite des Trägers 4 ist eine elektrische Antriebsvorrichtung 11 installiert, mit welcher der Träger 4 gedreht werden kann. Die Unterseite des Trägers 4 ist an der höhenverstellbaren Haltevorrichtung 20 befestigt. Durch sie wird der mit dem Schleifkontakt 2 verbundene elektrische Leiter 6 zu den elektrischen Aggregaten des Fahrzeugs 100 geführt. Für die Höhenverstellung und das Drehen des Schleifkontakts 2 ist eine Steuereinheit (hier nicht dargestellt) im Fahrzeug 100 vorgesehen. Im einfachsten Fall wird der Träger 4 mit konstanter Drehgeschwindigkeit bewegt, und zwar vorzugsweise einmal pro Minute gedreht. In diesem Fall übernimmt die Steuereinheit im wesentlichen die Überwachung der Funktion. Das Drehen kann auch nach einem in der Steuereinheit gespeicherten Programm erfolgen, das auf eine im Augenblick befahrenen Strecke ange­ stimmt ist. Im Gegensatz dazu kann bei einer Zick-Zack-Führung der Oberleitung auch auf eine Drehung des Schleifkontakts 2 verzichtet werden.

Claims (7)

1. Stromabnehmer mit wenigstens einem Schleifkontakt (2) für die Übertragung elektrischer Energie von einer Oberleitung (102) zu einem elektrisch angetriebenen Fahr­ zeug (100), mit dem der Stromabnehmer (1) über eine Halterung (20) dauerhaft verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromabnehmer (1) und!oder sein Schleifkontakt (2) relativ zur Oberleitung (102) bewegbar gehaltert sind.

2. Stromabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkontakt (2) aus einem oder mehreren flächigen und beweglich gehalterten Bau­ elementen (5) aufgebaut ist.

3. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkontakt (2) aus einem oder mehreren Segmenten (5) aufgebaut ist, die fe­ dernden auf einem Träger (4) gehaltert sind.

4. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) des Schleifkontakts (2) als runde Scheibe ausgebildet ist, und daß die Segmente (5) darauf nebeneinander, eine geschlossene Oberfläche bildend federnd ge­ haltert sind.

5. Stromabnehmer, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung verlaufenden Begrenzungen (5S) der Segmente (5) wenigstens teilweise ineinander greifend ausgebildet und gehaltert sind.

6. Stromabnehmer, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (5) aus Kohle oder aus einer mit einem den elektrischen Strom sehr gut leitenden Metall imprägnierten Kohle gefertigt und zur Erhöhung der mechanischen Stabilität in seinem unteren Teil von einem wannenförmigen Bauelement (5W) umgeben ist, dessen Unterseite über wenigstens ein Federelement (8) an dem Träger (4) befestigt ist.

7. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes wannenförmige Bauelement (5W) aus Stahl gefertigt und an seiner Unterseite wenigstens ein elektrischer Leiter (6) zur Weiterleitung des Stroms befestigt ist.