DE19529068A1 - Stromabnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromabnehmer mit wenigstens einem Schleif­ kontakt für die Übertragung elektrischer Energie von einer Oberleitung zu einem elek­ trisch angetriebenen Fahrzeug.

Die bis jetzt bekannten Stromabnehmer verwenden eine Wippe mit zwei geraden Schleifleisten. Diese überspannen einen Bereich quer zur Fahrbahnmitte, so daß die Oberleitung auch dann, wenn sie im Zickzack oder im Bereich von Kurventangenten, Weichen und Kreuzungen geführt wird, immer stromführenden Kontakt zur Schleifleiste hat. Die Stromabnehmer selbst sind starr gehaltert, was eine schnelle Abnutzung ihrer Oberfläche, insbesondere 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 nur eine sehr geringe und gleichmäßige Abnutzung erfährt und zudem immer in einem engen Kontakt mit der Oberleitung verbleibt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Der erfindungsgemäße Stromabnehmer wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stromabnehmer,

Fig. 2 den Antrieb der Schleifkontakte,

Fig. 3 die Führung der Antriebskette,

Fig. 4 die Kopplung und die Drehrichtung der Schleifkontakte.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromabnehmer 1 hat die Form eines Pfeiles. Auf seiner Oberfläche ist er mit einer Vielzahl von plattenförmigen Schleifkontakten 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G und 2H versehen. Diese Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H sind als runde Scheiben ausgebildet und in definiertem Abstand voneinander angeordnet. Ein erster Schleifkontakt 2 ist in der Spitze 15 des pfeilförmigen Stromab­ nehmer 2 angeordnet. Die übrigen Schleifkontakte 2A, 2B, 2C, 2D bzw. 2E, 2F, 2G, 2H sind in den beiden Armen hintereinander angeordnet. Die Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G und 2H sind aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt. Vor­ zugsweise wird hierfür Kohle oder eine mit Metall imprägnierte Kohle verwendet. An der Unterseite eines jeden Schleifkontakts 2 ist eine runde Scheibe 21 aus einem isolierenden Material vorzugsweise aus Kunststoff angeordnet, deren Radius so groß gewählt wird, daß ein Überlappen der Scheiben 21 von jeweils zwei benachbarten Schleifkontakten 2 und 2A, 2A und 2B, 2B und 2C, 2C und 2D, 2 und 2E, 2E und 2F, 2F und 2G sowie 2G und 2H erfolgt. Der Radius der Scheiben 21 ist wenigstens 0,5 cm größer als der Radius der Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H. Die Scheiben 21 sind so angeordnet, daß sie sich in den Randbereichen nicht nur über­ lappen, sondern hier auch aufeinanderliegen. Ein direkter Kontakt zweier benachbarter Schleifkontakte 2 und 2A, 2A und 2B, 2B und 2C, 2C und 2D, 2 und 2E, 2E und 2F, 2F und 2G sowie 2G und 2H ist jedoch ausgeschlossen. Wie Fig. 4 zeigt sind die Scheiben 21 sind so angeordnet, daß die Scheibe 21 des in der Spitze 1S ange­ ordneten Schleifkontakts 2 auf den rechts und links davon installierten Scheiben 21 der Schleifkontakte 2A und 2E aufliegt. Diese liegen wieder auf der Scheibe 21 der Schleif­ kontakte 2B bzw. 2F auf, die in Richtung des ersten oder des zweiten Endes 1A, 1B des pfeilförmigen Stromabnehmer 1 angeordnet sind. Diese Anordnung der Scheiben 21 ist bis zur letzten Scheibe 21 am ersten bzw. zweiten Ende 1A bzw. 1B des pfeilför­ migen Stromabnehmer 1 fortgesetzt. Die Dicke der Scheiben 21 bzw. der Schleifkon­ takte 2 ist so bemessen, daß die Oberflächen der Schleifkontakte 2 trotz der oben beschriebenen Anordnung der Scheiben 21 alle in einer horizontalen Ebene liegen.

Der Öffnungswinkel des pfeilförmigen Stromabnehmers 1 ist so bemessen, daß der Abstand zwischen seinen beiden Enden 1A und 1B etwa 120 cm beträgt. Der Abstand zwischen seiner Spitze 1S und der senkrechten Verbindungslinie zwischen seinen beiden Enden 1A und 1B beträgt vorzugsweise 70 bis 100 cm.

An der Unterseite des pfeilförmigen Stromabnehmers 1 ist, wie Fig. 1 zeigt eine hö­ henverstellbare Haltevorrichtung 20 befestigt die auf der Oberseite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 100 befestigt ist. Durch das Ausfahren der Haltevorrichtung 20 wird der Stromabnehmer 1 mit der Oberleitung 102 in elektrisch leitenden Kontakt gebracht.

Der Antrieb der plattenförmigen Schleifkontakte 2 erfolgt über einen Ketten- oder Riemenantrieb. Zu diesem Zweck ist, wie Fig. 2 zeigt an der Unterseite eines jeden Schleifkontakts 2 eine Antriebswelle 3 mittig befestigt und durch die Scheibe 21 eben­ falls mittig hindurchgeführt. In definiertem Abstand von der Unterseite der Schleif­ kontakte 2 ist jede Antriebswelle 3 mit einem Zahnrad 4 ausgerüstet. Über diese Zahnräder 4 ist wenigstens eine Kette 5 geführt, wie in Fig. 3 dargestellt. Durch die spezielle, in Fig. 3 dargestellte Führung der Kette 5 wird erreicht, daß jeweils benach­ barte Schleifkontakte 2 in Gegenrichtung gedreht werden. In Fig. 4 ist die jeweilige Drehrichtung der Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G und 2H dargestellt. Fig. 3 zeigt fernen einen Antriebsmotor 6, mittels dessen die Kette 5 in Bewegung gehalten wird. Damit die Schleifkontakte 2 immer einen ausreichenden Anpreßdruck gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Oberleitung 102 aufweisen, sind , wie in Fig. 2 dargestellt, am unteren Ende der Antriebswellen 3 Druckluftzylinder 7 angeordnet. Für die An­ steuerung dieser Druckluftzylinder 7 sind elektrisch angetriebene Steuerventile 8 vor­ gesehen. Jeder dieser Druckluftzylinder 7 ist mit einer Druckluftleitung 10 verbunden. Die Zufuhr und die Ableitung der Druckluft zu und aus den Druckluftzylindern 7 wird mit den Steuerventilen 8 gesteuert. Die Steuerventile 8 sind über elektrische Leitungen 13 mit einer Steuereinheit 11 verbunden. Diese erhält über elektrische Leitungen 12 ihre Eingangsignale. Jede Leitung 12 steht mit einer Meßvorrichtung 9 in elektrisch leitender Verbindung. Diese Meßvorrichtungen 9 haben die Aufgabe festzustellen, ob über eine Leitung 14, mit der jede Meßvorrichtung 9 elektrisch leitend verbunden ist, ein Strom fließt. Je eine Leitung 14 steht mit einem Schleifkontakt 2 in Verbindung, so daß durch jede Leitung 14 dann ein Strom fließt, wenn zwischen der Oberleitung 102 und dem zugehörigen Schleifkontakt 2 ein elektrisch leitender Kontakt ausgebildet ist.

Der Transport des Stroms von der Oberleitung 102 zu dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 100 erfolgt über die Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, die Antriebswelle 6 und von dort über eine Leitung (hier nicht dargestellt), die auch durch die Haltevorrichtung 20 geführt ist, zu dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 100.

Die Funktionsweise des Stromabnehmers 1 wird nachfolgend erläutert. Steht die in Fig. 1 gezeigt Oberleitung 102 beispielsweise mit dem Schleifkontakt 2B in elektrisch leitender Verbindung, so fließt durch die Leitung 14, die diesem Schleifkontakt 2B zugeordnet ist ein Strom, der von der zugehörigen Meßvorrichtung 9 erfaßt wird. Das Meßsignal dieser Meßvorrichtung 9 wird der Steuereinheit 11 zugeleitet. Diese öffnet die Steuerventile 8 der Druckluftzylinder 7, welche den Schleifkontakten 2B, 2C und 2D zugeordnet sind. Druckluft strömt in diese Druckluftzylinder 7 und die Schleifkontakte 2B, 2G und 2D werden angehoben. Da die Scheiben 21 der Schleifkontakte 2 und 2A über ihre Scheiben 21 mechanisch mit der Scheibe 21 des Schleifkontakts 2B ge­ koppelt sind, werden diese Schleifkontakte 2 und 2A ebenfalls angehoben. Die Schleif­ kontakte 2D, 2E, 2F und 2G werden in der Höhe nur so weit verstellt, daß die Oberflä­ chen aller Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G und 2H in einer Ebene liegen. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Oberleitung 102 beim Wechsel von einem Schleifkontakt 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H zu einem anderen nicht an einem dieser Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G hängen bleibt.

Der von der Oberleitung 102 auf die Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H ausgeübte Druck kann durch das Öffnen der Druckluftzylinder 7 so eingestellt werden daß eine Beschädigung der Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H ver­ mieden. Andererseits kann der Anpreßdruck zwischen den Schleifkontakten 2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H und der Oberleitung 2 so groß gehalten werden, daß die Stromübertragung von der Oberleitung 102 zu dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 100 nicht unterbrochen wird. Durch die zusätzliche Drehung der Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H wird erreicht, daß unabhängig von der Führung der Ober­ leitung 102 auch bei einer geraden Führung derselben die Bildung von Riefen auf der Oberfläche der Schleifkontakte 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H und eine schnelle Abnutzung derselben verhindert wird.

Claims (10)

1. Stromabnehmer mit wenigstens einem Schleifkontakt (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) für die Übertragung elektrischer Energie von einer Oberleitung (102) zu einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug (100) mit dem der Stromabnehmer (1) über eine Halterung (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromabnehmer (1) und/oder seine Schleifkontakte (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) relativ zur Ober­ leitung (102) bewegbar gehaltert sind.

2. Stromabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromabnehmer (1) pfeilförmig ausgebildet und auf seiner Oberfläche (1S) Schleifkon­ takte (2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H ) aufweist, die als runde Scheiben ausgebildet und drehbar gehaltert sind.

3. Stromabnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkontakte (2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) aus Kohle oder aus einer mit einem den elektrischen Strom gut leitenden Metall imprägnierten Kohle gefertigt sind.

4. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite eines jeden Schleifkontaktes (2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) mittig eine Antriebswelle (3) senkrecht zur Oberfläche der Schleifkontakte (2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) und senkrecht zur Oberleitung (102) installiert und jede An­ triebswelle (3) mit einem Zahnrad (4) ausgerüstet ist.

5. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Schleifkontakte (2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) eine Kette (5) vorgesehen ist, die von einem Antriebsmotor (6) angetrieben ist, und daß die Kette (5) so geführt ist, daß jeweils zwei benachbarte Schleifkontakte (2 und 2A, 2A und 2B, 2B und 2G, 2G und 2D, 2 und 2E, 2E und 2F, 2F und 2G sowie 2G und 2H ) eine entgegengesetzte Drehrichtung aufweisen.

6. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite jeder Antriebswelle (3) ein Druckluftzylinder (7) angeordnet ist, der über ein Steuerventil (8) regelbar ist.

7. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß durch eine jedem Schleifkontakt (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) zugeordnete Leitung (14) mit je einer der Leitung (14) zugeordneten Meßvorrichtung (9) meßbar ist, und die Meßsignale jeder Meßvorrichtung (9) über je eine Leitung (12) einer Steuereinheit (11) zuführbar sind, und daß die Steuereinheit (11) über wenigstens eine Leitung (13) mit jedem Steuerventil (8) verbunden ist über welche die Druckluftzylinder (7) in Abhängigkeit von den Meßsignalen ansteuerbar sind.

8. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckluftzylinder (10) mit einer Druckluftleitung (10) verbunden und für die Zu- und Ableitung der Druckluft jeweils ein vor jedem Druckluftzylinder (7) in die Druckluftleitung (10) eingebautes Steuerventil (8) vorgesehen ist.

9. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur mechanischen Kopplung der Schleifkontakte (2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) an der Unterseite eines jeden Schleifkontakts (2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) eine Scheibe (21) aus einen isolierenden Material befestigt ist, und daß die Scheiben (21) jeweils benachbarter Schleifkontakte (2 und 2A, 2A und 2B, 2B und 2G, 2G und 2D, 2 und 2E, 2E und 2F, 2F und 2G sowie 2G und 2H ) mindestens in Randbereich überlappend und aufeinander liegend angeordnet sind, und daß die Oberflächen aller Schleifkontakte (2, 2A, 2B, 2G, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) immer in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind.

10. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Scheiben (21) wenigstens 0,5 cm großer als der Radius der Schleifkon­ takte (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H) ist, und daß benachbarte Schleifkontakte (2 und 2A, 2A und 2B, 2B und 2C, 2C und 2D, 2 und 2E, 2E und 2F, 2F und 2G sowie 2G und 2H) berührungsfrei gehaltert sind.