EP4294658A1 - Stromabnehmer - Google Patents

Stromabnehmer

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Publication number
EP4294658A1
EP4294658A1 EP22714355.9A EP22714355A EP4294658A1 EP 4294658 A1 EP4294658 A1 EP 4294658A1 EP 22714355 A EP22714355 A EP 22714355A EP 4294658 A1 EP4294658 A1 EP 4294658A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carriage
base frame
current collector
linear drive
scissors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22714355.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Kunze
Michael Korte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stemmann Technik GmbH
Original Assignee
Stemmann Technik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stemmann Technik GmbH filed Critical Stemmann Technik GmbH
Publication of EP4294658A1 publication Critical patent/EP4294658A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/19—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire using arrangements for effecting collector movement transverse to the direction of vehicle motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/28—Devices for lifting and resetting the collector
    • B60L5/30—Devices for lifting and resetting the collector using springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/04—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using rollers or sliding shoes in contact with trolley wire
    • B60L5/12—Structural features of poles or their bases
    • B60L5/16—Devices for lifting and resetting the collector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/24—Pantographs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/36—Vehicles designed to transport cargo, e.g. trucks

Definitions

  • the invention relates to a current collector having the features in the preamble of patent claim 1 .
  • Current collectors are used, for example, in rail-bound construction machines, for example in vehicles for surface mining.
  • Current collectors of this type have a base frame on the vehicle side, which is fastened, for example, to a driver's cab of a truck.
  • Lower scissors are attached to the base frame and are in turn connected to upper scissors.
  • the upper scissors and the pantograph rocker are guided on the upper scissors via connecting rods.
  • the pantograph rocker has contact strips for contacting a live overhead line.
  • the pantograph is raised via an electromechanical or fluid-mechanical height adjustment on the base frame.
  • the invention is based on the object of further developing a current collector in which the height is adjusted by means of an electric linear drive.
  • patent claim 1 relates to a current collector with a base frame on the vehicle and with lower scissors attached to the base frame, upper scissors attached to the lower scissors and with respective connecting rods for guidance.
  • a pantograph rocker is attached to the upper scissor. Contact strips of the pantograph rocker are intended for contacting a live overhead line.
  • a height adjustment is arranged on the base frame in order to pivot the lower scissors relative to the base frame.
  • the height adjustment has an electric linear drive.
  • the linear drive is connected to a carriage which is mounted on the base frame so that it can be displaced in a translatory manner.
  • the carriage can be moved from a parking position to a lifting position by means of the linear drive.
  • the lifting position corresponds to the raised position of the lower scissors.
  • the parking position corresponds to the lowered position of the lower scissors.
  • the carriage is connected to the lower scissors via a tension spring in order to initiate a pivoting movement of the lower scissors into the raised position.
  • the invention is initially distinguished by the fact that the height adjustment takes place exclusively electrically.
  • the pantograph is free of fluid media. Particularly in the case of mining vehicles that are loaded from above, it is advantageous not to place any media-carrying lines in the roof area, in which the base frame is fastened. With the invention, it can be ruled out that groundwater-polluting media can escape in the area of the pantograph.
  • the linear drive is connected to a slide.
  • the slide is in turn coupled to the lower scissors via a tension spring.
  • the carriage is not connected directly to the lower scissors, but only indirectly via the at least one tension spring. Consequently, the lower scissors are raised only by the force exerted by the at least one tension spring and not by the direct action of the force of the linear drive.
  • the direction of tension of the tension spring can deviate from the longitudinal direction of the linear drive.
  • the tension spring and the linear drive are preferably arranged next to one another.
  • the translationally displaceable slide is linearly displaceable in particular.
  • Translatory within the meaning of the invention means that the carriage can be moved back and forth.
  • the trajectory of the carriage is not limited to linear movements.
  • the carriage can also be guided on a curved trajectory.
  • the carriage is advantageously moved linearly.
  • the direction of movement of the carriage does not have to match the orientation of the tension spring or the orientation of the linear drive.
  • the respective connection to the tension spring and to the linear drive is
  • the base frame should have a low construction height.
  • the carriage is preferably moved parallel to the base frame.
  • the linear drive is also preferably fastened essentially horizontally to the base frame. According to the invention, it is assumed that the base frame is mounted essentially horizontally and the upper and lower scissors are raised essentially vertically. In this sense, a horizontally displaceable slide requires only a small overall height.
  • the carriage is preferably located on top of the base frame.
  • the tension spring which is provided for raising the lower scissors, is supported by further tension springs which are arranged on the base frame and are connected to the lower scissors.
  • the first tension spring is tensioned by means of the carriage, an initial force is exerted on the lower scissors, causing a first movement of the lower scissors.
  • a large part of the lifting force for raising the pantograph seesaw can be applied by the other tension springs.
  • two to four tension springs connected in parallel, in particular a total of three tension springs can be used. If the first tension spring is lengthened and thereby exerts an increased force or torque on the lower scissors, this initial force is large enough to lift the entire pantograph rocker together with the other traction means.
  • the entire pantograph can be moved back to the lowered position against the force of the other tension springs, which in this case reduce the lowering speed.
  • the rapid lowering of the pantograph is important for emergency operation, for example in the event of a fault in the area of the overhead line, or if the power supply on board the motor vehicle fails.
  • the electric linear drive can be blocked, for example by a braking device, which is preferably operated electrically. If the power fails, the brake of the braking device opens and the electric linear drive is retracted.
  • a linear drive with a non-self-locking spindle can preferably be used for this purpose. If the spindle is retracted or the brake is released, the electric linear drive can release the carriage so that it reaches the parking position and the pantograph is lowered.
  • a damping element can also be effective between the base frame and the lower scissor to reduce the lowering speed of the lower scissor when lowering.
  • a damping element acting in two directions of movement could also reduce the lifting speed of the pantograph.
  • the damping element can reduce vertical vibrations in the pantograph.
  • the carriage can be displaced relative to the base frame. There is either at least one linear bearing on at least one guide rail that is connected to the base frame, or the carriage has at least one guide rail that is mounted in at least one linear bearing on the base frame.
  • a plurality of linear bearings are preferably provided either on the base frame and/or on the carriage. As a result, moments acting on the carriage can be absorbed. It is considered to be particularly advantageous if the carriage is mounted on two guide rails of the base frame which are arranged at a distance from one another. With two linear bearings per guide rail, the slide is supported at four points. The linear bearings can absorb forces from several spatial directions. Above the guide rails, the carriage has only a single degree of freedom, namely translational displacement in the direction of the guide rails.
  • the spring and the linear drive are arranged between the guide rails and are also connected to the carriage there.
  • Guide rails that are arranged at a greater distance than the spring and the linear drive are thus loaded with smaller forces and can be made smaller and therefore lighter to reduce the overall weight of the motor vehicle, thereby increasing the useful weight of the commercial vehicle.
  • a small distance between the tension spring and the linear drive also generates lower torques in the carriage. Only smaller forces then have to be absorbed by the guide rails and the carriage.
  • the carriage can preferably be displaced parallel to the base frame from the parking position to the lifting position.
  • the arrangement parallel to the base frame makes it possible to move the carriage even when the pantograph is lowered.
  • the carriage itself has a very low overall height and does not necessarily have to be located above guide rails of the base frame, but can also be arranged predominantly between the guide rails in relation to the vertical height.
  • the main function of the carriage is to transmit the force of the electric linear drive to the tension spring.
  • the lift position of the carriage is preferably at the same height as the park position of the carriage, i. H. at the same distance from the base frame.
  • the carriage can be connected to a detent which, in the lowered position, engages the lower scissor, the upper scissor, or the pantograph rocker.
  • the pantograph is locked in the lowered position and cannot open automatically, for example when driving over a bump.
  • the locking device disengages from the lower scissors, the upper scissors or the pantograph rocker.
  • the slide initiates the lifting movement and has the function of actuating a lock. Actuating means that the detent can be disengaged or engaged by the carriage.
  • the detent can gear elements have, such as a swivel hook, which is connected via a push rod to the carriage.
  • the tension spring is connected to a traction means that is guided on a cam disk.
  • the cam disk is arranged on the lower scissors or on a crossbeam of the lower scissors. Due to the cam disk, the lever arm for transmitting the force to the lower scissors is small when it is lowered and increases continuously until the pantograph is in the raised position.
  • Chains are particularly suitable as traction means, but also any other traction means that is flexible about its longitudinal axis and that can be guided on a cam disk.
  • the current collector according to the invention is particularly suitable for use on a non-rail vehicle, for example on a truck for mining operations, d. H. for the transport of large quantities of bulk materials.
  • FIG. 1 shows a current collector in a perspective view in the raised state
  • FIG. 2 shows a perspective view of the base frame of the raised current collector of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a further perspective view of the base frame of the raised current collector of FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a perspective view of the current collector of FIG. 1 in a lowered position
  • Figure 5 shows the current collector of Figures 1 to 4 in a lowered position in a side view
  • FIG. 6 shows the current collector of FIGS. 1 to 5 in a perspective view, also in the lowered position.
  • FIG. 1 shows a current collector 1 with a base frame 2 which is fastened to a vehicle which is not shown in detail. It can be fastened, for example, in the roof area of a rail-bound vehicle.
  • a lower scissors 3 is pivotally mounted on the base frame 2 .
  • the lower scissor 3 is connected to an upper scissor 4 which carries a pantograph rocker 5 .
  • To guide the upper scissors 4 and the pantograph rocker 5 each link rods 6, 7 are provided.
  • the pantograph rocker 5 has contact strips 8 for contacting a current-carrying catenary, not shown in detail.
  • the contact strips 8 are connected to the motor vehicle, not shown in detail, via electrical lines.
  • a height adjustment 9 is arranged, which includes several components ( Figure 2).
  • the height adjustment 9 comprises an electric linear drive 10 as the central drive element.
  • a spindle 11 is linearly displaced by a drive motor.
  • the free end of the spindle 11 is connected to a carriage 12 which is mounted on the base frame 2 .
  • the carriage 12 is translationally displaceable.
  • the arrows P1 and P2 in Figures 3 and 4 show the direction of movement.
  • the carriage 12 is guided over two guide rails 13, 14 which run parallel to the upper side of the base frame 2 and are connected to the base frame 2.
  • the guide rails 13, 14 are encompassed by linear bearings 15, 16 which are connected to the carriage 12.
  • the carriage 12 can be continuously adjusted between a parking position and a lifting position.
  • Figure 2 shows the lifting position. In the lifting position, the lower scissors 3 and thus the pantograph 1 are raised.
  • the carriage 12 is connected to a tension spring 17 .
  • the tension spring 17 is in turn connected to a traction means 18 in the form of a link chain.
  • the traction means 18 rests against a cam disk 19 and is connected to the cam disk 19 at its end.
  • the cam disk 19 is connected to a lower transverse bar 20 of the lower scissors 3 .
  • the transverse beam 20 is pivotably mounted on the base frame 2 via bearings 21 .
  • FIGS. 2 and 3 show a lock 28 which is actuated via the carriage 12.
  • the lock 28 comprises a rod 29 which is connected to a pivoted lever 30 which is mounted on the base frame 2 and has a locking hook 31 at its free end.
  • the locking hook 31 is in the open position.
  • FIG. 4 to 6 show the pantograph 1 in the lowered position of the pantograph rocker 5. It can be seen from the illustration in Figure 6 that the pivoted lever 30 has been pivoted into a locking position and that the locking hook 31 has thereby moved into a locking hook receptacle 32 on the underside the pantograph rocker 5 summarizes. The pivoting lever 30 has been moved into the locking position by the rod 29 because the carriage 12 is in a parking position.
  • the views of Figures 3 and 4 show the different carriage positions. It can be seen that the guide rails 13, 14 in the representation of FIG. H. in the raised position of the pantograph rocker 5, protrude on the side facing the tension spring 17 opposite the carriage 12. In the lowered position, as shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a side view of how compact the current collector 1 is in the lowered position.
  • the pantograph 1 can be lowered to a height of 650 mm, for example.
  • the minimum working height can start at 1,000 mm and go up to approx. 2,650 mm, measured from the lower edge of the base frame.
  • the pantograph rocker 5 has a detection system 33 for detecting the position of an overhead line.
  • the detection system 33 can in a non-rail vehicle Recognize the position of the overhead line and use the position recognition to give the driver a signal to correct the direction of travel or to automatically correct the direction of travel.
  • the flea adjustment can also be provided with damping, so that in the event of a failure of the electrical energy, the pantograph rocker does not fall down too quickly, but is lowered in a controlled manner.
  • a damping element 34 (FIG. 6) acts between the base frame 2 and the lower scissors 3 . It is arranged below the transverse bar 20 of the lower scissors 3 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer (1) mit einem fahrzeugseitigen Grundrahmen (2) und mit einer am Grundrahmen (2) befestigten Unterschere (3) sowie einer an der Unterschere (3) befestigten Oberschere (4) mit jeweiligen Lenkerstangen (6, 7) sowie mit einer an der Oberschere (4) befestigten Stromabnehmerwippe (5) mit Schleifleisten (8) zur Kontaktierung einer stromführenden Oberleitung, wobei an dem Grundrahmen (2) eine Höhenverstellung (9) angeordnet ist, um die Unterschere (3) gegenüber dem Grundrahmen (2) zu verschwenken, wobei die Höhenverstellung (9) einen elektrischen Linearantrieb aufweist, wobei der Linearantrieb mit einem Schlitten verbunden ist, der an dem Grundrahmen (2) translatorisch verschiebbar gelagert ist, wobei der Schlitten von dem Linearantrieb von einer Parkposition in eine Hubposition verlagerbar ist, wobei der Schlitten über eine Zugfeder mit der Unterschere (3) verbunden ist, um eine Schwenkbewegung der Unterschere (3) in eine angehobene Position einzuleiten.

Description

Stromabnehmer
Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Stromabnehmer kommen beispielsweise bei schienenungebundenen Baumaschinen zum Einsatz, zum Beispiel bei Fahrzeugen für den obertägigen Tagebau. Derartige Stromabnehmer besitzen einen fahrzeugseitigen Grundrahmen, der beispielsweise auf einem Führerhaus eines LKWs befestigt ist. An dem Grundrahmen ist eine Unterschere befestigt, die wiederum mit einer Oberschere verbunden ist. Über Lenkerstangen werden die Oberschere und die Stromabnehmerwippe an der Oberschere geführt. Die Stromabnehmerwippe weist Schleifleisten zur Kontaktierung einer stromführenden Oberleitung auf. Das Anheben des Stromabnehmers erfolgt über eine elektromechanische oder auch fluidmechanische Höhenvorstellung am Grundrahmen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromabnehmer, bei welchem die Höhenverstellung mittels eines elektrischen Linearantriebs erfolgt, weiterzuentwickeln.
Der Gegenstand des Patentanspruchs 1 betrifft einen Stromabnehmer mit einem fahrzeugseitigen Grundrahmen und mit einer am Grundrahmen befestigten Unterschere, eine an der Unterschere befestigten Oberschere und mit jeweiligen Lenkerstangen zur Führung. Eine Stromabnehmerwippe ist an der Oberschere befestigt. Schleifleisten der Stromabnehmerwippe sind zur Kontaktierung einer stromführenden Oberleitung vorgesehen. Am Grundrahmen ist eine Höhenverstellung angeordnet, um die Unterschere gegenüber dem Grundrahmen zu verschwenken. Die Höhenverstellung weist einen elektrischen Linearantrieb auf. Der Linearantrieb ist mit einem Schlitten verbunden, der an dem Grundrahmen translatorisch verschiebbar gelagert ist. Der Schlitten ist mittels des Linearantriebes von einer Parkposition in eine Hubposition verlagerbar. Die Hubposition korrespondiert mit der angehobenen Position der Unterschere. Die Parkposition korrespondiert mit der abgesenkten Position der Unterschere. Der Schlitten ist über eine Zugfeder mit der Unterschere verbunden, um eine Schwenkbewegung der Unterschere in die angehobene Position einzuleiten.
Die Erfindung zeichnet sich zunächst dadurch aus, dass die Höhenverstellung ausschließlich elektrisch erfolgt. Der Stromabnehmer ist frei von Fluidmedien. Insbesondere bei Minen-Fahrzeugen, die von oben beladen werden, ist es von Vorteil, im Dachbereich, in welchem der Grundrahmen befestigt wird, keine medienführenden Leitungen zu platzieren. Mit der Erfindung kann ausgeschlossen werden, dass grundwassergefährdende Medien im Bereich des Stromabnehmers austreten können.
Der Linearantrieb ist mit einem Schlitten verbunden. Der Schlitten ist wiederum über eine Zugfeder mit der Unterschere gekoppelt. Bei der Erfindung ist der Schlitten nicht unmittelbar mit der Unterschere verbunden, sondern nur mittelbar über die wenigstens eine Zugfeder. Mithin erfolgt das Anheben der Unterschere nur über die von der wenigstens einen Zugfeder ausgeübten Kraft und nicht durch die unmittelbare Krafteinwirkung des Linearantriebs. Die Zugrichtung der Zugfeder kann von der Längsrichtung des Linearantriebs abweichen. Die Zugfeder und der Linearantrieb sind bevorzugt nebeneinander angeordnet. Der translatorisch verlagerbare Schlitten ist insbesondere linear verlagerbar. Translatorisch im Sinne der Erfindung bedeutet, dass der Schlitten hin und her bewegbar ist. Die Bahnkurve des Schlittens ist nicht auf lineare Bewegungen beschränkt. Der Schlitten kann auch auf einer gekrümmten Bahnkurve geführt werden. Vorteilhaft wird der Schlitten linear bewegt. Die Bewegungsrichtung des Schlitten muss nicht mit der Orientierung der Zugfeder übereinstimmen und auch nicht mit der Orientierung des Linearantriebs. Die jeweilige Verbindung zur Zugfeder und zum Linearantrieb ist bevorzugt gelenkig.
Der Grundrahmen soll eine geringe Aufbauhöhe haben. Der Schlitten wird vorzugsweise parallel zum Grundrahmen verlagert. Auch der Linearantrieb ist vorzugsweise im Wesentlichen horizontal an dem Grundrahmen befestigt. Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, dass der Grundrahmen im Wesentlichen horizontal montiert ist und die Ober- und Unterscheren im Wesentlichen vertikal angehoben werden. In diesem Sinne erfordert ein horizontal verlagerbarer Schlitten nur eine geringe Bauhöhe. Der Schlitten befindet sich bevorzugt auf der Oberseite des Grundrahmens.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Zugfeder, die für das Anheben der Unterschere vorgesehen ist, durch weitere Zugfedern unterstützt, die an dem Grundrahmen angeordnet sind und mit der Unterschere verbunden sind. Wenn die erste Zugfeder mittels des Schlittens gespannt wird, wird eine initiale Kraft auf die Unterschere ausgeübt, die eine erste Bewegung der Unterschere bewirkt. Ein Großteil der Hubkraft zum Anheben der Stromabnehmerwippe kann von den weiteren Zugfedern aufgebracht werden. Beispielsweise können zwei bis vier parallel geschaltete Zugfedern, insbesondere insgesamt drei Zugfedern, verwendet werden. Wenn die erste Zugfeder gelängt wird und dadurch eine erhöhte Kraft bzw. ein Drehmoment auf die Unterschere ausübt, ist diese initiale Kraft groß genug, um zusammen mit den weiteren Zugmitteln die gesamte Stromabnehmerwippe anzuheben. Wenn die eine Zugfeder wieder entspannt wird, indem der Schlitten in seine Ausgangsposition verlagert wird, kann der gesamte Stromabnehmer wieder in die abgesenkte Position verlagert werden und zwar gegen die Kraft der weiteren Zugfedern, die in diesem Fall die Absenkgeschwindigkeit reduzieren. Das rasche Absenken des Stromabnehmers ist wichtig für einen Notbetrieb, beispielsweise bei einer Störung im Bereich der Oberleitung, oder auch, wenn die Spannungsversorgung an Bord des Kraftfahrzeuges ausfällt. Um den Stromabnehmer in der angehobenen Position zu halten, ist es erforderlich, den Schlitten in der ausgefahrenen Position zu halten. Es kann der elektrische Linearantrieb blockiert werden, beispielsweise durch eine Bremsvorrichtung, die vorzugsweise elektrisch betrieben wird. Fällt der Strom aus, öffnet die Bremse der Bremsvorrichtung und der elektrische Linearantrieb wird eingefahren. Zu diesem Zweck kann bevorzugt ein Linearantrieb mit einer nicht-selbsthemmenden Spindel verwendet werden. Wird die Spindel eingefahren bzw. die Bremse gelöst, kann der elektrische Linearantrieb den Schlitten freigeben, so dass er in die Parkposition gelangt und der Stromabnehmer abgesenkt wird.
Damit der Stromabnehmer nicht schlagartig abgesenkt wird, wenn der Schlitten eingefahren wird, kann zusätzlich ein Dämpfungselement zwischen dem Grundrahmen und der Unterschere wirksam sein, um die Absenkgeschwindigkeit der Unterschere beim Absenken zu reduzieren. Ein in zwei Bewegungsrichtungen wirkendes Dämpfungselement könnte auch die Hubgeschwindigkeit des Stromabnehmers reduzieren. Während des Betriebes des Stromabnehmers kann das Dämpfungselement vertikale Schwingungen im Stromabnehmer reduzieren.
Der Schlitten ist relativ zum Grundrahmen verlagerbar. Entweder befindet sich wenigstens ein Linearlager auf wenigstens einer Führungsschiene, die mit dem Grundrahmen verbunden ist oder der Schlitten weist wenigstens eine Führungsschiene auf, die in wenigstens einem Linearlager am Grundrahmen gelagert ist.
Bevorzugt sind mehrere Linearlager entweder am Grundrahmen und/oder am Schlitten vorgesehen. Dadurch können an dem Schlitten angreifende Momente aufgefangen werden. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Schlitten auf zwei im Abstand zueinander angeordneten Führungsschienen des Grundrahmens gelagert ist. Bei zwei Linearlagern je Führungsschiene wird der Schlitten an vier Punkten gelagert. Die Linearlager können Kräfte aus mehreren räumlichen Richtungen aufnehmen. Über die Führungsschienen hat der Schlitten nur einen einzigen Freiheitsgrad, nämlich die translatorische Verlagerung in Richtung der Führungsschienen.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Feder und der Linearantrieb zwischen den Führungsschienen angeordnet und auch dort mit dem Schlitten verbunden. Führungsschienen, die in einem größeren Abstand als die Feder und der Linearantrieb angeordnet sind, werden dadurch mit kleineren Kräften belastet und können zur Reduzierung des Gesamtgewichts des Kraftfahrzeugs kleiner und damit auch leichter ausfallen, wodurch das Nutzgewicht des Nutzfahrzeuges erhöht wird. Ein geringer Abstand der Zugfeder vom Linearantrieb erzeugt zudem geringere Drehmomente im Schlitten. Von den Führungsschienen und von dem Schlitten müssen dann auch nur geringere Kräfte aufgenommen werden.
Der Schlitten ist vorzugsweise parallel zum Grundrahmen von der Parkposition in die Hubposition verlagerbar. Die Anordnung parallel zum Grundrahmen ermöglicht es, den Schlitten auch dann zu bewegen, wenn der Stromabnehmer abgesenkt ist. Der Schlitten an sich besitzt eine sehr geringe Bauhöhe und muss sich nicht zwangsläufig oberhalb von Führungsschienen des Grundrahmens befinden, sondern kann auch in Bezug auf die vertikale Höhe überwiegend zwischen den Führungsschienen angeordnet sein. Der Schlitten hat maßgeblich die Funktion, die Kraft des elektrischen Linearantriebs auf die Zugfeder zu übertragen. Die Hubposition des Schlittens befindet sich vorzugsweise auf derselben Höhe wie die Parkposition des Schlittens, d. h. in demselben Abstand zum Grundrahmen.
Der Schlitten kann mit einer Arretierung verbunden sein, die in der abgesenkten Position mit der Unterschere, der Oberschere oder der Stromabnehmerwippe in Eingriff steht. Der Stromabnehmer wird in der abgesenkten Position arretiert und kann sich nicht selbsttätig öffnen, beispielsweise beim Überfahren einer Bodenwelle. Durch das Verlagern des Schlittens von der Parkposition in die Hubposition gelangt die Arretierung außer Eingriff mit der Unterschere, der Oberschere oder der Stromabnehmerwippe. Der Schlitten leitet die Hubbewegung ein und hat die Funktion, eine Arretierung zu betätigen. Betätigen heißt, dass die Arretierung von dem Schlitten außer Eingriff oder in Eingriff gebracht werden kann. Es besteht eine Wirkverbindung zwischen Schlitten und Arretierung. Die Arretierung kann Getriebeelemente aufweisen, wie beispielsweise einen Schwenkhaken, der über eine Schubstange mit dem Schlitten verbunden ist.
Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die Zugfeder mit einem Zugmittel verbunden ist, das auf einer Kurvenscheibe geführt wird. Die Kurvenscheibe ist an der Unterschere angeordnet bzw. an einem Querholm der Unterschere. Durch die Kurvenscheibe ist der Hebelarm zur Übertragung der Kraft auf die Unterschere im abgesenkten Zustand klein und nimmt kontinuierlich zu, bis sich der Stromabnehmer in der angehobenen Position befindet. Als Zugmittel sind insbesondere Ketten geeignet, aber auch jedes weitere um seine Längsachse biegsame Zugmittel, das auf einer Kurvenscheibe geführt werden kann.
Der erfindungsgemäße Stromabnehmer eignet sich insbesondere für den Einsatz auf einem nicht schienengebundenen Fahrzeug, beispielsweise auf einem Lkw für den Mineneinsatz, d. h. für den Transport von großen Mengen von Schüttgütern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in rein schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Stromabnehmer in einer perspektivischen Ansicht im angehobenen Zustand;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht auf den Grundrahmen des angehobenen Stromabnehmers der Figur 1 ;
Figur 3 eine weitere perspektivische Ansicht auf den Grundrahmen des angehobenen Stromabnehmers der Figur 1;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht auf den Stromabnehmer der Figur 1 in einer abgesenkten Position;
Figur 5 den Stromabnehmer der Figuren 1 bis 4 in einer abgesenkten Position in einer Seitenansicht und
Figur 6 den Stromabnehmer der Figuren 1 bis 5 in einer perspektivischen Ansicht ebenfalls in der abgesenkten Position. Die Figur 1 zeigt einen Stromabnehmer 1 mit einem Grundrahmen 2, der auf einem nicht näher dargestellten Fahrzeug befestigt ist. Er kann beispielsweise im Dachbereich eines schienenungebundenen Fahrzeugs befestigt sein. An dem Grundrahmen 2 ist eine Unterschere 3 schwenkbeweglich gelagert. Die Unterschere 3 ist mit einer Oberschere 4 verbunden, die eine Stromabnehmerwippe 5 trägt. Zur Führung der Oberschere 4 und der Stromabnehmerwippe 5 sind jeweils Lenkerstangen 6, 7 vorgesehen.
Die Stromabnehmerwippe 5 besitzt Schleifleisten 8 zur Kontaktierung einer nicht näher dargestellten stromführenden Oberleitung. Die Schleifleisten 8 sind über elektrische Leitungen mit dem nicht näher dargestellten Kraftfahrzeug verbunden.
An dem Grundrahmen 2 ist eine Höhenvorstellung 9 angeordnet, die mehrere Komponenten umfasst (Figur 2). Die Höhenverstellung 9 umfasst als zentrales Antriebselement einen elektrischen Linearantrieb 10. Durch einen Antriebsmotor wird eine Spindel 11 linear verlagert. Die Spindel 11 ist mit ihrem freien Ende mit einem Schlitten 12 verbunden, der an dem Grundrahmen 2 gelagert ist. Der Schlitten 12 ist translatorisch verlagerbar. Die Pfeile P1 und P2 in den Figuren 3 und 4 zeigen die Bewegungsrichtung. Der Schlitten 12 wird über zwei Führungsschienen 13, 14, die parallel zur Oberseite des Grundrahmens 2 verlaufen und mit dem Grundrahmen 2 verbunden sind, geführt. Die Führungsschienen 13, 14 werden von Linearlagern 15, 16 umgriffen, die mit dem Schlitten 12 verbunden sind. Der Schlitten 12 kann stufenlos zwischen einer Parkposition und einer Hubposition verstellt werden. Die Figur 2 zeigt die Hubposition. In der Hubposition ist die Unterschere 3 und damit der Stromabnehmer 1 angehoben.
Der Schlitten 12 ist mit einer Zugfeder 17 verbunden. Die Zugfeder 17 ist wiederum mit einem Zugmittel 18 in Form einer Gliederkette verbunden. Das Zugmittel 18 liegt an einer Kurvenscheibe 19 an und ist mit ihrem Ende mit der Kurvenscheibe 19 verbunden. Die Kurvenscheibe 19 ist mit einem unteren Querholm 20 der Unterschere 3 verbunden. Der Querholm 20 ist schwenkbeweglich über Lager 21 am Grundrahmen 2 gelagert. Wenn der Schlitten 12 in die in Figur 2 dargestellte Hubposition verlagert wird, wird die Zugfeder 17 mitgeschleppt und gespannt. Das Zugmittel 18 übt eine Zugkraft auf die Kurvenscheibe 19 aus, wodurch der Querholm 20 verschwenkt und schließlich die Stromabnehmerwippe 5 angehoben wird.
Die Schwenkbewegung wird durch weitere Zugfedern 22, 23 unterstützt. Diese weiteren Zugfedern 22, 23 sind über weitere Zugmittel 24, 25 und weitere Kurvenscheiben 26, 27 mit dem Querholm 20 verbunden. Sie unterstützen die erste Zugfeder 17.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Arretierung 28, die über den Schlitten 12 betätigt wird. Die Arretierung 28 umfasst eine Stange 29, die mit einem an dem Grundrahmen 2 gelagerten Schwenkhebel 30 verbunden ist, der einen Arretierhaken 31 an seinem freien Ende aufweist. Der Arretierhaken 31 befindet sich in der Darstellung der Figuren 2 und 3 in der Offenstellung.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen den Stromabnehmer 1 in der abgesenkten Position der Stromabnehmerwippe 5. Aus der Darstellung der Figur 6 ist zu erkennen, dass der Schwenkhebel 30 in eine Verriegelungsposition verschwenkt wurde, und dass dadurch der Arretierhaken 31 in eine Arretierhakenaufnahme 32 an der Unterseite der Stromabnehmerwipper 5 fasst. Der Schwenkhebel 30 wurde durch die Stange 29 in die Arretierungsposition verlagert, weil sich der Schlitten 12 in einer Parkposition befindet. Die Ansichten der Figuren 3 und 4 zeigen die unterschiedlichen Schlittenpositionen. Es ist zu erkennen, dass die Führungsschienen 13, 14 bei der Darstellung der Figur 3, d. h. in der angehobenen Position der Stromabnehmerwippe 5, auf der der Zugfeder 17 zugewandten Seite gegenüber dem Schlitten 12 vorstehen. In der abgesenkten Position, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, stehen die anderen Enden der Führungsschienen 13, 14 gegenüber dem Schlitten 12 vor. Die Figur 5 zeigt in der Seitenansicht, wie kompakt der Stromabnehmer 1 in der abgesenkten Position ist. Der Stromabnehmer 1 kann auf eine Bauhöhe von beispielsweise 650 mm abgesenkt werden. Die minimale Arbeitshöhe kann bei 1.000 mm beginnen und bis ca. 2.650 mm reichen, gemessen von der Unterkante des Grundrahmens.
Aus der Darstellung der Figur 6 ist ferner erkennbar, dass die Stromabnehmerwippe 5 ein Erkennungssystem 33 zur Lageerkennung einer Oberleitung aufweist. Das Erkennungssystem 33 kann bei einem nicht-schienengebundenen Fahrzeug die Position der Oberleitung erkennen und durch die Positionserkennung dem Fahrer ein Signal zur Korrektur der Fahrtrichtung geben bzw. automatisiert die Fahrtrichtung korrigieren.
In nicht näher dargestellter Weise kann die Flöhenverstellung noch mit einer Dämpfung versehen sein, damit bei einem Ausfall der elektrischen Energie die Stromabnehmerwippe nicht zu schnell herunterfällt, sondern kontrolliert abgesenkt wird. Ein Dämpfungselement 34 (Figur 6) ist zwischen dem Grundrahmen 2 und der Unterschere 3 wirksam. Es ist unterhalb des Querholms 20 der Unterschere 3 angeordnet.
Bezugszeichen:
1 - Stromabnehmer
2 - Grundrahmen
3 - Unterschere
4 - Oberschere
5 - Stromabnehmerwippe
6 - Lenkerstange
7 - Lenkerstange
8 - Schleifleiste
9 - Höhenverstellung 10 - Linearantrieb
11 - Spindel
12 - Schlitten
13 - Führungsschiene
14 - Führungsschiene
15 - Linearlager
16 - Linearlager 17 - Zugfeder
18 - Zugmittel
19 - Kurvenscheibe 20 - Querholm 21 - Lager von 20
22 - weitere Zugfeder
23 - weitere Zugfeder
24 - weiteres Zugmittel
25 - weiteres Zugmittel
26 - weitere Kurvenscheibe
27 - weitere Kurvenscheibe
28 - Arretierung
29 - Stange
30 - Schwenkhebel
31 - Arretierhaken 32 - Arretierhakenaufnahme
33 - Erkennungssystem
34 - Dämpfungselement
P1 - Pfeil P2 - Pfeil

Claims

Patentansprüche
1. Stromabnehmer (1 ) mit einem fahrzeugseitigen Grundrahmen (2) und mit einer am Grundrahmen (2) befestigten Unterschere (3) sowie einer an der Unterschere (3) befestigten Oberschere (4) mit jeweiligen Lenkerstangen (6, 7) sowie mit einer an der Oberschere (4) befestigten Stromabnehmerwippe (5) mit Schleifleisten (8) zur Kontaktierung einer stromführenden Oberleitung, wobei an dem Grundrahmen (2) eine Höhenverstellung (9) angeordnet ist, um die Unterschere (3) gegenüber dem Grundrahmen (2) zu verschwenken, wobei die Höhenverstellung (9) einen elektrischen Linearantrieb (10) mit einer Spindel (11) und mit einem Antriebsmotor aufweist, wobei der Linearantrieb (10) mit einem Schlitten (12) verbunden ist, wobei der Schlitten (12) von dem Linearantrieb (10) von einer Parkposition in eine Hubposition verlagerbar ist, wobei der Schlitten (12) über eine Zugfeder (17) mit der Unterschere (3) verbunden ist, um eine Schwenkbewegung der Unterschere (3) in eine angehobene Position einzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11) durch den Antriebsmotor linear verlagerbar ist und mit ihrem freien Ende mit dem Schlitten (12) verbunden ist, der an dem Grundrahmen (2) translatorisch verschiebbar gelagert ist.
2. Stromabnehmer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Zugfeder (22, 23) an dem Grundrahmen (2) angeordnet ist und mit der Unterschere (3) verbunden ist, um die Schwenkbewegung der Unterschere (3) in die angehobene Position zu unterstützen.
3. Stromabnehmer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung (9) eine elektrische Blockiereinrichtung aufweist, die bei einem Stromausfall den Schlitten (12) freigibt, so dass er in die Parkposition gelangt und der Stromabnehmer (1 ) abgesenkt wird.
4. Stromabnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dämpfungselement (34) zwischen dem Grundrahmen (2) und der Unterschere (3) wirksam ist, um eine Absenkgeschwindigkeit der Unterschere (3) beim Absenken zu reduzieren.
5. Stromabnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiereinrichtung in Wirkeingriff mit dem elektrischen Linearantrieb (10) steht.
6. Stromabnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (12) über wenigstens ein Linearlager (15, 16) auf wenigstens einer Führungsschiene (13, 14) gelagert ist, die mit dem Grundrahmen (2) verbunden ist oder dass der Schlitten (12) wenigstens eine Führungsschiene aufweist, die in wenigstens einem Linearlager am Grundrahmen (2) gelagert ist.
7. Stromabnehmer (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (12) auf zwei im Abstand zueinander angeordneten Führungsschienen (13, 14) des Grundrahmes (2) gelagert ist.
8. Stromabnehmer (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (10) und die Zugfeder (17) zwischen den Führungsschienen (13, 14) mit dem Schlitten (12) verbunden sind.
9. Stromabnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (12) parallel zum Grundrahmen (2) von der Parkposition in die Hubposition verlagerbar ist.
10. Stromabnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (12) mit einer Arretierung (28) in Wirkverbindung steht, die in der abgesenkten Position mit der Unterschere (3), der Oberschere (4) oder der Stromabnehmerwippe (5) in Eingriff steht und durch das Verlagern des Schlittens (12) von der Parkposition in die Hubposition außer Eingriff steht.
11. Stromabnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfeder (17) mit einem auf einer Kurvenscheibe (19) geführten Zugmittel (18) verbunden ist.
12. Stromabnehmer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er auf einem nicht schienengebunden Fahrzeug montiert ist.
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