EP4344425A1 - Pantograf für ein elektrisch antreibbares kraftfahrzeug - Google Patents

Pantograf für ein elektrisch antreibbares kraftfahrzeug

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Publication number
EP4344425A1
EP4344425A1 EP22751383.5A EP22751383A EP4344425A1 EP 4344425 A1 EP4344425 A1 EP 4344425A1 EP 22751383 A EP22751383 A EP 22751383A EP 4344425 A1 EP4344425 A1 EP 4344425A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pantograph
main frame
motor vehicle
arm
potential level
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
EP22751383.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian BÜHS
Helge Molthan
Thomas Stark
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.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility 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 Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4344425A1 publication Critical patent/EP4344425A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/36—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles with means for collecting current simultaneously from more than one conductor, e.g. from more than one phase
    • 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 pantograph for an electrically driven motor vehicle, in particular an overhead line hybrid truck.
  • the invention also relates to an electrically driven motor vehicle, in particular an overhead line hybrid truck.
  • pantographs cf. also Fig. 1 and possibly below, especially for motor vehicles such.
  • hybrid hybrid trucks for electric highways, trolleybuses or trolleybuses have a galvanic isolation between a traction voltage potential level (diagram: thick single line) and a chassis potential level (diagram: thick and short dashed lines) of the motor vehicle .
  • a traction voltage on-board network of the motor vehicle is electrically isolated from the chassis of the motor vehicle, with the traction voltage on-board network being monitored by the motor vehicle.
  • a further potential level is provided to be controlled, the so-called intermediate potential level (drawing: double line), whereby in the event of a fault, a conclusion is always initially made to the intermediate potential level.
  • a potential layer (English: (potential) layer) is here and in the following always a section, a zone, a part etc. , referred to as an area, understood, which has the same electrical potential on / in the motor vehicle intended or. can own .
  • the traction voltage potential level can be brought into electromechanical sliding contact with the overhead line and carry its electrical voltage.
  • the intermediate potential level lies between the traction onsmisss potential level and the chassis potential level.
  • the chassis potential level is galvanically coupled to a chassis of the motor vehicle. Electrical isolation between the traction voltage potential level and the intermediate potential level is monitored by the pantograph, as well as electrical isolation between the intermediate potential level and the chassis potential level.
  • the pantograph irons out the catenary before catenary voltage can be applied to the chassis and it can become a electrical hazard could occur.
  • the chassis potential level can be coupled with low resistance to the traction voltage potential level, primarily depending on an electrical resistance of the tires of the motor vehicle.
  • the pantograph must be attached to the motor vehicle with many large isolators (static overdetermination, use of special compensating elements) and, on the other hand, be protected against breaking off in the event of a crash by means of crash bars, cf. also Fig. 2 and below .
  • the pantograph according to the invention comprises at least one pantograph main frame and an arm structure that can be moved up and down and has a rocker or a contact piece (contact piece of an overhead line) at its upper end, the pantograph being attachable to a motor vehicle by means of the pantograph main frame and the motor vehicle being able to be supplied with electric current from an overhead line depending on a position of the arm structure, the pantograph main frame having a chassis of the motor vehicle can be galvanically coupled and a two-stage galvanic isolation to a traction voltage potential away from the pantograph main frame in the pantograph itself takes place. Furthermore, security is increased because more parts or Components are on the (safer) chassis potential level and less on the intermediate potential level.
  • the invention enables a significantly simpler mechanical interface to the motor vehicle. This applies e.g. B. for an effort in a construction or a design as well as the cost and a number of the necessary components.
  • An integration of a pantograph on/on/into the motor vehicle as well as maintenance of the interface are simplified considerably. Due to the reduced tolerance requirements, an interface on the part of the motor vehicle can also be used significantly simplify and offers the potential of a comparatively simple and standardized solution.
  • the changed design leads to a weight reduction of the pantograph, which is of great importance for the entire motor vehicle system due to the position of the pantograph and also economically.
  • a weight is decisive in particular for the design of the supporting structure underneath. Accordingly, a reduction in the weight of the pantograph also leads to a further reduction in weight and size of the support structure under the pantograph.
  • the insulation monitoring between the individual potential levels is simplified.
  • the galvanic isolation between a chassis potential level of the pantograph ( in the drawing : thick and short dashed lines ) and another potential level of the pantograph can take place in the pantograph main frame, on the pantograph main frame and/or outside of the pantograph main frame in the pantograph itself . -D. H . in the case of a pantograph mounted on a motor vehicle, the pantograph main frame and the chassis of the motor vehicle are at a common potential level, the chassis potential level of the motor vehicle.
  • the main pantograph frame as a mechanical structure can e.g. B. at least one drive for the arm structure, at least one switch box, at least one arm bearing, at least one other component or unit, etc. exhibit .
  • the pantograph itself includes all the components that are necessary to direct a traction current from an overhead line in the motor vehicle.
  • D. H . the pantograph has z. B. : the arm construction, the main pantograph frame, control boxes, cables, isolators, etc. on .
  • the function of the pantograph is analogous to that of a (comparatively complex) electrical cable, which on the one hand can be or is connected mechanically (pantograph main frame) and electrically (switch box, traction power line) to/in the motor vehicle and which on the other hand is electrically connected to the overhead line. can be ironed on and off romechanically (arm construction).
  • the pantograph is electrically isolated from the chassis of the motor vehicle no longer, as in the prior art, between the pantograph and the chassis, but in the pantograph itself.
  • D. H in the main pantograph frame or between the main pantograph frame and a section of the pantograph directly or indirectly adjoining it.
  • the galvanic isolation shifts away from an original potential level between the actual motor vehicle and the pantograph into the pantograph, with the sections of the chassis potential level of the entire motor vehicle, i.e. the actual motor vehicle with pantograph, becoming 'larger' or 'more' because the potential of the chassis now extends at least into the pantograph main frame.
  • the pantograph preferably has three potential levels: the chassis potential level, a traction voltage potential level (in the drawing: thick single line) and an intermediate potential level set up in between (in the drawing: double line).
  • the intermediate potential level completely galvanically separates the traction voltage potential level from the chassis potential level; i.e. H . there is no isolation point where there is or can be a chassis potential on one side and a traction voltage potential on the other side. In the isolation between the potential levels z.
  • Significantly smaller insulators can be used inside control boxes, as there is less mechanical stress and there is less pollution and less weather influences.
  • the creepage and clearance distances can be reduced.
  • a mechanical control box is , also in the following, e.g. B. a mechanical traction voltage switch box and/or a mechanical control switch box understood, which is electrically isolated from its components of the intermediate potential level and therefore does not include them.
  • the (entire) control box then includes these, with a potential limit running inside the control box.
  • a rocker, a rocker carrier of the arm structure, a sensor and a signal cable to the control switch box, and/or electrical shielding of a traction power cable to the traction voltage switch box and/or to the motor vehicle are on the intermediate potential level of the pantograph.
  • at least one of the switch boxes or one or more components of this or one of the arms or parts of it are on the intermediate potential level.
  • At least one rocker in particular two rockers, the arm construction, Parts of the at least one rocker, in particular at least one contact strip or at least one contact piece, a rocker joint of the arm construction between the upper arm and a rocker carrier or. a rocker or individual parts or assemblies of the rocker (e.g. the springs of the contact pieces), a rocker-side section (off the main frame) of an upper arm of the arm construction, and/or a traction current cable to the traction voltage control box and/or to the motor vehicle on the traction voltage potential level of the pantograph lie .
  • An electrical shielding of the traction current cable is in this case on the intermediate potential level.
  • the arm construction itself can act as an isolator and/or be attached to the pantograph main frame via an electrical isolator. Furthermore, the arm construction, away from at least one of them if necessary. electrically isolated rocker, have an electrical isolator that electrically insulates two areas of the arm construction from one another.
  • An electrical isolator can be provided between the pantograph main frame and the (entire) traction voltage control box.
  • the traction voltage control box is preferably attached to the pantograph main frame via the electrical insulator.
  • an electrical isolator can be provided between the pantograph main frame and the (entire) control switch box.
  • the control switch box is preferably attached to the pantograph main frame via the electrical isolator.
  • an electrical insulator can be provided between at least one component in at least one switch box and the relevant switch box.
  • an electrical insulator is preferably provided between at least one rocker and a relevant sensor.
  • an electrical insulator can be provided between the pantograph main frame and a forearm bearing of the arm construction.
  • An electrical insulator may be provided in a forearm of the arm construction. Furthermore, an electrical insulator can be provided in an upper arm of the arm construction. Furthermore, an electrical isolator or no electrical isolator can be provided between a rocker carrier and a rocker of the arm construction.
  • electrical I insulators on the one hand z. B. Insulators known from energy technology are used, with which bare electrical conductors are fastened, held or guided without there being any significant current flow through the insulator. On the other hand, components specially designed for the pantograph can also be in the form of electrical insulators.
  • the motor vehicle according to the invention comprises an actual motor vehicle and a pantograph, which is attached to the actual motor vehicle by means of its pantograph main frame, the pantograph being designed as a pantograph according to the invention.
  • the pantograph main frame can be fixed directly to a frame, a supporting structure or a chassis of the motor vehicle.
  • a support structure a structure can e.g. B. as a support structure, a so-called baseframe, a so-called tower etc. be trained, which in turn or which in turn is in direct or indirect galvanic connection with the chassis.
  • no galvanic isolation is set up between the pantograph main frame and the actual motor vehicle.
  • D. H no insulators are provided between the pantograph main frame and the frame, the structure or the chassis of the motor vehicle, and of course their compensating elements can also be dispensed with.
  • no crash bar is provided between the pantograph main frame and the actual motor vehicle.
  • a feature can be positive, i. H. present, or negative, i. H. to be absent.
  • a negative feature is not explicitly explained as a feature if it is not important according to the invention that it is absent. i.e. the invention actually made and not constructed by the prior art is to omit this feature.
  • a feature of this specification may not only be applied in a specified way, but also in a different way (isolation, combination, substitution, addition, uniqueness, omission, etc.).
  • this can result in a feature in be interpreted and/or specified in more detail in a patent claim.
  • each feature can be understood as an optional, arbitrary or preferred, i.e. as a non-mandatory, feature. So is a separation of a feature, possibly incl. its periphery, is possible from an exemplary embodiment, this feature then being transferrable to a generalized idea of the invention.
  • the absence of a feature (negative feature) in an embodiment indicates that the feature is optional with respect to the invention.
  • a generic concept for the characteristic can also be read (possibly further hierarchical classification into subgenus, etc.), whereby, e.g. B. taking into account the same effect and / or equivalence, a generalization of the feature is possible.
  • FIGS. 1 and 2 show: FIGS. 1 and 2 in a greatly simplified, schematic representation (FIG. 1) of a pantograph insulation arrangement according to the prior art on a motor vehicle and a perspective view (FIG. 2). attachment of a pantograph main frame for a motor vehicle, and Figs. 3 to 6 highly simplified, schematic representations of four inventive embodiments of insulation arrangements of a variant of a pantograph on a motor vehicle, in particular a trolley hybrid truck for electric highways (highways with corresponding overhead lines) .
  • the invention is based on the prior art (Fig. 1 and 2) based on embodiments of four specific forms of leadership (Fig. 3 to 6) of a variant of a pantograph en insulation arrangement 0 for an electrically drivable motor vehicle 10, in particular an overhead line hybrid truck 10, explained in more detail. Only those spatial sections of an object of the invention which are necessary for an understanding of the invention are shown in the drawing.
  • the fig . 1 schematically shows a pantograph 12 and its insulation arrangement 0 according to the prior art on an electrically drivable motor vehicle 10 embodied as an overhead line hybrid truck 10 .
  • the pantograph 12 includes a pantograph main frame 100, an arm structure 200, and a traction power cable 300 as major components.
  • the main pantograph frame 100 may further include a traction voltage control box 110 and a control control box 120 .
  • the arm construction 200 preferably comprises at least one lower arm 210, at least one upper arm 220 and at least one rocker 232 as main components.
  • compensating elements 102 For this purpose, special, precisely manufactured compensating elements 102 must be installed between the insulators 101 and the motor vehicle 10, which are cost-intensive. At the same time, the compensating elements 102 (measuring) lengthen the duration of an assembly of the pantograph 12 and an integration on the motor vehicle 10 .
  • the insulators 101 are not sufficiently stable to prevent a pantograph 12 from breaking off even in the event of a crash. Additional assemblies are therefore integrated into a construction of the pantograph 12 in order to prevent it from breaking off in the event of a crash (crash bar 103). Due to the design and above all the construction of the isolators 101, salt mist can also lead to a reduction in the isolation resistance and triggering of isolation monitoring. Last but not least, the result is an interface with many individual components that is difficult to coordinate, which leads to increased weight, assembly work and costs overall.
  • a pantograph en- I isolation arrangement 0 is proposed for the motor vehicle 10, in which a potential transition (I solator, I isolation layer, etc.) between the chassis potential layer 1 and the intermediate -Potential position 2 in the pantograph 12 itself or whose construction is shifted into .
  • a pantograph main frame 100 as a mechanical structure with possibly. at least one drive, if necessary. at least one control box and / or if necessary. at least one arm support etc. is shifted according to the invention to a large extent to the chassis potential position 1.
  • a forearm 210 and possibly. Parts of an upper arm 220 of the arm construction 200 are shifted to the chassis potential level 1.
  • Switch boxes 110, 120 for controlling the pantograph 12 can be isolated from the pantograph main frame 100 are preferably left on the intermediate potential level 2.
  • control switch box 120 with components: 24V, pneumatics, etc. can be isolated from the pantograph main frame 100 are preferably left on the intermediate potential level 2.
  • traction voltage switch box 110 with components: fuses, connections, surge arresters, etc. can be isolated from the pantograph main frame 100 are preferably left on the intermediate potential level 2.
  • the mechanical switch boxes 110 , 120 can also be moved to the chassis potential level 1 by the components being installed individually or in groups in an isolated manner and electrically connected to the intermediate potential level 2 .
  • At least one sensor 122 which is mechanically mounted on the traction voltage potential level 3 , is electrically insulated from it and is connected to the intermediate potential level 2 . If necessary, cable connections between the potential levels are formed with a screen, which is on an adjacent potential level 1, 2.
  • a direct assembly of the mechanical pantograph main frame 100 on the actual motor vehicle 10 without the use of isolating components is essential and common to all of the embodiments, so that the pantograph main frame 100 is electrically connected to the chassis potential level 1 .
  • a forearm support 212 , the arms 210 , 220 or sections of the arms 210 , 220 of the arm construction 200 serve as an electrical insulation to the intermediate potential level 2 .
  • individual components may be housed together with their switch boxes 110, 120 isolated from the chassis potential level 1 on the intermediate potential level 2.
  • FIG. 3 to 6 show exemplary embodiments of the invention, showing how the complicated interface (insulators 101, compensating elements 102, crash bar 103, etc.) between the pantograph main frame 100 and the actual motor vehicle 10 can be dispensed with.
  • the pantograph main frame 100 is galvanically coupled to a chassis 11 of the motor vehicle 10 .
  • a necessary galvanic isolation from a traction voltage potential is set up in the pantograph 12 itself.
  • chassis potential level 1 contains: the pantograph main frame 100.
  • Intermediate potential level 2 contains: the traction voltage switch box 110, the control switch box 120, the forearm support and electrical shielding of traction current cable 300 to traction voltage switch box 110 and/or to motor vehicle 10.
  • traction voltage potential level 3 are: the at least one rocker 200, 232 and traction current cable 300.
  • the forearm bearing 200, 212 and a section of the forearm 200, 210 on the main frame side are shifted to that of the intermediate potential level 2.
  • the rocker carrier 200, 230, the rocker joint 200, 225 and a rocker-side section of the upper arm 200, 220 are shifted to the traction voltage potential position 3 compared to the embodiment of FIG. -
  • the arm joint 200, 215 and a section of the upper arm 200, 220 away from the rocker are shifted to the intermediate potential level 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pantograf (12) für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug (10), insbesondere einen Oberleitungs-Hybrid-Lkw (10), mit wenigstens einem Pantograf-Hauptrahmen (100) und einer auf- und abbewegbaren Armkonstruktion (200), wobei der Pantograf (12) mittels des Pantograf-Hauptrahmens (100) an einem Kraftfahrzeug (10) befestigbar und das Kraftfahrzeug (10) in Abhängigkeit einer Stellung der Armkonstruktion (200) mit elektrischem Strom versorgbar ist, wobei der Pantograf-Hauptrahmen (100) mit einem Chassis (11) des Kraftfahrzeugs (10) galvanisch koppelbar ist und eine galvanische Trennung zu einem Traktionsspannungspotenzial abseits des Pantograf-Hauptrahmens (100) im Pantografen (12) selbst erfolgt.

Description

Beschreibung
Pantograf für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen Pantografen für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, insbesondere einen Oberleitungs- Hybrid-Lkw. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, insbesondere einen Oberleitungs- Hybrid-Lkw .
Elektrische Transportsysteme für Güter oder Personen mit Fahrleitungen zur Versorgung von Fahrzeugen - also Kraftfahrzeugen (Straßenfahrzeuge) , Schienenfahrzeugen und/oder Oberleitungsschiffen (Boote, Fähren) - mit elektrischer Energie gibt es in vielen Varianten. Bei einem Einsatz von elektrischen Versorgungssystemen für solche Fahrzeuge kommen üblicherweise mit Gleichstrom gespeiste Oberleitungssysteme zum Einsatz. Diese haben den Vorteil einer hohen Sicherheit und eines geringen Platzbedarfs der Komponenten am/ im Fahrzeug. Die Oberleitungen sind über elektrifizierten Fahrstreifen (Kraftfahrzeuge) , Schienen (Schienenfahrzeuge) oder Fahrspuren (Kraftfahrzeuge, Schiffe) angeordnet und werden von den mit Elektrotraktionsmotoren antreibbaren Fahrzeugen mit Hilfe von als Pantografen ausgebildeten Stromabnehmern elektromechanisch kontaktiert.
Pantografen, vgl . auch Fig. 1 und ggf. unten, insbesondere für Kraftfahrzeuge wie z. B. Oberleitungs-Hybrid-Lkw für Elektroautobahnen, Oberleitungslastkraftwagen oder Oberleitungsbusse, weisen aus Gründen einer elektrischen Sicherheit eine galvanische Trennung zwischen einer Traktionsspannungs- Potenziallage (Zeichnung: dicker Einfachstrich) und einer Chassis-Potenziallage (Zeichnung: dick und kurz gestrichelt) des Kraftfahrzeugs auf. D. h., dass ein Traktionsspannungs- Bordnetz des Kraftfahrzeugs galvanisch vom Chassis des Kraftfahrzeugs getrennt ist, wobei das Traktionsspannungs-Bordnetz vom Kraftfahrzeug überwacht wird. Um den einfachen Fehlerfall zu beherrschen ist eine weitere Potenziallage vorgesehen, die sogenannte Zwischen-Potenziallage ( Zeichnung : Doppelstrich) , wobei ein Schluss im Fehlerfall immer zunächst zur Zwischen- potentiallage erfolgt . - Unter einer Potenziallage ( englisch : ( Potential- ) Layer ) ist hier und im Folgenden immer ein Abschnitt , eine Zone , ein Teil etc . , als Bereich bezeichnet , verstanden, welcher dasselbe elektrische Potenzial am/ im Kraftfahrzeug intendiert besitzt bzw . besitzen kann .
Diese verschiedenen Bereiche des Kraftfahrzeugs , also dessen Potenziallagen, sind elektrisch voneinander isoliert am/ im Kraftfahrzeug eingerichtet . Die Traktionsspannungs- Potenziallage kann in elektromechanischen Schlei fkontakt zur Oberleitung gebracht werden und deren elektrische Spannung tragen . Die Zwischen-Potenziallage liegt zwischen der Trakti- onsspannungs-Potenziallage und der Chassis-Potenziallage . Die Chassis-Potenziallage ist galvanisch mit einem Chassis des Kraftfahrzeugs gekoppelt . Eine elektrische I solation zwischen der Traktionsspannungs-Potenziallage und der Zwischen- Potenziallage wird vom Pantografen überwacht , wie auch eine elektrische I solation zwischen der Zwischen-Potenziallage und der Chassis-Potenziallage .
Sollte die elektrische I solation zwischen zwei benachbarten Potenziallagen ( Traktionsspannungs-Potenziallage zu Zwischen- Potenziallage oder Zwischen-Potenziallage zu Chassis- Potenziallage ) eine Störung aufweisen, bügelt der Pantograf von der Oberleitung ab, bevor eine Oberleitungsspannung am Chassis anliegen kann und es so zu einer elektrischen Gefahr kommen könnte . In geerdeten Netzen kann die Chassis- Potenziallage niederohmig mit der Traktionsspannungs- Potenziallage gekoppelt sein, vorrangig abhängig von einem elektrischen Widerstand der Rei fen des Kraftfahrzeugs . - Der Pantograf muss einerseits aus Stabilitätsgründen mit vielen großen I solatoren ( statische Überbestimmung, Einsatz von speziellen Ausgleichselementen) auf dem Kraftfahrzeug befestigt und andererseits für einen Crashfall mittels Crashbügeln gegen ein Abbrechen geschützt sein, vgl . auch Fig . 2 und unten . Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Anordnung eines Pantografen an einem Kraftfahrzeug anzugeben . - Die Aufgabe der Erfindung ist mittels eines Pantografen für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug ( also ein nicht schienengebundenes Fahrzeug bzw . kein Oberleitungsschi f f ) , insbesondere einen Oberleitungs-Hybrid-Lkw; und mittels eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs , insbesondere eines Oberleitungs-Hybrid-Lkws , gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst . - Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und/oder der folgenden Beschreibung der Erfindung .
Der erfindungsgemäße Pantograf umfasst wenigstens einen Pan- tograf-Hauptrahmen und eine auf- und abbewegbare Armkonstruktion mit einer Wippe bzw . einem Kontaktstück (Kontaktstück einer Oberleitung) an seinem oberen Ende , wobei der Pantograf mittels des Pantograf-Hauptrahmens an einem Kraftfahrzeug befestigbar und das Kraftfahrzeug in Abhängigkeit einer Stellung der Armkonstruktion mit elektrischem Strom aus einer Oberleitung versorgbar ist , wobei der Pantograf-Hauptrahmen mit einem Chassis des Kraftfahrzeugs galvanisch koppelbar ist und eine zweistufige galvanische Trennung zu einem Traktionsspannungspotenzial abseits des Pantograf-Hauptrahmens im Pantografen selbst erfolgt . Ferner ist die Sicherheit erhöht , da mehr Teile bzw . Komponenten auf der ( sichereren) Chassis- Potenziallage liegen und weniger auf der Zwischen- Po tenzi al läge .
Die Erfindung ermöglicht eine deutlich einfachere mechanische Schnittstelle zum Kraftfahrzeug . Dies gilt z . B . für einen Aufwand bei einer Konstruktion bzw . einem Design sowie die Kosten und eine Anzahl der notwendigen Komponenten . Eine Integration eines Pantografen an/auf/ in das Kraftfahrzeug wie auch eine Wartung der Schnittstelle vereinfachen sich erheblich . Aufgrund der verringerten Toleranzanforderungen lässt sich ferner eine Schnittstelle auf Seiten des Kraftfahrzeugs deutlich vereinfachen und bietet das Potential einer vergleichsweise einfachen und standardisierten Lösung .
Ferner führt die veränderte Konstruktion zu einer Gewichtsreduktion des Pantografen, welche für das Gesamtsystem Kraftfahrzeug aufgrund einer Lage des Pantografen wie auch ökonomisch von großer Bedeutung ist . Insbesondere für eine Auslegung der darunterliegenden Tragkonstruktion ist ein Gewicht maßgeblich . Eine Reduktion des Gewichts des Pantografen führt dementsprechend auch bei der Tragkonstruktion unter dem Pantografen zu einer weiteren Gewichts- und Größenreduktion . Ferner vereinfacht sich gemäß der Erfindung die I solationsüberwachung zwischen den einzelnen Potentiallagen .
Die galvanische Trennung zwischen einer Chassis-Potenziallage des Pantografen ( in der Zeichnung : dick und kurz gestrichelt ) zu einer anderen Potenziallage des Pantografen kann im Panto- graf-Hauptrahmen, am Pantograf-Hauptrahmen und/oder abseits des Pantograf-Hauptrahmens im Pantografen selbst erfolgen . - D . h . bei einem an einem Kraftfahrzeug montierten Pantografen liegen der Pantograf-Hauptrahmen und das Chassis des Kraftfahrzeugs auf einer gemeinsamen Potenziallage , der Chassis- Potenziallage des Kraftfahrzeugs . Der Pantograf-Hauptrahmen als mechanische Struktur kann z . B . wenigstens einen Antrieb für die Armkonstruktion, wenigstens einen Schaltkasten, wenigstens eine Armlagerung, wenigstens eine andere Komponente oder Einheit etc . aufweisen .
Der Pantograf selbst umfasst sämtliche Komponenten, die notwendig sind, um einen Traktionsstrom aus einer Oberleitung in das Kraftfahrzeug zu leiten . D . h . der Pantograf weist z . B . : die Armkonstruktion, den Pantograf-Hauptrahmen, Schaltkästen, Kabel , I solatoren etc . auf . Hierbei ist die Funktion des Pantografen analog zu der eines (vergleichsweise komplex aufgebauten) elektrischen Kabels , welches einerseits am/ im Kraftfahrzeug mechanisch ( Pantograf-Hauptrahmen) und elektrisch ( Schaltkasten, Traktionsstromleitung) anschließbar oder angeschlossen ist und das andererseits an die Oberleitung elekt- romechanisch (Armkonstruktion) an- und abgebügelt werden kann .
Gemäß der Erfindung erfolgt eine galvanische Trennung des Pantografen gegenüber dem Chassis des Kraftfahrzeugs nun nicht mehr, wie im Stand der Technik, zwischen dem Pantografen und dem Chassis , sondern im Pantografen selbst . D . h . im Pantograf-Hauptrahmen oder zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen und einem sich daran unmittelbar oder mittelbar anschließenden Abschnitt des Pantografen . Die galvanische Trennung verschiebt sich weg von einer ursprünglichen Potenziallage zwischen dem eigentlichen Kraftfahrzeug und dem Pantografen in den Pantografen hinein, wobei die Abschnitte der Chassis- Potenziallage des gesamten Kraftfahrzeugs , also des eigentlichen Kraftfahrzeugs mit Pantograf , , größer ' oder , mehr ' werden, da sich die Chassis-Potenziallage nun wenigstens bis hinein in den Pantograf-Hauptrahmen erstreckt .
Bevorzugt besitzt der Pantograf drei Potenziallagen : die Chassis-Potenziallage , eine Traktionsspannungs-Potenziallage ( in der Zeichnung : dicker Einfachstrich) und eine dazwischen eingerichtete Zwischen-Potenziallage ( in der Zeichnung : Doppelstrich) . Hierbei trennt die Zwischen-Potenziallage die Traktionsspannungs-Potenziallage von der Chassis- Potenziallage vollständig galvanisch; d . h . es gibt keine Isolationsstelle , an welcher an einer Seite ein Chassispotenzial und an der anderen Seite ein Traktionsspannungspotenzial anliegt oder anliegen kann . Bei der I solation zwischen den Potenziallagen z . B . innerhalb von Schaltkästen lassen sich deutlich kleinere I solatoren nutzen, da eine mechanische Beanspruchung geringer ist und es zu weniger Verschmutzung und Witterungseinflüssen kommt . Zudem lassen sich die Kriech- und Luftstrecken reduzieren .
Je nach einer Aus führungs form können : der Pantograf- Hauptrahmen und ggf . ein mechanischer Schaltkasten, eine Unterarmlagerung der Armkonstruktion, ein hauptrahmenseitiger Abschnitt eines Unterarms der Armkonstruktion, ein gesamter Unterarm der Armkonstruktion, ein Armgelenk der Armkonstruktion zwischen dem Unterarm und einem Oberarm, und/oder ein hauptrahmenseitiger (wippenabseitiger ) Abschnitt eines Oberarms der Armkonstruktion auf der Chassis-Potenziallage des Pantografen liegen .
Unter einem mechanischen Schaltkasten ist , auch im Folgenden, z . B . ein mechanischer Traktionsspannungs-Schaltkasten und/oder ein mechanischer Steuerungs-Schaltkasten verstanden, welcher zu seinen Komponenten der Zwischen-Potenziallage elektrisch isoliert ist und daher diese nicht mitumfasst . Der ( gesamte ) Schaltkasten umfasst diese dann, wobei eine Poten- zialgrenze innerhalb des Schaltkastens verläuft .
Ferner können j e nach einer Aus führungs form : ein ( gesamter ) Traktionsspannungs-Schaltkasten ( inkl . elektrischer Komponenten) und/oder ein ( gesamter ) Steuerungs-Schaltkasten ( inkl . elektrischer Komponenten) , eine Unterarmlagerung der Armkonstruktion, ein gesamter Unterarm der Armkonstruktion, ein hauptrahmenabseitiger Abschnitt eines Unterarms der Armkonstruktion, ein Armgelenk der Armkonstruktion zwischen dem Unterarm und einem Oberarm, ein gesamter Oberarm der Armkonstruktion, ein wippenabseitiger (hauptrahmenseitiger ) Abschnitt eines Oberarms der Armkonstruktion, ein wippenseitiger (hauptrahmenabseitiger ) Abschnitt eines Oberarms der Armkonstruktion, ein Wippengelenk der Armkonstruktion zwischen dem Oberarm und einem Wippenträger bzw . einer Wippe , ein Wippenträger der Armkonstruktion, ein Sensor und ein Signalkabel zum Steuerungs-Schaltkasten, und/oder eine elektrische Schirmung eines Traktionsstromkabels zum Traktionsspannungs- Schaltkasten und/oder zum Kraftfahrzeug auf der Zwischen- Potenziallage des Pantografen liegen . Bevorzugt liegen wenigstens einer der Schaltkästen oder einzelne oder mehrere Komponenten dieser oder einer der Arme oder Teile von diesem auf der Zwischen-Potenziallage .
Des Weiteren können j e nach einer Aus führungs form : wenigstens eine Wippe , insbesondere zwei Wippen, der Armkonstruktion, Teile der wenigstens einen Wippe , insbesondere wenigstens eine Schlei f leiste bzw . wenigstens ein Kontaktstück, ein Wippengelenk der Armkonstruktion zwischen dem Oberarm und einem Wippenträger bzw . einer Wippe oder Einzelteile oder Baugruppen der Wippe (wie z . B . die Federung der Kontaktstücke ) , ein wippenseitiger (hauptrahmenabseitiger ) Abschnitt eines Oberarms der Armkonstruktion, und/oder ein Traktionsstromkabel zum Traktionsspannungs-Schaltkasten und/oder zum Kraftfahrzeug auf der Traktionsspannungs-Potenziallage des Pantografen liegen . Eine elektrische Schirmung des Traktionsstromkabels liegt hierbei auf der Zwischen-Potenziallage .
Die Armkonstruktion selbst kann aufgrund ihrer Materialeigenschaften als ein I solator wirken und/oder über einen elektrischen I solator am Pantograf-Hauptrahmen befestigt sein . Ferner kann die Armkonstruktion, abseits wenigstens einer ihr gegenüber ggf . elektrisch isolierten Wippe , einen elektrischen I solator aufweisen, der zwei Bereiche der Armkonstruktion gegeneinander elektrisch isoliert .
Zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen und dem ( gesamten) Traktionsspannungs-Schaltkasten kann ein elektrischer I solator vorgesehen sein . Hierbei ist der Traktionsspannungs-Schaltkasten bevorzugt über den elektrischen I solator am Pantograf- Hauptrahmen befestigt . Ferner kann zwischen dem Pantograf- Hauptrahmen und dem ( gesamten) Steuerungs-Schaltkasten ein elektrischer I solator vorgesehen sein . Hierbei ist der Steuerungs-Schaltkasten bevorzugt über den elektrischen I solator am Pantograf-Hauptrahmen befestigt . Des Weiteren kann zwischen wenigstens einer Komponente in wenigstens einem Schaltkasten und dem betref fenden Schaltkasten ein elektrischer Isolator vorgesehen sein . Ferner ist bevorzugt zwischen wenigstens einer Wippe und einem betref fenden Sensor ein elektrischer I solator vorgesehen . Des Weiteren kann zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen und einer Unterarmlagerung der Armkonstruktion ein elektrischer I solator vorgesehen sein . In einem Unterarm der Armkonstruktion kann ein elektrischer Isolator vorgesehen sein . Ferner kann in einem Oberarm der Armkonstruktion ein elektrischer I solator vorgesehen sein . Des Weiteren kann zwischen einem Wippenträger und einer Wippe der Armkonstruktion ein oder kein elektrischer I solator vorgesehen sein . - Als elektrische I solatoren können einerseits z . B . aus der Energieetechnik bekannte I solatoren zum Einsatz kommen, mit welchen blanke elektrische Leiter befestigt , gehalten oder geführt werden, ohne dass es zu einem nennenswerten Stromfluss durch den I solator kommt . Andererseits können auch speziell für den Pantografen ausgelegt Bauteile als elektrische I solatoren ausgebildet sein .
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst ein eigentliches Kraftfahrzeug und einen Pantografen, welcher mittels seines Pantograf-Hauptrahmens am eigentlichen Kraftfahrzeug befestigt ist , wobei der Pantograf als ein erfindungsgemäßer Pan- tograf ausgebildet ist . - Der Pantograf-Hauptrahmen kann direkt an einem Rahmen, einer Tragkonstruktion oder einem Chassis des Kraftfahrzeugs festgelegt sein . Solch eine Tragkonstruktion bzw . ein Aufbau kann z . B . als eine Stützkonstruktion, ein sogenannter Baseframe , ein sogenannter Tower etc . ausgebildet sein, die ihrerseits bzw . der seinerseits mit dem Chassis in unmittelbarer oder mittelbarer galvanischer Verbindung steht .
Zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen und dem eigentlichen Kraftfahrzeug ist gemäß der Erfindung keine galvanische Trennung eingerichtet . D . h . zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen und dem Rahmen, dem Aufbau oder dem Chassis des Kraftfahrzeugs sind keine I solatoren vorgesehen, wobei natürlich ferner auf deren Ausgleichselemente verzichtet werden kann . Ferner ist es bevorzugt , dass zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen und dem eigentlichen Kraftfahrzeug kein Crashbügel vorgesehen ist .
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Aus führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische und nicht maßstabsgetreue Zeichnung näher erläutert. Abschnitte, Elemente, Bauteile, Einheiten, Komponenten und/oder Schemata, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/ oder Funktion besitzen, sind in der Figurenbeschreibung (s. u.) , der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und in den Figuren (Fig.) der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine mögliche, in der Erfindungsbeschreibung (s. o.) nicht erläuterte, in der Zeichnung nicht dargestellte und/oder nicht abschließende Alternative, eine statische und/ oder kinematische Umkehrung, eine Kombination etc. zu den Ausführungsbeispielen der Erfindung bzw. einer Komponente, einem Schema, einer Einheit, einem Bauteil, einem Element oder einem Abschnitt davon, kann ferner der Bezugszeichenliste und/oder der Figurenbeschreibung entnommen werden.
Bei der Erfindung kann ein Merkmal (Abschnitt, Element, Bauteil, Einheit, Komponente, Funktion, Größe etc.) positiv, d. h. vorhanden, oder negativ, d. h. abwesend, ausgestaltet sein. In dieser Spezifikation (Beschreibung (Erfindungsbeschreibung (s. o.) , Figurenbeschreibung (s. u.) ) , Bezugszeichenliste, Patentansprüche, Zeichnung) ist ein negatives Merkmal als Merkmal nicht explizit erläutert, wenn nicht gemäß der Erfindung Wert daraufgelegt ist, dass es abwesend ist. D. h. die tatsächlich gemachte und nicht eine durch den Stand der Technik konstruierte Erfindung darin besteht, dieses Merkmal wegzulassen.
Ein Merkmal dieser Spezifikation kann nicht nur in einer angegebenen Art und/oder Weise, sondern auch in einer anderen Art und/oder Weise angewendet sein (Isolierung, Zusammenfassung, Ersetzung, Hinzufügung, Alleinstellung, Weglassung etc.) . Insbesondere ist es möglich, anhand eines Bezugszeichens und einem diesem zugeordneten Merkmal bzw. vice versa, in der Beschreibung, der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und/oder der Zeichnung, ein Merkmal in den Patentansprüchen und/oder der Beschreibung zu ersetzen, hinzuzufügen oder wegzulassen. Darüber hinaus kann dadurch ein Merkmal in einem Patentanspruch ausgelegt und/oder näher spezifiziert werden .
Die Merkmale der Beschreibung sind (angesichts des (zunächst meist unbekannten) Stands der Technik) auch als optionale Merkmale interpretierbar; d. h. ein jedes Merkmal kann als ein fakultatives, arbiträres oder bevorzugtes, also als ein nicht verbindliches, Merkmal aufgefasst werden. So ist eine Herauslösung eines Merkmals, ggf. inkl . seiner Peripherie, aus einem Ausführungsbeispiel möglich, wobei dieses Merkmal dann auf einen verallgemeinerten Erfindungsgedanken übertragbar ist. Das Fehlen eines Merkmals (negatives Merkmal) in einem Ausführungsbeispiel zeigt, dass das Merkmal in Bezug auf die Erfindung optional ist. Ferner ist bei einem Artbegriff für ein Merkmal auch ein Gattungsbegriff für das Merkmal mitlesbar (ggf. weitere hierarchische Gliederung in Untergattung etc.) , wodurch, z. B. unter Beachtung von Gleichwirkung und/ oder Gleichwertigkeit, eine Verallgemeinerung des Merkmals möglich ist.
In den lediglich beispielhaften Figuren (Fig.) zeigen: die Fig. 1 und 2 in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung (Fig. 1) eine Pantografen- Isolationsanordnung gemäß dem Stand der Technik an einem Kraftfahrzeug und eine Perspektivansicht (Fig. 2) auf eine Befestigung eines Pantograf-Hauptrahmens für ein Kraftfahrzeug, und die Fig. 3 bis 6 stark vereinfachte, schematische Darstellungen von vier erfindungsgemäßen Aus führungs formen von Isolationsanordnungen einer Variante eines Pantografen an einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Oberleitungs-Hybrid-Lkw für Elektoautobahnen (Autobahnen mit entsprechenden Oberleitungen) .
Die Erfindung ist im Folgenden ausgehend vom Stand der Technik (Fig. 1 und 2) anhand von Ausführungsbeispielen von vier spezifischen Aus führungs formen (Fig. 3 bis 6) einer Variante einer Pantograf en-Isolationsanordnung 0 für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug 10 , insbesondere einen Oberlei- tungs-Hybrid-Lkw 10 , näher erläutert . In der Zeichnung sind nur diej enigen räumlichen Abschnitte eines Gegenstands der Erfindung dargestellt , welche für ein Verständnis der Erfindung notwendig sind .
Obwohl die Erfindung detaillierter durch bevorzugte Aus führungsbeispiele näher beschrieben und illustriert ist , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Aus führungsbeispiele eingeschränkt , sondern ist von grundlegenderer Natur . Andere Variationen können hieraus und/oder aus Obigem (Erfindungsbeschreibung) abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Die Erfindung ist dabei allgemein im Bereich elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge (vgl . o . ) anwendbar .
Die Fig . 1 zeigt schematisch einen Pantograf 12 und dessen Isolationsanordnung 0 gemäß dem Stand der Technik an einem als Oberleitungs-Hybrid-Lkw 10 ausgebildeten elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug 10 . Der Pantograf 12 umfasst als Hauptbestandteile einen Pantograf-Hauptrahmen 100 , eine Armkonstruktion 200 und ein Traktionsstromkabel 300 . Der Pantograf-Hauptrahmen 100 kann ferner einen Traktionsspannungs- Schaltkasten 110 und einen Steuerungs-Schaltkasten 120 aufweisen . Die Armkonstruktion 200 umfasst als Hauptbestandteile bevorzugt wenigstens einen Unterarm 210 , wenigstens einen Oberarm 220 und wenigstens eine Wippe 232 .
Im Stand der Technik liegt bei einem ausgefahrenen Pantogra- fen 12 im Wesentlichen lediglich wenigstens eine Wippe 132 des Pantografen 12 elektrisch auf einer Traktionsspannungs- Potenziallage 3 ( Zeichnung : dicker Einfachstrich) , wobei der hauptsächliche Rest des Pantografen 12 elektrisch auf einer Zwischen-Potenziallage 2 ( Zeichnung : Doppelstrich) liegt . Einzelne Steuerungskomponenten im Pantografen 12 können elektrisch mit einer Chassis-Potenziallage 1 ( Zeichnung : dick und kurz gestrichelt ) des Kraftfahrzeugs 10 verbunden sein . Der Pantograf 12 ist aus Stabilitätsgründen, siehe Fig . 2 , mit vielen vergleichswese großen I solatoren 101 auf dem Kraftfahrzeug 10 befestigt . Diese mechanische Schnittstelle weist verschiedene Nachteile auf . Zum einen kommt es durch die Anzahl der I solatoren 101 zu einer statischen Überbestimmung, welche nur durch eine aufwändige Ausgleichskonstruktion beherrschbar ist . Hierzu müssen zwischen den I solatoren 101 und dem Kraftfahrzeug 10 spezielle , exakt gefertigte Ausgleichselemente 102 verbaut werden, welche kostenintensiv sind . Gleichzeitig verlängern die Ausgleichselemente 102 (Messen) eine Zeitdauer einer Montage des Pantografen 12 sowie eine Integration am Kraftfahrzeug 10 .
Ferner sind die I solatoren 101 nicht ausreichend stabil , um auch in einem Crashfall ein Abbrechen eines Pantografen 12 zu verhindern . Es sind daher weitere Baugruppen in eine Konstruktion des Pantografen 12 integriert , um dessen Abbrechen im Crashfall abfangen ( Crashbügel 103 ) . Aufgrund der Konstruktion und vor allem der Bauweise der I solatoren 101 kann es darüber hinaus durch Sal znebel zum Absinken eines I solationswiderstandes und zur Auslösung einer I solationsüberwachung kommen . Nicht zuletzt ergibt sich eine kompli ziert abzustimmende Schnittstelle mit vielen Einzelbauteilen, die insgesamt zu einem erhöhten Gewicht , Montageaufwand und Kosten führt .
Gemäß der Erfindung (vgl . auch die Fig . 3 bis 6 ) wird eine Pantograf en- I solationsanordnung 0 für das Kraftfahrzeug 10 vorgeschlagen, bei dem ein Potenzialübergang ( I solator, I solationsschicht etc . ) zwischen der Chassis-Potenziallage 1 und der Zwischen-Potenziallage 2 in den Pantograf 12 selbst bzw . dessen Konstruktion hineinverschoben ist . Ein Pantograf- Hauptrahmen 100 als mechanische Struktur mit ggf . wenigstens einem Antrieb, ggf . wenigstens einem Schaltkasten und/oder ggf . wenigstens einer Armlagerung etc . wird gemäß der Erfindung zu großen Teilen auf die Chassis-Potenziallage 1 verschoben . Daneben können auch ein Unterarm 210 und ggf . Teile eines Oberarms 220 der Armkonstruktion 200 auf die Chassis- Potenziallage 1 verschoben werden . Schaltkästen 110 , 120 für die Steuerung des Pantografen 12 ( Steuerungs-Schaltkasten 120 mit Komponenten : 24V, Pneumatik etc . ) und für die Traktionsspannung ( Traktionsspannungs- Schaltkasten 110 mit Komponenten : Sicherungen, Anschlüsse , Überspannungsableiter etc . ) können isoliert zum Pantograf- Hauptrahmen 100 bevorzugt auf der Zwischen-Potenziallage 2 belassen werden . Alternativ lassen sich auch lediglich die erforderlichen Komponenten auf der Zwischen-Potenziallage 2 belassen und auch die mechanischen Schaltkästen 110 , 120 auf die Chassis-Potenziallage 1 verschieben, indem die Komponenten einzeln oder in Gruppen isoliert montiert und mit der Zwischen-Potenziallage 2 elektrisch verbunden werden .
Auf der Traktionsspannungs-Potenziallage 3 verbleiben wie bisher Teile der Wippe (n) 232 ( Schlei fleisten) , welche gegenüber dem übrigen Aufbau isoliert sind ( z . B . mittels Blattfedern der Schlei f leisten realisiert ) . Wenigstens ein Sensor 122 , welcher mechanisch an der Traktionsspannungs- Potenziallage 3 montiert ist , ist gegenüber dieser elektrisch isoliert und mit der Zwischen-Potenziallage 2 verbunden . Kabelverbindungen zwischen den Potenziallagen sind ggf . mit einem Schirm ausgebildet , welcher auf einer benachbarten Poten- ziallage 1 , 2 liegt .
Wesentlich und allen Aus führungs formen gemeinsam ist eine direkte Montage des mechanischen Pantograf-Hauptrahmens 100 auf dem eigentlichen Kraftfahrzeug 10 ohne Einsatz von isolierenden Komponenten, sodass der Pantograf-Hauptrahmen 100 elektrisch mit der Chassis-Potenziallage 1 verbunden ist . Eine Unterarmlagerung 212 , die Arme 210 , 220 oder Abschnitte der Arme 210 , 220 der Armkonstruktion 200 dienen dabei als eine elektrische I solation zur Zwischen-Potenziallage 2 . Zugleich können einzelne Komponenten ggf . zusammen mit ihren Schaltkästen 110 , 120 isoliert zur Chassis-Potenziallage 1 auf der Zwischen-Potenziallage 2 untergebracht sein . Die Fig. 3 bis 6 zeigen beispielhafte Aus führungs formen der Erfindung, wie auf die komplizierte Schnittstelle (Isolatoren 101, Ausgleichselemente 102, Crashbügel 103 etc.) zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen 100 und dem eigentlichen Kraftfahrzeug 10 verzichtet werden kann. Hierzu wird der Pantograf- Hauptrahmen 100 mit einem Chassis 11 des Kraftfahrzeugs 10 galvanisch gekoppelt. Eine notwendige galvanische Trennung zu einem Traktionsspannungspotenzial ist im Pantografen 12 selbst eingerichtet.
In der Aus führungs form der Fig. 3 befindet sich auf der Chas- sis-Potenziallage 1: der Pantograf-Hauptrahmen 100. Auf der der Zwischen-Potenziallage 2 befinden sich: der Traktionsspannungs-Schaltkasten 110, der Steuerungs-Schaltkasten 120, die Unterarmlagerung 200, 212, der gesamte Unterarm 200, 210, ein Armgelenk 200, 215, der gesamte Oberarm 200, 220, ein Wippengelenk 200, 225, ein Wippenträger 200, 230, ein Sensor 122 und ein Signalkabel 123 zum Steuerungs-Schaltkasten 120, und eine elektrische Schirmung des Traktionsstromkabels 300 zum Traktionsspannungs-Schaltkasten 110 und/oder zum Kraftfahrzeug 10. Und auf der Traktionsspannungs-Potenziallage 3 befinden sich: die wenigstens eine Wippe 200, 232 sowie das Traktionsstromkabel 300.
In der Aus führungs form der Fig. 4 sind gegenüber der Ausführungsform der Fig. 3 die Unterarmlagerung 200, 212 und ein hauptrahmenseitiger Abschnitt des Unterarms 200, 210 auf die der Zwischen-Potenziallage 2 verschoben. - In der Ausführungsform der Fig. 5 sind gegenüber der Aus führungs form der Fig. 4 der Wippenträger 200, 230, das Wippengelenk 200, 225 und ein wippenseitiger Abschnitt des Oberarms 200, 220 auf die Traktionsspannungs-Potenziallage 3 verschoben. - In der Aus führungs form der Fig. 6 sind gegenüber der Aus führungs form der Fig. 4 ferner das Armgelenk 200, 215 und ein wippenabseitiger Abschnitt des Oberarms 200, 220 auf die Zwischen- Potenziallage 2 verschoben.

Claims

Patentansprüche
1. Pantograf (12) für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug (10) , insbesondere einen Oberleitungs-Hybrid-Lkw (10) , mit wenigstens einem Pantograf-Hauptrahmen (100) und einer auf- und abbewegbaren Armkonstruktion (200) , wobei der Pantograf (12) mittels des Pantograf-Hauptrahmens (100) an einem Kraftfahrzeug (10) befestigbar und das Kraftfahrzeug (10) in Abhängigkeit einer Stellung der Armkonstruktion (200) mit elektrischem Strom versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pantograf-Hauptrahmen (100) mit einem Chassis (11) des Kraftfahrzeugs (10) galvanisch koppelbar ist und eine galvanische Trennung zu einem Traktionsspannungspotenzial abseits des Pantograf-Hauptrahmens (100) im Pantografen (12) selbst erfolgt.
2. Pantograf (12) gemäß vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Trennung zwischen einer Chassis-Potenziallage (1) des Pantografen (12) zu einer anderen Potenziallage (2, 3) des Pantografen (12) im Pantograf- Hauptrahmen (100) , am Pantograf-Hauptrahmen (100) und/oder abseits des Pantograf-Hauptrahmens (100) im Pantografen (12) selbst erfolgt.
3. Pantograf (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pantograf (12) drei Potenzi- allagen (1, 2, 3) besitzt: eine/die Chassis-Potenziallage (1) , eine Traktionsspannungs-Potenziallage (3) und eine dazwischen eingerichtete Zwischen-Potenziallage (2) .
4. Pantograf (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
• der Pantograf-Hauptrahmen (100) und ggf. ein mechanischer Schaltkasten (110, 120) , • ein hauptrahmenseitiger Abschnitt eines Unterarms (200, 210) der Armkonstruktion (200) ,
• ein gesamter Unterarm (200, 210) der Armkonstruktion (200) , und/ oder
• ein hauptrahmenseitiger Abschnitt eines Oberarms (200, 220) der Armkonstruktion (200) auf der Chassis-Potenziallage (1) des Pantografen (12) liegt.
5. Pantograf (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
• ein Traktionsspannungs-Schaltkasten (110) und/oder ein Steuerungs-Schaltkasten (120) ,
• ein gesamter Unterarm (200, 210) der Armkonstruktion (200) ,
• ein hauptrahmenabseitiger Abschnitt eines Unterarms (200, 210) der Armkonstruktion (200) ,
• ein gesamter Oberarm (200, 220) der Armkonstruktion (200) ,
• ein wippenabseitiger Abschnitt eines Oberarms (200, 220) der Armkonstruktion (200) ,
• ein wippenseitiger Abschnitt eines Oberarms (200, 220) der Armkonstruktion (200)
• ein Wippenträger (200, 230) der Armkonstruktion (200) ,
• ein Sensor (122) und ein Signalkabel (123) zum Steuerungs-Schaltkasten (120) , und/oder
• eine elektrische Schirmung eines Traktionsstromkabels (300) zum Traktionsspannungs-Schaltkasten (110) und/oder zum Kraftfahrzeug auf der Zwischen-Potenziallage (2) des Pantografen (12) liegt .
6. Pantograf (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
• wenigstens eine Wippe (200, 232) , insbesondere zwei Wippen (200, 232) , der Armkonstruktion (200) ,
• Teile der wenigstens einen Wippe (200, 232) , insbesondere wenigstens eine Schleif leiste bzw. wenigstens ein Kontakt stück, 17
• ein wippenseitiger Abschnitt eines Oberarms (200, 220) der Armkonstruktion (200) , und/oder
• ein Traktionsstromkabel (300) zum Traktionsspannungs- Schaltkasten (110) und/oder zum Kraftfahrzeug (10) auf der Traktionsspannungs-Potenziallage (3) des Pantografen (12) liegt.
7. Pantograf (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armkonstruktion (200) aufgrund ihrer Materialeigenschaften als ein Isolator wirkt und/oder über einen elektrischen Isolator (208) am Pantograf- Hauptrahmen (100) befestigt ist, und/oder die Armkonstruktion (200) , abseits wenigstens einer ihr gegenüber ggf. elektrisch isolierten Wippe (200, 232) , einen elektrischen Isolator (218, 228) aufweist, der zwei Bereiche der Armkonstruktion (200) gegeneinander elektrisch isoliert.
8. Pantograf (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
• zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen (100) und dem Traktionsspannungs-Schaltkasten (110) ein elektrischer Isolator (118) vorgesehen ist,
• zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen (100) und dem Steuerungs-Schaltkasten (120) ein elektrischer Isolator (128) vorgesehen ist,
• zwischen wenigstens einer Komponente in wenigstens einem Schaltkasten (110, 120) und dem betreffenden Schaltkasten (110, 120) ein elektrischer Isolator vorgesehen ist, und/ oder
• zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen (100) und einer Unterarmlagerung (212) der Armkonstruktion (200) ein elektrischer Isolator (208) vorgesehen ist.
9. Pantograf (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
• in einem Unterarm (200, 210) der Armkonstruktion (200) ein elektrischer Isolator (218) vorgesehen ist, 18
• in einem Oberarm (200, 220) der Armkonstruktion (200) ein elektrischer Isolator (228) vorgesehen ist, und/oder
• zwischen einem Wippenträger (200, 230) und einer Wippe (200, 232) der Armkonstruktion (200) ein oder kein elektrischer Isolator (238) vorgesehen ist.
10. Elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, insbesondere Oberleitungs-Hybrid-Lkw, mit einem eigentlichen Kraftfahrzeug (10) und einem Pantografen (12) , welcher mittels seines Pan- tograf-Hauptrahmens (100) am eigentlichen Kraftfahrzeug (10) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pantograf (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
11. Elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug (10) gemäß vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass:
• der Pantograf-Hauptrahmen (100) direkt an einem Rahmen (11) , einer Tragkonstruktion (11) oder einem Chassis (11) des eigentlichen Kraftfahrzeugs (10) festgelegt ist,
• zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen (100) und dem eigentlichen Kraftfahrzeug (10) keine galvanische Trennung eingerichtet ist, und/oder
• zwischen dem Pantograf-Hauptrahmen (100) und dem eigentlichen Kraftfahrzeug (10) kein Crashbügel (103) vorgesehen ist.
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