EP4499436A1 - Stromabnehmer für ein strassenfahrzeug und mit einem solchen ausgestattetes strassenfahrzeug - Google Patents

Stromabnehmer für ein strassenfahrzeug und mit einem solchen ausgestattetes strassenfahrzeug

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Publication number
EP4499436A1
EP4499436A1 EP23723861.3A EP23723861A EP4499436A1 EP 4499436 A1 EP4499436 A1 EP 4499436A1 EP 23723861 A EP23723861 A EP 23723861A EP 4499436 A1 EP4499436 A1 EP 4499436A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact wire
current collector
rocker
bridge
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
EP23723861.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian BÜHS
Bastian Blase
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 EP4499436A1 publication Critical patent/EP4499436A1/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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0038—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to sensors
    • 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
    • B60L5/20—Details of contact bow
    • 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
    • B60L2200/18—Buses
    • 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 for a non-track-bound, electrically or hybrid-electrically driven road vehicle according to the preamble f f of patent claim 1.
  • Such a current collector is known from the publication DE 10 2018 215 593 Al.
  • This pantograph is intended for a non-track-bound, electrically driven vehicle to feed in electrical energy from a two-pole overhead line system with two contact wires.
  • the energy fed in is primarily used to directly supply traction to a vehicle drive, but can also be fed to an energy storage unit on the vehicle.
  • the contact wires of the overhead line system are stretched above a roadway that can be used by road vehicles, for example a lane on a multi-lane highway.
  • the current collector comprises an articulated support linkage, which carries two contact rockers with contact strips arranged side by side on the contact wire side and has a base joint on the vehicle side for articulation to the vehicle.
  • It also includes a lifting drive coupled to the support rod to generate a torque in the base joint that raises the contact rockers. This allows the contact rockers to be raised from a lower rest position to an upper contact position, so that their contact strips are brought into electrical contact with the respective contact wire. To maintain the grinding contact that develops while the road vehicle is moving, the grinding strips are pressed against the contact wires with a predetermined pressure force using the lifting device.
  • the single-pole overhead line system has to maintain contact with only one contact wire, it is much more difficult in road traffic to drive a road vehicle in such a way that contact between the contact strips and the contact wires is always maintained.
  • the loop strips In order to compensate for a certain tolerance in the contact wire positions and in the steering-related lane faithfulness, the loop strips have a working area with a certain width transverse to the longitudinal direction of the vehicle, which is, however, limited by the mutual distance between the contact wires in order to avoid a contact wire short circuit.
  • the current collector known from DE 10 2018 215 593 A1 comprises a rocker bridge that connects the contact rockers and is designed as an immersion protection, which prevents a contact wire running laterally between the contact rockers from sinking below the loop strips.
  • the rocker bridge is attached to the contact rockers and shaped in such a way that, viewed in the longitudinal direction of the vehicle, the grinding strips and the rocker bridge form a seamless, smooth support curve for the contact wires. This allows lateral contact wire movement to be diverted into the rocker structures without significant transverse forces. However, for safety reasons, the pantograph must still be lowered in such a case.
  • the rocker bridge of this known current collector has two electrically conductive bridge brackets, which are connected to a contact wire sensor to detect a contact
  • the contact wire is connected to the bridge brackets.
  • the contact wire sensor is designed as an electrical conductivity sensor that detects when a contact wire rests on both bridge brackets and thereby connects them conductively.
  • the conductivity sensor can have a resistance circuit between the bridge brackets, which is detuned when a low-resistance contact wire touches both bridge brackets. A resulting fall below a voltage level is registered by a pantograph control and can trigger a lowering of the support rod to unwire the pantograph.
  • a disadvantage of the known pantograph is that when the rocker bridge comes into contact with the contact wire designed as a positive pole, the high overhead line voltage can lead to damage to the pantograph control and other electronic components.
  • the electrical conductivity of the contact wires is significantly reduced due to ice formation on their underside, which can delay or even prevent the detection of contact with the rocker bridge by a contact wire.
  • the invention is therefore based on the object of providing a current collector of the type mentioned at the outset, which overcomes the disadvantages described.
  • the invention is based on a current collector for a non-track-bound, electrically or hybrid-electrically driven road vehicle, for example for a heavy commercial vehicle.
  • the pantograph is intended to feed in electrical energy from a two-pole overhead line system with a contact wire per contact pole.
  • the contact wires designed as positive poles and negative poles are preferably running centrally and parallel above a lane of a roadway that is thereby electrified, with infrastructure components that are known per se, such as masts, side brackets, support cables, hangers, tensioning devices, etc the like, on excited.
  • the current collector comprises a directable, articulated support rod which carries two contact rockers arranged at a distance from one another.
  • the support rod can be designed like a pantograph and have a forearm, an upper arm, a pull rod and a guide rod, which are connected to one another by joints.
  • a lifting device of the current collector for example an air bellows
  • the support rod can be erected and the contact rockers can thereby be raised.
  • One of the contact rockers is assigned to each of the contact poles.
  • At least one contact strip is resiliently mounted on each of the contact rockers for contacting the contact wire assigned to the respective contact pole.
  • two grinding strips arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle and parallel to a transverse direction of the vehicle are mounted on a contact rocker.
  • only a single contact strip can be mounted per contact rocker.
  • Drain horns that are bent downwards can be arranged at the lateral ends of the grinding strips.
  • the current collector also includes a rocker bridge connecting the contact rockers, which is arranged and designed in such a way that a contact wire running between the contact bridges is protected from sinking below the loop strips by resting on the rocker bridge. This prevents a contact wire sliding towards the center of the vehicle from getting below the level of the rail and getting caught there.
  • the pantograph includes a contact wire sensor.
  • the contact wire sensor is designed to record mechanical vibrations which are excited by a contact wire resting on the rocker bridge. If a contact wire slides from a contact strip onto the rocker bridge while the road vehicle is moving and rubs against it, or if a rocker bridge hits a contact wire when the pantograph is connected, parts of the rocker bridge or the entire rocker bridge will be damaged Rocker bridge vibrates. Amplitudes and frequency patterns of such mechanical vibrations are characteristic of a given design of the rocker bridge.
  • the contact wire sensor as a vibration sensor, this phenomenon can be used to detect the event "Detecting a contact wire resting on the rocker bridge". For this purpose, the recorded vibrations can be fed to an evaluation unit of the contact wire sensor and evaluated there digitally.
  • the currently recorded vibration patterns can be recorded Similarity or correspondence can be compared with vibration patterns provided in the evaluation unit, which correspond to a detection event.
  • Acceleration sensors are suitable as vibration sensors, for example, which usually determine the inertial force acting on a test mass. Depending on the setting, the acceleration sensor can briefly measure which acceleration in terms of amplitude and Direction a part of the rocker bridge connected to this experiences, or continuously measure and record these accelerations over a predetermined period of time. Acceleration sensors for road vehicles are tested and approved based on several measurement principles. This means that the problems described above with an electric contact wire sensor can be avoided, particularly with regard to weather-related susceptibility to errors or electromagnetic compatibility. Furthermore, the cabling, which is difficult to install in the known contact wire sensor, is considerably simplified and the electrical isolation of both bridge brackets of the rocker bridge from one another can be eliminated.
  • the contact wire sensor has a vibration sensor.
  • the vibration sensor can, for example, piezoelectrically record vibrations of the part of the rocker bridge connected to it.
  • a so-called seismic mass is preloaded in the vibration sensor, which is affected by the vibrations Piezoceramic beats. Acceleration, speed or regular oscillations can be measured.
  • the measurable frequency range is between 0.2 and 20,000 Hz.
  • the operating temperature is between -50 ° C and + 85 ° C and can therefore be easily used for road operation of the current collectors according to the invention. From a recorded accelerogram it can be concluded whether the rocker bridge moving in the direction of travel is vibrating due to a contact wire lying on it or whether the vibration pattern is not typical for this.
  • the contact wire sensor has a shock sensor.
  • a shock sensor includes electronic components that can change the initial state of their circuits due to shocks or vibrations that occur. This can be used to detect an impact of a contact wire on the rocker bridge, especially if the pantograph is wired incorrectly. Impacts and vibrations are continuously recorded using integrated MEMS technology (Micro Electro Mechanical System).
  • MEMS technology Micro Electro Mechanical System
  • the evaluation unit integrated in the shock sensor distinguishes between regular accelerations that occur when the pantograph is raised and lowered and during compression movements of the contact rockers, and a shock event resulting from an impact of a contact wire on the rocker bridge. As soon as a preset limit value is exceeded, an output signal is sent to a higher-level controller.
  • the sensors can be attached directly to a component of the rocker bridge, for example to one or both bridge brackets.
  • the contact wire sensor has a microphone. These were caused by an impact of a contact wire on the rocker bridge and by abrasion on the rocker bridge by a resting contact wire Mechanical vibrations cause characteristic sound emissions from the vibrating parts of the rocker bridge.
  • a microphone with a suitable frequency range can record such sound events and monitor them using an evaluation unit for the presence of a detection event “detecting a contact wire resting on the rocker bridge”.
  • the current collector according to the invention further comprises a control device which is designed to trigger a lowering of the support linkage with contact rockers, the control device being connected to the contact wire sensor and triggering a lowering when the contact wire sensor rests on the rocker bridge contact wire has been detected.
  • the pantograph is triggered to lower quickly. This can be done, for example, by the weight of the support rod and the contact rockers, driven by gravity, if the lifting device designed as an air bellows is deactivated and an air path with a large discharge cross section is switched.
  • the invention also relates to an electrically or hybrid-electrically driven road vehicle with a pantograph according to one of the preceding claims.
  • FIG. 1 shows a current collector according to the invention looking in the longitudinal direction of the vehicle
  • an electrically or hybrid-electrically driven road vehicle for example a truck or bus, includes a current collector 2, via which electrical energy can be fed in from an overhead line system even while driving.
  • the overhead line system is designed to be two-pole and includes a contact wire 3 stretched over a lane, per contact pole, to provide electrical energy.
  • the current collector 2 shown is designed as a half-scissor pantograph and includes an articulated support rod 4 with a forearm 5 and two upper arms 6, each of which is pivotally connected to the forearm 5 via a knee joint 7.
  • Each of the two upper arms 6 carries on the trolley wire side a contact rocker 8 with two parallel grinding strips 9, which are arranged one behind the other parallel to a vehicle transverse direction Y and with respect to a vehicle longitudinal direction X.
  • the lower arm 5 is pivotally connected to the road vehicle 1 on the vehicle side via a base joint 11 and is supported on a linkage base 10.
  • a lifting device which is known per se and is therefore not shown in detail is coupled to the support rod 5 in such a way that the contact rockers 8 can be raised.
  • the lifting device can be designed as an air spring bellows which, when pressurized via suitable mechanical coupling means, generates a torque in the base joint 11 that raises the contact rockers 8.
  • the support linkage 5 of the unwired pantograph 2 is folded, so that the road vehicle 1 does not exceed the maximum permissible vehicle dimensions to be maintained for operation outside of electrified routes and the pantograph 2 is in an electrically secured state.
  • the forearm 5 is straightened, with tie rods (not shown) forcing the upper arms 7 to be straightened until the contact rockers 8 have reached their upper contact position shown in FIG. 1, in which an electrical Contact between contact strips 9 and contact wires 3 is established.
  • the road vehicle 1 is sufficiently centrally located in the electrified lane so that the contact points of the contact wires 3 come to lie within a working area of the grinding strips 9.
  • the current collector 2 includes a rocker bridge 12, which is designed as immersion protection for a contact wire 3 'running laterally between the adjacent contact rockers 8.
  • a contact wire 3 can get into the position of the contact wire 3 'indicated in FIG decorated lane is steered.
  • the rocker bridge 12 prevents the contact rockers 8 from rising due to the lifting force of the contact rockers 8 provided by the lifting drive and thus prevents the contact wire 3 ' from penetrating into the space between the contact rockers 8, which could otherwise lead to serious damage to the pantograph 2 and other components of the overhead line system.
  • the rocker bridge 12 is attached to the contact rockers 8 in order to achieve mutual alignment of the contact rockers 8 when pressed against a contact wire 3 'on the rocker bridge 12 .
  • the rocker bridge 12 is shaped and arranged in such a way that, viewed in the vehicle's longitudinal direction 3 'form. This achieves a smooth transfer of a contact wire 3 ' between the adjacent contact rockers 8 without the movements of the contact rockers 8 being influenced by the rocker bridge 12 during normal operation.
  • the rocker bridge 12 has two bridge brackets 14 which run parallel to the vehicle transverse direction Y and are arranged one behind the other with respect to the vehicle longitudinal direction X.
  • the tubular bridge brackets 14 are curved and slope downwards to the sides.
  • the bridge brackets 14 are connected approximately in the middle by a rod-shaped trailing arm 16 via clamp elements 17 which surround the bridge brackets 14 from below.
  • Each clamp element 17 is coupled to one end of the trailing arm 16 via a swivel joint 18 with a vertical axis of rotation.
  • the rocker bridge 12 also has support elements 19, via which the bridge brackets 14 are supported on the adjacent contact rockers 8.
  • the end sections 15 of the bridge brackets 14 are mounted in ball joints 20, which are arranged in the support elements 19.
  • Thin-shaft ends of the bridge brackets 14 are guided in a longitudinally displaceable manner through the ball joints 20. Due to its articulated connections and degrees of freedom of movement, the rocker bridge 12 allows relative movements of the contact rockers 8 and ensures their mutual alignment. Each of the two contact rockers 8 has two grinding strips 9 arranged one behind the other in the vehicle's longitudinal direction
  • the contact wire sensor 22 is designed to record mechanical vibrations which are excited by a contact wire 3 'resting on the rocker bridge 12. If, while the road vehicle 1 is driving, a contact wire 3 'slides from a contact strip 9 onto the rocker bridge 12 and rests on the rocker bridge 12, or if a rocker bridge 12 hits a contact wire 3 ' when the pantograph 2 is wired, then parts of the rocker bridge 12 or the entire rocker bridge 12 is caused to vibrate. Amplitudes and frequency patterns of such mechanical vibrations are characteristic of a given design of the rocker bridge 12.
  • the contact wire sensor 22 As a vibration sensor, this phenomenon can be used to detect the event “Detection of a contact wire 3 'resting on the rocker bridge 12".
  • the recorded vibrations can be fed to an evaluation unit of the contact wire sensor 22 and evaluated there digitally.
  • the currently recorded vibration patterns are compared for similarity or agreement with vibration patterns provided in the evaluation unit, which correspond to a detection event.
  • Suitable vibration sensors include, for example, acceleration sensors that determine the inertial force acting on a test mass. Depending on the setting, the acceleration sensor can briefly measure which Acceleration in terms of amplitude and direction experienced by a part of the rocker bridge 12 connected to it, or continuously measuring and recording these accelerations over a predetermined period of time.
  • the contact wire sensor 22 can also have a vibration sensor which, for example, piezoelectrically records vibrations of the part of the rocker bridge 12 connected to it.
  • a so-called seismic mass is preloaded in the vibration sensor, which impacts the piezoceramic due to the vibrations. Acceleration, speed or regular oscillations can be measured.
  • the measurable frequency range is between 0.2 and 20,000 Hz.
  • the operating temperature is between -50 ° C and + 85 ° C and can therefore be easily used for road operation of the current collector 2 according to the invention. From a recorded accelerogram it can be concluded whether the rocker bridge 12 moving in the direction of travel vibrates due to a contact wire 3 ' lying on it or whether the vibration pattern is not typical for this.
  • the contact wire sensor 22 can also have a shock sensor.
  • a shock sensor includes electronic components that determine the initial state of their circuits based on shocks or vibrations that occur. This can be used to detect an impact of a contact wire 3 'on the rocker bridge 12, in particular if the current collector 2 is incorrectly wired. Impacts and vibrations are continuously recorded using integrated MEMS technology (Micro Electro Mechanical System).
  • MEMS technology Micro Electro Mechanical System
  • the evaluation unit integrated in the shock sensor distinguishes between regular accelerations that occur when the pantograph 2 is raised and lowered and during spring movements of the contact rockers 8, and a shock event resulting from an impact of a contact wire 3 'on the rocker bridge 12. As soon as a preset limit value is exceeded, an output signal is sent to a control device 23 of the current collector 2.
  • the sensors can be attached directly to a component of the rocker bridge 12, for example to one or both bridge brackets 14.
  • the contact wire sensor 22 can also have a microphone.
  • the mechanical vibrations caused by an impact of a contact wire 3 'on the rocker bridge 12 and by abrasion on the rocker bridge 12 by an lying contact wire 3' cause characteristic sound emissions from the vibrating parts of the rocker bridge 12.
  • a microphone with a suitable frequency range can record such sound events and monitor them by means of an evaluation unit for the presence of a detection event “Detecting a contact wire 3 'resting on the rocker bridge 12”.
  • a control device 23 of the pantograph 2 is designed to trigger a lowering of the support rod 4 with contact rockers 8, the control device 23 being connected to the contact wire sensor 22 and triggering a lowering when the contact wire sensor 22 touches the rocker bridge 12 lying contact wire 3 'has detected.
  • the pantograph 2 is lowered quickly triggered. This can be done, for example, by the weight of the support rod 4 and the contact rockers 8, driven by gravity, when the lifting device designed as an air bellows is deactivated and an air path with a large discharge cross section is activated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer (2) für ein nicht spurgebundenes, elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug (1) zur Einspeisung von elektrischer Energie aus einer zweipoligen, je Kontaktpol einen Fahrdraht (3, 3') aufweisenden Oberleitungsanlage. Er umfasst ein aufrichtbares, gelenkiges Traggestänge (4), welches zwei voneinander beabstandet angeordnete Kontaktwippen (8) trägt, wobei auf jeder Kontaktwippe (8) jeweils mindestens eine Schleifleiste (9) zur Kontaktierung des dem jeweiligen Kontaktpol zugeordneten Fahr-drahtes (3, 3') federnd gelagert ist. Eine die Kontaktwippen (8) verbindende Wippenbrücke (12) ist derart angeordnet und ausgebildet, dass ein zwischen den Kontaktbrücken (8) verlaufender Fahrdraht (3') durch Auflage auf der Wippenbrücke (12) vor einem Absinken unterhalb der Schleifleisten (9) geschützt ist. Ein Fahrdrahtsensor (22) zur Erfassung eines auf der Wippenbrücke (12) aufliegenden Fahrdrahtes (3') ist erfindungsgemäß zur Aufnahme von mechanischen Schwingungen, welche durch einen auf die Wippenbrücke (12) aufliegenden Fahrdraht (3') erregt werden, ausgebildet.

Description

Beschreibung
Stromabnehmer für ein Straßenfahrzeug und mit einem solchen ausgestattetes Straßenfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromabnehmer für ein nicht spurgebundenes , elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug nach dem Oberbegri f f des Patentanspruches 1 .
Ein derartiger Stromabnehmer ist aus der Of fenlegungsschri ft DE 10 2018 215 593 Al bekannt . Dieser Stromabnehmer ist für ein nicht spurgebundenes , elektrisch angetriebenes Fahrzeug zur Einspeisung elektrischer Energie aus einer zweipoligen Oberleitungsanlage mit zwei Fahrdrähten vorgesehen . Die eingespeiste Energie dient vornehmlich der direkten Traktionsversorgung eines Fahrzeugantriebs , kann aber auch einem fahrzeugseitigen Energiespeicher zugeführt werden . Die Fahrdrähte der Oberleitungsanlage sind oberhalb einer von Straßenfahrzeug benutzbaren Fahrbahn, beispielsweise einem Fahrstrei fen einer mehrstrei figen Autobahn, gespannt . Der Stromabnehmer umfasst ein gelenkiges Traggestänge , das f ahrdrahtseitig zwei nebeneinander angeordnete Kontaktwippen mit Schlei f leisten trägt und fahrzeugseitig ein Basisgelenk zur Anlenkung an das Fahrzeug aufweist . Er umfasst ferner einen mit dem Traggestänge gekoppelten Hubantrieb zur Erzeugung eines die Kontaktwippen anhebenden Drehmoments im Basisgelenk . Hierdurch können die Kontaktwippen aus einer unteren Ruheposition in eine obere Kontaktposition angehoben werden, so dass deren Schlei f leisten in elektrischen Kontakt zu dem j eweiligen Fahrdraht gebracht werden . Zur Aufrechterhaltung des sich während der Fahrt des Straßenfahrzeugs ausbildenden Schlei fkontakts werden die Schlei f leisten mittels der Hubeinrichtung mit einer vorgegebenen Andruckkraft gegen die Fahrdrähte gepresst .
Im Vergleich zum Schienenverkehr, wo das Schienenfahrzeug durch das Gleis geführt ist und der Stromabnehmer aufgrund der einpoligen Oberleitungsanlage den Kontakt zu nur einem Fahrdraht halten muss , ist es im Straßenverkehr ungleich schwieriger, ein Straßenfahrzeug so zu führen, dass der Kontakt der Schlei f leisten zu den Fahrdrähten stets aufrechterhalten wird . Um eine gewissen Toleranz in den Fahrdrahtlagen und in der lenkbedingten Fahrstrei fentreue aus zugleichen, weisen die Schlei f leisten quer zur Fahrzeuglängsrichtung einen Arbeitsbereich mit einer gewissen Breite auf , die allerdings durch den gegenseitigen Abstand der Fahrdrähte begrenzt ist , um einen Fahrdrahtkurzschluss zu vermeiden . So kann es aufgrund von Seitenwinden, der Straßentopologie , Wankbewegungen des Straßenfahrzeugs oder Unaufmerksamkeit des Fahrzeugführers ebenso wie aufgrund eines Überhol- oder Ausweichmanövers dazu kommen, dass ein Fahrdraht den Arbeitsbereich einer Schlei f leiste seitlich verlässt oder sogar über hierfür vorgesehene Ablaufhörner ganz von der Schlei f leiste abzurutschen droht . Aufgrund der durch die Hubeinrichtung eingeprägten Andruckkraft besteht in einem solchen Fall das Risiko , dass ein Fahrdraht im Zwischenraum zwischen den Kontaktwippen unter die
Schlei f leisten gerät und sich verhakt , was schwere Schäden an Stromabnehmer und Oberleitungsanlage zur Folge haben könnte .
Hierfür umfasst der aus DE 10 2018 215 593 Al bekannte Stromabnehmer eine die Kontaktwippen verbindende und als Eintauchschutz ausgebildete Wippenbrücke , die ein Absinken eines seitlich zwischen den Kontaktwippen verlaufenden Fahrdrahtes unterhalb der Schlei f leisten verhindert . Die Wippenbrücke ist an den Kontaktwippen befestigt und derart geformt , dass in Fahrzeuglängsrichtung gesehen Schlei f leisten und Wippenbrücke eine lückenlose , glatte Auflagekurve für die Fahrdrähte bilden . Hierdurch kann eine seitliche Fahrdrahtbewegung ohne nennenswerte Querkräfte in die Wippenstrukturen abgeleitet werden . Aus Sicherheitsgründen ist in einem solchen Fall aber trotzdem ein Absenken des Stromabnehmers erforderlich . Hierfür weist die Wippenbrücke dieses bekannten Stromabnehmers zwei elektrisch leitende Brückenbügel auf , die mit einem Fahrdrahtsensor zur Erfassung eines Kontaktes eines Fahrdrahtes mit den Brückenbügeln verbunden sind . Der Fahrdrahtsensor ist als elektrischer Leitfähigkeitssensor ausgebildet , der erfasst , wenn ein Fahrdraht auf beiden Brückenbügeln auf liegt und diese dadurch leitend verbindet . Der Leitfähigkeitssensor kann eine Widerstandsschaltung zwischen den Brückenbügeln aufweisen, die verstimmt wird, wenn ein niederohmiger Fahrdraht beide Brückenbügel berührt . Ein dadurch bedingtes Unterschreiten eines Spannungslevels wird von einer Stromabnehmersteuerung registriert und kann ein Absenken des Traggestänges zum Abdrahten des Stromabnehmers auslösen .
Nachteilig an dem bekannten Stromabnehmer ist , dass bei Berühren der Wippenbrücke mit dem als Pluspol ausgebildeten Fahrdraht die hohe Oberleitungsspannung zu Beschädigungen der Stromabnehmersteuerung und weiteren elektronischen Komponenten führen kann . Zum anderen besteht insbesondere im Winter die Gefahr, dass die elektrische Leitfähigkeit der Fahrdrähte durch Eisbildung an deren Unterseite stark herabgesetzt ist , was die Erkennung einer Berührung der Wippenbrücke durch einen Fahrdraht verzögern oder gar verhindern kann .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Stromabnehmer der eingangs genannte Art bereitzustellen, der die geschilderten Nachteile überwindet .
Die Erfindung geht aus von einem Stromabnehmer für ein nicht spurgebundenes , elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug, beispielsweise für ein schweres Nutz fahrzeug . Der Stromabnehmer ist zur Einspeisung von elektrischer Energie aus einer zweipoligen, j e Kontaktpol einen Fahrdraht aufweisenden Oberleitungsanlage vorgesehen . Die als Pluspol und Minuspol ausgebildeten Fahrdrähte sind bevorzugt mittig und parallel verlaufend oberhalb eines dadurch elektri fi zierten Fahrstrei fens einer Fahrbahn mit an sich bekannten Infrastrukturkomponenten, wie Masten, Seitenhaltern, Tragseilen, Hängern, Spanneinrichtungen, und dergleichen, auf gespannt . Der Stromabnehmer umfasst ein auf richtbares , gelenkiges Traggestänge , welches zwei voneinander beabstandet angeordnete Kontaktwippen trägt . Das Traggestänge kann pantographenartig ausgebildet sein und einen Unterarm, einen Oberarm, eine Zugstan-ge und eine Führungsstange aufweisen, die durch Gelenke mitei-nander verbunden sind . Mittels einer Hubvorrichtung des Stromabnehmers , beispielsweise einem Luftbalg, kann das Traggestänge aufgerichtet und dadurch die Kontaktwippen angehoben werden . Jedem der Kontaktpole ist j e eine der Kontaktwippen zugeordnet . Auf j eder der Kontaktwippen ist j eweils mindestens eine Schlei f leiste zur Kontaktierung des dem j eweiligen Kontaktpol zugeordneten Fahrdrahtes federnd gelagert . Vorzugsweise sind auf einer Kontaktwippe zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander und parallel zu einer Fahrzeugquerrichtung angeordnete Schlei f leisten gelagert . Es kann aber auch nur eine einzige Schlei f leiste j e Kontaktwippe gelagert sein . An seitlichen Enden der Schlei f leisten können nach unten gebogene Ablaufhörner angeordnet sein . Der Stromabnehmer umfasst auch eine die Kontaktwippen verbindende Wippenbrücke , die derart angeordnet und ausgebildet ist , dass ein zwischen den Kontaktbrücken verlaufender Fahrdraht durch Auflage auf der Wippenbrücke vor einem Absinken unterhalb der Schlei f leisten geschützt ist . Dadurch wird verhindert , dass ein in Richtung Fahrzeugmitte abgleitender Fahrdraht unterhalb eines Schlei fleistenniveaus gerät und sich dort verhakt . Zur Erfassung eines auf der Wippenbrücke aufliegenden Fahrdrahtes umfasst der Stromabnehmer einen Fahrdrahtsensor .
Erfindungsgemäß ist der Fahrdrahtsensor zur Aufnahme von mechanischen Schwingungen, welche durch einen auf die Wippenbrücke aufliegenden Fahrdraht erregt werden, ausgebildet . Gleitet während der Fahrt des Straßenfahrzeugs ein Fahrdraht von einer Schlei f leiste auf die Wippenbrücke und liegt auf dieser schlei fend auf oder schlägt eine Wippenbrücke beim Andrahten des Stromabnehmers gegen einen Fahrdraht , so werden Teile der Wippenbrücke oder die gesamte Wippenbrücke in Schwingung versetzt . Amplituden und Frequenzmuster derartiger mechanischer Schwingungen sind charakteristisch für ein vorgegebenes Design der Wippenbrücke . Durch Ausbildung des Fahrdrahtsensors als Schwinungsaufnehmer kann dieses Phänomen zur Detektion des Ereignisses „Erfassen einer auf die Wippenbrücke aufliegneden Fahrdrahtes" benutzt werden . Hierzu können die auf genommenen Schwingungen einer Auswertungseinheit des Fahrdrahtsensors zugeführt und dort digital ausgewertet werden . Beispielsweise können die aktuell auf genommenen Schwingungsmuster auf Ähnlichkeit oder Übereinstimmung mit in der Auswertungseinheit bereitgestellten Schwingungsmustern, die einem Detektionsereignis entsprechen, verglichen werden . Als Schwingungsaufnehmer eignen sich beispielsweise Beschleunigungssensoren, welche meistens die auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft bestimmen . Je nach Einstellung kann der Beschleunigungssensor kurz zeitig messen, welche Beschleunigung hinsichtlich Amplitude und Richtung ein mit diesem verbundenes Teil der Wippenbrücke erfährt , oder über eine vorgebbare Zeitdauer kontinuierlich diese Beschleunigungen messen und auf zeichnen . Beschleunigungssensoren für Straßenfahrzeuge sind basierend auf mehreren Messprinzipien getestet und zugelassen . Damit können die eingangs geschilderten Probleme eines elektrischen Fahrdrahtsensors insbesondere hinsichtlich wetterbedingter Fehleranfälligkeit oder elektromagnetischer Verträglichkeit vermieden werden . Weiterhin wird die bei dem bekannten Fahrdrahtsensor aufwändig zu montierende Verkabelung erheblich vereinfacht und die elektrische I solation beider Brückenbügel der Wippenbrücke zueinander kann entfallen .
In einer vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers weist der Fahrdrahtsensor einen Vibrationssensor auf . Der Vibrationssensor kann beispielsweise piezoelektrisch Schwingungen des mit ihm verbundenen Teils der Wippenbrücke aufnehmen . Im Vibrationssensor ist eine so genannte seismische Masse vorgespannt , welche durch die Vibrationen auf die Piezokeramik schlägt . Es können Beschleunigungen, Geschwindigkeiten oder reguläre Schwingungen gemessen werden . Der messbare Frequenzbereich liegt zwischen 0 , 2 und 20000 Hz . Die Betriebstemperatur liegt zwischen -50 ° C und + 85 ° C und ist damit gut für den Straßenbetrieb erfindungsgemäßer Stromabnehmer einsetzbar . Aus einem auf genommenen Akzelerogramm kann geschlossen werden, ob die sich in Fahrtrichtung bewegende Wippenbrücke aufgrund eines aufliegenden Fahrdrahtes vibriert oder ob das Schwingungsmuster hierfür nicht typisch ist .
In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers weist der Fahrdrahtsensor einen Schocksensor auf . Ein Schocksensor umfasst elektronische Bauteile , die den Ausgangs zustand ihrer Schaltkreise aufgrund von auftretenden Stößen oder Vibrationen verändern können . Dies kann genutzt werden, um einen Aufprall eines Fahrdrahtes auf die Wippenbrücke , insbesondere beim fehlerhaften Andrahten des Stromabnehmers , fest zustellen . Durch eine integrierte MEMS-Technologie ( engl . Micro Electro Mechanical System) werden Schläge und Vibrationen fortlaufend erfasst . Die im Schocksensor integrierte Auswerteeinheit unterscheidet zwischen regulären Beschleunigungen, die beim Aufrichten und Absenken des Stromabnehmers und bei Einfederbewegungen der Kontaktwippen auftreten, und einem Stoßereignis , resultierend aus einem Aufprall eines Fahrdrahtes auf die Wippenbrücke . Sobald ein voreingestellter Grenzwert überschritten wird, erfolgt ein Ausgangssignal an eine übergeordnete Steuerung . Die Sensoren können direkt an einem Bauteile der Wippenbrücke , beispielsweise an einem oder beiden Brückenbügeln, befestigt werden .
In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers weist der Fahrdrahtsensor ein Mikrofon auf . Die durch einen Aufprall eines Fahrdrahtes auf die Wippenbrücke und durch ein Beschlei fen der Wippenbrücke durch einen aufliegenden Fahrdraht erregten mechanischen Schwingungen verursachen charakteristische Schallemissionen der schwingenden Teile der Wippenbrücke . Ein Mikrofon mit einem passenden Frequenzbereich kann solche Schallereignisse aufnehmen und mittels einer Auswertungseinheit auf Vorliegen eines Detektionsereignisses „Erfassen eines auf der Wippenbrücke aufliegenden Fahrdrahtes" überwachen .
In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form umfasst der erfindungsgemäße Stromabnehmer ferner eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist , ein Absenken des Traggestänges mit Kontaktwippen aus zulösen, wobei die Steuereinrichtung mit dem Fahrdrahtsensor verbunden ist und ein Absenken auslöst , wenn der Fahrdrahtsensor einen auf der Wippenbrücke aufliegenden Fahrdraht erfasst hat . Um trotz Wippenbrücke Folgeschäden nach Auflage eines Fahrdrahtes zu vermeiden, wird ein Schnellabsenken des Stromabnehmers ausgelöst . Dies kann beispielsweise durch das Eigengewicht des Traggestänges und der Kontaktwippen schwerkraftgetrieben erfolgen, wenn die als Luftbalg ausgebildete Hubvorrichtung deaktiviert und ein Luftweg mit großem Ablassquerschnitt geschaltet wird .
Die Erfindung betri f ft auch ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug mit einem Stromabnehmer nach einem der vorangehenden Ansprüche .
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Aus führungsbeispiels anhand der Zeichnungen, in deren
FIG 1 einen erfindungsgemäßer Stromabnehmer mit Blick in Fahrzeuglängsrichtung, und
FIG 2 eine perspektivische Darstellung einer Wippenbrücke des Stromabnehmers aus FIG 1 schematisch veranschaulicht sind . Gemäß FIG 1 und FIG 2 umfasst ein elektrisch oder hybridelektrisch ange-triebenes Straßenfahrzeug 1 , beispielsweise ein Lastkraftwagen oder Bus , einen Stromabnehmer 2 , über den auch während der Fahrt elektrische Energie aus einer Oberleitungsanlage einspeisbar ist . Die Oberleitungsanlage ist zweipolig ausgebildet und umfasst über einem Fahrstrei fen auf gespannt , j e Kontaktpol einen Fahrdraht 3 zur Bereitstellung elektrischer Energie . Der dargestellte Stromabnehmer 2 ist als Halbscherenpantograph ausgebildet und umfasst ein gelenkiges Traggestänge 4 mit einem Unterarm 5 und zwei Oberarmen 6 , die j eweils über ein Kniegelenk 7 schwenkbar mit dem Unterarm 5 verbunden sind . Jeder der beiden Oberarme 6 trägt f ahrdrahtseitig eine Kontaktwippe 8 mit zwei parallelen Schlei f leisten 9 , die parallel zu einer Fahrzeugquerrichtung Y und bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung X hintereinander angeordnet sind . Zur Anlen-kung des Stromabnehmers 2 an das Straßenfahrzeug 1 ist der Un-terarm 5 fahrzeugseitig über ein Basisgelenk 11 mit dem Straßenfahrzeug 1 schwenkbar verbunden und stützt sich auf eine Gestängebasis 10 ab . Mit dem Traggestänge 5 ist eine an sich bekannte und daher nicht näher dargestellte Hubvorrichtung so gekoppelt , dass die Kontaktwippen 8 anhebbar sind . Die Hubvorrichtung kann als Luftfederbalg ausgebildet sein, der bei Druckbeaufschlagung über geeignete mechanische Koppelmittel ein die Kontaktwippen 8 anhebendes Drehmoment im Basisgelenk 11 erzeugt .
In einer unteren Ruheposition der Kontaktwippen 8 ist das Traggestänge 5 des abgedrahteten Stromabnehmers 2 zusammengeklappt , so dass das Straßenfahrzeug 1 die für einen Betrieb außerhalb elektri fi zierter Fahrstrecken einzuhaltenden, maximal zulässigen Fahrzeugabmessungen nicht überschreitet und der Stromabnehmer 2 sich in einem elektrisch gesicherten Zustand befindet . Beim Andrahten des Stromabnehmers 2 wird der Unterarm 5 auf gerichtet , wobei nicht dargestellte Zugstangen ein Aufrichten der Oberarme 7 erzwingen, bis die Kontaktwippen 8 ihre in FIG 1 dargestellte , obere Kontaktposition erreicht haben, in der ein elektrischer Kontakt zwischen Schlei f leisten 9 und Fahrdrähten 3 hergestellt ist . Hierfür ist es erforderlich, dass das Straßenfahrzeug 1 sich hinreichend mittig im elektri fi zierten Fahrstrei fen befindet , damit die Kontaktstellen der Fahrdrähte 3 innerhalb eines Arbeitsbereichs der Schlei f leisten 9 zu liegen kommen .
Der Stromabnehmer 2 umfasst eine Wippenbrücke 12 , die als Eintauchschutz für einen seitlich zwischen den benachbarten Kontaktwippen 8 verlaufenden Fahrdraht 3 ' ausgebildet ist . Ein Fahrdraht 3 kann in die in FIG 1 angedeutete Lage des Fahrdrahtes 3 ' geraten sowohl beim Andrahten des Stromabnehmers 2 als auch in angedrahtetem Zustand des Stromabnehmers 2 , wenn das Fahrzeug 1 und damit der Stromabnehmer 2 seitlich zu stark aus der Fahrstrei fenmitte des elektri fi zierten Fahrstrei fens gelenkt wird . Die Wippenbrücke 12 verhindert ein Aufsteigen der Kontaktwippen 8 aufgrund der vom Hubantrieb vermittelten Hubkraft der Kontaktwippen 8 und damit ein Eindringen des Fahrdrahtes 3 ' in den Zwischenraum zwischen den Kontaktwippen 8 , was sonst zu schweren Beschädigungen an Stromabnehmer 2 und anderen Komponenten der Oberleitungsanlage führen könnte . Die Wippenbrücke 12 ist an den Kontaktwippen 8 befestigt , um ein gegenseitiges Ausrichten der Kontaktwippen 8 bei Andrücken an eines Fahrdrahtes 3 ' an die Wippenbrücke 12 zu erreichen . Die Wippenbrücke 12 ist derart geformt und angeordnet , dass in Fahrzeuglängsrichtung X gesehen Schlei f leisten 9 und Wippenbrücke 12 eine lückenlose , glatte Auflagekurve 13 für die Fahrdrähte 3 bzw . 3 ' bilden . Hierdurch wird ein weiches Überführen eines Fahrdrahtes 3 ' zwischen den benachbarten Kontaktwippen 8 erzielt , ohne dass die Bewegungen der Kontaktwippen 8 im Normalbetrieb durch die Wippenbrücke 12 beeinflusst wird .
Die Wippenbrücke 12 weist gemäß FIG 2 zwei parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y verlaufende und bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung X hintereinander angeordnete Brückenbügel 14 auf . Die rohrförmigen Brückenbügel 14 sind gebogen und fallen seitlich nach unten ab . Etwa mittig sind die Brückenbügel 14 durch einen stangenförmigen Längslenker 16 über von unten die Brückenbügel 14 umgrei fende Klammerelemente 17 verbunden . Jedes Klammerelement 17 ist mit j e einem Ende des Längslenkers 16 über ein Drehgelenk 18 mit vertikaler Drehachse gekoppelt . Die Wippenbrücke 12 weist ferner Stützelemente 19 auf , über die sich die Brückenbügel 14 an den benachbarten Kontaktwippen 8 abstützen . Dabei sind die Endabschnitte 15 der Brückenbügel 14 in Kugelgelenken 20 gelagert , die in den Stützelementen 19 angeordneten sind . Dünnschaf tige Abschlüsse der Brückenbügel 14 sind längsverschieblich durch die Kugelgelenke 20 geführt . Durch ihre gelenkigen Verbindungen und Bewegungs freiheitsgrade erlaubt die Wippenbrücke 12 Relativbewegungen der Kontaktwippen 8 und sorgt für deren gegenseitige Ausrichtung . Jede der beiden Kontaktwippen 8 weist zwei in Fahrzeuglängsrichtung X hintereinander angeordnete Schlei f leisten 9 auf , an deren seitlichen Enden nach unten gebogene Ablaufhörner 21 angeordnet sind, von welchen in FIG 2 nur die inneren Ablaufhörner 21 zu sehen sind .
Der Stromabnehmer 2 umfasst gemäß FIG 1 und FIG 2 ferner einen Fahrdrahtsensor 22 , der detektiert , wenn das Fahrzeug 1 mit angedrahtetem Stromabnehmer 2 soweit aus der Spurmitte abweicht , dass ein Fahrdraht 3 ' den Arbeitsbereich einer Schlei f leiste 9 verlassen hat und auf den Brückenbügeln 14 der Wippenbrücke 12 auf liegt . Erfindungsgemäß ist der Fahrdrahtsensor 22 zur Aufnahme von mechanischen Schwingungen, welche durch einen auf die Wippenbrücke 12 auf liegenden Fahrdraht 3 ' erregt werden, ausgebildet . Gleitet während der Fahrt des Straßenfahrzeugs 1 ein Fahrdraht 3 ' von einer Schlei f leiste 9 auf die Wippenbrücke 12 und liegt auf dieser schlei fend auf oder schlägt eine Wippenbrücke 12 beim Andrahten des Stromabnehmers 2 gegen einen Fahrdraht 3 ' , so werden Teile der Wippenbrücke 12 oder die gesamte Wippenbrücke 12 in Schwingung versetzt . Amplituden und Frequenzmuster derartiger mechanischer Schwingungen sind charakteristisch für ein vorgegebenes Design der Wippenbrücke 12 . Durch Ausbildung des Fahrdrahtsensors 22 als Schwinungsaufnehmer kann dieses Phänomen zur Detektion des Ereignisses „Erfassen einer auf die Wippenbrücke 12 aufliegneden Fahrdrahtes 3 '" benutzt werden . Hierzu können die auf genommenen Schwingungen einer Auswertungseinheit des Fahrdrahtsensors 22 zugeführt und dort digital ausgewertet werden . Beispielsweise können die aktuell auf genommenen Schwingungsmuster auf Ähnlichkeit oder Übereinstimmung mit in der Auswertungseinheit bereitgestellten Schwingungsmustern, die einem Detektionsereignis entsprechen, verglichen werden . Als Schwingungsaufnehmer eignen sich beispielsweise Beschleunigungssensoren, welche die auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft bestimmen . Je nach Einstellung kann der Beschleunigungssensor kurz zeitig messen, welche Beschleunigung hinsichtlich Amplitude und Richtung ein mit diesem verbundenes Teil der Wippenbrücke 12 erfährt , oder über eine vorgebbare Zeitdauer kontinuierlich diese Beschleunigungen messen und auf zeichnen .
Der Fahrdrahtsensor 22 kann auch einen Vibrationssensor aufweisen, der beispielsweise piezoelektrisch Schwingungen des mit ihm verbundenen Teils der Wippenbrücke 12 aufnimmt . Im Vibrationssensor ist eine so genannte seismische Masse vorgespannt , welche durch die Vibrationen auf die Piezokeramik schlägt . Es können Beschleunigungen, Geschwindigkeiten oder reguläre Schwingungen gemessen werden . Der messbare Frequenzbereich liegt zwischen 0 , 2 und 20000 Hz . Die Betriebstemperatur liegt zwischen -50 ° C und + 85 ° C und ist damit gut für den Straßenbetrieb erfindungsgemäßer Stromabnehmer 2 einsetzbar . Aus einem auf genommenen Akzelerogramm kann geschlossen werden, ob die sich in Fahrtrichtung bewegende Wippenbrücke 12 aufgrund eines aufliegenden Fahrdrahtes 3 ' vibriert oder ob das Schwingungsmuster hierfür nicht typisch ist .
Der Fahrdrahtsensor 22 kann auch einen Schocksensor aufweisen . Ein Schocksensor umfasst elektronische Bauteile , die den Ausgangs zustand ihrer Schaltkreise aufgrund von auftretenden Stößen oder Vibrationen verändern können . Dies kann genutzt werden, um einen Aufprall eines Fahrdrahtes 3 ' auf die Wippenbrücke 12 , insbesondere beim fehlerhaften Andrahten des Stromabnehmers 2 , fest zustellen . Durch eine integrierte MEMS-Technologie ( engl . Micro Electro Mechanical System) werden Schläge und Vibrationen fortlaufend erfasst . Die im Schocksensor integrierte Auswerteeinheit unterscheidet zwischen regulären Beschleunigungen, die beim Aufrichten und Absenken des Stromabnehmers 2 und bei Einfederbewegungen der Kontaktwippen 8 auftreten, und einem Stoßereignis , resultierend aus einem Aufprall eines Fahrdrahtes 3 ' auf die Wippenbrücke 12 . Sobald ein voreingestellter Grenzwert überschritten wird, erfolgt ein Ausgangssignal an eine Steuereinrichtung 23 des Stromabnehmers 2 . Die Sensoren können direkt an einem Bauteile der Wippenbrücke 12 , beispielsweise an einem oder beiden Brückenbügeln 14 , befestigt werden .
Der Fahrdrahtsensor 22 kann auch ein Mikrofon aus fweisen . Die durch einen Aufprall eines Fahrdrahtes 3 ' auf die Wippenbrücke 12 und durch ein Beschlei fen der Wippenbrücke 12 durch einen aufliegenden Fahrdraht 3 ' erregten mechanischen Schwingungen verursachen charakteristische Schallemissionen der schwingenden Teile der Wippenbrücke 12 . Ein Mikrofon mit einem passenden Frequenzbereich kann solche Schallereignisse aufnehmen und mittels einer Auswertungseinheit auf Vorliegen eines Detektionsereignisses „Erfassen eines auf der Wippenbrücke 12 auf liegenden Fahrdrahtes 3 '" überwachen .
In j edem Fall ist eine Steuereinrichtung 23 des Stromabnehmers 2 dazu ausgebildet , ein Absenken des Traggestänges 4 mit Kontaktwippen 8 aus zulösen, wobei die Steuereinrichtung 23 mit dem Fahrdrahtsensor 22 verbunden ist und ein Absenken auslöst , wenn der Fahrdrahtsensor 22 einen auf der Wippenbrücke 12 auf liegenden Fahrdraht 3 ' erfasst hat . Um trotz Wippenbrücke 12 Folgeschäden nach Auflage eines Fahrdrahtes 3 ' und/oder nach Bruch eines Schlei f Stückes zu vermeiden, wird ein Schnellabsenken des Stromabnehmers 2 ausgelöst . Dies kann beispielsweise durch das Eigengewicht des Traggestänges 4 und der Kontaktwippen 8 schwerkraftgetrieben erfolgen, wenn die als Luftbalg ausgebildete Hubvorrichtung deaktiviert und ein Luftweg mit großem Ablassquerschnitt freigeschaltet wird .

Claims

Patentansprüche
1. Stromabnehmer (2) für ein nicht spurgebundenes, elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug (1) zur Einspeisung von elektrischer Energie aus einer zweipoligen, je Kontaktpol einen Fahrdraht (3, 3' ) aufweisenden Oberleitungsanlage, umfassend
- ein auf richtbares , gelenkiges Traggestänge (4) , welches zwei voneinander beabstandet angeordnete Kontaktwippen (8) trägt, wobei auf jeder Kontaktwippe (8) jeweils mindestens eine Schleif leiste (9) zur Kontaktierung des dem jeweiligen Kontaktpol zugeordneten Fahrdrahtes (3, 3' ) federnd gelagert ist,
- eine die Kontaktwippen (8) verbindende Wippenbrücke (12) , die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass ein zwischen den Kontaktbrücken (8) verlaufender Fahrdraht (3' ) durch Auflage auf der Wippenbrücke (12) vor einem Absinken unterhalb der Schleif leisten (9) geschützt ist, und
- einen Fahrdrahtsensor (22) zur Erfassung eines auf der Wippenbrücke (12) aufliegenden Fahrdrahtes (3' ) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Fahrdrahtsensor (22) zur Aufnahme von mechanischen Schwingungen, welche durch einen auf die Wippenbrücke (12) auf liegenden Fahrdraht (3' ) erregt werden, ausgebildet ist.
2. Stromabnehmer (2) nach Anspruch 1,
- wobei der Fahrdrahtsensor (22) einen Vibrationssensor ausfweist .
3. Stromabnehmer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- wobei der Fahrdrahtsensor (22) einen Schocksensor aufweist.
4. Stromabnehmer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- wobei der Fahrdrahtsensor (22) ein Mikrofon aufweist.
5. Stromabnehmer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, - ferner umfassend eine Steuereinrichtung (23) , die dazu ausgebildet ist, ein Absenken des Traggestänges (4) mit Kontaktwippen (8) auszulösen,
- wobei die Steuereinrichtung (23) mit dem Fahrdrahtsensor (22) verbunden ist und ein Absenken auslöst, wenn der
Fahrdrahtsensor (22) einen auf der Wippenbrücke (12) aufliegenden Fahrdraht (3' ) erfasst hat.
6. Elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug (1) mit einem Stromabnehmer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117656849B (zh) * 2024-01-11 2024-06-28 昆明理工大学 一种主动控制电驱动电气化公路受电弓

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4023120B2 (ja) * 2001-08-29 2007-12-19 株式会社明電舎 パンタグラフの離線検出装置
JP3930299B2 (ja) * 2001-11-19 2007-06-13 財団法人鉄道総合技術研究所 パンタグラフの接触力測定方法及び接触力測定装置
CN1239336C (zh) 2003-08-12 2006-02-01 上海交通大学 带有弹簧阻尼筒的无轨电车双线受电式集电弓
DE102012213460A1 (de) * 2012-07-31 2014-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Nicht schienengebundenes Fahrzeug
DE102018215593A1 (de) 2018-09-13 2020-03-19 Siemens Mobility GmbH Stromabnehmer für ein nicht spurgebundenes, elektrisch angetriebenes Fahrzeug
RU2720701C1 (ru) * 2019-09-18 2020-05-12 Александр Леонидович Муха Способ акустической регистрации нарушений токосъёма
DE102021208028B4 (de) 2021-07-26 2025-12-04 Siemens Mobility GmbH Stromabnehmer und ein mit einem solchen ausgestattetes Straßenfahrzeug

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