WO2012163762A2 - Nicht schienengebundenes fahrzeug - Google Patents

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WO2012163762A2
WO2012163762A2 PCT/EP2012/059610 EP2012059610W WO2012163762A2 WO 2012163762 A2 WO2012163762 A2 WO 2012163762A2 EP 2012059610 W EP2012059610 W EP 2012059610W WO 2012163762 A2 WO2012163762 A2 WO 2012163762A2
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Andrej Dronnik
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Definitions

  • the invention relates to a non-rail vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the current collector bars are under the force of a Tarrichtfeder, which provides the necessary pressure of the sliding shoes to the trolley wires.
  • the pantographs are hinged to the roof of the bus to a horizontal axis extending transversely to the direction of travel in order to be able to be lowered and raised again.
  • the current collectors are also Rotatable kale axis to hold the sliding contact to the trolley ⁇ wires can.
  • O-buses are lane-bound vehicles because strong evasive maneuvers or overtaking maneuvers that require leaving the lane will result in contact loss of the pantographs with the trolley wires.
  • the published patent application DE 102 56 705 AI discloses a non-rail vehicle, as used as a truck in opencast mining for the transport of ore, coal or overburden. To supply an electric motor of the vehicle are two
  • Pantographs are present, which are in contact via contact strips with contact wires of a two-pole overhead line. So that the vehicle is always steered only so that the
  • Position of the pantograph and thus of the entire vehicle to the contact wire can be communicated by means of a display unit the Anlageniva ⁇ rer, so that it can execute immediately suitable steering ⁇ movements. It is also possible to supply the information of the sensors to a control unit for automatic steering of the vehicle.
  • pantographs known from O-buses suffer from the disadvantage that it is relatively difficult to connect and disconnect vehicles, and that during jerky steering movements it is known as so-called rod derailments, i. to a loss of contact of the shoes from the trolley wires, can come.
  • rod derailments i. to a loss of contact of the shoes from the trolley wires.
  • this system is unsuitable for lanes that have a lane at least partially electrified lane, parallel to the non-electrified lanes - for example, on multi-lane highways - run.
  • pantographs are also unsafe at high altitudes. ren driving speeds of 80 to 100 km / h, as they may be driven by commercial vehicles on highways.
  • pantograph arrangement can also be designed to be wider than the vehicle, which is dangerous on public roads outside an open pit area and is not permitted in accordance with the Highway Code.
  • the invention is therefore based on the object to provide a genus ⁇ moderate vehicle, the pantograph when operating on multi-lane roads with at least from ⁇ cut-way electrified lane even at higher speeds of, for example, 80 to 100 km / h safely on and abdrahtbar and reliable can keep the contact to the contact wire.
  • the object is achieved by a non-rail vehicle of the type mentioned above with the indicated in the characterizing part of claim 1 ⁇ nen characteristics.
  • the pantograph on two support bars which are pivotally mounted on the vehicle such that they are guided transversely to a vehicle longitudinal axis in a common pivoting plane pivotally, wherein the support bars are ge ⁇ lenkig connected to a carrying the contact strips rocker.
  • a stable frame construction of the current collector is provided, which executes pivoting movements directed transversely to the direction of travel in a pivoting plane in order to be able to compensate for lateral steering movements of the vehicle.
  • the pivoting plane is perpendicular to the vehicle longitudinal axis substantially ⁇ .
  • the support bars are connected via a linearly guided adjustment Rod coupled, which is displaceable by means of an actuator transverse to the vehicle longitudinal axis.
  • the control rod hinged to the supporting bars gives the pantograph frame additional stability.
  • the actuator such as a the vehicle be ⁇ unfortified electric motor, which is connected via a transmission with the positioning rod into engagement, the pivoting movement of the current collector be actively controlled.
  • Sen ⁇ sorsystem for example a video camera with suitable image analysis, which detects the position of the vehicle relative to the trolley wires of the overhead line, and a control system for a setpoint-actual comparison can be arranged on the vehicle, determines a control variable and controlled the actuator accordingly.
  • a Sen ⁇ sorsystem for example a video camera with suitable image analysis, which detects the position of the vehicle relative to the trolley wires of the overhead line, and a control system for a setpoint-actual comparison can be arranged on the vehicle, determines a control variable and controlled the actuator accordingly.
  • Vehicle is each support beam by means of an actuator tele ⁇ skopartig off or formed retractable.
  • the support beams may for example be formed by adjusting cylinder or other Li ⁇ near Entryen that allow adjustment of the distance between the vehicle-side pivot point and the rocker-side pivot point of the support bars. This allows a simple and safe connection or disconnection of the current collector when entering or exiting an electrified section. In addition, the loss of height of the rocker during lateral swinging of the
  • Pantograph be compensated by extending the telescopic support bars. Finally, these support bars allow adjusting the rocker height to the respective sag of the contact wires of the overhead line.
  • the abrasive strips on their lateral ends downwardly inclined runners and are connected to each other via an electrical insulator piece.
  • the continuous abrasive strip has a high stability, wherein the contact strip contacting the contact strip is electrically insulated from one another by the contact strip contacting the return conductor.
  • the downhill horns facilitate the re-ironing of a relative to the contact wire laterally too far swiveled pantograph.
  • the rocker on two electrically against each other iso ⁇ profiled parts on which the grinding strips are each fe ⁇ nd arranged. Also, the rocker is divided into two gegeneinan ⁇ electrically isolated parts, which are assigned to the respective contact strips.
  • the rocker allows a rotary movement with grinding strips around a horizontal axis of rotation running transversely to the direction of travel. As a result, obstacles to the contact wires can be given by a rocking motion to avoid major damage to the abrasive strips.
  • each carrier spar has spring means for receiving longitudinal compressions and / or for setting a constant pressure force between the grinding bars and the forward and return conductors.
  • the spring means may for example be formed by air springs which are arranged between the vehicle-side articulation point and actuating cylinder. Due to the air suspension longitudinal compressions can be dampened but also extension and retraction of the support beams are made, so that the grinding bars when driving the catenary always an approximately constant force on the contact wires transmis ⁇ gene. Overall, by the spring means the quality of the two-pole overhead line through improved vehicles according to the invention.
  • each carrier beam is connected to the vehicle via an electrical support insulator.
  • the support insulators ensure a secure attachment of the current collector according to the invention with the vehicle and prevent flow of electricity through these attachment points in the vehicle.
  • the traction current is led by the contact strips via flexible cable pieces into the rocker, in order to connect via two articulated arms. connected busbars to the vehicle-side pivot joint and from there via flexible power lines in the traction system of the vehicle.
  • the current collector is arranged in the direction of travel behind a driver's cab of the vehicle. Due to the substantially vertical arrangement of the support beams of the
  • a two-pole overhead line with a Hinlei ⁇ ter 11 and a parallel to this return conductor 12 for the electrification of a lane 20 is provided.
  • Return conductor 11 or 12 of the overhead line are also referred to below individually as contact wire or together contact wires. They are arranged by means not shown infrastructure facilities, such as masts, boom, side support, suspension cables, hangers and the like, approximately centrally above the lane 20.
  • the lane 20 may be, for example, the right lane of a multi-lane highway. This makes it possible to feed electric energy into vehicles 30 with a current collector 40 in order to provide traction energy to an electric or hybrid drive of the vehicle 30 or to dissipate braking energy of the vehicle 30 to the overhead line.
  • the current collector 40 is arranged on a vehicle longitudinal axis 31 in the direction of travel 32 of the vehicle 30 behind a driver's cab 33 and in front of a body 34.
  • the pantograph 40 has two substantially vertically arranged support bars 41, which are articulated at their lower ends on the vehicle 30 and carry a rocker 45 at their upper ends.
  • the support bars 41 are located in a pivoting plane 43 (see drawing plane of FIG 2), which is substantially perpendicular to the vehicle longitudinal axis 31 and between the driver's cab 33 and 34 structure. In the ⁇ ser pivoting plane 43, therefore, the rocker can perform 45 side, that is substantially horizontal and transverse to the travel direction 32 pivoting movements to the components arranged on the rocker 45 contact strips 48 (see FIG.
  • the vehicle is difficult, for example, to the direction of travel 32 in ge ⁇ see left-hand edge of the lane 20 30 what the current collector 40 by a compensated seen in the direction of travel 32 to the right directed pivoting movement.
  • the current collector 40 comprises two parallel-directed ⁇ supporting bars 41 which are hinged about a respective pivot joint 42 rotatably mounted on the vehicle 30th
  • the pivot joints 42 ER- arbors a rotational movement of the beams 41 in a common pivoting plane 43 which is ge in FIG 2 by the plane of the drawing forms ⁇ ;
  • the axes of rotation of the pivot joints 42 thus extend parallel to the vehicle longitudinal axis 31.
  • the support bars 41 have actuating cylinder 44 in order to extend or retract them telescopically.
  • the support beams 41 carry a horizontally arranged and transverse to the direction of travel 32 rocker 45, which are connected via pivot joints 46 with the upper ends of the piston rods of the actuating cylinder 44.
  • the seesaw 45 comprises two abrasive strip holders arranged one behind the other in the direction of travel 32 and mounted on suspensions 47, on each of which two abrasive strips 48 are mounted side by side and run-up horns 49 are arranged at their lateral ends (see FIG. Each pair of successively arranged abrasive strips 48 grinds one of the contact wires 11 and 12.
  • the rocker 45 is rotatable about a ho ⁇ zontale and transverse to the direction of travel 32 rocking axis to give tilting when running an abrasive strip 48 to an obstacle on the contact wire 11 and 12 respectively to Kings ⁇ nen.
  • the two support beams 41 are connected by a horizontal, in the pivot plane 43 linearly guided control rod 50.
  • the control rod 50 is by means of an actuator 51, which is designed as a linear drive with gear and fastened to the vehicle 30 be ⁇ transversely to the vehicle longitudinal axis 31 slidably.
  • This adjusting movement 52 is transmitted via coupling joints 53 on the supporting bars 41.
  • the manipulated variable for the adjusting movement 52 is specified via a control system, not shown.
  • To the control system includes a sensor system for determining the relative position of the vehicle 30 to the trolley wires 11 and 12, for example, a video camera with Schmauswer ⁇ tion. This determines which way the rocker 45 must be pivoted laterally, so that the grinding strips 48, the contact wires 11 and 12 grind in their work area.
  • Such control actions may be required if the vehicle has to perform evasive or overtaking maneuvers. They may also be necessary if the contact wires 11 and 12 do not run centrally above the lane 20, as is the case for example
  • each support rail 41 spring means 55 which are formed for example by an air suspension.
  • the support bars 41 can also be raised and lowered.
  • a transmission is provided in order to translate small spring movements and larger lifting or lowering movements of the support bars 41 and thus the grinding bars 48.
  • the spring means 55 are formed so that the abrasive strips 48 always press with constant force against the contact wires 11 and 12 respectively.
  • the support bars 41 are connected via an electrical support insulator 56 to the vehicle 30.
  • the rocker 45 and the holders of the abrasive strips 48 are electrically separated from each other by insulating pieces 54, but mechanically interconnected.
  • the insulating pieces 54 may be formed, for example, as chains, so that the contact wires 11 and 12 can not be inserted centrally between the abrasive strips 48.
  • the traction current is tapped off by the forward conductor 11 through the pair of trailing edge strips 48 shown on the left in FIG. 2 and forwarded to the rocker 45 via a flexible power line 57.
  • the power line 57 is continued by two straight and articulated interconnected power strips. From the pivot joint 42, a flexible power line 57 supplies the traction current to the traction system of the vehicle 30. From this, the return current is returned via identical power lines 57 to the return conductor 12.
  • the hingedly interconnected power strips serve a safe retraction or extension of the actuating cylinder 44, without the power lines 57th to be damaged.
  • each support beam 41 is connected to the vehicle 30 via an electrical support insulator 56, so that the traction current can be performed on a defined conduction path.
  • the support frame formed from support bars 41 and 50 support frame for the rocker 45 ensures sufficient stability ⁇ ity in all directions.
  • the current collector 40 does not occupy any space above the driver's cab 33, so that it can be easily folded away. Also, the construction can be removed without 34 Kon ⁇ conflict of the current collector 40th
  • the mass of the current collector 40 is well distributed in terms of height, so that the current collector 40 has no influence on the driving dynamics of the truck 30.
  • the width of the current collector 40 can be kept smaller than the width of the vehicle 30, the total allowable height of the vehicle 30 is also not exceeded.
  • the current collector 40 can be reliably connected and disconnected and, in the case of lateral relative movements between the vehicle 30 and overhead contact line of up to 0.4 m, can reliably maintain contact with the contact wires 11 or 12.
  • the bow-shaped rocker 45 with grinding strips 48 can safely travel the overhead line at 80 to 100 km / h driving speed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein nicht schienengebundenes Fahrzeug (30), insbesondere einen Lastkraftwagen oder Bus, mit einem Stromabnehmer (40) zur Einspeisung elektrischer Energie aus einer zweipoligen Oberleitung, deren Hin- (11) und Rückleiter (12) durch je eine Schleifleiste (48) des Stromabnehmers (40) kontaktierbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Stromabnehmer (40) zwei Tragholme (41) aufweist, welche derart drehbar am Fahrzeug (30) angelenkt sind, dass sie in einer gemeinsamen Schwenkebene (43) geführt quer zu einer Fahrzeuglängsachse (31) schwenkbar sind, wobei die Tragholme (41) gelenkig mit einer die Schleifleisten (48) tragenden Wippe (45) verbunden sind. Hierdurch ist der Stromabnehmer (40) im Fahrzeugbetrieb auf mehrspurigen Fahrbahnen mit einer wenigstens abschnittsweise elektrifizierten Fahrspur (20) auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten sicher an- und abdrahtbar und kann zuverlässig den Kontakt zum Fahrdraht (11 bzw. 12).

Description

Beschreibung
Nicht schienengebundenes Fahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein nicht schienengebundenes Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es ist hinlänglich bekannt, schienengebundene Fahrzeuge, wie zum Beispiel elektrische Lokomotiven, Züge und Straßenbahnen, zur Traktionsversorgung mit Stromabnehmern auszustatten, die zur Einspeisung elektrischer Energie in das Fahrzeug den Fahrdraht einer Fahrleitungsanlage beschleifen. Durch die Spurführung der Schienen kann eine definierte Relativlage zwischen Fahrdraht und Schienenfahrzeug eingehalten werden, die im Normalbetrieb eine sichere Aufrechterhaltung eines
Schleifkontakts zwischen Stromabnehmer und Fahrdraht ermög¬ licht. Weit weniger verbreitet ist die externe Energieein¬ speisung in elektrisch betriebene Fahrzeuge, die nicht schienengebunden sind.
So ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 32 44 945 Cl ein doppelpoliges Oberleitungssystem für elektrisch angetriebene Fahrzeuge des öffentlichen Personennahverkehrs bekannt. Von den zwei parallel verlaufenden Oberleitungsdrähten ist einer gegenüber Erde spannungsführend und der andere dient als Nullleiter. Ein O-Bus ist mit einem Paar von Stangenstromabnehmern ausgerüstet, um in dem Oberleitungssystem verkehren zu können. Im Betrieb nimmt das Paar von Stangenstromabnehmern einen aufgerichteten Zustand ein, in dem ihre
Gleitschuhe ordnungsgemäß an den beiden Oberleitungsdrähten anliegen. Die Stromabnehmerstangen stehen unter der Kraft einer Aufrichtfeder, die für den nötigen Andruck der Gleitschuhe an die Oberleitungsdrähte sorgt. Die Stangenstromabnehmer sind am Dach des O-Busses um eine horizontale und quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achse angelenkt, um abgesenkt und wieder hochgefahren werden zu können. Zur Kompensation von seitlichen Fahrabweichungen relativ zum Verlauf der Oberleitungsdrähte sind die Stangenstromabnehmer auch um eine verti- kale Achse drehbar, um den Gleitkontakt zu den Oberleitungs¬ drähten halten zu können. O-Busse sind jedoch spurgebundene Fahrzeuge, da starke Ausweichmanöver oder Überholmanöver, die ein Verlassen der Fahrspur bedingen, zu einem Kontaktverlust der Stangenstromabnehmer mit den Oberleitungsdrähten führt.
Die Offenlegungsschrift DE 102 56 705 AI offenbart ein nicht schienengebundenes Fahrzeug, wie sie als Lastwagen im Tagebau zum Transport von Erz, Kohle oder Abraum eingesetzt werden. Zur Versorgung eines Elektromotors des Fahrzeugs sind zwei
Pantografen vorhanden, die im Betrieb über Schleifleisten mit Fahrdrähten einer zweipoligen Oberleitung in Kontakt stehen. Damit das Fahrzeug stets nur so gelenkt wird, dass die
Schleifleisten die Fahrdrähte nicht verlassen, sind an den Pantografen Sensorleisten angeordnet, die Magnetfeldsensoren tragen. Diese bestimmen die magnetische Feldstärke des vom Strom im Fahrdraht erzeugten Magnetfeldes so genau, dass aus dem gemessenen Feldstärkewert der Abstand des Sensors zum Fahrdraht bestimmt werden kann. Die Information über die Po- sition des Sensors relativ zum Fahrdraht und damit über die
Position des Pantografen und damit des gesamten Fahrzeugs zum Fahrdraht kann mittels einer Anzeigeeinheit dem Fahrzeugfüh¬ rer mitgeteilt werden, so dass dieser sofort geeignete Lenk¬ bewegungen ausführen kann. Es ist auch möglich, die Informa- tionen der Sensoren einer Steuereinheit für eine automatische Lenkung des Fahrzeuges zuzuführen.
Die von O-Bussen bekannten Stangenstromabnehmer leiden unter dem Nachteil, dass ein An- und Abdrahten von Fahrzeugen rela- tiv schwierig ist und dass bei ruckartigen Lenkbewegungen es zu so genannten Stangenentgleisungen, d.h. zu einem Kontaktverlust der Gleitschuhe von den Oberleitungsdrähten, kommen kann. Damit ist dieses System ungeeignet für Fahrbahnen, die eine wenigstens streckenweise elektrifizierte Fahrspur auf- weisen, zu den parallel nicht elektrifizierten Fahrspuren - beispielsweise auf mehrspurigen Autobahnen - verlaufen.
Schließlich sind Stangenstromabnehmer auch unsicher bei höhe- ren Fahrgeschwindigkeiten von 80 bis 100 km/h, wie sie von Nutzfahrzeugen auf Autobahnen gefahren werden dürfen.
Die von Tagebaufahrzeugen bekannten Lösungen mit je einem Stromabnehmer pro Fahrdraht hat auch den Nachteil, dass grö¬ ßere seitliche Fahrzeugbewegungen von über 0,4 m zu einem Kontaktverlust mit der Oberleitung führen können. Um solche Kontaktverluste zu vermeiden, kann die Stromabnehmeranordnung auch breiter als das Fahrzeug gestaltet werden, was auf öf- fentlichen Straßen außerhalb eines Tagebauareals gefährlich und gemäß Straßenverkehrsordnung nicht erlaubt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungs¬ gemäßes Fahrzeug bereitzustellen, dessen Stromabnehmer beim Betrieb auf mehrspurigen Fahrbahnen mit einer wenigstens ab¬ schnittsweise elektrifizierten Fahrspur auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten von beispielsweise 80 bis 100 km/h sicher an- und abdrahtbar ist und zuverlässig den Kontakt zum Fahrdraht halten kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein nicht schienengebundenes Fahrzeug der eingangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebe¬ nen Merkmalen. Demnach weist der Stromabnehmer zwei Tragholme auf, welche derart drehbar am Fahrzeug angelenkt sind, dass sie in einer gemeinsamen Schwenkebene geführt quer zu einer Fahrzeuglängsachse schwenkbar sind, wobei die Tragholme ge¬ lenkig mit einer die Schleifleisten tragenden Wippe verbunden sind. Hierdurch wird eine stabile Rahmenkonstruktion des Stromabnehmers bereitgestellt, die in einer Schwenkebene quer zur Fahrtrichtung gerichtete Schwenkbewegungen ausführt, um seitliche Lenkbewegungen des Fahrzeugs kompensieren zu können. Die Schwenkebene steht zur Fahrzeuglängsachse im Wesent¬ lichen senkrecht. Hierdurch können die Schleifleisten des Stromabnehmers sicher den Kontakt zur Oberleitung halten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind die Tragholme über eine linear geführte Stell- Stange gekoppelt, die mittels eines Stellantriebes quer zur Fahrzeuglängsachse verschiebbar ist. Zum einen verleiht die mit den Tragholmen gelenkig verbundene Stellstange dem Stromabnehmerrahmen zusätzliche Stabilität. Zum anderen kann mit- tels des Stellantriebes, beispielsweise ein am Fahrzeug be¬ festigter Elektromotor, der über ein Getriebe mit der Stellstange in Eingriff steht, die Schwenkbewegung des Stromabnehmers aktiv gesteuert werden. Hierzu kann am Fahrzeug ein Sen¬ sorsystem angeordnet sein, beispielsweise eine Videokamera mit geeigneter Bildauswertung, welches die Lage des Fahrzeugs relativ zu den Fahrdrähten der Oberleitung erfasst, und eine Regelungssystem über einen Soll-Ist-Vergleich eine Steuergröße ermittelt und den Stellantrieb entsprechend angesteuert. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Fahrzeugs ist jeder Tragholm mittels eines Stellglieds tele¬ skopartig aus- bzw. einfahrbar ausgebildet. So können die Tragholme beispielsweise durch Stellzylinder oder andere Li¬ nearführungen gebildet sein, die eine Einstellung des Abstan- des zwischen dem fahrzeugseitigen Anlenkpunkt und dem wippen- seitigen Anlenkpunkt der Tragholme ermöglichen. Dies erlaubt ein einfaches und sicheren An- bzw. Abdrahten des Stromabnehmers beim Einfahren in einen bzw. beim Ausfahren aus einem elektrifizierten Streckenabschnitt. Darüber hinaus kann der Höhenverlust der Wippe beim seitlichen Ausschwenken des
Stromabnehmers durch Ausfahren der teleskopartigen Tragholme kompensiert werden. Schließlich erlauben diese Tragholme ein Anpassen der Wippenhöhe an den jeweiligen Durchhang der Fahrdrähte der Oberleitung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weisen die Schleifleisten an ihren seitlichen Enden nach unten geneigte Auflaufhörner auf und sind über ein elektrisches Isolatorstück miteinander verbunden. Die durch- gehende Schleifleiste weist eine hohe Stabilität auf, wobei die den Hinleiter kontaktierende Schleifleiste von der den Rückleiter kontaktierenden Schleifleiste elektrisch gegeneinander isoliert ist. Die nach unten gerichteten Auflaufhörner erleichtern die Wiederaufbügeln eines relativ zum Fahrdraht seitlich zu weit verschwenkten Stromabnehmers.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist die Wippe zwei elektrisch gegeneinander iso¬ lierte Teile auf, auf welchen die Schleifleisten jeweils fe¬ dernd angeordnet sind. Auch die Wippe ist in zwei gegeneinan¬ der elektrisch isolierte Teile aufgeteilt, die den jeweiligen Schleifleisten zugeordnet sind. Die Wippe erlaubt eine Dreh- bewegung samt Schleifleisten um eine horizontale, quer zur Fahrtrichtung verlaufende Drehachse. Hierdurch kann Hindernissen an den Fahrdrähten durch eine Wippbewegung nachgegeben werden, um größere Beschädigungen an den Schleifleisten zu vermeiden .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist jeder Tragholm Federmittel zur Aufnahme von Längsstauchungen und/oder zur Einstellung einer konstanten Andruckkraft zwischen Schleifleisten und Hin- bzw. Rückleiter aufweist. Die Federmittel können beispielsweise durch Luftfedern gebildet sein, die zwischen fahrzeugseitigem Anlenkpunkt und Stellzylinder angeordnet sind. Durch die Luftfederung können Längsstauchungen gedämpft aber auch ein Aus- bzw. Einfahren der Tragholme gestellt werden, so dass die Schleifleisten beim Befahren der Oberleitung stets eine annähernd gleichbleibende Kraft auf die Fahrdrähte übertra¬ gen. Insgesamt wird durch die Federmittel die Befahrungsgüte der zweipoligen Oberleitung durch erfindungsgemäße Fahrzeuge verbessert .
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist jeder Tragholm über einen elektrischen Stützisolator mit dem Fahrzeug verbunden. Die Stützisolatoren sorgen für eine sichere Befestigung des erfindungsgemäßen Stromabnehmers mit dem Fahrzeug und verhindern einen Stromzu- fluss über diese Befestigungsstellen in das Fahrzeug. Der Fahrstrom wird von den Schleifleisten über flexible Leitungsstücke in die Wippe geführt, um über je zwei gelenkig mitein- ander verbundene Stromschienen zum fahrzeugseitigen Schwenkgelenk und von dort über flexible Stromleitungen in das Traktionssystem des Fahrzeugs geführt zu werden. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist der Stromabnehmer in Fahrtrichtung hinter einer Fahrerkabine des Fahrzeugs angeordnet. Durch die im Wesentlichen vertikale Anordnung der Tragholme kann der
Stromabnehmer mit geringem Platzbedarf zwischen Fahrerkabine und Ladungsaufbau des Fahrzeugs angeordnet werden, wobei die Schwenkebene des Stromabnehmers ebenfalls zwischen diesen Fahrzeugteilen angeordnet ist. Oberhalb der Fahrerkabine und des Aufbaus wird kein Bauraum benötigt. Der Stromabnehmer kann direkt mit dem Fahrgestell des Fahrzeugs verbunden wer- den. Die Masse des Stromabnehmers ist über die Höhe des Fahr¬ zeugs gut verteilt, so dass der Einfluss des Stromabnehmers auf die Fahrdynamik des Fahrzeugs klein gehalten werden kann.
Weitere Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, welches anhand der Zeichnungen näher erläutert wird, in deren
FIG 1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in perspektivischer
Ansicht und
FIG 2 der Stromabnehmer des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in
Richtung der Fahrzeuglängsachse schematisch veranschaulicht sind.
Gemäß FIG 1 ist eine zweipolige Oberleitung mit einem Hinlei¬ ter 11 und einem zu diesem parallel verlaufenden Rückleiter 12 zur Elektrifizierung einer Fahrspur 20 vorgesehen. Hin- und Rückleiter 11 bzw. 12 der Oberleitung werden im Folgenden auch einzeln Fahrdraht oder zusammen Fahrdrähte genannt. Sie sind mittels nicht dargestellter Infrastruktureinrichtungen, wie Masten, Ausleger, Seitenhalter, Tragseile, Hänger und dergleichen, etwa mittig oberhalb der Fahrspur 20 angeordnet. Die Fahrspur 20 kann beispielsweise die rechte Fahrspur einer mehrspurigen Autobahn sein. Hierdurch ist es möglich, in Fahrzeuge 30 mit einem Stromabnehmer 40 elektrische Energie einzuspeisen, um einem Elektro- oder Hybridantrieb des Fahr- zeugs 30 Traktionsenergie bereitzustellen oder um Bremsenergie des Fahrzeugs 30 an die Oberleitung abzuführen.
Der Stromabnehmer 40 ist auf einer Fahrzeuglängsachse 31 in Fahrtrichtung 32 des Fahrzeugs 30 hinter einer Fahrerkabine 33 und vor einem Aufbau 34 angeordnet. Der Stromabnehmer 40 weist zwei im Wesentlichen vertikal angeordnete Tragholme 41 auf, die an ihren unteren Enden am Fahrzeug 30 angelenkt sind und an ihren oberen Enden eine Wippe 45 tragen. Die Tragholme 41 liegen in einer Schwenkebene 43 (vgl. Zeichnungsebene der FIG 2), die im Wesentlichen senkrecht zur Fahrzeuglängsachse 31 und zwischen Fahrerkabine 33 und Aufbau 34 liegt. In die¬ ser Schwenkebene 43 kann demnach die Wippe 45 seitliche, also im Wesentlichen horizontale und quer zur Fahrtrichtung 32 verlaufende Schwenkbewegungen ausführen, um die auf der Wippe 45 angeordneten Schleifleisten 48 (vgl. FIG 2) in Schleifkontakt zu den Fahrdrähten 11 bzw. 12 zu halten. In FIG 1 ist das Fahrzeug 30 beispielsweise an den in Fahrtrichtung 32 ge¬ sehen linken Rand der Fahrspur 20 geraten, was der Stromabnehmer 40 durch eine in Fahrtrichtung 32 gesehen nach rechts gerichtete Schwenkbewegung kompensiert.
Gemäß FIG 2 umfasst der Stromabnehmer 40 zwei parallel ausge¬ richtete Tragholme 41, die über je ein Schwenkgelenk 42 drehbar am Fahrzeug 30 angelenkt sind. Die Schwenkgelenke 42 er- lauben eine Drehbewegung der Tragholme 41 in einer gemeinsamen Schwenkebene 43, die in FIG 2 durch die Zeichenebene ge¬ bildet ist; die Drehachsen der Schwenkgelenke 42 erstrecken sich also parallel zur Fahrzeuglängsachse 31. Die Tragholme 41 weisen Stellzylinder 44 auf, um sie teleskopartig aus- bzw. einfahren zu können. Die Tragholme 41 tragen eine horizontal angeordnete und quer zur Fahrtrichtung 32 verlaufende Wippe 45, die über Drehgelenke 46 mit den oberen Enden der Kolbenstangen der Stellzylinder 44 verbunden sind. Die Wippe 45 umfasst zwei in Fahrtrichtung 32 hintereinander angeordnete und über Federungen 47 gelagerte Schleifleistenhalterun- gen, auf welchen nebeneinander je zwei Schleifleisten 48 angebracht sind und an deren seitlichen Enden nach unten ge- neigte Auflaufhörner 49 angeordnet sind (vgl. FIG 1) . Jedes Paar hintereinander angeordneter Schleifleisten 48 beschleift einen der Fahrdrähte 11 bzw. 12. Die Wippe 45 ist um eine ho¬ rizontale und quer zur Fahrtrichtung 32 verlaufende Wippachse drehbar, um Verkantungen bei Auflaufen einer Schleifleiste 48 auf ein Hindernis am Fahrdraht 11 bzw. 12 nachgeben zu kön¬ nen .
Die beiden Tragholme 41 sind durch eine horizontale, in der Schwenkebene 43 linear geführte Stellstange 50 verbunden. Die Stellstange 50 ist mittels eines Stellantriebes 51, der als Linearantrieb mit Getriebe ausgeführt und am Fahrzeug 30 be¬ festigt ist, quer zur Fahrzeuglängsachse 31 verschiebbar. Diese Stellbewegung 52 wird über Koppelgelenke 53 auf die Tragholme 41 übertragen. Die Stellgröße für die Stellbewegung 52 wird über ein nicht dargestelltes Regelsystem vorgegeben. Zu dem Regelsystem gehört ein Sensorsystem zur Ermittlung der Relativlage des Fahrzeugs 30 zu den Oberleitungsfahrdrähten 11 bzw. 12, beispielsweise eine Videokamera mit Bildauswer¬ tung. Dieses ermittelt, um welchen Weg die Wippe 45 seitlich verschwenkt werden muss, damit die Schleifleisten 48 die Fahrdrähte 11 bzw. 12 in ihrem Arbeitsbereich beschleifen. Derartige Steuereingriffe können erforderlich werden, wenn das Fahrzeug Ausweich- oder Überholmanöver ausführen muss. Sie können auch erforderlich sein, wenn die Fahrdrähte 11 bzw. 12 nicht mittig oberhalb der Fahrspur 20 verlaufen, wie dies beispielsweise bei Fahrbahnkurven der Fall ist.
Da sich die Wippe 45 und mit ihr die Schleifleisten 48 bei einer seitlichen Stellbewegung 52 leicht absenken, können die Stellzylinder 44 ausgefahren werden, um diesen Höhenverlust auszugleichen. Ein Ein- bzw. Ausfahren der Stellzylinder 44 ist auch von Vorteil, um die zwischen Masten durchhängenden Fahrdrähte 11 bzw. 12 mit gleichmäßigem Druck beschleifen zu können. Schließlich dient das Aus- bzw. Einfahren der Stellzylinder 44 zum Andrahten bzw. Abdrahten, wenn das Fahrzeug 30 in die elektrifizierte Fahrspur 20 einfährt bzw. diese verlässt - etwa bei Einfahrten, Ausfahrten oder Kreuzen von Autobahnen sowie bei Überholmanövern oder bei Nothalten am Seitenstreifen. Zur Kompensation von Längsstauchungen weist jeder Tragholm 41 Federmittel 55 auf, welche beispielsweise durch eine Luftfederung gebildet werden. Neben der dadurch erzielten Dämpfung können damit die Tragholme 41 zusätzlich auch angehoben und abgelassen werden. Um dabei kleine Federbewegungen und größere Hub- bzw. Senkbewegungen der Tragholme 41 und damit der Schleifleisten 48 zu übersetzen, ist ein Getriebe vorgesehen. Die Federmittel 55 sind so ausgebildet, dass die Schleifleisten 48 stets mit konstanter Kraft gegen die Fahrdrähte 11 bzw. 12 drücken.
Zur elektrischen Trennung zwischen Fahrzeug 30 und Stromabnehmer 40 sind die Tragholme 41 über je einen elektrischen Stützisolator 56 mit dem Fahrzeug 30 verbunden. Die Wippe 45 sowie die Halterungen der Schleifleisten 48 sind elektrisch voneinander durch Isolierstücke 54 getrennt, mechanisch jedoch miteinander verbunden. Die Isolierstücke 54 können beispielsweise als Ketten ausgebildet sein, damit die Fahrdrähte 11 bzw. 12 nicht mittig zwischen die Schleifleisten 48 einfä- dein können.
Der Fahrstrom wird durch das in FIG 2 links dargestellte Paar hintereinander liegender Schleifleisten 48 vom Hinleiter 11 abgegriffen und über eine flexible Stromleitung 57 an die Wippe 45 weitergeleitet. Zwischen Wippe 45 und fahrzeugseiti- gem Schwenkgelenk 42 wird die Stromleitung 57 durch zwei gerade und gelenkig miteinander verbundene Stromleisten fortgesetzt. Vom Schwenkgelenk 42 führt eine flexible Stromleitung 57 den Fahrstrom dem Traktionssystem des Fahrzeugs 30 zu. Von diesem wird der Rückstrom über baugleiche Stromleitungen 57 bis zum Rückleiter 12 zurückgeführt. Die gelenkig miteinander verbundenen Stromleisten dienen einem sicheren Ein- bzw. Ausfahren der Stellzylinder 44, ohne dass die Stromleitungen 57 beschädigt werden. Schließlich ist jeder Tragholm 41 mit dem Fahrzeug 30 über einen elektrischen Stützisolator 56 verbunden, damit der Fahrstrom auf definiertem Leitungsweg geführt werden kann.
Insgesamt gewährleistet der aus Tragholmen 41 und Stellstange 50 gebildete Tragrahmen für die Wippe 45 ausreichend Stabili¬ tät in alle Richtungen. Der Stromabnehmer 40 nimmt keinen Bauraum oberhalb der Fahrerkabine 33 ein, so dass diese prob- lemlos wegklappbar ist. Ebenso kann der Aufbau 34 ohne Kon¬ flikt mit dem Stromabnehmer 40 abgenommen werden. Die Masse des Stromabnehmers 40 ist höhenmäßig gut verteilt, so dass der Stromabnehmer 40 keinen Einfluss auf die Fahrdynamik des Lastkraftwagens 30 hat. Die Breite des Stromabnehmers 40 kann kleiner als die Breite des Fahrzeugs 30 gehalten werden, die zulässige Gesamthöhe des Fahrzeugs 30 wird ebenfalls nicht überschritten. Der Stromabnehmer 40 ist zuverlässig an- und abdrahtbar und kann bei seitlichen Relativbewegungen zwischen Fahrzeug 30 und Oberleitung von bis zu 0,4 m sicher den Kon- takt zu den Fahrdrähten 11 bzw. 12 halten. Die bügeiförmige Wippe 45 mit Schleifleisten 48 kann die Oberleitung auch sicher bei 80 bis 100 km/h Fahrgeschwindigkeit befahren.

Claims

Patentansprüche
1. Nicht schienengebundenes Fahrzeug (30), insbesondere Last¬ kraftwagen oder Bus, mit einem Stromabnehmer (40) zur Ein- Speisung elektrischer Energie aus einer zweipoligen Oberleitung, deren Hin- (11) und Rückleiter (12) durch je eine
Schleifleiste (48) des Stromabnehmers (40) kontaktierbar sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Strom- abnehmer (40) zwei Tragholme (41) aufweist, welche derart drehbar am Fahrzeug (30) angelenkt sind, dass sie in einer gemeinsamen Schwenkebene (43) geführt quer zu einer Fahrzeug¬ längsachse (31) schwenkbar sind , wobei die Tragholme (41) gelenkig mit einer die Schleifleisten (48) tragenden Wippe (45) verbunden sind.
2. Nicht schienengebundenes Fahrzeug (30) nach Anspruch 1, wobei die Tragholme (41) über eine linear geführte Stellstan¬ ge (50) gekoppelt sind, die mittels eines Stellantriebes (51) quer zur Fahrzeuglängsachse (31) verschiebbar ist.
3. Nicht schienengebundenes Fahrzeug (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Tragholm (41) mittels eines Stellzylinders (44) teleskopartig aus- bzw. einfahrbar ausgebildet ist.
4. Nicht schienengebundenes Fahrzeug (30) nach einem der An¬ sprüche 1 bis 3, wobei die Schleifleisten (48) an ihren seit¬ lichen Enden nach unten geneigte Auflaufhörner (49) aufweisen und über ein elektrisches Isolatorstück (54) miteinander ver- bunden sind.
5. Nicht schienengebundenes Fahrzeug (30) nach einem der An¬ sprüche 1 bis 4, wobei die Wippe (45) zwei elektrisch gegen¬ einander isolierte Teile aufweist, auf welchen die Schleif- leisten (48) jeweils federnd angeordnet sind.
6. Nicht schienengebundenes Fahrzeug (30) nach einem der An¬ sprüche 1 bis 5, wobei jeder Tragholm (41) Federmittel (55) zur Aufnahme von Längsstauchungen und/oder zur Einstellung einer konstanten Anpresskraft der Schleifleisten (48) auf Hin- bzw. Rückleiter (11, 12) aufweist.
7. Nicht schienengebundenes Fahrzeug (30) nach einem der An¬ sprüche 1 bis 6, wobei jeder Tragholm (41) über einen elektrischen Stützisolator (56) mit dem Fahrzeug (30) verbunden ist .
8. Nicht schienengebundenes Fahrzeug (30) nach einem der An¬ sprüche 1 bis 7, wobei der Stromabnehmer (40) in Fahrtrichtung (32) hinter einer Fahrerkabine (33) des Fahrzeugs (30) angeordnet ist.
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