EP4705135A1 - Stromabnehmer für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes fahrzeug und ein mit einem solchen ausgestattetes fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer (3) für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug (1) zur Einspeisung von Traktionsenergie aus einer zweipoligen Oberleitungsanlage. Er umfasst ein aufrichtbares Traggestänge (6), welches fahrzeugseitig über ein Basisgelenk (7) drehbar auf dem Straßenfahrzeug (1) abstützbar ist und fahrdrahtseitig zwei über je ein Wippengelenk (10) drehbar verbundene Kontaktwippen (11) trägt. Auf jeder Kontaktwippe (11) ist mindestens eine sich in eine Fahrzeugquerrichtung (Y) erstreckende Schleifleiste (15) federnd gelagert. Dabei weist jede Schleifleiste (15) jeweils eine in eine Fahrzeughochrichtung (Z) nach oben gewandte Kontaktfläche (16) für einen Schleifkontakt zu einem Fahrdraht (4) auf. Erfindungsgemäß ist an wenigstens einer Schleifleiste (15) jeder Kontaktwippe (11) je ein elektrisch leitfähiges, biegeelastisches Flächengebilde (19) mit einer Längsausdehnung (L) und mit einer Querausdehnung (B) derart angeordnet ist, dass seine Längsausdehnung (L) sich in Fahrzeugquerrichtung (Y) entlang der Schleifleiste (15) erstreckt und dass seine Querausdehnung (B) um einen Überstand (S) in Fahrzeughochrichtung (Z) nach oben über die Kontaktfläche (16) hinausragt. Hierdurch wird ein Stromabnehmer (1) bereitgestellt, bei dem weniger Lichtbögen auftreten und der damit eine höherer Verfügbarkeit aufweist.

Description

Beschreibung

Stromabnehmer für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Fahrzeug und ein mit einem solchen ausgestattetes Fahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromabnehmer für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Fahrzeug nach dem Oberbegri f f des Patentanspruches 1 sowie auf ein mit einem solchen Stromabnehmer ausgestattetes Fahrzeug nach Patentanspruch 8 .

Derartige Stromabnehmer sind zur Einspeisung von elektrischer Traktionsenergie aus einer elektrischen zweipoligen Oberleitungsanlage in ein Straßenfahrzeug, insbesondere in ein schweres Nutz fahrzeug wie einen Lastkraftwagen oder Bus , für die Versorgung eines elektrischen oder hybridelektrischen Traktionsantriebes des Straßenfahrzeugs vorgesehen . Die Oberleitungsanlage umfasst hierzu zwei eine Traktionsspannung, beispielsweise in Form einer Gleichspannung, führende Fahrdrähte . Die Fahrdrähte sind längs einer vom Straßenfahrzeug befahrenen Fahrbahn oberhalb des benutzten Fahrstrei fens aufgespannt . Der Stromabnehmer umfasst ein auf richtbares Traggestänge . Das Traggestänge ist fahrzeugseitig über ein Basisgelenk drehbar auf dem Straßenfahrzeug abstützbar . Fahrdrahtseitig trägt das Traggestänge zwei über j e ein Wippengelenk drehbar mit dem Traggestänge verbundene Kontaktwippen . Auf j edem Wippenträger ist mindestens eine sich in eine Fahrzeugquerrichtung erstreckende Schlei f leiste federnd gelagert . Jede Schlei f leiste weist j eweils eine in eine Fahrzeughochrichtung nach oben gewandte Kontakt fläche für einen Schlei fkontakt zu einem Fahrdraht auf . Ein solcher Stromabnehmer ist beispielsweise aus der Patentschri ft EP 3 571 086 Bl bekannt .

Anders als bei Schienenfahrzeugen erfahren Stromabnehmer von Straßenfahrzeugen ein viel breiteres Spektrum an Schwingungen der Schlei f leisten relativ zu den Fahrdrähten . Dies liegt vor allem daran, dass im Vergleich zum Schienenverkehr Straßen- fahrzeuge nicht fahrspurgebunden sind und Fahrbahnen eine Viel zahl an Schwingungen verursachende Störstellen aufweisen, etwa ein grober oder wechselnder Fahrbahnbelag, Schlaglöcher, Bodenwellen, Spurrillen oder auch auf der Fahrbahn liegende Gegenstände , wie verlorene Fahrzeugteile oder -ladung . Ein Überrollen einer solchen Störstelle prägt vom vertikal ausgelenkten Fahrzeugrad über das Chassis Schwingungen in den Stromabnehmer ein, was zu Beeinträchtigungen der Kontaktgüte oder gar Kontaktabbrüchen zwischen Schlei f leisten und Fahrdrähten führen kann . Infolgedessen kommt es zu Lichtbögen, welche verstärkten elektrischen Verschleiß an den Schlei fleisten bewirken . Gleichzeitig streuen die Lichtbögen starke elektromagnetische Störungen in Sensorik und Elektronik des Stromabnehmers . Im Straßenfahrzeug kommt es bei Kontaktabrissen Spannungsüberhöhungen und Hybridfehlern in der Leistungselektronik . Derartige Folgeerscheinungen verkürzen die Standzeit der Schlei f leisten eines Stromabnehmers , können zu einem Absenkvorgang des Stromabnehmers führen oder gar einen Neustart der Fahrzeugelektronik erfordern . Während dieser Ausfall zeiten kann das Straßenfahrzeug keine Traktionsenergie aus der Oberleitungsanlage einspeisen .

Aus der Veröf fentlichung EP 3 929 024 Al ist es bekannt , am f ahrdrahtseitigen Ende des Traggestells einen Schwingungstilger anzuordnen, der zur Dämpfung von fahrzeugseitig eingetragenen, vertikalen Schwingungen des Traggestells und der Kontaktwippen ausgebildet ist . Allerdings hat dieses Verfahren seine Grenzen, da die letzte gefederte Masse , nämlich die der Schlei f leisten, nicht beliebig reduziert werden und dadurch eine nicht völlig kompensierbare Trägheit im Schwingungssystem verbleibt . In der sehr breitbandigen Anregung des Schwingungssystems sind noch immer spektrale Anregungsbänder enthalten, die zusammen mit Störstellenanregungen durch Bodenwellen, Rauigkeiten und dergleichen zu kurzen Kontaktverlusten führen . Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Stromabnehmer der eingangs genannten Art mit höherer Verfügbarkeit bereitzustellen .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen gattungsgemäßen Stromabnehmer mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen .

Die Erfindung geht aus von einem Stromabnehmer für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug, beispielsweise für ein schweres Nutz fahrzeug, wie einem Lastkraftwagen oder einem Bus . Der Stromabnehmer ist geeignet und vorgesehen zur Einspeisung von Traktionsenergie aus zwei Fahrdrähten einer zweipoligen Oberleitungsanlage . Die Fahrdrähte können parallel zueinander und oberhalb eines Fahrstrei fens einer Fahrbahn des Straßenfahrzeugs aufgespannt sein und führen eine Traktionsspannung, beispielsweise eine Gleichspannung, zur elektrischen Versorgung eines Traktionsantriebes des Straßenfahrzeugs während der Fahrt . Der Stromabnehmer umfasst ein auf richtbares Traggestänge , welches fahrzeugseitig über ein Basisgelenk drehbar auf dem Straßenfahrzeug abstützbar ist . Das Basisgelenk kann auf einem sich auf einem Chassis des Straßenfahrzeugs abstützenden Hauptrahmen des Stromabnehmers gelagert sein . Das Traggestänge trägt f ahrdrahtseitig zwei über j e ein Wippengelenk drehbar mit dem Traggestänge verbundene Kontaktwippen . Das Traggestänge kann pantograf enartig ausgebildet sein und einen Unterarm sowie zwei über ein Kniegelenk mit diesem verbundene Oberarme aufweisen, wobei j eder Oberarm j eweils eine Kontaktwippe trägt . Auf j eder der Kontaktwippen ist mindestens eine sich in eine Fahrzeugquerrichtung erstreckende Schlei f leiste federnd gelagert . Es können auch zwei in eine Fahrzeuglängsrichtung gesehen hintereinander angeordnete Schlei f leisten j e Kontaktwippe vorgesehen sein . Jede der Schlei f leisten weist j eweils eine in eine Fahrzeughochrichtung nach oben gewandte Kontakt fläche für einen Schlei fkontakt zu einem Fahrdraht der Oberleitungsanlage auf . Es kann eine Hubeinrichtung zum Auf richten und Ablegen des Traggestänges vorgesehen sein, wodurch die Schlei f leisten bewegbar sind zwischen einer abgesenkten Ruheposition, in der die Kontaktwippen auf Höhe eines Fahrzeugdaches abgelegt sind, und einer angehobenen Kontaktposition, in der ein elektrischer Kontakt - beziehungsweise ein elektrischer Schlei fkontakt bei in Fahrt befindlichem Straßenfahrzeug - zwischen den Kontakt flächen der Schlei f leisten und den Fahrdrähten hergestellt ist .

Erfindungsgemäß ist an wenigstens einer Schlei f leiste j eder Kontaktwippe j e ein elektrisch leitfähiges , biegeelastisches Flächengebilde mit einer Längsausdehnung und mit einer Querausdehnung derart angeordnet , dass seine Längsausdehnung sich in Fahrzeugquerrichtung entlang der Schlei f leiste erstreckt und dass seine Querausdehnung um einen Überstand in Fahrzeughochrichtung nach oben über die Kontakt fläche hinausragt . Ausgehend von einem auf der Kontakt fläche einer Schlei f leiste regulär aufliegenden Fahrdraht bewirkt der Überstand des elektrisch leitfähigen Flächengebildes eine Aufrechterhaltung des konduktiven Kontakts bei schwingungsbedingten Relativbewegungen in vertikaler Richtung zwischen Schlei f leiste und Fahrdraht , sofern diese die Überstandshöhe nicht überschreiten . Der durch eine Schwingungsbewegung entstehende Spalt zwischen Kontakt fläche der Schlei f leiste und Unterseite des Fahrdrahtes wird durch das Flächengebilde elektrisch überbrückt , so dass es kaum oder gar nicht zur Ausbildung unerwünschter Lichtbögen kommt . Über die Querausdehnung des Flächengebildes beziehungsweise die Größe seines Überstandes wird die Schwingungsamplitude von Schlei f leisten zu Fahrdrähten bemessen, bis zu der ein elektrischer Kontakt bei Relativbewegungen dieser Kontaktpartner gehalten werden soll . Die Größe des optimalen Überstandes kann demnach durch Feldversuche ermittelt werden, die von den Schwingungseigenschaften des Straßenfahrzeugs und des Stromabnehmers sowie der Beschaf fenheit der Fahrbahnen beeinflusst werden . Die Längsausdehnung des Flächengebildes kann der gesamten Länge der Schlei f leiste entsprechen, sie kann aber auch auf einen kleineren Arbeitsbereich der Schlei f leiste , innerhalb dessen der Kontaktpunkt zwischen Schlei f leiste und Fahrdraht im Fahrbe- trieb pendeln kann, eingeschränkt sein . In j edem Fall gleitet der Fahrdraht für j eden Kontaktpunkt am Flächengebilde entlang . Das Flächengebilde wird vom entlanggleitenden Fahrdraht teilweise umgebogen, nimmt aber aufgrund seiner hohen Biegeelasti zität bei Lageveränderung des Kontaktpunktes an der vom Fahrdraht verlassenen Stelle wieder seine aufrecht stehende , beispielsweise ebene , Form ein . Die Biegung des Flächengebildes durch den Fahrdraht erfolgt vorzugsweise lokal am oder um den Kontaktpunkt und erzeugt aufgrund der geringen Dicke des Flächengebildes keine nennenswerten Reibungsverluste . Das Flächengebilde kann beispielsweise als dünne , weiche und biegeelastische Folie aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit , etwa aus einer Metalllegierung, ausgeführt sein . Ein durch das Flächengebilde bei Auftreten eines Spaltes zwischen der diesem Flächengebilde zugeordneten Schlei fleiste und einem Fahrdraht fließender Strom hat eine geringe Stromstärke , da davon aus zugehen ist , dass elektrischer Kontakt anderer Schlei f leisten zu Fahrdrähten fortbesteht . Außerdem besteht dieser Zustand typischerweise nur kurz zeitig .

In einer vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist das Flächengebilde kammartig ausgebildet und weist einen Rückensteg zur Befestigung des Flächengebildes an der Schlei f leiste sowie vom Rückensteg nach oben abstehend eine Reihe parallel ausgerichteter, biegeelastischer Filamente auf . Die den Zinken eines Kamms entsprechenden Filamente des Flächengebildes können durch hoch elastische Drähte , etwa aus einer superelastischen Metalllegierung wie Nitinol oder aus Federstahl , gebildet sein . Die Filamente können auch durch Ausstanzen von Filament zwischenräumen aus einer Metall folie gebildet sein . Ein durch ein solches Flächengebildet gleitender Fahrdraht muss nur so viele Filamente umbiegen, wie sein Durchmesser es erfordert . Die Filamente sind weich und elastisch ausgebildet und weisen eine nur geringe Federrückstellkraft auf . Die Filamente sind mit einem dem Kammrücken entsprechenden Rückensteg verbunden, der zur Befestigung des Flächengebildes an der Schlei f leiste , bei- spielsweise an einem das Schlei fstück tragenden Schlei fstückhalter, dient .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers weisen die Filamente einen geraden Mittelabschnitt und einen gebogenen Endabschnitt auf . Der gerade Mittelabschnitt kann sich parallel zu einer Fahrzeughochrichtung erstrecken, an den sich ein leicht entgegen die Fahrtrichtung des Straßenfahrzeugs , also nach hinten, gebogener Endabschnitt anschließt . Die Krümmung des gebogenen Endabschnittes erlaubt es einem Filament , dem Fahrdraht durch Verbiegen um einen möglichst kleinen Auslenkwinkel aus zuweichen .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers sind die Filamente als parallel ausgerichtete , schraubenlinienförmig gewundene Federelemente ausgebildet . Anstelle von oder kombiniert mit geraden oder leicht gebogenen Drahtabschnitten können Filamente auch in einer Schraubenlinie gewunden ausgeführt sein . Eine solche Schraubenfeder ist biegeweich und elastisch und kann ebenfalls aus einer Metalllegierung mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet sein .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist das Flächengebilde netzartig ausgebildet und weist knotenlos oder verknotet verbundene Filamente auf . Die Filamente des Flächengebildes können nach Art einen Leinwandbindung oder auf andere Weise miteinander verflochten, verknüpft , verwoben, verkettet , verwirkt miteinander verbunden sein . Die auf den Rand des netzartigen Flächengebildes zulaufenden Filamente können unter Bildung eines Bogens in das Netz zurückgeführt werden . Die Dicke der Filamente und die Größe der Maschen des Netzes sind so ausgeführt , dass das Flächengebilde weich und biegeelastisch ist , um von einem Fahrdraht lokal umgebogen werden zu können . Die netzartig verbundenen Filamente sind aus einem elektrisch leitfähigem Material , um Strom führen zu können, wenn sich zwischen Schlei f leiste und Fahrdraht aufgrund von Schwingungen des Stromabnehmers Spalte bilden .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist ein Flächengebilde mit einem das Schlei fstück tragenden Schlei fstückhalter lösbar verbunden . Das Flächengebilde kann an seinem Rückensteg beispielsweise durch Schraubverbindungen mit dem etwa aus Aluminium gefertigten Schlei fstückhalter befestigt sein . Die Schraubverbindung ist elektrisch leitfähig und ermöglicht ein schnelles Austauschen eines verschlissenen Flächengebildes durch ein neues .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers weist der Schlei fstückhalter bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung eine einer Fahrtrichtung des Straßenfahrzeugs zugewandte Vorderseite und eine der Fahrtrichtung abgewandte Rückseite auf , wobei das Flächengebilde an der Rückseite mit dem Schlei fstückhalter verbunden ist . Durch die rückwärtige Befestigung eines Flächengebildes am Schlei fstückhalter haben die Filamente einen freien Federweg beim Verbiegen durch die Fahrdraht weg vom Schlei f stück, wodurch sich die weichen und elastischen Materialeigenschaften der Filamente ungestört beim Umbiegen entfalten können .

Die Erfindung betri f ft auch ein Straßenfahrzeug, insbesondere ein schweres Nutz fahrzeug, welches einen elektrischen oder hybridelektrischen Traktionsantrieb und einen Stromabnehmer nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Einspeisung von Traktionsenergie aus zwei Fahrdrähten einer zweipoligen Oberleitungsanlage umfasst .

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem nachfolgend näher beschriebenen Aus führungsbeispiel anhand der Zeichnungen, in deren

FIG 1 ein erfindungsgemäßes Straßenfahrzeug in Seitenansicht , FIG 2 das Straßenfahrzeug aus FIG 1 in Frontansicht ,

FIG 3 eine einen Fahrdraht kontaktierende Schlei f leiste eines erfindungsgemäßen Stromabnehmers in perspektivischer Darstellung,

FIG 4 ein erstes Aus führungsbeispiel eines Flächengebildes in Frontansicht ,

FIG 5 ein zweites Aus führungsbeispiel eines Flächengebildes in Frontansicht ,

FIG 6 ein drittes Aus führungsbeispiel eines Flächengebildes in Frontansicht ,

FIG 7 ein Querschnitt durch eine Schlei f leiste mit Flächengebilde ,

FIG 8 ein Querschnitt durch die Schlei f leiste aus FIG 7 in Kontakt mit einem Fahrdraht und

FIG 9 ein Querschnitt durch die vom Fahrdraht leicht nach unten ausgelenkte Schlei f leiste aus FIG 7 schematisch veranschaulicht sind .

Gemäß FIG 1 und FIG 2 umfasst ein erfindungsgemäßes Straßenfahrzeug 1 , welches ein schweres Nutz fahrzeug, wie beispielsweise eine Sattel zugmaschine , sein kann, einen elektrischen oder hybridelektrischen Traktionsantrieb 2 und einen Stromabnehmer 3 zur Einspeisung von Traktionsenergie aus zwei Fahrdrähten 4 einer an sich bekannten und daher nicht näher dargestellten, zweipoligen Oberleitungsanlage . Die Fahrdrähte 4 sind parallel zueinander und oberhalb eines Fahrstrei fens einer Fahrbahn 5 des Straßenfahrzeugs 1 aufgespannt und führen beispielsweise eine Gleichspannung zur elektrischen Traktionsversorgung des Straßenfahrzeugs 1 während der Fahrt .

Der Stromabnehmer 3 umfasst gemäß FIG 1 und FIG 2 ein aufrichtbares Traggestänge 6 mit einem fahrzeugseitigen Ende und einem dem gegenüber liegenden, f ahrdrahtseitigen Ende . Das Traggestänge 6 ist fahrzeugseitig über ein Basisgelenk 7 drehbar auf dem Straßenfahrzeug 1 abgestützt , wobei das Basisgelenk 7 auf einem sich auf einem Chassis 8 des Straßenfahrzeugs 1 abstützenden Hauptrahmen 9 des Stromabnehmers 3 gelagert ist . Das Traggestänge 6 trägt f ahrdrahtseitig zwei über j e ein Wippengelenk 10 drehbar mit dem Traggestänge 6 verbundene Kontaktwippen 11 . Das Traggestänge 6 ist im dargestellten Aus führungsbeispiel pantograf enartig ausgebildet und weist einen Unterarm 12 sowie zwei über ein Kniegelenk 13 mit diesem verbundene Oberarme 14 auf . Jeder der Oberarme 14 trägt j eweils eine der beiden Kontaktwippen 11 . Auf j eder der Kontaktwippen 11 sind zwei sich in eine Fahrzeugquerrichtung Y erstreckende Schlei f leisten 15 federnd, etwa über Blattfedern 30 , gelagert . Die zwei Schlei f leisten 15 einer Kontaktwippe 11 sind in eine Fahrzeuglängsrichtung X gesehen hintereinander angeordnet . Jede der Schlei f leisten 15 weist j eweils eine in eine Fahrzeughochrichtung Z nach oben gewandte Kontaktfläche 16 für einen Schlei fkontakt zu einem Fahrdraht 4 der Oberleitungsanlage auf . Eine beispielsweise als Luftbalg ausgebildete Hubeinrichtung 17 ist zum Aufrichten und Ablegen des Traggestänges 6 vorgesehen . Dadurch sind die Schlei fleisten 15 zwischen einer abgesenkten Ruheposition und einer angehobenen Kontaktposition bewegbar . In der Ruheposition sind die Kontaktwippen 11 auf Höhe eines Fahrzeugdaches 18 abgelegt . In der Kontaktposition ist ein elektrischer Kontakt , bei in Fahrt befindlichem Straßenfahrzeug 1 ein elektrischer Schlei fkontakt , zwischen den Kontakt flächen 16 der Schlei fleisten 15 und den Fahrdrähten 4 hergestellt .

An wenigstens einer Schlei f leiste 15 j eder Kontaktwippe 11 , vorzugsweise an den in eine Fahrtrichtung V gesehen hinteren der beiden Schlei f leisten 15 , ist gemäß FIG 1 bis FIG 3 j e ein elektrisch leitfähiges , biegeelastisches Flächengebilde 19 mit einer Längsausdehnung L und mit einer Querausdehnung B angeordnet . Dessen Kontur ist durch eine Strichpunktlinie veranschaulicht . Das Flächengebilde 19 erstreckt sich mit seiner Längsausdehnung L in Fahrzeugquerrichtung Y entlang der j eweiligen Schlei f leiste 15 . Mit seiner Querausdehnung B ragt das Flächengebilde 19 um einen Überstand S in Fahrzeughochrichtung Z nach oben über die Kontakt fläche 16 hinaus . Ausgehend von einem auf der Kontakt fläche 16 einer Schlei fleiste 15 regulär aufliegenden Fahrdraht 4 bewirkt der Uber- stand S des elektrisch leitfähigen Flächengebildes 19 eine Aufrechterhaltung der konduktiven Energieübertragung bei schwingungsbedingten Relativbewegungen in Fahrzeughochrichtung Z zwischen Schlei f leiste 15 und Fahrdraht 4 , sofern diese Kontaktpartner sich nicht um mehr als die Größe des Überstands S voneinander entfernen . Eine solche Vertikalschwingung kann beispielsweise auftreten, wenn das Straßenfahrzeug 1 durch ein im Belag der Fahrbahn 5 vorhandenes Schlagloch 31 fährt . Der durch eine Schwingungsbewegung entstehende vertikale Spalt zwischen Schlei f leiste 15 und Fahrdraht 4 wird durch das Flächengebilde 19 elektrisch überbrückt , so dass es kaum oder gar nicht zur Ausbildung unerwünschter Lichtbögen kommt . Über die Querausdehnung B des Flächengebildes 19 beziehungsweise die Größe seines Überstandes S wird die Schwingungsamplitude der Relativbewegung zwischen Schlei f leisten 15 und Fahrdrähten 4 bemessen, bis zu der ein elektrischer Kontakt zwischen diesen Kontaktpartnern gehalten werden kann . Die Längsausdehnung L des Flächengebildes 19 kann sich über die gesamten Länge der Schlei f leiste 15 erstrecken oder auf einen kleineren Arbeitsbereich der Schlei f leiste 15 , innerhalb dessen der Kontaktpunkt zwischen Schlei f leiste 15 und Fahrdraht 4 im Fährbetrieb pendeln kann, eingeschränkt sein . In j edem Fall gleitet der Fahrdraht 4 für j eden Kontaktpunkt am Flächengebilde 19 entlang .

Das Flächengebilde 19 wird vom entlanggleitenden Fahrdraht 4 gemäß FIG 3 und FIG 7 bis FIG 9 teilweise umgebogen, nimmt aber aufgrund seiner hohen Biegeelasti zität bei Lageveränderung des Kontaktpunktes an der vom Fahrdraht 4 verlassenen Stelle wieder seine aufrechtstehende , beispielsweise ebene , Form ein . Die Biegung des Flächengebildes 19 durch den Fahrdraht 4 erfolgt vorzugsweise lokal am oder um den Kontaktpunkt und erzeugt aufgrund der geringen Dicke des Flächengebildes 19 keine nennenswerten Reibungsverluste . Das Flächengebilde 19 kann beispielsweise als dünne , weiche und biegeelastische Folie aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit , etwa aus einer Metalllegierung, ausgeführt sein . Ein durch das Flächengebilde 19 bei Auftreten eines Spaltes zwischen der diesem Flächengebilde 19 zugeordneten Schlei f leiste 15 und einem Fahrdraht 4 fließender Strom hat eine geringe Stromstärke , da davon aus zugehen ist , dass elektrischer Kontakt anderer Schlei f leisten 15 zu Fahrdrähten 4 fortbesteht . Außerdem besteht dieser Zustand typischerweise nur kurz zeitig .

Das Flächengebilde 19 kann gemäß FIG 4 und FIG 5 auch kammartig ausgebildet sein und einen Rückensteg 20 zur Befestigung des Flächengebildes 19 an der Schlei f leiste 15 sowie vom Rückensteg 20 nach oben abstehend eine Reihe parallel ausgerichteter, biegeelastischer Filamente 21 aufweisen . Die den Zinken eines Kamms entsprechenden Filamente 21 des Flächengebildes 19 können durch hoch elastische Drähte , etwa aus einer superelastischen Metalllegierung wie Nitinol oder aus Federstahl , gebildet sein . Die Filamente 21 können auch durch Ausstanzen von Filament zwischenräumen aus einer Metall folie gebildet sein . Ein durch ein solches Flächengebilde 19 gleitender Fahrdraht 4 muss gemäß FIG 8 und FIG 9 nur so viele Filamente 21 umbiegen, wie sein Durchmesser es erfordert . Die Filamente 21 sind weich und elastisch ausgebildet und weisen eine nur geringe Federrückstellkraft auf . Die Filamente 21 sind mit dem einem Kammrücken entsprechenden Rückensteg 20 verbunden, der zur Befestigung des Flächengebildes 19 an der Schlei f leiste 15 , beispielsweise an einem das Schlei fstück 22 tragenden Schlei fstückhalter 23 , dient . Das Flächengebilde 19 ist mit dem Schlei fstückhalter 23 vorzugsweise lösbar verbunden, beispielsweise durch eine oder mehrere den Rückensteg 20 am aus Aluminium gefertigten Schlei fstückhalter 23 festsetzende Schraubverbindung 26 . Die Schraubverbindungen 26 sind elektrisch leitfähig und ermöglichen ein schnelles Austauschen eines verschlissenen Flächengebildes 19 durch ein neues .

Der Schlei fstückhalter 23 weist bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung X eine der Fahrtrichtung V des Straßenfahrzeugs 1 zugewandte Vorderseite 27 und eine der Fahrtrichtung V abgewandte Rückseite 28 auf . Die Flächengebilde 21 sind an den Rückseiten 28 mit dem Schlei fstückhalter 23 verbunden . Durch die rückwärtige Befestigung eines Flächengebildes 19 am Schlei fstückhalter 23 haben die Filamente 21 gemäß FIG 7 bis FIG 9 einen freien Federweg beim Verbiegen durch einen Fahrdraht 4 weg vom Schlei fstück 22 , wodurch sich die weichen und elastischen Materialeigenschaften der Filamente 21 ungestört beim Umbiegen entfalten können .

Die Filamente 21 weisen gemäß FIG 7 bis FIG 9 einen geraden Mittelabschnitt 24 und einen gebogenen Endabschnitt 25 auf , welche der Übersichtlichkeit halber nur in FIG 7 mit ihren Bezugs zeichen versehen sind . Der gerade Mittelabschnitt 24 kann sich parallel zu einer Fahrzeughochrichtung Z erstrecken, an den sich ein leicht entgegen die Fahrtrichtung V des Straßenfahrzeugs 1 , also nach hinten, gebogener Endabschnitt 25 anschließt . Die Krümmung des gebogenen Endabschnittes 25 erlaubt es einem Filament 21 , dem Fahrdraht 4 durch Verbiegen um einen möglichst kleinen Auslenkwinkel aus zuweichen, wie insbesondere aus FIG 8 und FIG 9 ersichtlich ist .

Gemäß FIG 5 können die Filamente 21 ' als parallel ausgerichtete , schraubenlinienförmig gewundene Federelemente 29 ausgebildet sein . Anstelle von oder kombiniert mit geraden oder leicht gebogenen Drahtabschnitten ( FIG 4 ) können Filamente 21 ' auch in einer Schraubenlinie gewunden ausgeführt sein . Eine solche Schraubenfeder 29 ist biegeweich und elastisch und kann ebenfalls aus einer Metalllegierung mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet sein .

Gemäß FIG 6 kann das Flächengebilde 19 auch netzartig ausgebildet sein und knotenlos oder verknotet verbundene Filamente 21 ' ' aufweisen . Die Filamente 21 ' ' des Flächengebildes 19 können nach Art einen Leinwandbindung oder auf andere Weise miteinander verflochten, verknüpft , verwoben, verkettet , verwirkt oder dergleichen miteinander verbunden sein . Die auf den Rand des netzartigen Flächengebildes 19 zulaufenden Filamente 21 ' ' können unter Bildung eines Bogens in das Netz zurückgeführt werden . Die Dicke der Filamente 21 ' ' und die Grö- ße der Maschen des Netzes sind so ausgeführt , dass das Flächengebilde 19 weich und biegeelastisch ist , um von einem Fahrdraht 4 lokal umgebogen werden zu können . Die netzartig verbundenen Filamente 21 ' ' sind aus einem elektrisch leitfä- higem Material , um Strom führen zu können, wenn sich zwischen Schlei f leiste 15 und Fahrdraht 4 aufgrund von Schwingungen des Stromabnehmers 3 Spalte bilden . Das Flächengebilde 19 kann vollständig als Netz ausgebildet sein oder auch einen folienartigen Rückensteg 20 zur Befestigung an den Schlei f- stückhalter 23 aufweisen .

Claims

Patentansprüche

1. Stromabnehmer (3) für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug (1) , insbesondere ein schweres Nutzfahrzeug, zur Einspeisung von Traktionsenergie aus zwei Fahrdrähten (4) einer zweipoligen Oberleitungsanlage, umfassend

- ein auf richtbares Traggestänge (6) , welches fahrzeugseitig über ein Basisgelenk (7) drehbar auf dem Straßenfahrzeug (1) abstützbar ist und f ahrdrahtseitig zwei über je ein Wippengelenk (10) drehbar verbundene Kontaktwippen (11) trägt,

- wobei auf jeder Kontaktwippe (11) mindestens eine sich in eine Fahrzeugquerrichtung (Y) erstreckende Schleif leiste (15) federnd gelagert ist, wobei jede Schleif leiste (15) jeweils eine in eine Fahrzeughochrichtung (Z) nach oben gewandte Kontaktfläche (16) für einen Schleifkontakt zu einem Fahrdraht (4) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,

- dass an wenigstens einer Schleif leiste (15) jeder Kontaktwippe (11) je ein elektrisch leitfähiges, biegeelastisches Flächengebilde (19) mit einer Längsausdehnung (L) und mit einer Querausdehnung (B) derart angeordnet ist, dass seine Längsausdehnung (L) sich in Fahrzeugquerrichtung (Y) entlang der Schleif leiste (15) erstreckt und dass seine Querausdehnung (B) um einen Überstand (S) in Fahrzeughochrichtung (Z) nach oben über die Kontakt fläche (16) hinausragt.

2. Stromabnehmer (3) nach Anspruch 1,

- wobei das Flächengebilde (19) kammartig ausgebildet ist und einen Rückensteg (20) zur Befestigung des Flächengebildes (19) an der Schleif leiste (15) sowie vom Rückensteg (20) nach oben abstehend eine Reihe parallel ausgerichteter, biegeelastischer Filamente (21) aufweist.

3. Stromabnehmer (3) nach Anspruch 2,

- wobei die Filamente (21) einen geraden Mittelabschnitt (24) und einen gebogenen Endabschnitt (25) aufweisen.

4. Stromabnehmer (3) nach Anspruch 2,

- wobei die Filamente (21' ) als parallel ausgerichtete schraubenlinienförmig gewundene Federelemente (29) ausgebildet sind.

5. Stromabnehmer (3) nach Anspruch 1,

- wobei das Flächengebilde (19) netzartig ausgebildet ist und knotenlos oder verknotet verbundene Filamente (21' ' ) aufweist.

6. Stromabnehmer (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- wobei ein Flächengebilde (19) mit einem das Schleifstück (22) tragenden Schleifstückhalter (23) lösbar verbunden ist.

7. Stromabnehmer (3) nach Anspruch 6,

- wobei der Schleifstückhalter (23) bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung (X) eine einer Fahrtrichtung (V) des Straßenfahrzeugs (1) zugewandte Vorderseite (27) und eine der Fahrtrichtung (V) abgewandte Rückseite (28) aufweist, wobei das Flächengebilde (19) an der Rückseite (28) mit dem Schleifstückhalter (23) verbunden ist.

8. Straßenfahrzeug (1) , insbesondere ein schweres Nutzfahrzeug, umfassend

- einen elektrischen oder hybridelektrischen Traktionsantrieb (2) und

- einen Stromabnehmer (3) zur Einspeisung von Traktionsenergie aus zwei Fahrdrähten (4) einer zweipoligen Oberleitungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche.