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Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für einen Stromabnehmer, dessen Anheben bzw.
Absenken pneumatisch über eine Steuerleitung durch einen druckbehafteten bzw. drucklosen Zustand dieser Steuerleitung gesteuert wird.
Die elektrische Verbindung zwischen einem streckengebundenen Elektrofahrzeug, wie einer elektrischen Lokomotive, einer Strassenbahn oder einem Omnibus mit einer Oberleitung, welche die Versorgungsspannung führt, wird durch Stromabnehmer hergestellt. Der dabei zu überbrückende Abstand zwischen dem
Dach des Elektrofahrzeuges und der Oberleitung ist innerhalb eines gewissen Bereiches variabel, die Steighöhe des Stromabnehmers schwankt daher während der Fahrt. Um trotzdem einen guten Kontakt zur Oberleitung zu erreichen, wird das Kontaktelement des Stromabnehmers mittels Federn oder ähnlichen Kraftelementen nach oben gedrückt. Der Stromabnehmer richtet sich soweit auf. bis er an die Oberleitung oder ein anderes Hindernis anstösst.
Wenn am Stromabnehmer im Betrieb zu hohe Horizontalkräfte auftreten, wird dieser mittels einer geeigneten Vorrichtung abgesenkt, um eine Zerstörung des Stromabnehmers nach Möglichkeit zu vermeiden.
Um die Folgen eines solchen Vorfalles gering zu halten, sind unterschiedliche Vorrichtungen bekannt geworden. Unter anderem zeigt die US-PS 4 413 710 einen Stromabnehmer, bei welchem eine Hebefeder entlastet wird, wenn auf den Stromabnehmerbügel in oder gegen die Fahrtrichtung eine übergrosse Kraft wirkt, die diesen Bügel aus seiner Ruhesteitung soweit verkippt, dass ein dort angebrachtes Sensorelement anspricht und über die obengenannte Hebefeder ein Absenken des Stromabnehmers bewirkt.
Weiters ist in der AT-PS 388 535 eine Steuerung für einen Stromabnehmer geoffenbart, welche über eine pneumatische Schaltung eine in einem Senkzylinder befindliche Senkfeder aktiviert, wenn an dem Stromabnehmer eine zu grosse horizontale Last entsteht.
Der Nachteil der bekannten Ausführungsformen ist einerseits, dass sie in oberleitungsfreien Streckenabschnitten nicht ansprechen.
In einem oberleitungsfreien Streckenabschnitt richtet sich der Stromabnehmer trotz der obengenannten Sicherungseinrichtungen bis zu seiner maximalen Steighöhe auf. Der Fahrzeugführer muss dann die Absenkung des Stromabnehmers auslösen, damit dieser bei Einfahrt in einen Abschnitt mit Oberleitung nicht beschädigt wird.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mittels welcher der Stromabnehmer bei Überschreiten einer zulässigen Steighöhe automatisch abgesenkt wird, und abgesenkt bleibt. Das Rückstellen der Einrichtung erfolgt ohne Eingriff am Stromabnehmer nur durch Betätigen der Stromabnehmersteuerung. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der erfindungsgemässen technischen Lehre des Anspruches 1.
Mittels der erfindungsgemässen Steuerungsvorrichtung wird der Stromabnehmer bei Einfahrt in einen oberleitungsfreien Streckenabschnitt abgesenkt. Dadurch wird eine Beschädigung des Stromabnehmers, beispielsweise bei Einfahrt in eine Reparaturwerkstätte, verhindert und der Fahrzeugführer entlastet.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist. dass die verwendeten pneumatischen Komponenten besonders störsicher sind. Da pneumatische Technik z. B. im Bahnfahrzeugbau üblich und dem Wartungspersonal bekannt ist, bringt diese Erfindung auch Vorteile bei der Wartung der Steuerungsvorrichtung.
Günstig ist weiterhin eine Ausgestaltung der Erfindung gemäss Anspruch 2. Durch die Ausströmdrosseln werden undefinierte Zustände des 2-Weg-Vorsteuerventils ausgeschlossen. Mittels Ausströmdrossel an der Ausströmstelle wird die Senkgeschwindigkeit des Stromabnehmers gesteuert.
Vorteilhaft Ist weiterhin eine Ausgestaltung der Erfindung gemäss Anspruch 3, da hierdurch das Absenken des Stromabnehmers dem Fahrzeugführer beispielsweise optisch mittels Warnlicht oder akustisch angezeigt werden kann.
Günstig ist eine Ausgestaltung der Erfindung gemäss Anspruch 4, da hierdurch Wartung-un Überprüfungsarbeiten erleichtert werden.
Die Erfindung wird anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 schematische Darstellungen eines Stromabnehmers mit der erfindungsgemässen Steuerungsvorrichtung in unterschiedlichen Betriebsstellungen und Fig. 2 die mechanische Ausführung der Anordnung nach Fig. 1.
Der in Fig. 1 dargestellte Stromabnehmer umfasst eine Palette P, einen Oberarm OA, einen Unterarm UA, eine Hebfeder H, eine Hebe/Senkvorrichtung Z mit einer Senkfeder, sowie das zur Auslösung der Steighöhensicherung notwendige mechanische Element U.
Hebfeder H und Senkfeder wirken entgegengesetzt auf den Unterarm UA und über diesen auf den Oberarm OA des Stromabnehmers. Die Wirkung der Senkfeder kann ausgeschaltet werden, indem sie In der Hebe/Senkvorrichtung Z zusammengepresst wird. Dann werden die Palette P sowie Oberarm OA und Unterarm UA des Stromabnehmers durch die Kraft der Hebfeder H angehoben, bis ein Hindernis, im Normalfall eine Oberleitung, erreicht ist.
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Die Kraftwirkung der Hebfeder H ist so bemessen, dass auf die Oberleitung eine bestimmte Anpresskraft ausgeübt wird. Dies ist notwendig, damit der Kontakt zwischen einem in der Palette P gelagerten Schleifelement und der Oberleitung auch bei Schwankungen des Abstandes zwischen Oberleitung und Fahrzeugdach nicht unterbrochen wird. Derartige Schwankungen entstehen durch das Durchhängen der Oberleitung oder Unregelmässigkeiten in den Fahrstrecken und sind auch durch aufwendige bauliche Massnahmen nur zum Teil behebbar.
Im Ruhezustand des Fahrzeuges oder nach Einfahrt in einen oberleitungsfeien Streckenteil wird die Palette P des Stromabnehmers abgesenkt. Dazu wird die Luft aus der Hebe/Senkvorrichtung Z abgelassen und die nun wirkende Kraft der Senkfeder, die so bemessen ist, dass sie zusammen mit dem Gewicht des Stromabnehmers die Kraft der Hebfeder H überwindet, senkt die Palette P ab.
Die Steuerung des Stromabnehmers erfolgt also durch den Druck in der Hebe/Senkvorrichtung Z bzw. über eine mit diesem Senkzylinder Z verbundene Versorgungsleitung 3. Im druckbehafteten Zustand der Versorgungsleitung 3 wird die Wirkung der Senkfeder kompensiert und die Palette P des Stromabnehmers angehoben, während im drucklosen Zustand der Versorgungsleitung 3 die Palette P abgesenkt wird.
Die Steuerungsvorrichtung des Stromabnehmers umfasst ein pneumatisch über eine Ventilsteuerleitung 6 betätigtes 2-Weg-Steuerventil V, ein mit dem mechanischen Element U gekoppeltes Hilfsventil L, einen Absperrhahn SE und zwei Ausströmdrosseln DE'Os auf, wobei das Hilfsventil L und das Steuerventil V gemäss der Figuren 1a bis 1d an eine Druckluftversorgungsleitung 1 angeschlossen ist. Die in den Figuren dargestellte Anordnung umfasst weiterhin ein Eingangsventil Y, ein Luftfilter R sowie einen pneumatischelektrischen Schalter X, wobei das Eingangsventil Y über einen Schalter Ss, vom Fahrzeugführer gesteuert werden kann.
Figur 1 a zeigt den Stromabnehmer mit der erfindungsgemässen Steuerungsvorrichtung In seiner abgesenkten Stellung, bei welcher das Eingangsventil Y geöffnet und somit das gesamte pneumatische
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geschlossen,sorgungsleitung 1 und die Versorgungsleitung 3 der Hebe/Senkvorrichtung Z mit Druck beaufschlagt, wodurch der Stromabnehmer in seine dargestellte Arbeitsstellung angehoben wird.
Im Normalbetriebsfall, bei zulässiger Steighöhe des Stromabnehmers sperrt das Hilfsventil L die Verbindung der Ventilsteuerleitung 6 mit der Druckluftversorgungsleitung 1. Über den Weg W1 des 2-WegSteuerventils V ist die Druckluftversorgungsleitung 1 mit der Versorgungsleitung 3 für die Hebe/Senkvorrichtung Z verbunden.
Die Steighöhe ist durch den Abstand zwischen dem Fahrzeugdach und der Oberleitung bestimmt. Bei Einfahrt in ein oberleitungsfreies Streckenstück wird der Stromabnehmer, wie in Fig. 1 c dargestellt, über die maximal zulässige Steighöhe hinaus angehoben. Mittels einer mechanischen Verlängerung des Unterarmes U wird daraufhin das Hilfsventil L betätigt. Dieses verbindet die Druckluftversorgungsleitung 1 mit der Ventilsteuerleitung 6, wodurch das 2-Weg-Steuerventil V umgeschaltet und die Versorgungsleitung über den Weg W2 entlüftet wird. Der Stromabnehmer wird dadurch abgesenkt.
Im umgeschalteten Zustand verbindet das 2-Weg-Steuerventil V mittels des Weges W2 die Druckluftversorgungsleitung 1 mit der Ventilsteuerleitung 6, diese bleibt daher auch druckbehaftet, nachdem der Stromabnehmer abgesenkt wurde und das Hilfsventil L wieder seine Ausgangsstellung eingenommen hat.
Das 2-Weg-Steuerventil V bleibt daher in dem in Fig. 1d dargestellten Schaltzustand, und der Stromabnehmer somit abgesenkt. Dieser Schaltzustand kann über einen pneumatisch-elektrischen Schalter X in ein elektrisches Signal C umgesetzt und beispielsweise als Warnlicht oder akustisch dargestellt werden.
Der in die Ventilsteuerleitung 6 eingefügte Absperrhahn S2 dient zur Unterbrechnung der Ventitsteuerleitung für Prüf-und Wartungszwecke.
Druckluftversorgungsleitung 1 und Druckleitung 2 sind durch Isolierschläuche I von dem Luftfilter R bzw. dem pneumatisch-elektrischen Schalter X getrennt. Dies deswegen, weil Stromabnehmer und Steuerungsvorrichtung an dem elektrischen Potential der Oberleitung liegen, d. h. unter Spannung stehen und daher eine elektrische Trennung zwischen diesen Komponenten und dem Fahrzeug notwendig ist.
Fig. 2 zeigt ein mechanisches Detail der Anordnung nach Fig. 1. Es sind allerdings nur einige, für die Erfindung wesentliche Komponenten mit den aus Fig. 1 bekannten Bezugszeichen versehen. Die genaue mechanische Ausführung des Stromabnehmers ist einem Siemens Datenblatt zu der Stromabnehmerfamilie mit der Bezeichnung 8 WLO zu entnehmen.
Beim Ausführungsbeispiel wird der Stromabnehmer durch Federkraft angehoben oder gesenkt. Es sind aber auch Stromabnehmer mit sogenanntem Balgantrieb in Gebrauch, bei denen die Hub-bzw. Senkarbeit von einem pneumatischen Antrieb geleistet wird. Die Erfindung ist auch bei diesen und weiteren Stromabnehmerformen vorteilhaft einsetzbar.