Stromabnehmer und nicht spurgebundenes, elektrisch angetrie benes Fahrzeug mit einem solchen Stromabnehmer

Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer für ein nicht spurgebundenes, elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Zudem betrifft die Erfin dung ein Fahrzeug mit einem solchen Stromabnehmer.

Ein solches Fahrzeug mit einem Stromabnehmer für ein zweipo liges Fahrleitungssystem ist aus der Offenlegungsschrift DE 10 2017 203 046 Al bekannt. Der Stromabnehmer weist einen Un terarm auf, der auf einer Basis schwenkbar montiert ist. Fer ner weist er zwei an einem der Basis entgegengesetzten Ende des Unterarms relativ zueinander schwenkbar montierte Oberar me auf. Zwei separate, unterschiedlichen Polen einer Fahrlei tung zugeordnete Kontaktbaugruppen sind an den jeweiligen Oberarmen angeordnet. Der Stromabnehmer weist eine an der Ba sis angeordnete, zentrale Ausgleichswippe sowie zwei Zugstan gen auf, deren erstes Ende jeweils schwenkbar mit der Aus gleichswippe und deren zweites Ende jeweils mit einem der zwei Oberarme schwenkbar verbunden ist. Die zentrale Aus gleichswippe ist als Kreuzlager ausgebildet, das sich auf der Basis abstützt. Zur Begrenzung einer Höhendifferenz der Kon taktbaugruppen ist eine Querstange vorgesehen, die an einem Oberarm befestigt ist und in eine Bohrung im anderen Oberarm hineinragt, deren Durchmesser deutlich größer ist als der Durchmesser der Querstange.

Durch die bekannte Querstange ist der Verdrehwinkel zwischen den Oberarmen begrenzt, indem diese gegen die Innenwand der Bohrung anschlägt. Die Begrenzung des Verdrehwinkels ist je doch für alle Anstellwinkel der Oberarme konstant, was zu ei ner variablen Begrenzung der Höhendifferenz der Kontaktbau gruppen führt. Mit zunehmender Höhenposition der Kontaktbau gruppen bewirkt eine konstante Verdrehwinkelbegrenzung eine abnehmende Höhendifferenzbegrenzung . Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vorteil hafte Alternative zu dem bekannten Stromabnehmer bereitzu stellen .

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Stromabnehmer der ein gangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Demnach umfasst ein Stromabnehmer für ein nicht spurgebunde nes, elektrisch angetriebenes Fahrzeug zur Einspeisung elektrischer Energie aus einer zweipoligen Oberleitungsanlage mit zwei Fahrdrähten einen anstellbaren Unterarm, der über ein Basisgelenk drehbar mit dem Fahrzeug verbindbar ist. Das Anstellen erfolgt beispielsweise über einen als Luftfederbalg ausgebildeten Hubantrieb. Der Stromabnehmer umfasst zwei Oberarme, die über je ein Kniegelenk mit dem Unterarm drehbar verbunden sind. Am freien, fahrdrahtseitigen Ende tragen die Oberarme je eine Kontaktwippe mit Schleifleisten zur Kontak tierung je eines der Fahrdrähte. Zwei Koppelstangen sind über je ein Koppelgelenk drehbar mit je einem der Oberarme verbun den und derart angelenkt, dass ein Anstellen des Unterarms ein gegensinniges Anstellen der Oberarme erzwingt. Der Strom abnehmer umfasst ferner eine Ausgleichswippe zum Ausgleichen einer Höhendifferenz zwischen den Kontaktwippen, die einen Wippenständer und einen über ein Wippengelenk drehbar mit diesem verbundenen Wippenbalken aufweist. Der Wippenständer ist über ein Grundgelenk drehbar mit dem Fahrzeug verbindbar, während der Wippenbalken über beiderseits des Wippengelenks angeordnete Ausgleichsgelenke jeweils drehbar mit den Koppel stangen verbunden ist. Erfindungsgemäß ist wenigstens ein mit dem Fahrzeug verbindbares Anschlagelement für den Wippenbal ken vorgesehen, welches eine Drehbewegung des Wippenbalkens um eine Wippengelenksachse des Wippengelenks begrenzt. Das Anschlagelement kann auf nur einer Seite des Wippenbalkens angeordnet sein und dort die Wippenbewegung nur in ein Dreh richtung oder auch in die Gegenrichtung begrenzen. Über die Form des Anschlagelements kann ein Radialabstand zwischen dem anschlagenden Teil des Wippenbalkens und dem Anschlagelement vorgegeben werden. Insbesondere kann der Radialabstand in Ab hängigkeit vom Anstellwinkel des Unterarms variieren.

In einer vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist jedoch für beide Seiten des Wippenbalkens je ein Anschlagelement vorgesehen. Hierbei genügt es, auf je der Seite nur eine Drehrichtung des Wippenbalkens zu begren zen, indem die Anschlagkräfte über die Anschlagelemente in das Fahrzeug eingeleitet werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist auf beiden Seiten des Wippenbalkens je ein Tastelement angeordnet, welches bei Berührung des zugeordne ten Anschlagelements die Drehbewegung des Wippenbalkens im bzw. gegen den Uhrzeigersinn begrenzt. Durch Anordnung und Formgebung des Tastelements werden definierte Anschlagbedin gungen geschaffen. Das Tastelement kann bei Verschleiß ausge tauscht werden, ohne die komplette Ausgleichswippe ersetzen zu müssen.

In einer vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemäßen Stromabnehmers tastet ein Tastelement beim Anstellen des Un terarms eine kreisbogenförmige Bahn ab, wobei das Anschla gelement eine bogenförmige Anschlagbahn für das Tastelement aufweist. Hierdurch wird eine kontinuierliche Begrenzung der Höhendifferenz zwischen den Kontaktwippen bei jedem Anstell winkel des Unterarms ermöglicht. Durch den Verlauf des Bogens wird der Verlauf der Höhendifferenzbegrenzung vorgegeben.

Sind die Tastelemente bezüglich des Grundgelenks auf dersel ben Seite wie die Wippenachse angeordnet, ist die bogenförmi ge Anschlagbahn konvex ausgebildet, im anderen Fall konkav.

In einer vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist die Anschlagbahn wenigstens abschnittswei se kreisförmig ausgebildet, so dass in Neutralstellung des Wippenbalkens ein Radialabstand des Tastelements zur An schlagbahn in einem zugeordneten Anstellwinkelabschnitt des Unterarms konstant ist. Bei Anstellwinkeln im oberen Arbeits- bereich der Kontaktwippen kann hierdurch eine konstante maxi male Höhendifferenz zwischen den Kontaktwippen eingehalten werden .

In einer vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist die Anschlagbahn wenigstens abschnittswei se spiralförmig ausgebildet, dass in Neutralstellung des Wip penbalkens der Radialabstand des Tastelements zur Anschlag bahn in einem zugeordneten Anstellwinkelabschnitt des Unter arms in Abhängigkeit des Anstellwinkels variiert. Bei An stellwinkeln unterhalb des Kontaktbereichs der Kontaktwippen kann etwa mit abnehmendem Anstellwinkel ein sich verkleinern der Radialabstand eingestellt werden, so dass die mögliche Höhendifferenz beim Absenken der Kontaktwippen abnimmt. Dies vergleichmäßigt die Stromabnehmerbewegung beim Absenken des Stromabnehmers in die Parkposition.

In einer vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ist ein Tastelement als Tastrolle ausgebildet, die am Wippenbalken um dessen Balkenlängsachse drehbar gela gert ist. Hierdurch kann das Tastelement beim Anstellen oder Ablegen des Unterarms auf den Anschlagbahnen der Anschlagele mente abrollen, wenn es zu Berührungen zwischen einer Tast rolle und seinem Anschlagelement kommt, wodurch ein gleitrei bungsbedingtes Abbremsen auf der Anschlagbahn verhindert und eine stetige Stromabnehmerbewegung gefördert wird.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an hand der Zeichnungen, in deren

FIG 1 eine perspektivische Ansicht eines Stromabnehmers in angedrahtetem Zustand,

FIG 2 ein Teilausschnitt einer Vorderansicht des Stromab nehmers aus FIG 1 mit Wippenbalken in Neutralstel lung, FIG 3 ein Teilausschnitt einer Seitenansicht des Strom abnehmers aus FIG 1 mit Wippenbalken in Neutral stellung,

FIG 4 ein Teilausschnitt einer Vorderansicht des Stromab nehmers aus FIG 1 mit Wippenbalken in Anschlag stellung und

FIG 5 ein Teilausschnitt einer Seitenansicht des Stromab nehmers aus FIG 1 mit Wippenbalken in Anschlag stellung schematisch veranschaulicht sind.

Gemäß FIG 1 umfasst ein nicht spurgebundenes, elektrisch an getriebenes Fahrzeug 1, beispielsweise ein Lastkraftwagen mit dieselelektrischem Antrieb, einen Stromabnehmer 2, über den auch während der Fahrt elektrische Energie aus einer Oberlei tungsanlage einspeisbar ist. Die Oberleitungsanlage ist zwei polig ausgebildet und umfasst über einer Fahrspur gespannt einen als Hinleiter ausgebildeten ersten Fahrdraht 3 und ei nen als Rückleiter ausgebildeten, zweiten Fahrdraht 4 zur Be reitstellung elektrischer Energie. Der dargestellte Stromab nehmer 2 ist als Halbscherenpantograph ausgebildet und um fasst einen anstellbaren Unterarm 5, der über ein Basisgelenk 6 drehbar mit dem Fahrzeug 1 verbunden ist. Er umfasst ferner einen ersten Oberarm 7, der über ein erstes Kniegelenk 8 mit dem Unterarm 5 drehbar verbunden ist. Der erste Oberarm 7 trägt eine erste Kontaktwippe 9 zur Kontaktierung des ersten Fahrdrahts 3. Entsprechend umfasst der Stromabnehmer 2 einen zweiten Oberarm 10, der über ein zweites Kniegelenk 11 mit dem Unterarm 5 drehbar verbunden ist und eine zweite Kontakt wippe 12 zur Kontaktierung des zweiten Fahrdrahts 4 trägt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel fluchten die Achsen des ersten Kniegelenks 8 und des zweiten Kniegelenks 11. Die erste Kon taktwippe 9 und die zweite Kontaktwippe 12 sind nebeneinander angeordnet und weisen jeweils zwei hintereinander angeordnete Schleifleisten 14 auf, an deren beide Enden sich nach unten gebogene Endhörner 15 anschließen. Das Anstellen des Unter arms 5 aus der Horizontalen erfolgt durch einen beispielswei- se als Luftfederbalg ausgebildeten und nicht näher darge stellten Hubantrieb. Der Stromabnehmer 2 umfasst außerdem ei ne erste Koppelstange 16, die über ein erstes Koppelgelenk 17 drehbar mit dem ersten Oberarm 7 verbunden ist. Entsprechend ist eine zweite Koppelstange 18 über ein zweites Koppelgelenk

19 drehbar mit dem zweiten Oberarm 10 verbunden. Dabei sind die erste Koppelstange 16 und die zweite Koppelstange 18 der art angelenkt, dass ein Aufrichten des Unterarms 5 ein Auf richten des ersten Oberarms 7 und des zweiten Oberarms 10 ge genüber der Horizontalen nach Art eines zweiarmigen Hebels erzwingt, wodurch die Kontaktwippen 9, 12 aus einer unteren

Parkposition in eine obere Kontaktposition angehoben werden. In bestimmten Betriebssituationen des Fahrzeugs 1 kann es _V orkommen, dass sich zwischen der ersten Kontaktwippe 9 und der zweiten Kontaktwippe 12 eine Höhendifferenz ihrer Höhen positionen ergibt, beispielsweise bei seitlich geneigter Fahrbahn oder bei Kontaktierung der Oberleitung durch nur ei ne der beiden Kontaktwippen 9, 12. Zum Ausgleichen dieser Hö hendifferenz umfasst der Stromabnehmer 2 eine Ausgleichswippe

20.

Gemäß FIG 2 bis FIG 5 weist die Ausgleichswippe 20 einen Wip penständer 21 und einen über ein Wippengelenk 22 drehbar mit diesem verbundenen Wippenbalken 23 auf. Der Wippenständer 21 ist über ein Grundgelenk 24 drehbar mit dem Fahrzeug 1 ver bunden. Drehachsen des Grundgelenks 33, der Koppelgelenke 17, 19 und der Kniegelenke 8, 11 erstrecken sich parallel zur Drehachse des Basisgelenks 6. Der Wippenbalken 23 ist auf ei ner Seite des Wippengelenks 22 über ein erstes Ausgleichsge lenk 25 drehbar mit der ersten Koppelstange 16 und auf der anderen Seite des Wippengelenks 22 über ein zweites Aus gleichsgelenk 26 drehbar mit der zweiten Koppelstange 18 ver bunden. Die Drehachsen des Wippengelenks 22 und der Aus gleichsgelenke 26, 26 erstrecken sich parallel zueinander und senkrecht zur Drehachse des Basisgelenks 6.

Zur Begrenzung einer Höhendifferenz zwischen den Kontaktwip pen 9, 12 sind ein erstes Anschlagelement 27 und ein zweites Anschlagelement 28 vorgesehen, die mit dem Fahrzeug 1 verbun den sind und die Drehbewegung des Wippenbalkens 23 um eine Wippengelenksachse 29 des Wippengelenks 22 durch mechanischen Bewegungsanschlag begrenzen. Um definierte Anschlagsbedingun gen zu gewährleisten, ist auf der einen Seite des Wippenbal kens 23 ein erstes Tastelement und auf dessen anderer Seite ein zweites Tastelement angeordnet, welche bei Berührung des ersten Anschlagelements 27 oder des zweiten Anschlagelements 28 eine Drehbewegung des Wippenbalkens 23 gegen den Uhrzei gersinn oder im Uhrzeigersinn begrenzen. Die Tastelemente sind als erste Tastrolle 30 und zweite Tastrolle 31 ausgebil det und an den gegenüber liegenden Enden des Wippenbalkens 23 um dessen Balkenlängsachse 32 drehbar gelagert. Beim Anstel len des Unterarms 5 bewegen sich die Tastrollen 30, 31 auf einer kreisbogenförmigen Bahn um die Grundgelenksachse 33 des Grundgelenks 24 und tasten dabei eine bogenförmige Anschlag bahn 34a, 34b der Anschlagelemente 27, 28 ab. Die Tastrollen 30, 31 sind bezüglich des Grundgelenks 33 auf derselben Seite wie das Wippengelenk 22 angeordnet, so dass die bogenförmige Anschlagbahn 34a, 34b konvex ausgebildet ist. Hierdurch kann die Höhendifferenz kontinuierlich bei jedem Anstellwinkel des Unterarms 5 begrenzt werden.

Die Anschlagbahn 34a ist in einem oberen Abschnitt der An schlagelemente 27, 28, dem ein Anstellwinkelabschnitt des Un terarms 5 möglicher Kontaktpositionen der Kontaktwippen 9, 12 zugeordnet ist, jeweils kreisbogenförmig ausgebildet, so dass in Neutralstellung des Wippenbalkens 23 gemäß FIG 2 und FIG 3 ein Radialabstand 35 der Tastrollen 30, 31 zur Anschlagbahn 34a konstant ist. Innerhalb dieses Abschnitts ist die Höhen differenz zwischen den Kontaktwippen 9, 12 auf einen konstan ten Maximalwert eingestellt, der durch den Radialabstand 35 bestimmt ist. Tritt eine solche maximale Höhendifferenz auf, indem beispielsweise die erste Kontaktwippe 9 gegenüber der zweiten Kontaktwippe 12 maximal eingetaucht ist, so tritt ei ne maximale Relativverdrehung zwischen dem ersten Oberarm 7 und dem zweiten Oberarm 10 auf, was - über die Koppelstangen 16, 18 vermittelt - gemäß FIG 4 und FIG 5 mit einer maximalen Drehauslenkung des Wippenbalkens 23 gegen den Uhrzeigersinn einhergeht. Hierbei berührt die erste Tastrolle 30 das erste Anschlagelement 27, während die zweite Tastrolle 31 ihren ma ximalen Radialabstand 35 vom zweiten Anschlagelement 27 ein nimmt .

Die Anschlagbahn 34b ist in einem unteren Abschnitt der An schlagelemente 27, 28, dem ein Anstellwinkelabschnitt des Un terarms 5 unterhalb möglicher Kontaktpositionen der Kontakt wippen 9, 12 zugeordnet ist, jeweils spiralförmig ausgebil det, so dass in Neutralstellung des Wippenbalkens 23 der Ra dialabstand 35 der Tastrollen 30, 31 zur Anschlagbahn 34b in einem zugeordneten Anstellwinkelabschnitt des Unterarms () in Abhängigkeit des Anstellwinkels variiert, vorzugsweise in Richtung kleiner Anstellwinkel abnimmt. Die zulässige Höhen differenz zwischen den Kontaktwippen 9, 12 nimmt auf diese

Weise beim Fallen des Unterarms 5 ab, wodurch ein Absenken und Anheben des Stromabnehmers 2 unterhalb möglicher Kontakt höhen stetig erfolgt.