EP4719808A1 - STROMABNEHMER FÜR EIN ELEKTRISCH ODER HYBRIDELEKTRISCH ANGETRIEBENES STRAßENFAHRZEUG SOWIE EIN MIT EINEM SOLCHEN STROMABNEHMER AUSGESTATTETES STRAßENFAHRZEUG - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer (6) für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug (1) zur Einspeisung von Traktionsenergie aus Fahrdrähten (5) einer zweipoligen Oberleitungsanlage. Er umfasst ein aufrichtbares, mindestens einen Tragarm (10) aufweisendes Traggestänge (9) mit einem fahrzeugseitigen Ende (13), an dem es über ein Basisgelenk (14) auf einem Chassis (4) des Straßenfahrzeugs (1) abstützbar ist, und mit einem fahrdrahtseitigen Ende (16), an dem zwei Schleifleisten (19) tragende Wippenträger (17) über je ein Wippengelenk (18) drehbar angelenkt sind. Er hat eine doppelte elektrische Isolierung, bei der die Wippenträger (17) auf einem elektrischen Zwischenpotenzial (PI) liegen und einerseits durch elektrische Isolatoren (23) von den auf einem elektrischen Oberleitungspotenzial (PO) liegenden Schleifleisten (19) und andererseits durch einen aus einem isolierenden Material bestehenden Armabschnitt (24) des mindestens einen Tragarms (10) von dem auf einem elektrischen Chassispotenzial (PC) liegenden Basisgelenk (14) isoliert sind. Erfindungsgemäß weist der mindestens eine Tragarm (10) eine den Armabschnitt (24) wenigstens teilweise abdeckende Ummantelung (28) mit einer fremdschichtabweisenden Außenseite (29) auf, wodurch die Verfügbarkeit des Stromabnehmers (6) unter Beibehaltung seiner elektrischen Betriebssicherheit erhöht wird.

Description

Beschreibung

Stromabnehmer für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug sowie ein mit einem solchen Stromabnehmer ausgestattetes Straßenfahrzeug

Die Erfindung betri f ft einen Stromabnehmer nach dem Oberbegri f f des Patentanspruches 1 .

Ein derartiger Stromabnehmer ist aus der Of fenlegungsschri ft DE 10 2021 208 951 Al bekannt zeigt einen Stromabnehmer für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug zur Einspeisung von Traktionsenergie aus einer zweipoligen Oberleitungsanlage . Der Stromabnehmer umfasst einen Hauptrahmen, der sich auf einem Chassis , also dem Fahrgestell des Straßenfahrzeugs abstützt und auf dem eine Armkonstruktion mit einem Unterarm und einem Oberarm lagert . Der Unterarm ist über eine Unterarmlagerung drehbar mit dem Hauptrahmen und über ein Armgelenk drehbar mit dem Oberarm verbunden . Die Armkonstruktion trägt zwei nebeneinander angeordnete Wippenanordnungen, die j eweils einen zwei Schlei f leisten tragenden Wippenträger umfasst . Jeder Wippenträger ist über j e ein Wippengelenk drehbar mit dem Oberarm verbunden . Die Armkonstruktion ist mittels eines Antriebs pantographenartig auf- und abbewegbar, so dass zwischen den Schlei f leisten und eine elektrische Traktionsspannung bereitstellenden Fahrdrähten der Oberleitungsanlage ein elektrischer Kontakt herstell- und wieder lösbar ist . Der Stromabnehmer umfasst eine elektrische Isolation, welche drei elektrische Potenziallagen voneinander trennt : Auf einer Chassis-Potenziallage des Chassis liegen der Hauptrahmen, die Unterarmlagerung und ggf . ein daran anschließender Teil der Armkonstruktion . Auf einer Traktions- spannungs-Potenziallage der Fahrdrähte liegen die kontaktierenden Schlei f leisten sowie den Traktionsstrom leitende Stromkabel . Auf einer Zwischen-Potenziallage liegen die Wippenträger, die Wippengelenke und zumindest ein daran anschließender Teil der Armkonstruktion . Zur Trennung der Trak- tionsspannungs-Potenziallage von der Zwischen-Potenziallage umfasst die I solation elektrische I solatoren zwischen den Schlei f leisten und den Wippenträgern, die als Blattfedern aus isolierendem Material ausgebildet sein können . Zur Trennung der Zwischen-Potenziallage von der Chassis-Potenziallage umfasst die elektrische I solation in einer Aus führungs form eine Armkonstruktion, die aufgrund ihrer Materialeigenschaften selbst als I solator wirkt .

Eine elektrische I solation zwischen der Traktionsspannungs- Potenziallage und der Zwischen-Potenziallage wird vom Stromabnehmer überwacht , wie auch eine elektrische I solation zwischen der Zwischen-Potenziallage und der Chassis-Potenziallage . Sollte die elektrische I solation zwischen zwei benachbarten Potenziallagen eine Störung aufweisen, wird durch Absenken der Armkonstruktion der elektrische Kontakt zwischen Schlei f leisten und Fahrdrähten unterbrochen, bevor eine Oberleitungsspannung am Chassis anliegen kann und es so zu einer elektrischen Gefährdung von Personen kommen könnte .

Es hat sich gezeigt , dass es im Straßenbetrieb eines eingangs beschriebenen Stromabnehmers zu Unterschreitungen eines kritischen I solationswiderstandes kommt , ohne eine erkennbare Beschädigung eines der elektrischen I solatoren oder der aufgrund ihrer Materialeigenschaften selbst als I solator wirkenden Armkonstruktion, was zu einem gegebenenfalls unnötigen Absenken des Stromabnehmers und damit einhergehend zu einer unerwünschten Unterbrechung der Energieeinspeisung aus der Oberleitungsanlage führen kann .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde , einen Stromabnehmer der eingangs genannten Art mit erhöhter Verfügbarkeit für die Einspeisung von Traktionsenergie unter Beibehaltung seiner elektrischen Betriebssicherheit bereitzustellen .

Die Erfindung geht aus von einem Stromabnehmer für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug, insbesondere für ein schweres Nutz fahrzeug, wie beispielsweise ein Lastkraftwagen oder ein Bus . Der Stromabneh- mer ist dazu ausgebildet und vorgesehen, Traktionsenergie aus Fahrdrähten einer zweipoligen Oberleitungsanlage in das Straßenfahrzeug einzuspeisen, um es einem elektrischen oder hybridelektrischen Traktionsantrieb oder einem Energiespeicher des Straßenfahrzeugs während der Fahrt zuzuführen . Zweipolige Oberleitungsanlagen zur Elektri fi zierung eines Fahrstrei fens einer vom Straßenfahrzeug befahrbaren Straße sind bekannt ; die beiden Fahrdrähte sind parallel zueinander und symmetrisch entlang einer Fahrstrei fenmitte über der Fahrbahn aufgespannt und können eine Oberleitungsspannung, beispielsweise als Gleichspannung, bereitstellen . Der Stromabnehmer umfasst ein auf richtbares , mindestens einen Tragarm aufweisendes Traggestänge . Das Traggestänge kann zwei parallele , stangenförmige Tragarme aufweisen . Es kann auch nach Art einer Halbschere einen Unterarm und einen Oberarm aufweisen . Es kann aber auch einen Unterarm und zwei Oberarme aufweisen . Weitere Traggestänge sind denkbar . Das Traggestänge hat ein fahrzeugseitigen Ende , an dem es über ein Basisgelenk auf einem Chassis des Straßenfahrzeugs abstützbar ist . Gegenüber diesem fahrzeugfesten Ende hat das Traggestänge bewegliches , fahrdrahtseitiges Ende , an dem zwei Wippenträger über j e ein Wippengelenk drehbar angelenkt sind . Die Wippenträger können in Fahrtrichtung gesehen nebeneinander angeordnet und j e einem Fahrdraht zugeordnet sein . Jeder Wippenträger kann eine oder zwei in Fahrtrichtung hintereinander angeordnete Schlei fleisten tragen, wobei j ede Schlei f leiste länglich sein und sich quer zur Fahrtrichtung erstrecken kann . Durch Auf richten des Traggestänges , etwa mittels einer als Luftbalg ausgebildeten Hubeinrichtung, können die Schlei f leisten während der Fahrt in elektrischen Schlei fkontakt zu den Fahrdrähten gebracht werden, um elektrische Traktionsenergie aus der Oberleitungsanlage in das Straßenfahrzeug zu übertragen . Die Schlei fleisten können j eweils ein in einem Schlei fstückhalter befestigtes Schlei fstück aus Graphit oder Kupfer mit einer nach oben weisenden Kontakt fläche aufweisen . Das Traggestänge kann dabei nach Art eines Pantografen ausgebildet sein, wodurch die Kontakt flächen beim Anheben und Absenken des Traggestänges stets nach oben weisen . Die Drehachsen der Wippengelenke und des Basisgelenkes sind dabei parallel zueinander ausgerichtet , beispielsweise quer zur Fahrtrichtung .

Der Stromabnehmer umfasst ferner für eine elektrische Betriebssicherheit eine doppelte elektrische I solierung . Dabei liegen die Wippenträger auf einem elektrischen Zwischenpotenzial . Die Wippenträger sind einerseits durch elektrische I solatoren von den auf einem elektrischen Oberleitungspotenzial liegenden Schlei f leisten isoliert . Andererseits sind die Wippenträger durch einen aus einem isolierenden Material bestehenden Armabschnitt des mindestens einen Tragarms , von dem auf einem elektrischen Chassispotenzial liegenden Basisgelenk isoliert . Damit sind das Chassis des Straßenfahrzeugs und die mit diesem leitend verbundenen Fahrzeugteile , wie das Basisgelenk oder ein mit diesem verbundener Hauptrahmen des Stromabnehmers , der auf dem Chassis lagert , doppelt elektrisch isoliert von den Schlei f leisten . Auf dem Zwischenpotenzial liegen die Wippenträger, die Wippengelenke und gegebenenfalls derj enige elektrisch leitfähige Teil des wenigstens einen Tragarms , der f ahrdrahtseitig vom isolierenden Armabschnitt liegt .

Erfindungsgemäß weist der mindestens eine Tragarm eine den Armabschnitt wenigstens teilweise abdeckende Ummantelung mit einer fremdschichtabweisenden Außenseite auf . Der Erfindung basiert auf der gewonnenen Erkenntnis , dass sich im Straßenbetrieb des Stromabnehmers Schmutz , Kohleabrieb, Streusal z und/oder Flüssigkeiten auf dem mindestens einen Tragarm, insbesondere auch auf dem Armabschnitt aus isolierendem Material ablagern . Derartige Ablagerungen bilden eine Fremdschicht mit einer elektrischen Leitfähigkeit , die den auslegungsgemäßen Isolationswiderstand des isolierenden Armabschnitts verringern kann . Der auslegungsgemäße I solationswiderstand ist durch die Abschnittslänge , durch den Armquerschnitt und durch das verwendete I solationsmaterial des Armabschnittes des Tragarms bestimmt . Die erfindungsgemäße Ummantelung verhindert die Ausbildung von elektrisch leitfähigen Fremdschichten im Bereich des isolierenden Armabschnittes , indem die Außen- seite der Ummantelung haftvermindernde Eigenschaften aufweist , also geringe Adhäsionskräfte zu derartigen Ablagerungen entfaltet . Dadurch wird der I solationswiderstand des isolierenden Armabschnittes nicht oder nur unwesentlich durch Fremdschichten aus Schmutz , Staub, Wasser und dergleichen vermindert , so dass es zu weniger Fehlerfällen kommt , bei welchen der Stromabnehmer von der Oberleitung abgesenkt wird, weil der I solationswiderstand unter einen kritischen Schwellwert sinkt . Dies erhöht wiederum die Betriebs zeit , während der der Stromabnehmer für eine Energieeinspeisung aus der Oberleitungsanlage zur Verfügung steht .

In einer vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist die Ummantelung als elastischer Überzug ausgebildet . Der Überzug kann beispielsweise aus Silikon oder einem vergleichbaren hydrophoben Material bestehen und bei der Herstellung des Stromabnehmers über den isolierenden Armabschnitt als elastischer Schlauch gestülpt oder auf diesen im Spritzgussverfahren aufgebracht werden . Ebenso kann der Überzug nachträglich auf einen Tragarm mit isolierendem Abschnitt eines bereits existierenden Stromabnehmers aufgezogen werden . Die glatte , hydrophobe Oberfläche von Silikon hat fremdschichtabweisende Eigenschaften, so dass sich darauf Staub- oder groß flächige Flüssigkeitsschichten nicht bilden oder daran haften können .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist zwischen einer Innenseite des Überzugs und dem mindestens einen Tragarm eine Klebstof fschicht eingebracht . Die Klebstof f schicht erhöht die Festigkeit der Verbindung des Überzugs mit dem Tragarm und verhindert die Bildung eines Luftspaltes zwischen Überzug und Tragarm . In solchen Luftspalten könnte sich elektrisch leitfähige Flüssigkeiten sammeln, die den I solationswiderstand des Tragarms mit isolierendem Armabschnitt unerwünscht senken können . In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers weist die Ummantelung eine oder mehrere ringförmige Rippen auf . Die Rippen verlängern den Weg zwischen stirnseitigen Enden der Ummantelung und verringern oder unterbinden dadurch sich in leitfähigen Fremdschichten auf der Ummantelung ausbildende Kriechströme , welche den I solationswiderstand des isolierenden Armabschnittes verringern . Die Rippen können teller- , schirm- oder glockenförmig ausgebildet und deren Anzahl an die Länge der Ummantelung angepasst sein .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist die Ummantelung als Beschichtung ausgebildet . Die Beschichtung des isolierenden Armabschnitts des Tragarms mit einem hydrophoben Material kann beispielsweise durch Spritzen oder Laminieren erfolgen . Durch Beschichtung kann eine geringere Wandstärke der Ummantelung erzielt werden, als dies bei einem Überzug der Fall ist . Die Beschichtung bewirkt ebenfalls eine geringere Haftung von Fremdschichten auf der Ummantelung .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist eine Länge zwischen stirnseitigen Enden der Ummantelung derart groß bemessen, dass sich zwischen den Enden keine zusammenhängende Fremdschicht ausbildet . Eine ausgedehnte Ummantelung verlängert einerseits den Kriechweg zwischen ihren stirnseitigen Enden und verhindert andererseits durch die große Oberfläche die Entstehung durchgehender Fremdschichten, die den I solationswiderstand verringern würden .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form umfasst der erfindungsgemäße Stromabnehmer ein Rüttelelement zur Erzeugung von Schwingungen des mindestens einen Tragarms . Durch die Schwingungen wird mit der Ummantelung darauf haftende Bestandteile einer Fremdschicht periodisch beschleunigt , wodurch auf die Fremdschichtbestandteile eine die Adhäsion übersteigende Kraft ausgeübt wird . Die Fremdschicht wird durch die Vibrationen abgeschüttelt oder zumindest deren flächiger Zusammenhang zerstört . Das Rüttelelement kann aktiv ausgebildet und beispielsweise als mit der Ummantelung oder mit der Innenseite eines hohl ausgeführten Armabschnittes gekoppelte Schwingspule ausgebildet sein .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form des erfindungsgemäßen Stromabnehmers weist das Rüttelelement eine Form auf , durch die es die Schwingungen aufgrund des Fahrtwindes erzeugt . Das Rüttelelement ist hierbei ein passives , aerodynamisches Formteil , von dem sich periodisch Wirbel des Fahrtwindes ablösen, wodurch es den Armabschnitt und damit die Ummantelung in Schwingungen versetzt . Auch hierdurch werden elektrisch leitfähige Schmutz- und Wasserablagerungen von der Ummantelung abgeschüttelt , ohne dass es einer Aktivierung oder Energieversorgung bedarf .

In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form umfasst der erfindungsgemäße Stromabnehmer erste Messeinheiten zur Erfassung erster I solationswiderstände der elektrischen I solatoren . Ferner umfasst der Stromabnehmer mindestens eine zweite Messeinheit zur Erfassung eines zweiten I solationswiderstandes des isolierenden Armabschnittes mit Ummantelung . Die Messwerte der ersten und zweiten I solationswiderstände werden einer Steuereinheit des Stromabnehmers zugeführt , in der diese mit Schwellwerten verglichen werden . Unterschreitet einer der Messwerte einen Schwellwert , löst die Steuereinheit ein Absenken eines auf gerichteten Traggestänges aus , damit der elektrische Kontakt zwischen Schlei f leisten und Fahrdrähten unterbrochen und der Stromabnehmer in einen elektrisch sicheren Zustand überführt wird .

Die Erfindung betri f ft ferner ein Straßenfahrzeug, insbesondere ein schweres Nutz fahrzeug, wie beispielsweise ein Lastkraftwagen oder ein Bus . Es umfasst ein nicht geerdetes Chassis , welches einen elektrischen oder hybridelektrischen Traktionsantrieb sowie einen Stromabnehmer nach einem der vorangehenden Ansprüche trägt . Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Aus führungsbeispiels anhand der Zeichnungen, in deren

FIG 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Straßenfahrzeugs mit Stromabnehmer,

FIG 2 eine erste Aus führungs form einer Ummantelung,

FIG 3 eine zweite Aus führungs form einer Ummantelung,

FIG 4 eine dritte Aus führungs form einer Ummantelung und

FIG 5 eine vierte Aus führungs form einer Ummantelung, schematisch veranschaulicht sind .

Gemäß FIG 1 ist ein Straßenfahrzeug 1 mit einem elektrischen oder hybridelektrischen Traktionsantrieb 2 ausgestattet , der aufgrund der gummiberei ften Fahrzeugräder 3 von einem nicht geerdeten Chassis 4 des Straßenfahrzeugs 1 getragen wird . Das Straßenfahrzeug 1 kann als schweres Nutz fahrzeug, beispielsweise als Lastkraftwagen oder Bus , ausgeführt sein . Zur Einspeisung von elektrischer Traktionsenergie aus Fahrdrähten 5 einer zweipoligen Oberleitungsanlage umfasst das Straßenfahrzeug 1 einen Stromabnehmer 6 . Die während der Fahrt eingespeiste Traktionsenergie wird entweder direkt dem Traktionsantrieb 2 zugeführt oder in einem Energiespeicher 7 gespeichert . Die beiden Fahrdrähte 5 sind parallel zueinander und symmetrisch entlang einer Fahrstrei fenmitte oberhalb des vom Straßenfahrzeug 1 befahrenen Fahrstrei fens 8 aufgespannt und stellen eine beispielsweise als Gleichspannung ausgebildete Oberleitungsspannung bereit .

Der Stromabnehmer 6 umfasst gemäß FIG 1 ein auf richtbares Traggestänge 9 , welches einen unteren Tragarm 10 und zwei Oberarme 11 auf , die j eweils über ein Kniegelenk 12 mit dem Tragarm 10 drehbar verbunden sind , mindestens einen Tragarm 10 aufweist . Das Traggestänge 9 hat ein fahrzeugseitigen Ende 13 , an dem es über ein Basisgelenk 14 mittels eines Hautrahmens 15 des Stromabnehmers 6 auf dem Chassis 4 abgestützt ist . Gegenüber diesem fahrzeugfesten Ende 13 hat das Tragge- stänge 9 ein bewegliches , f ahrdrahtseitiges Ende 16 , an dem zwei Wippenträger 17 über j e ein Wippengelenk 18 drehbar angelenkt sind . Die Wippenträger 17 sind - in Fahrtrichtung V des Straßenfahrzeugs 1 gesehen - nebeneinander angeordnet und j e einem Fahrdraht 5 zugeordnet . Jeder Wippenträger 17 trägt zwei in Fahrtrichtung V hintereinander angeordnete Schlei fleisten 19 , die länglich sind und sich quer zur Fahrtrichtung V erstrecken . Durch Aufrichten des Traggestänges 9 mittels einer beispielsweise als Luftbalg ausgebildeten Hubeinrichtung 20 des Stromabnehmers 6 , können die Schlei f leisten 19 während der Fahrt in elektrischen Schlei fkontakt zu den Fahrdrähten 5 gebracht werden, um elektrische Traktionsenergie aus der Oberleitungsanlage in das Straßenfahrzeug 1 zu übertragen . Die Schlei f leisten 19 können j eweils ein in einem Schlei fstückhalter 21 befestigtes Schlei fstück 22 aus Graphit oder Kupfer mit einer nach oben weisenden Kontakt fläche aufweisen . Das Traggestänge 9 kann dabei nach Art eines Panto- grafen ausgebildet sein, wodurch die Kontakt flächen beim Anheben und Absenken des Traggestänges 9 stets nach oben weisen . Die Drehachsen der Wippengelenke 18 , des Kniegelenks 12 und des Basisgelenkes 14 sind dabei parallel zueinander und quer zur Fahrtrichtung V ausgerichtet . Unter Fahrtrichtung V wird hier eine Richtung einer Fahrzeuglängsachse des Straßenfahrzeugs 1 verstanden .

Der Stromabnehmer 6 umfasst als Einrichtung einer elektrischen Betriebssicherheit gemäß FIG 1 eine doppelte elektrische I solierung . Dabei liegen die Wippenträger 17 auf einem elektrischen Zwischenpotenzial PI . Die Wippenträger 17 sind einerseits durch elektrische I solatoren 23 von den auf einem elektrischen Oberleitungspotenzial PO liegenden Schlei fleisten 19 isoliert . Andererseits sind die Wippenträger 17 durch einen aus einem isolierenden Material bestehenden Armabschnitt 24 des unteren Tragarms 10 von dem auf einem elektrischen Chassispotenzial PC liegenden Basisgelenk 14 isoliert . Damit sind das Chassis 4 des Straßenfahrzeugs 1 und die mit diesem leitend verbundenen Fahrzeugteile , wie das Basisgelenk 14 oder Hauptrahmen 15 doppelt gegen die Schlei f leisten 19 elektrisch isoliert . Auf dem Zwischenpotenzial PI liegen die Wippenträger 17 , die Wippengelenke 18 , der Oberarm 11 und gegebenenfalls derj enige elektrisch leitfähige Teil des unteren Tragarms 10 , der f ahrdrahtseitig von seinem isolierenden Armabschnitt 24 liegt . Der isolierende Armabschnitt 24 kann sich auch über den gesamten Tragarm 10 erstrecken . Ebenso kann alternativ der Oberarm 11 den Armabschnitt 24 aus isolierendem Material aufweisen oder komplett aus isolierendem Material bestehen . Der Stromabnehmer 6 umfasst erste Messeinheiten 25 zur Erfassung erster I solationswiderstände der elektrischen Isolatoren 23 . Ferner umfasst der Stromabnehmer 6 mindestens eine zweite Messeinheit 26 zur Erfassung eines zweiten I solationswiderstandes des isolierenden Armabschnittes 24 . Die Messwerte der ersten und zweiten I solationswiderstände werden einer Steuereinheit 27 des Stromabnehmers 6 zugeführt , in der diese mit Schwellwerten verglichen werden . Unterschreitet einer der Messwerte einen Schwellwert , löst die Steuereinheit 27 ein Absenken eines auf gerichteten Traggestänges 9 aus , damit der elektrische Kontakt zwischen Schlei f leisten 19 und Fahrdrähten 5 unterbrochen und der Stromabnehmer 6 in einen elektrisch sicheren Zustand überführt wird .

Erfindungsgemäß weist der Tragarm 10 eine den Armabschnitt 24 wenigstens teilweise abdeckende Ummantelung 28 mit einer fremdschichtabweisenden Außenseite 29 auf . Unter Fremdschichten werden hier Ablagerungen auf der Außenseite 29 der Ummantelung 28 verstanden, die sich im Straßenbetrieb des Stromabnehmers 6 durch Schmutz , Kohleabrieb der Schlei f stücke , Streusal z der Fahrbahn und/oder Flüssigkeiten wie Regen, Schnee , Öl oder auf gewirbelter Gischt bilden können . Derartige Fremdschichten können eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, die den I solationswiderstand des Armabschnittes 24 ohne Ummantelung 28 verringert , wodurch ein Absenken des Traggestells 9 ausgelöst werden kann, ohne dass die doppelte Isolation beschädigt ist . Die Ummantelung 28 verhindert die Bildung von elektrisch leitfähigen Fremdschichten im Bereich des isolierenden Armabschnittes 24 , indem ihre Außenseite 29 haftvermindernde Eigenschaften aufweist , also geringe Adhäsi- onskräfte zu derartigen Ablagerungen entfaltet . Dadurch wird der I solationswiderstand des isolierenden Armabschnittes 24 nicht oder nur unwesentlich durch Fremdschichten vermindert , so dass es zu weniger Fehlerfällen kommt , bei welchen der Stromabnehmer 6 abgesenkt wird, weil der I solationswiderstand unter einen kritischen Schwellwert sinkt . Dies erhöht wiederum die Betriebs zeit , während der der Stromabnehmer 6 für eine Energieeinspeisung aus der Oberleitungsanlage zur Verfügung steht .

Gemäß FIG 2 ist die Ummantelung 28 als elastischer Überzug 30 ausgebildet , der aus Silikon oder einem vergleichbaren hydrophoben Material bestehen und über den isolierenden Armabschnitt 24 als elastischer Schlauch gestülpt oder auf diesen im Spritzgussverfahren aufgebracht werden kann . Eine Länge L zwischen stirnseitigen Enden 31 der Ummantelung 28 kann derart groß bemessen sein, dass sich zwischen den Enden 31 keine zusammenhängende Fremdschicht ausbildet . Eine ausgedehnte Ummantelung 28 verlängert einerseits den Kriechweg zwischen ihren stirnseitigen Enden 31 und verhindert andererseits durch die große Oberfläche die Entstehung durchgehender Fremdschichten, die den I solationswiderstand verringern würden .

Gemäß FIG 3 ist zwischen einer Innenseite 32 des Überzugs 30 und dem Tragarm 10 eine Klebstof f schicht 33 eingebracht , welche die Festigkeit der Verbindung des Überzugs 30 mit dem Tragarm 10 erhöht und die Bildung eines Luftspaltes zwischen Überzug 30 und Tragarm 10 verhindert . In solchen Luftspalten könnte sich elektrisch leitfähige Flüssigkeiten sammeln, die den I solationswiderstand des Tragarms 10 mit isolierendem Armabschnitt 24 unerwünscht senken können .

Gemäß FIG 4 weist die Ummantelung 28 eine oder mehrere ringförmige Rippen 34 auf , welche den Weg zwischen stirnseitigen Enden 34 der Ummantelung 28 verlängern und unterbinden dadurch sich in leitfähigen Fremdschichten auf der Ummantelung 28 ausbildende Kriechströme , welche den I solationswiderstand des isolierenden Armabschnittes 24 verringern . Die Rip- pen 34 können teller- , schirm- oder glockenförmig ausgebildet und deren Anzahl an die Länge L der Ummantelung 28 angepasst sein .

Gemäß FIG 5 ist die Ummantelung 28 als Beschichtung 35 ausgebildet . Die Beschichtung 35 des isolierenden Armabschnitts 24 des Tragarms 10 mit einem hydrophoben Material kann beispielsweise durch Spritzen oder Laminieren erfolgen . Durch Beschichten kann eine geringere Wandstärke der Ummantelung 28 erzielt werden .

Gemäß FIG 1 und FIG 3 umfasst der erfindungsgemäße Stromabnehmer 6 ein Rüttelelement 36 zur Erzeugung von Schwingungen des mindestens einen Tragarms . Durch die Schwingungen wird mit der Ummantelung 28 darauf haftende Bestandteile einer Fremdschicht periodisch beschleunigt , wodurch auf die Fremdschichtbestandteile eine die Adhäsion übersteigende Kraft ausgeübt wird . Die Fremdschicht wird durch die Vibrationen abgeschüttelt oder zumindest deren flächiger Zusammenhang zerstört . Das Rüttelelement 36 kann aktiv ausgebildet und als mit der Ummantelung 28 oder gemäß FIG 3 mit der Innenseite eines hohl ausgeführten Armabschnittes 24 gekoppelte Schwingspule 37 ausgebildet sein . Das Rüttelelement 36 kann aber auch als passives Formteil 38 ausgebildet sein, das durch den Fahrtwind in Schwingungen versetzt wird . Von dem aerodynamischen Formteil lösen sich periodisch Wirbel des Fahrtwindes ab, wodurch es den Armabschnitt 24 und damit die Ummantelung 28 in Schwingungen versetzt . Auch hierdurch werden elektrisch leitfähige Schmutz- und Wasserablagerungen von der Ummantelung 28 abgeschüttelt , ohne dass es einer Aktivierung oder Energieversorgung bedarf .

Claims

Patentansprüche

1. Stromabnehmer (6) für ein elektrisch oder hybridelektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug (1) , insbesondere für ein schweres Nutzfahrzeug, zur Einspeisung von Traktionsenergie aus Fahrdrähten (5) einer zweipoligen Oberleitungsanlage, umfassend

- ein auf richtbares , mindestens einen Tragarm (10) aufweisendes Traggestänge (9) mit einem fahrzeugseitigen Ende (13) , an dem es über ein Basisgelenk (14) auf einem Chassis (4) des Straßenfahrzeugs (1) abstützbar ist, und mit einem fahrdrahtseitigen Ende (16) , an dem zwei Schleif leisten (19) tragende Wippenträger (17) über je ein Wippengelenk (18) drehbar angelenkt sind, und

- eine doppelte elektrische Isolierung, bei der die Wippenträger (17) auf einem elektrischen Zwischenpotenzial (PI) liegen und einerseits durch elektrische Isolatoren (23) von den auf einem elektrischen Oberleitungspotenzial (PO) liegenden Schleif leisten (19) und andererseits durch einen aus einem isolierenden Material bestehenden Armabschnitt (24) des mindestens einen Tragarms (10) von dem auf einem elektrischen Chassispotenzial (PC) liegenden Basisgelenk (14) isoliert sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,

- dass der mindestens eine Tragarm (10) eine den Armabschnitt (24) wenigstens teilweise abdeckende Ummantelung (28) mit einer fremdschichtabweisenden Außenseite (29) aufweist.

2. Stromabnehmer (6) nach Anspruch 1,

- wobei die Ummantelung (28) als elastischer Überzug (30) ausgebildet ist.

3. Stromabnehmer (6) nach Anspruch 2,

- wobei zwischen einer Innenseite (32) des Überzugs (30) und dem mindestens einen Tragarm (10) eine Klebstoff schicht (33) eingebracht ist.

4. Stromabnehmer (6) nach Anspruch 1 bis 3,

- wobei die Ummantelung (28) eine oder mehrere ringförmige Rippen (34) aufweist.

5. Stromabnehmer (6) nach Anspruch 1,

- wobei die Ummantelung (28) als Beschichtung (35) ausgebildet ist.

6. Stromabnehmer (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

- wobei eine Länge (L) zwischen stirnseitigen Enden (31) der Ummantelung (28) derart groß bemessen ist, dass sich zwischen den Enden (31) keine zusammenhängende Fremdschicht ausbildet.

7. Stromabnehmer (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

- umfassend ein Rüttelelement (36) zur Erzeugung von Schwingungen des mindestens einen Tragarms (10) , die geeignet sind, eine sich auf einer Außenseite (29) der Ummantelung (28) bildende Fremdschicht abzuschütteln oder deren Zusammenhang zu zerstören .

8. Stromabnehmer (6) nach Anspruch 7,

- wobei das Rüttelelement (38) eine Form aufweist, durch die es die Schwingungen aufgrund des Fahrtwindes erzeugt.

9. Stromabnehmer (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend

- erste Messeinheiten () zur Erfassung erster Isolationswiderstände () der elektrischen Isolatoren () ,

- mindestens eine zweite Messeinheit () zur Erfassung eines zweiten Isolationswiderstandes des Armabschnittes () des mindestens einen Tragarms () mit Ummantelung () , und

- eine Steuereinheit () zur Auslösung einer Absenkung eines auf gerichteten Traggestänges () , falls ein erster und/oder zweiter Isolationswiderstand unter einen vorgegebenen Schwellwert fällt.

10. Straßenfahrzeug (1) , insbesondere schweres Nutzfahrzeug, umfassend

- ein nicht geerdetes Chassis (4) ,

- einen elektrischen oder hybridelektrischen Traktionsantrieb (2) und

- einen Stromabnehmer (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche .