DE4205519A1 - Stromzufuehrung fuer strassenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromzuführung für Straßenfahrzeuge, die mit einem Hybridantrieb aus Verbrennungs- und Elektromotor ausgerüstet sind.

Der Elektoantrieb für große Straßenfahrzeuge ist bislang auf Oberleitungs- Busse beschränkt, weil die Stromabnehmer für zwei Fahrdrähte zu kompli­ ziert sind.

Der universelle Einsatz von Verbrennungsmotoren im Straßenverkehr hat trotz ständiger Verbesserungen den immer schwerer wiegenden Nachteil der Luft- und Lärmbelastung. Im Alpentransit führt dies bereits zu teilweisen Fahr­ verboten. Im Gegensatz dazu hat der Elektroantrieb den großen Vorteil, abgasfrei und leiser zu sein. Hinzu kommt die wesentlich bessere Antriebs­ charakteristik an Steigungs- und Gefällstrecken. Die gleichen Vorteile ergeben sich bei langen Tunneltransits. Der Eurotunnel könnte z. B. direkt von Lastkraftwagen mit Hybridantrieb befahren werden.

Da neue Technologien wie Batterieantrieb oder Wasserstofftechnik für große Straßenfahrzeuge nicht abzusehen sind, kommt es bei den drängenden Problemen darauf an, ausgereifte Systeme zu kombinieren. Dies sind hier der Dieselmotor und der von Stromzuführungen gespeiste Elektroantrieb. Auf normalen Strecken kommt der Dieselmotor zum Einsatz, auf den dazu relativ kurzen Problemstrecken der Elektroantrieb.

Das Argument, daß auch bei Elektrofahrzeugen über das E-Werk Schadstoffe emittiert werden, ist nicht stichhaltig, weil es ja hier entscheidend ist, die Schadstoffkonzentration vor Ort zu verringern.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Stromzuführung für Straßenfahrzeuge der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, um die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile des Elektroantriebes insbeson­ dere für Lastkraftwagen und Omnibusse auf bestimmten Streckenabschnitten zu nutzen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Stromnetz an Masten und Tragseilen über den Fahrbahnen aufgehängt ist, daß zwei Strom­ abnehmer den Strom auf den Elektromotor des Fahrzeuges übertragen, daß die Stromabnehmer auf dem Fahrzeug hintereinander in Fahrtrichtung angeordnet sind, daß die Stromabnehmer in Form einer Gleitschiene ausgebildet sind, daß die Enden der Stromabnehmer mit nach unten gebogenen Anlaufflächen versehen sind, daß die Stromabnehmer vom Fahrzeug aus federnd an das Strom­ netz angedrückt werden, und daß die Stromabnehmer frei unter dem Stromnetz gleiten.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die stromführenden Drähte des Strom­ netzes abwechselnd als Quellen und Senken ausgebildet.

Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:

Die beiden unter dem Stromnetz gleitenden Stromabnehmer sind wesentlich robuster als die Stromabnehmer anderer Systeme.

Die Fahrzeuge sind nicht an eine bestimmte Spur gebunden, sondern können auf der gesamten Straße ausweichen und beliebige Kurven fahren.

Das Umschalten von Verbrennungsmotor auf Elektroantrieb erfolgt während der Fahrt. Das Stromnetz kann deshalb auf relativ kurze ausgewählte Strecken beschränkt bleiben.

An neuralgischen Punkten wie z. B. beim Alpen- und Tunneltransit wird mit dem Elektroantrieb gefahren, auf normalen Strecken mit dem Verbrennungs­ motor.

Die Luft- und Lärmbelastung wird an diesen neuralgischen Punkten verringert.

Fahrverbote und Einschränkungen entfallen deshalb für Fahrzeuge mit Hybridantrieb.

Steigungs- und Gefällstrecken werden mit dem Elektroantrieb schneller und kostengünstiger befahren als mit dem Verbrennungsmotor.

Der übrige Verkehr wird durch die schnelleren und anzugsstärkeren Fahrzeuge mit Hybridantrieb entlastet.

Bei langen Tunnelneubauten entfällt das Belüftungsproblem.

Ein Verkehrsleitsystem kann über das Stromnetz realisiert werden.

Die Erfindung wird an einem Beispiel anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Autobahn mit Lastkraftwagen in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 das Stromnetz in Draufsicht.

Fig. 1 zeigt eine Autobahn mit Lastkraftwagen. Das Stromnetz 1 ist an den Masten 2 mit Tragseilen 3 über den Fahrbahnen aufgehängt. Der Strom wird über zwei Stromabnehmer 4, 5 auf den Elektromotor des Lastkraftwagen über­ tragen. Die Stromabnehmer 4, 5 sind auf dem Fahrzeug hintereinander in Fahrtrichtung angeordnet. Sie sind in Form einer Gleitschiene ausgebildet und an den Enden mit nach unten gebogenen Anlaufflächen versehen. Der Lastkraftwagen ist nicht an eine bestimmte Spur gebunden, sondern kann auf der gesamten Straße ausweichen und beliebige Kurven fahren.

Fig. 2 zeigt das Stromnetz 1. Die Drähte 6, 7, 8 sind quer zur Fahrbahn in gleichen Abständen angeordnet. Sie spannen mit den längs der Fahrbahn angeordneten Drähten 9 die Maschen des Stromnetzes 1 auf. Die Drähte 6, 7, 8, 9 sind mit den Isolatoren 10 gegeneinander isoliert. Die Drähte 6, 7 sind stromführend. Die Drähte 6 sind Quellen (I+); die Drähte 7 sind Senken (I-). Die Drähte 8, 9 sind stromlos. Die Stromabnehmer 4, 5 werden vom Lastkraftwagen aus an die Drähte 6, 7, 8 federnd angedrückt. Während der Fahrt gleiten die Stromabnehmer 4, 5 unter den Drähten 6, 7, 8 vorbei. Die stromlosen Drähte 8 sind stabilisierende Anlagen für die Stromab­ nehmer 4, 5. Die Drähte 8 sind in Fig. 2 im Bereich der Stromabnehmer 4, 5 zur Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.

Die Abstände zwischen den stromführenden Drähten 6, 7 sind z. B. 150 cm. Die Stromabnehmer 4, 5 haben dagegen eine aktive Länge von z. B. 130 cm. Pfeilstellung 11 zeigt die Stromabnehmer 4, 5 in Geradeausfahrt. Weil die Stromabnehmer 4, 5 kürzer sind als die Abstände zwischen den stromführenden Drähten 6, 7, sind in der momentanen Pfeilstellung 11 die Stromabnehmer 4, 5 stromlos. Pfeilstellung 12 zeigt die Stromabnehmer 4, 5 bei der Weiterfahrt zu einem späteren Zeitpunkt. Jetzt ist der Stromabnehmer 4 in Kontakt mit dem stromführenden Draht 6 und der Stromabnehmer 5 in Kontakt mit dem stromführenden Draht 7. Da Draht 6 eine Quelle (I+) und Draht 7 eine Senke (I-) ist, fließt nun ein Strom zum Elektromotor des Lastkraftwagen. Der zugeführte Strom ist entsprechend der Fahrtgeschwindigkeit in Zeit­ intervalle aufgeteilt. Die dazu relativ kurzen stromlosen Zeitintervalle werden mit elektrischen Kurzzeitspeichern ausgeglichen, die im Lastkraft­ wagen installiert sind. Zuvor werden die Kurzzeitspeicher während der Stromintervalle aufgeladen und geben in den stromlosen Zeitintervallen ihren Strom an den Elektromotor ab. Als Strom wird Gleichstrom oder Einphasen-Wechselstrom in Mittelspannung verwendet. Bei dreiteiligen Strom­ abnehmern könnte auch Drehstrom verwendet werden. Pfeilstellung 13 zeigt die Stromabnehmer 4, 5 in einer Kurve oder beim Ausweichen. Entsprechend der Schrägstellung zur Normalen der Drähte 6, 7 werden die stromlosen Intervalle länger. Da die elektrischen Kurzzeitspeicher dafür ausgelegt sind, kommt es zu keiner Einschränkung des Fahrbetriebes. Die Stromab­ nehmer 4, 5 werden motorisch aus- und eingefahren und können durch ein Steuersystem automatisch auf die Höhe des Stromnetzes 1 voreingestellt werden. Der eigentliche Andruck der Stromabnehmer 4, 5 an das Stromnetz 1 erfolgt durch ein Federsystem. Bei extremen Wetterverhältnissen wie z. B. Vereisung der Fahrdrähte oder ungeräumten Straßen, kann sofort auf den Verbrennungsmotor umgeschaltet werden, wenn unter solchen Bedingungen nicht bereits der gesamte Verkehr zum Erliegen kommt. Das Umschalten von Verbrennungsmotor auf Elektroantrieb erfolgt während der Fahrt. Die Benutzungs- und Verbrauchskosten werden im Fahrzeug durch verplombte Stromzähler ermittelt.

Claims (4)

1. Stromzuführung für Straßenfahrzeuge, die mit einem Hybridantrieb aus Verbrennungs- und Elektromotor ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromnetz (1) an Masten (2) und Tragseilen (3) über den Fahrbahnen aufgehängt ist, daß zwei Strom­ abnehmer (4, 5) den Strom auf den Elektromotor des Fahrzeuges übertragen, daß die Stromabnehmer (4, 5) auf dem Fahrzeug hintereinander in Fahrt­ richtung angeordnet sind, daß die Stromabnehmer (4, 5) in Form einer Gleitschiene ausgebildet sind, daß die Enden der Stromabnehmer (4, 5) mit nach unten gebogenen Anlaufflächen versehen sind, daß die Strom­ abnehmer (4, 5) vom Fahrzeug aus federnd an das Stromnetz (1) angedrückt werden und daß die Stromabnehmer (4, 5) frei unter dem Stromnetz (1) gleiten.

2. Stromzuführung für Straßenfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Stromnetz (1) Drähte (6, 7, 8) in gleichen Abständen quer zur Fahrbahn angeordnet sind, daß diese Drähte (6, 7, 8) mit den längs der Fahrbahn angeordneten Drähten (9) die Maschen des Stromnetzes (1) aufspannen, daß die Drähte (6, 7, 8, 9) mit Isolatoren (10) gegeneinander isoliert sind, daß die quer zur Fahrbahn angeordneten und stromführenden Drähte (6, 7) abwechselnd Quellen und Senken sind, daß die aktiven Längen der Stromabnehmer (4, 5) kürzer sind als die Abstände der stromführenden Drähte (6, 7), daß die zwischen den Quellen und Senken angeordneten stromlosen Drähte (8) die Stromabnehmer (4, 5) stabilisieren und daß die längs der Fahrbahn angeordneten Drähte (9) stromlos sind.

3. Stromzuführung für Straßenfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zugeführte Strom entsprechend der Fahrtgeschwindigkeit in Zeitintervalle aufgeteilt ist, daß während dieser Zeitintervalle im Fahrzeug installierte Kurzzeitspeicher aufgeladen werden, daß die Kurzzeitspeicher ihren Strom in den relativ kurzen stromlosen Zeitintervallen an den Motor abgeben und daß dabei die Kapazität ausreicht, die längeren stromlosen Zeitintervalle auszugleichen, die sich bei Schrägfahrt zur Normalen der stromführenden Drähte (6, 7) ergeben.

4. Stromzuführung für Straßenfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmer (4, 5) mit einem Steuersystem auf die Höhe des Stromnetzes (1) voreingestellt werden, daß der eigentliche Andruck der Stromabnehmer (4, 5) an das Stromnetz (1) durch ein Federsystem erfolgt und daß das Stromnetz (1) mit Gleichstrom oder Einphasen-Wechselstrom in Mittelspannung gespeist wird.