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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kontaktanordnung mit
wenigstens einem mit einem stationären Energieversorgungssystem
verbundenen Kontaktkörper, dem so genannten ersten Kontaktpartner,
und wenigstens einem an einem zumindest elektromotorisch unterstützt
angetriebenen Fahrzeug angebrachten zweiten Kontaktpartner, der einen
Oberflächenbereich aufweist, der mit dem ersten Kontaktpartner
in einen elektrisch leitfähigen Oberflächenkontakt
bringbar ist.
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Stand der Technik
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Die Übertragung
elektrischer Energie von einem wegseitig angeordneten, in der Regel
stationär ausgebildeten Energieversorgungssystem in ein
relativ dazu bewegliches Fahrzeug mit zumindest elektromotorischem
Teil-Antrieb ist eine seit vielen Jahrzehnten bekannte Technologie,
die den Vorteil in sich birgt, dass derart angetriebene Fahrzeuge
nicht notwendigerweise Aggregate zur Erzeugung elektrischer Energie
noch einen für die Fortbewegung erforderlichen Energievorrat,
beispielsweise in Form von Kraftstoff, mitführen müssen.
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Fahrzeuge
der vorstehend genannten Art betreffen vor allem elektrische Bahnfahrzeuge,
Oberleitungsbusse, Werk- und sogenannte „Schaustellerbahnen” sowie
fahrerlose Transportsysteme, die alle zum Zwecke ihrer Fortbewegung
elektrische Energie über einen Stromabnehmer von einem
wegseitig stationär angebrachten Energieversorgungssystem,
das vorzugsweise in Form eines Fahrleitungsdrahtes oder einer Stromschiene
ausgebildet ist, aufnehmen. In Abhängigkeit des jeweiligen
Fahrzeuges sind die Stromabnehmersysteme in Bezug auf Erdungs-, Spurführungs-
und Leistungsübertragungsanforderungen baulich verschiedenartig
ausgeführt.
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Beispielsweise
im Falle elektrischer Stadtbahnen und Oberleitungsbusse sind für
deren Stromaufnahme Fahrdrähte oder Stromschienen wegseitig längs
der Fahrwege installiert und für die Nennstrombelastungen
der Fahrzeuge im Fahr- und Bremsbetrieb entsprechend ausgelegt.
Aufgrund der Fahrtbewegung des jeweiligen Fahrzeuges entsteht für
die Kontaktstelle zwischen dem wegseitig und dem fahrzeugseitig
vorgesehenen elektrischen Kontaktpartner eine Relativbewegung in
Fahrtrichtung. Angesichts der Tatsache, dass insbesondere im Zustand der
positiven oder negativen Beschleunigung des Fahrzeuges der damit
verbundene Antriebs- oder Bremsstrom, der an der Kontaktstelle zwischen
beiden Kontaktpartnern fließt, bei üblichen elektrisch
angetriebenen Schienenfahrzeugen in der Größenordnung
von einigen 1000 Ampere liegt, liegt es auf der Hand, dass die Kontaktpartner,
aufgrund des vorhandenen Übergangswiderstandes an der Kontaktstelle starken
Erhitzungserscheinungen unterworfen sind. Eine mögliche
bekannte Maßnahme zur Reduzierung der thermischen Belastung
der Kontaktanordnung betrifft die Ausbildung des Fahrdrahtes, der
in Fahrtrichtung zumindest längs jener Fahrleitungsbereiche,
längs der das Fahrzeug häufig abbremst oder beschleunigt,
in Zick-Zack-Form ausgebildet ist, wodurch der fahrzeugseitige Kontaktpartner
durch diese Art der Fahrdrahtverlegung zusätzlich eine
Relativbewegung quer zur Fahrtrichtung erfährt. Sowohl durch
die Längs- als auch Querrelativbewegungen beider Kontaktpartner
zueinander ergeben sich für die Kontaktpartner in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit im Normalbetrieb eher kurze Erwärmungszeiten.
Darüber hinaus dient die Zick-Zack-Verlegung dafür,
einen größeren Bereich der am Stromabnehmer vorgesehenen
Kohleschleifleiste/-n auszunutzen und somit letztlich den elektromechanischen
Verschleiß der Kohleschleifleiste/-n zu minimieren.
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Anders
stellt sich die Situation bei Fahrzeugstillstand dar, während
dem eine Stromübertragung über einen längeren
Zeitraum an einer ortsfesten Kontaktstelle erfolgt und infolgedessen
sich die Erwärmungszeit an der Kontaktstelle verlängert. Zwar
ist bei üblichen elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen
mit externer Energiezuführung während des Fahrzeugstillstandes
ein weitaus geringerer Strombezug nötig, der lediglich
dem Betrieb elektrischer Fahrzeughilfsaggregate dient und im Hinblick auf
eine Erhitzung der Kontaktpaarung als unkritisch zu bezeichnen ist,
doch erfahren Kontaktpaarungen insbesondere bei moderneren Fahrzeugsystemen, die
gestiegenen Komfortansprüchen gerecht werden, z. B. in
Straßenbahnfahrzeugen sowie beim Laden eines Traktionsenergiespeichers
im Fahrzeugstillstand etc., eine wesentlich höhere Strombelastung und
eine damit verbundene deutlich gestiegene Kontakterwärmung
im Fahrzeugstillstand. In diesen Fällen der Hochstromübertragung
kommt es an der Übertragungsstelle zwischen dem Fahrdraht
bzw. der Stromschiene und dem fahrzeugseitig angebrachten Stromabnehmer
im Folge einer ungenügenden Kontaktqualität, beispielsweise
hervorgerufen durch die für den Fahrbetrieb konzipierten
Parameter Kontaktfläche und Kontaktdruck, zu sehr großen
Erwärmungen. So besteht insbesondere bei einer Hochstromübertragung
im Fahrzeugstillstand die Gefahr der Zerstörung eines oder
beider Kontaktpartner im Wege thermischer Überlastung,
die letztlich zu Einbränden in den in Stromabnehmersystemen
verwendeten Kohleschleifleisten führt und auch eine Verkürzung
der Lebensdauer der Fahrdrähte an den Haltepunkten zur
Folge hat. Im Extremfall können Fahrdrahtrisse auftreten.
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Das
vorstehend beschriebene Problem der lokalen Überhitzung
der Kontaktpaarung zwischen Stromabnehmersystem und wegseitig angeordnetem Fahrdraht
bzw. Stromschiene, das sich insbesondere bei modernen Fahrzeugsystemen
im Stillstand ergibt, lässt sich mit dem Übergangswiderstand
zwischen beiden Kontaktpartnern erklären, der zu einem Verlustleistungseintrag
an der Kontaktstelle und einer damit verbundenen starken lokalen
Erhitzung führt. Um den aufgrund des Übergangswiderstandes verursachten
Verlustleistungseintrag an der Kontaktstelle möglichst
gering zu halten, gilt es Maßnahmen zu treffen, den Übergangswiderstand
zu reduzieren. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, indem der Kontaktdruck
zwischen dem Fahrdraht bzw. der Stromschiene und dem Stromabnehmer
erhöht wird und/oder zum anderen durch Vergrößerung
der Kontaktfläche zwischen beiden Kontaktpartnern.
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Befindet
sich hingegen das elektromotorisch angetriebene Fahrzeug in Fahrt,
so lässt sich eine andauernde Erhöhung des Kontaktdruckes
zwischen dem fahrzeugseitigen Stromabnehmersystem und dem wegseitig
vorgesehenen Energieversorgungssystem aus fahrleitungstechnischen
und betrieblichen Gründen und insbesondere mit Rücksicht
auf den mechanischen Verschleiß der Kontaktpaarung nicht
umsetzen, so dass die vorstehend zitierten Maßnahmen zur
Verringerung des Übergangswiderstandes lediglich zeitweise
und insbesondere im Falle des Fahrzeugstillstandes zu ergreifen
sind.
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Demzufolge
gilt es Systeme zur Hochstromübertragung zwischen elektromotorisch
angetriebenen Fahrzeugen und wegseitig installierten Energieversorgungssystemen
zu schaffen, mit denen eine Vergrößerung der Kontaktfläche
und gegebenenfalls eine Erhöhung des Kontaktdruckes vorzugsweise
bei Fahrzeugstillstand möglich werden.
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Aus
der
EP 1 419 925 B1 ist
ein Scherenstromabnehmersystem für Schienenfahrzeuge zu entnehmen,
an dem eine Zusatzkontaktstelle in Form einer aktorisch antreibbaren
Kontaktleiste angebracht ist, die bei Fahrzeugstillstand gegen den
Fahrdraht gedrückt wird. Jedoch tragen derartige am schwenkbar
gelagerten Stromabnehmersystem zusätzlich angebrachte Einrichtungen
zur Erhöhung des Gewichtes des beweglich gelagerten Schwenkarmteils
bei, die jedoch negative Auswirkungen auf das dynamische Schwenkverhalten
des Stromabnehmersystems haben. Hierdurch ist eine Verkürzung
der Lebensdauer der stromabnehmerseitig angebrachten Schleifkohlen
durch erhöhte Lichtbogenbildung zu erwarten. Zudem bedürfen
die zur Auslenkung der Zusatzleiste erforderlichen Aktoren Zusatzaggregate
zur Bereitstellung von Arbeitsmedien, beispielsweise von Druckluft.
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In
der
DE 7 39 959 ist ein
Stromabnehmer für elektrische Betriebsfahrzeuge beschrieben,
an dem gleichfalls wie im vorstehenden Fall eine Zusatzeinrichtung
am schwenkbar gelagerten Stromabnehmersystem angebracht ist, durch
die eine Kontaktflächenvergrößerung sowie
Erhöhung des Kontaktdruckes zwischen Stromabnehmersystem
und Fahrleitung erzielbar ist. Neben einer zusätzlich federkraftbeaufschlagten
Zusatzleiste, die gegen den Fahrdraht gepresst wird, ist ein Schwenkmechanismus
für die am Stromabnehmer angebrachten Schleifstücke beschrieben,
die aus einem Ausgangszustand für den Fahrbetrieb in eine
um 90° gedrehte Position geschwenkt werden können,
in der die Schleifstücke mit einem erhöhten Anpressdruck
und vergrößerten Kontaktflächen an dem
Fahrdraht angrenzen. Jedoch tragen die am Stromabnehmer vorgenommenen
Zusatzmodifikationen erheblich zur Gewichtserhöhung des
Stromabnehmersystems bei und haben gleichwohl auch die vorstehend
erläuterten negativen Auswirkungen.
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Der
US 4 158 892 A ist
eine Ladestation für Fahrzeuge mit einer wieder aufladbaren
Batterie zu entnehmen. Die Ladestation weist hierbei federgelagerte
Kontaktarme auf, die in einer Ladeposition gegen entsprechende am
Dachbereich des Fahrzeuges angebrachte Kontaktflächen zur
Anlage gebracht werden. Die mit dem Fahrzeug in Kontakt bringbaren Elektrodenkörper
sind rollenförmig ausgebildet und ermöglichen
auf der einen Seite ein schadloses Abrollen an der Außenkontur
des Fahrzeuges, stellen jedoch andererseits aufgrund der Rollenkontur
eine nur geringe Kontaktfläche, in Form eines Linienkontaktes,
mit den fahrzeugseitig angebrachten Kontaktbereichen her. Ein derartiger
Linienkontakt ist vergleichbar mit einer Kontaktpaarung des vorstehend erläuterten
Falles zwischen einer Fahrdrahtanordnung und einem Stromabnehmersystem.
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Darüber
hinaus ist eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten Kontaktmechanismen
zum Wiederaufladen fahrzeugseitiger Energiespeicher für den
elektromotorischen Antrieb von Fahrzeugen bekannt. Repräsentativ
sei hierzu auf die
DE
29 29 067 A1 ,
DE
10 2004 048 226 A1 sowie
DE 10 2004 006 259 B3 verwiesen.
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Der
in der
DE 29 29 067
A1 beschriebene Batterieladeanschluss für Elektromobile
weist eine schiefe Ebene auf, längs der das Fahrzeug gegen eine
ortsfeste Stromschiene rollt, mit der ein, am Fahrzeug befindliches,
starres Gegenelement in Kontakt gebracht wird. Die Kontaktkraft
wird über einen zuladungs- sowie neigungswinkelabhängigen Anteil
des Fahrzeuggewichtes erzeugt.
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In
der
DE 10 2004
048 226 A1 ist ein Ladevorgang für ein Elektromobil
beschrieben, bei dem eine definierte Fahrzeugposition für
den Ladevorgang relativ zu einem speziell ausgebildeten Bordstein,
in dem Ladeelektrodenflächen integriert sind, eingenommen
wird. In dieser Park- und Ladeposition werden fahrzeugseitige Kontaktelektroden
hydraulisch oder pneumatisch unterstützt zum Zwecke der Kontaktausbildung
mit den bordsteinseitig vorgesehenen Elektrodenflächen
ausgefahren.
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In
der
DE 10 2004
006 259 B3 ist eine Kontaktanordnung zwischen einer Batterie
und einer elektrischen Leitung beschrieben, mit der in Havariefällen
eine elektrotechnische Abkopplung zwischen Batterie und elektrischer
Leitung bewerkstelligt werden kann. Ein Kontaktpartner ist hierbei
mit einem Elektromagnet versehen, der andere Kontaktpartner sieht
einen Permanentmagnet vor. Der Permanentmagnet sowie der Kern des
Elektromagneten sind derart aufeinander abgestimmt, dass im Falle
der Bestromung des Elektromagneten eine magnetische Anziehungskraft
zwischen beiden Kontaktpartnern dominiert und im Falle ohne Bestromung
des Elektromagneten eine magnetische Abstoßungskraft zwischen
beiden Kontaktpartnern vorherrscht. Eine zuverlässige Funktionsweise
dieser Kontaktanordnung kann jedoch nur dann gewährleistet
werden, wenn beide Kontaktpartner mit hoher Genauigkeit zueinander
lagebestimmt positioniert sind. Eine mögliche übertragende
Anwendung auf elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge der eingangs
erläuterten Art zu Zwecken einer kontrolliert gesteuerten
Kontaktierung zwischen einem fahrzeugseitig und einem wegseitig
vorgesehenen Kontaktpartner scheitert bereits aufgrund der nur unzureichenden
Positionsgenauigkeit zwischen Fahrzeug und wegseitigem Energieversorgungssystem.
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In
der
DE 195 29 066
A1 ist ein Stromabnehmer beschrieben mit dem es möglich
sein soll den fahrbetriebsbedingten ungleichförmigen Abrieb
an der als Schleifkontakt ausgebildeten Kohleschleifleiste zu vereinheitlichen,
indem der Schleifkontakt anstelle einer leistenartigen Form als
runde Scheibe ausgebildet ist, die sich aus zwei oder mehreren,
federnd gelagerten Segmenten zusammensetzt und zudem relativ zur
Oberleitung bewegbar, vorzugsweise drehbar, gelagert ist.
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Der
US 1,014,761 ist ein elektrischer
Stromabnehmer zu entnehmen, der zur elektrischen Kontaktierung bspw.
mit einer Oberleitung eine Vielzahl einzelner elektrischer Kontaktsegmente
aufweist, die allesamt mit der Oberfläche eines Diaphragmas
in Wirkverbindung stehen, das einseitig ein Gas gefülltes
Volumen abschließt und somit eine flexible Oberfläche
darstellt, die sich an individuelle Oberflächenformen anzuschmiegen
vermag.
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Wie
bereits zur vorstehend gewürdigten
DE 7 39 959 ausgeführt, tragen
auch die vorstehend erläuterten Maßnahmen am Stromabnehmerbügel
erheblich zur Gewichtserhöhung des Stromabnehmersystems
bei und haben gleichwohl auch die erläuterten negativen
Auswirkungen.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kontaktanordnung
mit wenigstens einem mit einem stationären Energieversorgungssystem
verbundenen Kontaktkörper, dem so genannten ersten Kontaktpartner,
und wenigstens einem an einem zumindest elektromotorisch unterstützt
angetriebenen Fahrzeug angebrachten zweiten Kontaktpartner, der
einen Oberflächenbereich aufweist, der mit dem ersten Kontaktpartner
in einen elektrisch leitfähigen Oberflächenkontakt
bringbar ist, derart weiterzubilden, dass eine Kontaktverbesserung
zwischen beiden Kontaktpartnern vorzugsweise im Zustand des Stillstandes
des Fahrzeuges durch Vergrößerung der Kontaktfläche
zwischen beiden Kontaktpartnern ohne die zum Stand der Technik erläuterten Nachteile
ermöglicht werden soll.
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Die
hierfür zu treffenden Maßnahmen sollen insbesondere
keine negativen Auswirkungen auf bestehende Stromabnehmersysteme
sowie deren im Fahrbetrieb vorhandenen dynamischen Eigenschaften
haben. Auch dürfen keine Beeinträchtigungen des
Fahr- und Bewegungsablaufes des Fahrzeuges durch die zu treffenden
Maßnahmen entstehen, insbesondere soll lediglich eine mit üblichen
Positionierungssystemen erreichbare Genauigkeit bezüglich der
Längenpositionierung des Fahrzeuges relativ zu dem wegseitig
stationär vorgesehenen Energieversorgungssystem erforderlich
sein. Auch sollte es möglich sein, bereits die vorhandenen
wegseitig installierten Energieversorgungssysteme in lösungsgemäßer
Weise nachträglich zu modifizieren und dies unter Verwendung
möglichst einfacher und kostengünstiger Mittel.
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Die
Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist
im Anspruch 1 angegeben. Die die lösungsgemäße
Vorrichtung in vorteilhafter Weise weiterbildenden Merkmale sind
in den Unteransprüchen sowie in der Beschreibung unter
Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele erläutert.
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Lösungsgemäß ist
eine elektrische Kontaktanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruches 1 derart ausgebildet, dass der erste Kontaktpartner,
d. h. der mit dem stationären Energieversorgungssystem
verbundene Kontaktkörper eine Vielzahl einzelner, beweglich
gelagerter Flächenelemente vorsieht, die jeweils eine Kontaktoberfläche
aufweisen, die in Flächenkontakt mit dem Oberflächenbereich
des zweiten Kontaktpartners bring bar sind.
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Die
lösungsgemäße Idee zur Ausbildung eines
stationär mit dem Energieversorgungssystem verbundenen
Kontaktpartners mit einer variabel anpassbaren, vorzugsweise dreidimensional
anpassbaren Kontaktoberfläche entspringt einer Vielzahl durchgeführter
Untersuchungen, die an einem Standard-Stromabnehmer durchgeführt
wurde, zu dem in 2 lediglich die Stromabnehmer-Wippe
abgebildet ist. Derartige Stromabnehmer, die typischerweise bei
Bahnen zum Stromabgriff an Oberleitungen eingesetzt werden, besitzen
häufig zwei parallel zueinander angeordnete Kohleschleifleisten 1,
die über eine Wippenkonstruktion und eine starre Verbindung 2 miteinander
verbunden sind. Die Kohleschleifleisten 1 weisen eine obere,
dem nicht weiter dargestellten Oberleitungsdraht oder einer Stromschiene
zugewandte Kontaktoberfläche auf, die im Idealfall plan ausgebildet
ist. Beide parallel zueinander verlaufenden Kohleschleifleisten 1 sind
darüber hinaus mittels an der Wippenkonstruktion angebrachter
Blattfedern 3 zum Ausgleich von Fahrzeugschräglagen
gegenüber dem Oberleitungsfahrdraht oder gegenüber
entsprechend wegseitig vorgesehenen Stromschienen nachgiebig gelagert.
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Um
die Kontaktqualität zwischen beiden Kontaktpartnern zu
verbessern, d. h. im Falle der Stromabnehmer-Wippe in 2 sind
dies einerseits bspw. der Oberleitungsdraht oder eine wegseitig
vorgesehene Kontaktschiene und andererseits die Kohleschleifleisten 1 der
illustrierten Stromabnehmer-Wippe, kann, wie bereits eingangs erläutert,
der Kontaktdruck zwischen beiden Kontaktpartnern erhöht
werden, eine Maßnahme die jedoch zu einem erhöhten
Abrieb an den Kohleschleifleisten führen würde.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, bleibt zur Verbesserung der Kontaktqualität
lediglich die Kontaktfläche zwischen beiden Kontaktpartnern
zu vergrößern, beispielsweise durch Vorsehen von
flächig ausgebildeten, wegseitig angebrachten Kontaktpartnern,
beispielsweise in Form eines Balkens, zumindest im Haltestellenbereich
des jeweils elektromotorisch angetriebenen Fahrzeuges.
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Bei
Verwendung eines biegesteifen, balkenförmig ausgebildeten,
wegseitig vorgesehenen Kontaktpartners setzt die Realisierung eines
Flächenkontaktes zu beiden Kohlschleifleisten des in 2 dargestellten
Stromabnehmers voraus, dass beide Kohleschleifleisten planparallel
zueinander ausgerichtet sind. Im Fahrbetrieb erfahren die Kohleschleifleisten jedoch
einen ungleichmäßig elektromechanischen Verschleiß,
der zu lokal ungleichmäßigen Kohlematerialabtrag
an den Kohleschleifleisten beiträgt und letztlich den erwünschten
Flächenkontakt verhindert. Um dies zu verdeutlichen, sei
auf die in den 3a und b illustrierten Kontaktsituationen
zwischen jeweils einem wegseitig vorgesehenen, flächig
ausgebildeten Kontaktpartner 4 und den Oberflächen
der Kohleschleifleisten 1 verwiesen, aus denen ersichtlich
ist, dass bei einem wegseitigen Kontaktpartner in Form eines biegesteifen
Balkens 4 sich lediglich Linienkontakte zu den Kontaktoberflächen
der Kohleschleifleisten 1 ausbilden. Im Falle von 3a sind die
Kohleschleifleisten 1 jeweils einseitig schief abgefahren,
in 3b ist eine Situation dargestellt, bei der die
Kohleschleifleisten 1 an jeweils gegenüberliegenden
Kantenbereichen jeweils einseitig schief abgefahren sind. In beiden
Fällen kommt keine flächige Kontaktierung zustande,
die das Problem einer sich nur mangelnden elektrischen Kontaktierung
lösen würde.
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Demgegenüber
ist in 1 ein Ausführungsbeispiel für
eine lösungsgemäß ausgebildete elektrische
Kontaktanordnung illustriert, bei der der wegseitig, d. h. stationär
mit dem Energieversorgungssystem verbundene erste Kontaktpartner
aus einer Vielzahl einzelner beweglich gelagerter Flächenelemente 5 zusammengesetzt
ist, die im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils über
ein Federelement 6 federnd gelagert sind. Die Federelemente 6 sind
an einer gemeinsamen, nicht weiter dargestellten Trägereinheit
befestigt, zu der die federnd gelagerten Flächenelemente 5 dreidimensional
ausgelenkt werden können. Die Gesamtheit aller Flächenelemente 5 bildet
mit ihrer der Kohleschleifleiste 1 zugewandten Kontaktoberflächen 5' eine
ebene Kontaktfläche, relativ zu der die fahrzeugseitig
angebrachte Kohleschleifleiste 1 in Fahrtrichtung v bewegt
wird. Der lösungsgemäß ausgebildete,
wegseitig angebrachte Kontaktpartner ist vorzugsweise an für
das Fahrzeug bestimmten Haltestellen vorgesehen, um eine eingangs
diskutierte Überhitzung der Kontaktanordnung bei jeweils
zueinander ruhenden Kontaktpartnern durch die Schaffung einer möglichst
großflächigen Kontaktierung zu vermeiden.
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Durch
die jeweils individuelle federnde Lagerung jedes einzelnen Flächenelementes 5 vermögen sich
die mit der Kohleschleifleiste 1 in Berührung
tretenden Flächenelemente 5 an die individuelle
Oberflächenkontur der Kohleschleifleiste anzulegen, wodurch
ein möglichst großflächiger Oberflächenkontakt
hergestellt wird, selbst im Falle stark abgefahrener Kohleschleifleisten.
Die Anpresskraft 7, mit der die Kohleschleifleiste 1 gegen
die nachgiebig gelagerten Flächenelemente 5 gepresst
wird, wird seitens der fahrzeugseitig angebrachten Wippenkonstruktion
erzeugt.
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Die
jeweils rechteckig ausgebildeten Flächenelemente 5 sind
in dem illustrierten Ausführungsbeispiel gemäß 1 in
vier nebeneinander liegenden Reihen angeordnet, wobei jeweils die
längeren Rechtecksseiten y der Flächenelemente 5 in Reihenlängserstreckung
orientiert sind und die von den kürzeren Rechteckseiten
x zweier in einer Reihe benachbarten Flächenelementen 5 eingeschlossenen
Zwischenräume nicht mit den entsprechenden Zwischenräumen
der benachbarten Reihe fluchten. Auf diese Weise ist in Bewegungslängsrichtung
v ein kontinuierlicher Kontakt zwischen der Kohleschleifleiste 1 und
dem aus einer Vielzahl der einzelnen Flächenelementen 5 bestehenden,
stationär vorgesehenen Kontaktpartner gewährleistet.
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Zur
elektrischen Kontaktierung aller aus einem sehr gut elektrisch leitfähigen
metallischem Material, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium bestehenden
Flächenelemente 5 werden diese über flexible
Verbindungsstrukturen jeweils einzeln mit einer nicht illustrierten
elektrischen Energiequelle verbunden. Beispielsweise könnte
die flexible Verbindungsstruktur in Form des ohnehin vorgesehenen
Federelementes 6 ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, sämtliche
Flächenelemente 5 untereinander mit einer flexiblen
elektrischen Verbindungsstruktur zu verbinden und die elektrische
Energiequelle über wenigstens eine Zuleitung mit wenigstens
einem Flächenelement 5 vorzunehmen.
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Nicht
notwendigerweise ist es erforderlich die Flächenelemente
allesamt rechteckig auszubilden, auch sind runde, quadratische oder
n-eckige Geometrien, so beispielsweise in Form einer Honigwabenstruktur
denkbar.
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Die
lösungsgemäße elektrische Kontaktanordnung
lässt sich nicht nur im Rahmen des vorstehend erläuterten
Stromabnehmersystems einsetzen, grundsätzlich dient die
oberflächenvariable Ausgestaltung eines wegseitig mit einem
stationären Energieversorgungssystem verbundenen Kontaktpartners
zur Übertragung elektrischer Energie für den Betrieb
vielfältig ausgebildeter, elektromotorisch angetriebener
Fahrzeuge, sei es zum unmittelbaren Verbrauch oder zu Zwecken einer
Energiespeicherung in einen elektrischen Energiespeicher, wie dies beispielsweise
bei elektrisch angetriebenen Automobilen für den Individualverkehr
der Fall ist.
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- 1
- Kohleschleifleiste,
erster Kontaktpartner
- 2
- Starre
Verbindung
- 3
- Blattfedern
- 4
- Zweiter
Kontaktpartner
- 5
- Flächenelement
- 5'
- Kontaktoberfläche
des Flächenelementes
- 6
- Federelement
- 7
- Halterkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1419925
B1 [0009]
- - DE 739959 [0010, 0018]
- - US 4158892 A [0011]
- - DE 2929067 A1 [0012, 0013]
- - DE 102004048226 A1 [0012, 0014]
- - DE 102004006259 B3 [0012, 0015]
- - DE 19529066 A1 [0016]
- - US 1014761 [0017]