-
Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Stromabnehmer dienen zur Übertragung elektrischer Energie von einer fest montierten, Strom führenden Oberleitung zu elektrischen Komponenten des angetriebenen Fahrzeugs. Solche Stromabnehmer finden sich insbesondere an gleisgebundenen Fahrzeugen. Bei moderneren Schienenfahrzeugen kommt aufgrund der leichteren Bauweise in der Regel der so genannte Einholmstromabnehmer zum Einsatz. Die Höhenverstellung der Stromabnehmer erfolgt elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch gegenüber dem fahrzeugseitigen Grundrahmen des Stromabnehmers. Auf den Grundrahmen ist ein Stangenwerk, bestehend aus Unterarm, Lenkerstange und Oberarm und an diesem eine Stromabnehmerwippe mit einer Schleifleistenanordnung zur Kontaktierung mit dem Fahrdraht der Oberleitung angeordnet. In Abhängigkeit von der Spannung und den zu übertragenen Stromstärken können eine oder mehrere Schleifleisten vorgesehen sein.
-
Eine besondere Herausforderung im Hinblick auf die Gestaltung von Stromabnehmern für den grenzüberschreitenden Schienenverkehr ist die Anpassung an die verschiedenen Lichtraumprofile, denn bevorzugt soll ein Stromabnehmer die Nachrüstung von Fahrzeugen ermöglichen, die beispielsweise in Deutschland und den deutschen Nachbarländern zugelassen werden können. Maßgeblich ist für diesen Fall die Einhaltung einschlägiger europäischer Normen bezüglich des Zusammenwirkens des Stromabnehmers und der Fahrleitung (EN 50367). Beispielsweise müsste für die Schweiz das Lichtraumprofil EN 50367 B2 eingehalten werden, während für Deutschland und Österreich das Lichtraumprofil EN 50367 B3 eingehalten werden muss. Die Profile unterscheiden sich voneinander sowohl was die Wippenbreite angeht als auch was die isolierten Längen der Auflaufhörner betrifft.
-
Ein wesentliches Element der Stromabnehmerwippe ist eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Bügelanordnung, die endseitig Auflaufhörner aufweist. Diese sind nach unten, d. h. vom Fahrdraht weg und zum Schienenfahrzeug hin, gebogen. Mittels der Auflaufhörner wird verhindert, dass sich der Stromabnehmer an der Oberleitung verhakt, wenn die Oberleitung durch seitliche Auslenkung den Schleifleistenbereich verlassen sollte. Aufgrund unterschiedlicher Stromübertragungssysteme sind auch unterschiedliche Breiten der Stromabnehmerwippen erforderlich. In Frankreich beträgt die erforderliche Breite beispielsweise 1.450 mm, wohingegen in Deutschland eine Wippenbreite von 1.950 mm verlangt wird. Es gibt auch weitere Standards mit Breiten von 1.600 mm und 1.800 mm. Im grenzüberschreitenden Verkehr waren Schienenfahrzeuge daher mit unterschiedlichen Stromabnehmern für die jeweiligen Stromübertragungssysteme auszustatten.
-
Die
DE 199 14 566 A1 schlägt aus diesem Grund einen Stromabnehmer für Mehrsystem-Schienenfahrzeuge vor, bei welchen zwei separate, in Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandete und quer zu ihm verlaufende Bügel mit je einem seitlichen Auflaufhorn an einer Wippe angeordnet sind, wobei die beiden Auflaufhörner zu entgegengesetzten Seiten des Fahrzeugs weisen und wobei die Bügel und damit die beiden Auflaufhörner mittels je einer hydraulischen oder pneumatischen Stelleinrichtung gegensätzlich zueinander quer zur Fahrtrichtung verschiebbar sind. Zusätzlich sind zwei in Längsrichtung des Fahrzeugs zueinander beabstandete, an der Wippe angeordnete Schleifleisten durch je eine weitere hydraulische oder pneumatische Stelleinrichtung gegensätzlich zueinander quer zur Fahrtrichtung verschiebbar. Auf diese Weise erfolgt die Anpassung an verschiedene Breiten der Stromübertragungssysteme.
-
In der
EP 245 5251 A2 wird eine Stromabnehmerwippe beschrieben, die eine verstellbare Bügelanordnung umfasst, deren Endhörner (Bügelauflaufhörner) jeweils mittels zwei Paaren von Hebeln verlagerbar sind. Die Endhörner bestimmen sowohl in der eingeschwenkten Position als auch in der ausgeschwenkten Position das Profil der Stromabnehmerwippe mit. Die Endhörner besitzen zu ihren Enden hin einen Isolationsbereich, der auf eine Horizontalebene projizierte Isolationslänge gleich bleibt, unabhängig davon, ob Endhörner eingeschwenkt oder ausgeschwenkt sind. Durch das Verschwenken erfolgt zwar die gewünschte Breitenanpassung an Lichtraumprofile unterschiedlicher Stromübertragungssysteme, allerdings erfordern diese in der Regel auch unterschiedlich lange Isolationsbereiche unterhalb der Bügelauflaufhörner. Dieses zweite Kriterium kann mit der beschriebenen Lösung nicht für jedes Stromübertragungssystem erfüllt werden, da nur eine einzige projizierte Isolationslänge zur Verfügung steht. Aber auch die optimale Ausnutzung der vorgegebenen Lichtraumprofile z. B. nach
EN 50367-B3 ist durch die Kinematik der Hebelanordnung schwierig, weil es durch das Verschwenken zu einer Schrägstellung der unteren Enden der Bügelauflaufhörner kommen kann.
-
In der
EP 2 455 251 A2 wird die Möglichkeit genannt, Schleifleisten für den Einsatz auf mindestens zwei Stromübertragungssystemen auszubilden. Dies geschieht durch Schleifleisten konstanter Länge. Somit muss ein Kompromiss für die Länge der Schleifstücke gefunden werden. Hierdurch wird die Qualität der Stromübertragung bei seitlich auflaufendem Fahrdraht verschlechtert. Die Abnutzung der Auflaufhörner wird durch die Stromübertragung der Oberleitung erhöht, da der Fahrdraht häufiger die Schleifleiste verlässt. Dies führt durch Reibung und Stromübertragung zu einem verstärkten Verschleiß der Auflaufhörner und der Oberleitung.
-
In der
DE 93 04 251 U1 wird ebenfalls ein Stromabnehmer für grenzüberschreitenden Zugverkehr beschrieben, wobei der Stromabnehmer nicht nur eine Nutzung in verschiedenen Lichtraumprofilen ermöglichen, sondern gleichzeitig eine günstige Aerodynamik besitzen soll. Die erfindungsgemäße Wippe soll zumindest ein feststehendes Schleifstück sowie ein zu diesem senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs verstellbares Schleifstück umfassen. Insbesondere besteht das verstellbare Schleifstück aus zwei Schleifstückabschnitten, die zueinander beabstandbar angeordnet sind. Dabei sollen die Schleifstückabschnitte symmetrisch zu einer das feststehende Schleifstück mittig schneidenden Symmetrielinie angeordnet sein. Die verstellbaren Schleifstückabschnitte selbst können endseitig Auflaufhörner aufweisen. Dadurch kann die Breite der Wippe auf unterschiedliche Lichtraumprofile eingestellt werden, wobei die verstellbaren Schleifstücke zu dem feststehenden Schleifstück in Zugrichtung betrachtet überlappend angeordnet sind.
-
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, einen in der Breite verstellbaren Stromabnehmer aufzuzeigen, welcher aufgrund seiner besonderen geometrischen Gestaltung geeignet ist, die Anforderungen an die verschieden gebräuchlichen Lichtraumprofile im grenzüberschreitenden Verkehr zu erfüllen, insbesondere in Europa, z. B. in Deutschland, Österreich, der Schweiz und Frankreich.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Stromabnehmer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Stromabnehmer für elektrisch angetriebene Fahrzeuge ist eine Stromabnehmerwippe vorgesehen, die wenigstens eine quer zur Fahrtrichtung angeordnete Schleifleiste aufweist. Die Stromabnehmerwippe ist mit quer zur Fahrtrichtung angeordneten Bügeln versehen, die an ihren Enden Bügelauflaufhörner besitzen. Durch Verlagerung der Bügel mittels einer Stelleinrichtung ist die Stromabnehmerwippe in ihrer Breite verstellbar. Dabei sind die Bügel über Schwenkeinrichtungen an der Stromabnehmerwippe gelagert. Die Schleifleiste selbst besitzt an ihren Enden Schleifleistenauflaufhörner.
-
Das besondere ist, dass die Bügelauflaufhörner in der eingeschwenkten Position der Bügel seitlich nicht über das von der feststehenden Schleifleiste und den Schleifleistenauflaufhörnern begrenzte Lichtraumprofil vorstehen. Das hat den Vorteil, dass die Bügelauflaufhörner in der eingeschwenkten Position keinen Einfluss auf die Breite der Stromabnehmerwippe und daher auch keinen Einfluss auf die wirksame projizierte Isolationslänge haben, da diese in der eingeschwenkten Position nur durch die Schleifleistenauflaufhörner bestimmt wird. In ausgeschwenkter Position wird die Breite durch die Bügelauflaufhörner bestimmt, so dass deren projizierte Isolationslänge maßgeblich ist. Im Ergebnis ist eine verbesserte Anpassung an die netzspezifischen Vorschriften für die jeweiligen Isolationslängen der Lichtraumprofile möglich. Gleichzeitig kann ein netzspezifisches Lichtraumprofil besser ausgenutzt werden, was auf die unterschiedlichen Geometrien der Bügelauflaufhörner und der Schleifleistenauflaufhörner zurückzuführen ist.
-
Ein weiterer Vorteil ist, dass in der eingeschwenkten Position ein Stromübertragungssystem nur mit dem wenigstens einen einzigen Schleifstück, nachfolgend Hauptschleifstück genannt, benutzt werden kann, und dennoch eine sehr gute Anpassung an unterschiedliche Lichtraumprofile gegeben ist.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Schleifleiste ein Hauptschleifstück tragen, wobei an den Bügeln Ergänzungsschleifstücke angeordnet sind. Die Ergänzungsschleifstücke sind gegenüber dem Hauptschleifstück in entgegengesetzte Richtungen verlagerbar. Durch die Kombination des wenigstens einen Hauptschleifstücks mit zwei Ergänzungsschleifstücken kann in der ausgeschwenkten Position ein weiteres Stromsystem benutzt werden. Der erfindungsgemäße Stromabnehmer kann durch die Unterschiede in der Kontur des Hauptschleifstücks gegenüber der Kontur der Kombination von Hauptschleifstück und Ergänzungsschleifstück das vorgegebene Lichtraumprofil von wenigstens zwei Stromübertragungssystemen optimal ausnutzen.
-
Im Rahmen der Erfindung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn alle am Grundrahmen und an der Stromabnehmerwippe für die Verstellung der Breite und die Positionsbestimmung benötigten Mittel pneumatisch oder auch hydraulisch wirksam sind. Auf diese Weise sind außerhalb des Fahrzeugs keine elektrisch wirksamen Aktuatoren oder Sensoren erforderlich, die in irgendeiner Weise abgeschirmt werden müssten. Die gesamte Aktuatorik und Sensorik, die für die Breitenverstellung einer Stromabnehmerwippe notwendig ist, lässt sich bei gegebener Betriebssicherheit rein pneumatisch oder hydraulisch realisieren.
-
Die pneumatische oder hydraulische Steuerung bzw. die Umwandlung eines pneumatischen oder hydraulischen Signals in ein elektrisches Signal erfolgt erst in dem Fahrzeug selbst, wo das am Stromabnehmer anliegende Spannungspotential von max. 25 kV Nennspannung die Steuerung nicht beeinflussen kann.
-
Nachfolgend wird der Begriff Lichtraumprofil vereinfachend durch Profil abgekürzt.
-
Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, die verschiedenen Profile durch verstellbare Bügel und/oder verstellbare Schleifleisten abzubilden, wobei eine Profilüberschreitung vermieden werden muss, eine Profilunterschreitung aber ebenso vermieden werden soll. Aufgrund der unvermeidbaren Wankbewegungen des Fahrzeugs hat sich jedoch gezeigt, dass eine besondere Abstimmung im Übergangsbereich zwischen der Geometrie der Bügelauflaufhörner und der Schleifleistenauflaufhörner wichtig ist. Die Übergangswinkel zwischen den jeweils wirksamen Schleifstücken und den jeweils wirksamen Auflaufhörnern haben Einfluss auf eine aus dem aufliegenden Fahrdraht resultierende Kraftkomponente in Y-Richtung, d. h. auf eine Krafteinwirkung quer zur Fahrtrichtung. Insbesondere spielt auch der Übergangsbereich zwischen den schwenkbaren Ergänzungsschleifstücken und dem Hauptschleifstück eine große Rolle, da auch die Übergangswinkel zwischen diesen Schleifstücken Einfluss auf die Kraftkomponente in Y-Richtung haben.
-
Die eingeschwenkte Position bedeutet eine Einstellung auf eine Breite SB1. Das Hauptschleifstück und die Schleifleistenauflaufhörner bestimmen das Profil des Stromabnehmers allein.
-
In der ausgeschwenkten Position, d. h. bei der Breite SB2, stehen die Bügelauflaufhörner seitlich vollständig über die Schleifleistenauflaufhörner vor. Dabei ist die Breite des Schleifstücks durch die seitlich verlagerten Ergänzungsschleifstücke vergrößert. In der ausgeschwenkten Position treten also die Schleifleistenauflaufhörner hinter die Bügelauflaufhörner zurück. Auf diese Weise ist für die eingeschwenkte und für die ausgeschwenkte Position eine ideale Anpassung an die jeweiligen Lichtraumprofile möglich, ohne dass es zu Überlappungen zwischen den einzelnen Auflaufhorngeometrien kommt, was zu Übergangswinkeln zwischen den Auflaufhörnern führen könnte, die wiederum zu erhöhten Kraftkomponenten in Y-Richtung führen würden.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung stehen die Bügelauflaufhörner daher in der eingeschwenkten Position der Bügel nach oben bzw. in Richtung der Oberleitung nicht über das von der Hauptschleifleiste und den Schleifleistenauflaufhörnern begrenzte Profil vor.
-
Um den Schaden am Stromabnehmer und an der Oberleitung im Falle eines Schleifleistenbruchs oder zu weit abgenutzter Schleifleisten möglichst gering zu halten, können vorzugsweise das Hauptschleifstück und/oder die Ergänzungsschleifstücke mit einer automatischen Senkeinrichtung (AS bzw. ADD) verbunden werden. Die pneumatisch wirkende, automatische Senkeinrichtung soll bei Bruchschäden an den Schleifstücken den am Fahrdraht anliegenden Stromabnehmer selbsttätig senken und somit Folgeschäden an der Oberleitung und am Stromabnehmer vermeiden. Die Schleifstücke werden dazu jeweils mit einem Kanal versehen, der über ein Leitungssystem mit Druckluft aus dem Stromabnehmerantrieb versorgt wird. Entweicht Druckluft aus den Schleifstücken infolge eines Schadens, wird der Hubantrieb des Stromabnehmers über ein Schnellsenkventil entlüftet. Im Schadensfall wird somit durch das ADD-System der Stromabnehmer mittels Schnellabsenkung von der Oberleitung getrennt.
-
In der eingeschwenkten sowie ausgeschwenkten Position muss die Stromübertragung von der Oberleitung zum Stromabnehmer sicher gewährleistet sein. Eine elektrische Verbindung des Hauptschleifstücks mit den Ergänzungsschleifstücken sorgt für eine qualitativ gute Stromübertragung. Diese elektrische Verbindung kann vorzugsweise mittels Stromlitzen hergestellt werden, deren Enden zum einen an dem Hauptschleifstück und zum anderen an den Ergänzungsschleifstücken befestigt sind. Die Stromlitze gewährleistet z. B. bei ausgeschwenktem Stromabnehmer den Stromfluss der Oberleitung, welche sich durch ihren Zick-Zack-förmigen Verlauf temporär auch nur auf dem Ergänzungsschleifstück befinden kann. Somit wird auch sichergestellt, dass der Stromfluss nicht unkontrolliert über andere, leitende Bauteile fließt, die nicht zur Stromübertragung vorgesehen sind. Die Erfindung schließt es jedoch nicht aus, dass anstelle von Stromlitzen andere elektrische Verbindungen teilweise oder vollständig an der Stromübertragung teilhaben. Bei entsprechender Ausgestaltung ist eine Stromübertragung im Bereich von Führungen und Lagerungen möglich.
-
Die Bügelauflaufhörner der verschwenkbaren Bügel und die feststehenden Schleifleistenauflaufhörner können jeweils gerade Abschnitte aufweisen, die jeweils einen gegenüber der Horizontalen gemessenen Auflaufhornwinkel besitzen. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn der Auflaufhornwinkel der Bügelauflaufhörner größer ist als der Auflaufhornwinkel der Schleifleistenauflaufhörner. Für eine optimale Profilanpassung wird es als zweckmäßig angesehen, wenn der Auflaufhornwinkel z. B. bei 1450 mm Breite 38° bis 40° beträgt, während der Auflaufhornwinkel z. B. bei 1950 mm Breite 28° bis 30° beträgt.
-
Die Wahl dieser Auflaufhornwinkel erfolgte insbesondere zur Anpassung an die Lichtraumprofile, die bei den Wippenbreiten SB1 bzw. SB2 (SB = Stellbreite) vorausgesetzt werden. Die Stromabnehmerwippe ist durch Verlagerung der Bügel mindestens zwischen diesen beiden Breiten als Extremwerte verstellbar.
-
In diesem Zusammenhang setzt sich die wirksame Schleifleistenlänge aus der Hauptschleifleiste und den Ergänzungsschleifstücken zusammen und kann auf bis z. B. 1.030 mm verlängerbar sein.
-
Ein weiterer wesentlicher Aspekt unterschiedlicher Wippenprofile ist, dass die Auflaufhörner mit isolierten Bereichen versehen sind, deren horizontal projizierte Längen unterschiedlich sind. Die Isolierung bestimmt die nutzbare elektrische Arbeitsbreite des Stromabnehmers, die über die reine Breite der Schleifleiste hinausgeht.
-
Die Winkel zwischen Hauptschleifstück und Ergänzungsschleifstücken bzw. zwischen Ergänzungsschleifstücken und Bügelauflaufhorn sind so gering wie möglich zu halten, um Querkräfte zu minimieren. Der Winkel wird als Übergangswinkel bezeichnet. Es ist von Vorteil, wenn der in einer Vertikalebene gemessene Übergangswinkel zwischen den Ergänzungsschleifstücken und dem die Ergänzungsschleifstücke tragenden Bügelauflaufhorn ≤ 30° ist. Insbesondere ist der Übergangswinkel ≤ 20° oder ≤ 15° und vorzugsweise ≤ 10°.
-
Entsprechend der Massenverteilung eines Stromabnehmers kann ein Modell mit den zugehörigen Massen-, Feder- und Dämpfungskennwerten gebildet werden. Die Masse eines Stromabnehmers kann in drei wesentliche Massen m1, m2 und m3 unterteilt werden. Die Masse m1 umfasst die reduzierten Massen der Wippe, die direkt am Fahrdraht anliegen und bildet sich dabei hauptsächlich aus der Masse der Schleifleisten, den Verbindungsstegen zwischen den Schleifleisten, dem 50%-Anteil an der Wippenfederung und dem Anteil an den Stromverbindern im Wippenbereich. Die Masse m2 vereinigt alle im Scheitelpunkt des Scheitelrohres wirkenden Massen, d. h. alle Anbauteile im Bereich des Scheitelrohres, die restlichen Anteile an Stromverbindern und Wippenfedern und zusätzlich jeweils 1/4 der Massen des Oberarmes und der Wippenführung. Die Masse m3 bildet sich aus der vertikal schwingenden Masse des Stromabnehmergestells. In erfindungsgemäßer Weiterbildung sind die Bügel zusammen mit den Ergänzungsschleifstücken Teil der gemeinsam gefederten Masse m1.
-
Darüber hinaus wird es als zweckmäßig angesehen, wenn ein Übergangsradius zwischen dem geraden Abschnitt des Bügelauflaufhorns und einem das Schleifstück tragenden oberen Abschnitt des Bügelauflaufhorns 260 mm +/– 50 mm beträgt.
-
In vorteilhafter Weiterbildung liegt ein unterer Übergangsradius zwischen dem geraden Abschnitt des Bügelauflaufhorns und einem demgegenüber nach unten abgewinkelten Ende in einem Bereich von 58 mm +/– 10 mm. Durch die gewählten Radien kann eine optimale Profilanpassung erreicht werden. Zudem kann der Übergangsradius zwischen einem geraden Abschnitt des Schleifleistenauflaufhorns und einem demgegenüber nach unten abgewinkelten unteren Ende des Schleifleistenauflaufhorns in einem Bereich von 140 mm +/– 10 mm liegen. Das abgewinkelte untere Ende befindet sich dabei vorzugsweise auf der gleichen Höhe wie das untere Ende der Bügelauflaufhörner, so dass die Bügelauflaufhörner in der eingeschwenkten Position auch nach unten hin nicht über das Lichtraumprofil der Schleifleistenauflaufhörner vorstehen. Die Länge der Enden kann dabei so gewählt sein, dass sich die gegenüber den geraden Abschnitten der Schleifleistenauflaufhörner nach unten abgewinkelten Enden der Schleifleistenauflaufhörner über eine größere Höhe als die entsprechenden Enden der Bügelauflaufhörner erstrecken, ohne dabei über die Enden der Bügelauflaufhörner nach unten vorzustehen. Die größere Erstreckung der unteren Enden der Schleifleistenauflaufhörner muss nicht zwangsläufig bedeuten, dass diese sich über einen längeren Bereich in Vertikalrichtung erstrecken. Der relativ große Übergangsradius an den Schleifleistenauflaufhörnern von 140 mm +/– 10 mm im Verhältnis zu dem kleineren Radius an den Bügelauflaufhörnern führt dazu, dass die Enden der Schleifleistenauflaufhörner quasi Ausläufer des gekrümmten Bereichs der Schleifleistenauflaufhörner sind.
-
Die Bügelauflaufhörner selbst können U-förmig konfiguriert sein. Das ist so zu verstehen, dass zwei auf einer Fahrzeugseite angeordnete Bügel, die jeweils einer von zwei im Abstand aneinander angeordneten Ergänzungsschleifstücken zugeordnet sind, über Bügelauflaufhörner miteinander verbunden sind. In der Draufsicht von oben ergibt sich dadurch ein im Wesentlichen U-förmiger Verlauf, welcher in der Seitenansicht den Anforderungen an die jeweiligen Lichtraumprofile genügt.
-
In alternativer Ausführungsform können die Bügelauflaufhörner auch Y-förmig konfiguriert sein. Das bedeutet, dass die Bügel einen quer zur Fahrtrichtung abstehenden Schenkel besitzen entsprechend dem unteren Arm des Buchstabens Y. Die beiden oberen Arme des Buchstabens Y sind mit den jeweiligen verstellbaren Bügeln verbunden. Es gibt also einen V- oder U-förmigen Teil verbunden mit einem einschenkeligen Längenabschnitt. Unabhängig davon, ob die Bügelauflaufhörner U-förmig oder Y-förmig konfiguriert sind, ergibt sich kein Unterschied in der Anpassung an die jeweiligen Lichtraumprofile. Die Radien und Übergangsbereiche können bei Y- und U-förmigen Bügeln identisch gewählt werden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Scheitelpunkt eines U-förmigen Bügelauflaufhorns nicht im Bereich des nach unten abgewinkelten Endes liegt, sondern im Abstand hiervon etwa auf halber Länge des Bügelauflaufhorns. Hier befindet sich vorzugsweise ein gerader Abschnitt des Bügelauflaufhorns. Dieser Bereich bietet sich für eine Anbindung des unteren Schenkels des Bügelauflaufhorns an.
-
Da die Bügel in entgegengesetzte Richtung zueinander verstellbar sein sollen, ist es aus steuerungstechnischer Sicht und auch aus Sicherheitsaspekten zweckmäßig, Positionserfasser vorzusehen, die zur Bestimmung der Position der Bügel vorgesehen sind. Die Positionserfasser wirken mit Positionsgebern zusammen, die in abgesenkter Stellung der Stromabnehmerwippe in Wirkeingriff mit Positionserfassern am Grundrahmen bringbar sind.
-
Die Bügel sind in der gewünschten Position über pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Aktoren verriegelbar. Diese können entweder in Wirkeingriff mit Verriegelungsmitteln gebracht werden oder es handelt sich bei den Aktoren um die Stelleinrichtungen selbst, die in eingefahrener oder ausgefahrener Position blockierbar sind. Wenn der Stromabnehmer sich in der angehobenen Stellung befindet, sind die Verriegelungsmittel und/oder die Stelleinrichtungen blockiert. Dadurch ist gewährleistet, dass sich die Bügel in angehobener Stellung, d. h. im laufenden Betrieb, nicht mehr verlagern können. Bei Nichtgebrauch des Stromabnehmers sind die Bügel auch in abgesenkter Stellung des Stromabnehmers blockiert.
-
Das Verschwenken der Bügel erfolgt mittels einer Stelleinrichtung, die entweder direkt auf die Bügel wirkt oder auf ein mit den Bügeln verbundenes Getriebeglied der Schwenkeinrichtung wirkt, mit welcher die beiden Bügel an der Stromabnehmerwippe gelagert sind. Die Stelleinrichtung kann sich am Grundrahmen befinden und nur in der abgesenkten Stellung mit den Bügeln oder der Schwenkeinrichtung in Eingriff gelangen, oder aber sie kann sich an der Stromabnehmerwippe selbst befinden, wird aber nur in der abgesenkten Stellung aktiviert.
-
Die Schwenkeinrichtung kann kinematisch insbesondere einem Gelenkviereck entsprechen. Dabei ist ein Bügel über wenigstens eine, vorzugsweise über zwei Schwenkeinrichtungen an der Stromabnehmerwippe gelagert. Bei einem Gelenkviereck befinden sich zwei Gelenkpunkte an der Stromabnehmerwippe und zwei Gelenkpunkte an dem zu verlagernden Bügel. Die Verbindung zwischen den Gelenkpunkten wird jeweils über Koppelglieder in Form von Schwenkhebeln hergestellt. Ein Koppelglied kann dabei von mehreren parallelen Schwenkhebeln gebildet sein, so dass z. B. ein Paar von Schwenkhebeln kinematisch und funktional betrachtet ein Koppelglied bildet. Ein Paar von zueinander beabstandeten Schwenkhebeln eines Koppelgliedes ermöglicht es, zwei relativ leichte Schwenkhebel zu verwenden anstelle eines einzelnen, schwereren Schwenkhebels. Die Beabstandung der Lagerungen der Schwenkhebel steift die Schwenkanordnung gegen seitlich angreifende Belastungen aus und überträgt angreifende Lasten auf mehrere Lagerpunkte, wodurch die Betriebssicherheit verbessert wird. Ist jedes Koppelglied durch ein Paar von Schwenkhebeln ausgebildet, umfasst eine einzelne Schwenkeinrichtung zwei Paare von Schwenkhebeln. Sie werden parallelogrammartig von einer ersten Position in eine zweite Position verlagert, entsprechend den Stellbreiten SB1 und SB2.
-
Die Schwenkeinrichtung kann alternativ getriebetechnisch vom Typus einer schwingenden Schubkurbel sein, umfassend eine Kurbelstange, eine mit der Kurbelstange verbundene Schubstange sowie mit einer Schubführung. Die Kurbelstange ist einerseits gelenkig an dem Bügel gelagert und andererseits gelenkig an einem Schleifleistenhalter für die Schleifleiste gelagert. Die Schubstange wird daher von dem Bügel selbst gebildet. Der Bügel, d. h. heißt funktional die Schubstange, ist wiederum an einer Schubführung gelagert, welche die Verbindung zwischen dem Bügel und dem Schleifleistenhalter herstellt.
-
Die Kurbelstange ist von wenigstens einem Schwenkhebel gebildet. Bevorzugt werden zwei Schwenkhebel parallel angeordnet, um bei leichter Bauweise eine verbesserte Seitenführung der Lagerung zu erreichen. Die Kurbelstange ist vorzugsweise das Getriebeglied, das mit einer Stelleinrichtung verbunden ist. Bei der Stelleinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Linearantrieb wie eine Kolben-Zylinder-Anordnung handeln. Bei einer Kurbelstange, die aus zwei parallelen Schwenkhebeln gebildet ist, kann die Stelleinrichtung bauraumsparend zwischen den Schwenkhebeln angeordnet sein. Die Schwenkhebel sind bevorzugt außenseitig angeordnet, während die Schubführung zur Mitte des Stromabnehmers hin angeordnet ist. Die umgekehrte Anordnung ist ebenso möglich.
-
Die Schubführung kann von einer einzelnen Führungsnut gebildet sein, in die ein Gleitelement fasst. Das Gleitelement kann an dem Bügel angeordnet sein, so dass sich die Führungsnut an einem Schleifleistenhalter befindet, der die Schleifleiste trägt. Umgekehrt kann die Führungsnut auch an dem Bügel angeordnet sein, wobei sich das Gleitelement an dem Schleifleistenhalter befindet.
-
Die Schubführung kann ebenso wie die Kurbelstange mehrteilig ausgebildet sein und anstelle einer einzelnen Führungsnut ein Paar von zueinander beabstandeten Führungselementen sowie ein Paar von Gleitelementen umfassen, wobei ein Gleitelement jeweils einem Führungselement zugeordnet ist. Bei den Führungselementen kann es sich wiederum um Führungsnuten handeln, so dass die Lageranordnung gewissermaßen verdoppelt wird. Das verbessert die Stabilität der Lagerung gegenüber seitlich angreifenden Kräften. Üblicherweise wird das Gleitelement oberseitig von einer oberen Führungskurve und unterseitig von einer unteren Führungskurve der Führungsnuten geführt. Der Begriff Führungskurve kann in diesem Zusammenhang für einen gekrümmten Verlauf stehen. Ebenso kann eine Führungskurve im Kontext der Erfindung für einen geraden, linearen Verlauf oder eine Kombination von geraden und gekrümmten Bahnabschnitten stehen, je nachdem welche Bewegung des Bügels gewünscht wird.
-
Bei zwei getrennt voneinander ausgebildeten Führungselementen ist es allerdings auch möglich, jeweils nur eine Führungskurve je Führungselement vorzusehen. Dadurch ist die Schubführung noch besser vor Vereisung geschützt, da jedes Gleitelement nur einseitig geführt wird und folglich nicht in einer schmalen Führungsnut mit beidseitiger Führungskurve behindert werden kann. Dadurch wird die Betriebssicherheit auch bei niedrigen Temperaturen verbessert. Die Schwenkhebel der Kurbelstange führen beim Verlagern eine Schwenkbewegung aus, die ebenfalls dazu beiträgt, etwaige Anhaftungen, insbesondere Eisablagerungen aufzubrechen und abzustreifen.
-
Alternativ kann die Schubführung Bestandteil einer Stelleinrichtung sein. Da es sich bei der Stelleinrichtung vorzugsweise um ein linear wirkendes Stellelement handelt, z. B. um einen Hubzylinder, kann die in der Stelleinrichtung bereits enthalten Führung genutzt werden, um die Führungsfunktion der Schubführung zu übernehmen. Abweichend von den vorhergehenden Varianten wird die Verlagerung des Bügels nicht über die Schwenkhebel bewirkt, sondern die Kraft wird direkt in die Schubführung eingeleitet. Eine Stelleinrichtung an der Schwenkeinrichtung kann entfallen.
-
Diese Variante eröffnet zudem die Möglichkeit, mit nur einer Stelleinrichtung zwei Bügel in entgegengesetzte Richtungen zu verlagern. Als Stelleinrichtung kann ein einzelner Hubzylinder verwendet werden, der zwei in entgegengesetzte Richtungen verlagerbare Kolbenstangen besitzt, wobei jeweils eine Kolbenstange mit einem der beiden Bügel verbunden ist. Alternativ können zwei getrennte Stelleinrichtungen vorgesehen sein und z. B. in Form von Hubzylindern jeweils eine Schubführung bilden.
-
Aus kinematischen Gründen ist die Führungskurve der Schubführung, d. h. bei einem Stellzylinder das Zylinderrohr, lagefixiert. Diese Fixierung kann gegenüber einem Schleifleistenhalter erfolgen, an welchem auch die Schwenkeinrichtung befestigt ist. Es ist auch möglich, wenigstens eine Halterung vorzusehen, die selbst mit den Schleifleisten verbunden ist.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 einen Stromabnehmer mit nach außen verlagerten Wippenprofil in Frontansicht;
-
2 eine Ausführungsform einer Stromabnehmerwippe in der ausgeschwenkten Position in Frontansicht;
-
3 die Stromabnehmerwippe der 2 in der eingeschwenkten Position in Frontansicht;
-
4 die Stromabnehmerwippe der 2 in der Draufsicht, ausgeschwenkte Position;
-
5 die Stromabnehmerwippe der 3 in der Draufsicht, eingeschwenkte Position;
-
6 die Stromabnehmerwippe der 4 in der Seitenansicht;
-
7 einen vergrößerten Ausschnitt eines Endbereichs der Stromabnehmerwippe der 1 bis 6 in der Frontansicht;
-
8 eine zweite Ausführungsform einer Stromabnehmerwippe mit einer einseitigen, linearen Schubführung des Bügels in eingefahrener Position;
-
9 die Ausführungsform einer Stromabnehmerwippe gemäß 8 in ausgefahrener Position;
-
10 eine dritte Ausführungsform einer Stromabnehmerwippe mit einer beidseitigen, linearen Schubführung des Bügels in eingefahrener Position;
-
11 die Stromabnehmerwippe der 10 in ausgefahrener Position;
-
12 eine vierte Ausführungsform einer Stromabnehmerwippe mit einer einseitigen, kurvenförmigen Schubführung des Bügels in eingefahrener Position;
-
13 eine fünfte Ausführungsform einer Stromabnehmerwippe mit einer beidseitigen, kurvenförmigen Schubführung des Bügels in eingefahrener Position;
-
14 eine sechste Ausführungsform einer Stromabnehmerwippe mit einer von einem Stellelement gebildeten Schubführung des Bügels in ausgefahrener Position und
-
15 eine siebente Ausführungsform einer Stromabnehmerwippe mit einer von einem Stellelement gebildeten Schubführung des Bügels in ausgefahrener Position.
-
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
-
1 zeigt einen Stromabnehmer 1 für ein nicht näher dargestelltes Schienenfahrzeug. Der Stromabnehmer 1 dient zur Kontaktierung eines Fahrdrahts einer Oberleitung. Der Stromabnehmer 1 ist ein Einholm-Stromabnehmer, der an seinem oberen Ende eine Stromabnehmerwippe 2 mit ein oder mehreren Schleifleisten 3 und einem oder mehreren Bügeln 4, 5 offenbart, die gemeinsam eine Bügelanordnung 6 bilden. Bei dieser Ausführungsform sind die Bügel 4, 5 zwischen den beiden Schleifleisten 3 angeordnet. Die Endabschnitte der Bügel 4, 5 werden als Bügelauflaufhörner 7, 8 bezeichnet.
-
1 lässt darüber hinaus erkennen, wo sich die Stromabnehmerwippe 2 in der abgesenkten Position befindet. Die Auflaufhörner 7, 8 sowie die Schleifleiste 3 sind ansatzweise in der Nähe eines Grundrahmens 9 dargestellt, welcher als Bestandteil des Stromabnehmers 1 am Fahrzeug befestigt ist. Positionserfasser 22, 23, 24, 25, die symbolisch den Enden der Bügelauflaufhörner 7 in der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position zugeordnet sind, dienen dazu, die jeweilige Position der Bügel 4, 5 zu bestimmen. Das Gestänge des Stromabnehmers 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Oberarm mit zwei Holmen, eine Lenkerstange und einen Unterarm mit einem Holm. Bei der vorliegenden Erfindung kommt es maßgeblich auf die Konfiguration der Stromabnehmerwippe 2 an. Die nachfolgenden Figuren beziehen sich somit auf Stromabnehmerwippen, wie sie beispielsweise bei einem in 1 dargestellten Stromabnehmer 1 zum Einsatz kommen können.
-
2 zeigt eine Stromabnehmerwippe 2 in einer Frontansicht. Die Stromabnehmerwippe 2 ist Bestandteil des in 1 dargestellten Stromabnehmers. Die Stromabnehmerwippe 2 umfasst zwei quer zur Fahrtrichtung angeordnete Schleifleisten 3, die am besten in den 4 bis 6 zu erkennen sind. Zwischen den Schleifleisten 3 befindet sich die Bügelanordnung 6 bestehend aus zwei in entgegengesetzte Richtungen verlagerbaren Bügeln 4, 5.
-
Anhand der 4 bis 6 ist zu erkennen, dass die Schleifleisten 3 jeweils ein Hauptschleifstück 3a umfassen sowie zwei gegenüber dem Hauptschleifstück 3a quer zur Fahrtrichtung verlagerbare, schwenkbare Ergänzungsschleifstücke 11, die an den Bügeln 4, 5 befestigt und zusammen mit den Bügeln 4, 5 quer zur Fahrtrichtung verlagerbar sind. Insgesamt gibt es vier verlagerbare Ergänzungsschleifstücke 11 und zwei Hauptschleifstücke 3a.
-
Die 4 und 5 zeigen, dass die Bügel 4, 5 im Wesentlichen Y-förmig konfiguriert sind, was durch ein so genanntes Bügelauflaufhorn 7 bedingt ist. Das Bügelauflaufhorn 7 erstreckt sich zwischen den beiden Ergänzungsschleifstücken 11 auf einer Seite der Stromabnehmerwippe 2.
-
Die gesamte Anordnung ist bezüglich der Mittellängsachse der Stromabnehmerwippe 2, also in Fahrtrichtung, spiegelsymmetrisch ausgebildet.
-
Bei der Erfindung kommt es unter anderem auf die Konturierung der Bügelauflaufhörner 7 an, die einem bestimmten Lichtraumprofil genügen müssen, insbesondere dem Begrenzungsprofil gemäß EN 50367 B3.
-
In 2 befinden sich die Bügel 4, 5 in der äußeren Position. Es ist zu erkennen, dass die nach unten gekrümmten Bügelauflaufhörner 7 über Schleifleistenauflaufhörner 12 der Schleifleiste 3 in der Breite vorstehen. Anhand der Gegenüberstellung der 2 und 3 ist zu erkennen, dass die Bügelauflaufhörner 7 gegenüber den Schleifleistenauflaufhörnern 12 vollständig zurücktreten, wenn sich die Bügelauflaufhörner 7 in der inneren, eingefahrenen Position befinden. Die Bügelauflaufhörner 7 stehen dann weder seitlich noch in der Höhe über die Schleifleiste 3 und über die Schleifleistenauflaufhörner 12 vor. In der 3 ist sogar eine Profilunterschreitung im Bereich der Bügelauflaufhörner 7 zu erkennen, was aber nicht nachteilig ist, da das Lichtraumprofil in der eingefahrenen Position ausschließlich durch die Geometrie der Schleifleiste 3 und die Schleifleistenauflaufhörner 12 bestimmt ist.
-
Die Verstellung der Bügel 4, 5 erfolgt in einer abgesenkten Position des Stromabnehmers. Die zu 1 erläuterten Positionserfasser 22–25 liefern die für die Verstellung notwendigen Eingangssignale.
-
Die besondere Geometrie der Bügelauflaufhörner 7 setzt sich aus verschiedenen Abschnitten zusammen. Angefangen im mittleren Bereich ergibt sich im Ausführungsbeispiel der 2 zunächst eine Verbreiterung der Schleifleiste 3 auf bis zu 1.030 mm, weil die Ergänzungsschleifstücke 11 seitlich über die Hauptschleifstücke 3a vorstehen. Die Ergänzungsschleifstücke 11 erstrecken sich jeweils bis an einen leitenden Bereich des Bügels 5. Die Bügelauflaufhörner 7 besitzen in ihren Endbereichen jeweils ein isoliertes Teilstück 15 (7), das sich bei der Ausführungsform der 2 bis 5 über eine projizierte Länge Li1 von min. 150 mm erstreckt. Auch die Schleifleiste 3 besitzt ein solches isoliertes Teilstück 13 (7), allerdings mit einer projizierten Länge Li2 von 165 bis 190 mm. Die Isolierung ist nur außenseitig vorgesehen. Das Y-förmig konfigurierte Bügelauflaufhorn 7 ist innenseitig elektrisch leitend, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen den zwei Ergänzungsschleifstücken 11 über das jeweilige Bügelauflaufhorn 7 besteht. Das Bügelauflaufhorn 7 ist durch die Y-Form in einem inneren Teilbereich zweischenkelig ausgeführt und in einem endseitigen Teilstück einschenkelig. Das hat den Vorteil, dass nur der Schenkel 15, der das endseitige Teilstück bildet, elektrisch isoliert ausgeführt werden muss, während der bogenförmige Abschnitt 4, 5 des Bügelauflaufhorns 7 leitend, also elektrisch nicht isoliert ausgeführt werden kann.
-
Alternativ kann ein U-förmiges Bügelauflaufhorn mit entsprechend isolierten Teilbereichen vorgesehen sein, wobei auch bei dieser Bauform das Bügelauflaufhorn innenseitig elektrisch leitend ist, um die Ergänzungsschleifstücke elektrisch miteinander zu verbinden.
-
In 7 ist gezeigt, dass das Bügelauflaufhorn 7 sowie das Schleifleistenauflaufhorn 12 jeweils einen gegenüber der Horizontalen gemessenen Auflaufhornwinkel W1, W2 besitzen. Der Auflaufhornwinkel W1 des Bügelauflaufhorns 7 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 40°, während der Auflaufhornwinkel W2 des Schleifleistenauflaufhorns 12 kleiner ist. Er beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 30°. Der gerade Abschnitt 16 des Bügelauflaufhorns 7 geht zu seinem freien Ende hin über einen Übergangsradius R1 zu einem vertikal nach unten abgewinkelten Ende 18 über. Der Übergangsradius R1 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 58 mm.
-
Der gerade Abschnitt 17 des Schleifleistenauflaufhorns 12 geht ebenfalls in ein nach unten abgewinkeltes Ende 19 über, das parallel zu dem anderen Ende 18 des Bügelauflaufhorns 7 verläuft. Der Übergangsradius R2 im Übergang von dem geraden Abschnitt 17 zum Ende 19 ist jedoch größer als der Übergangsradius R1. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt er 140 mm.
-
Zur Fahrzeugmitte hin sind die geraden Abschnitte 16, 17 ebenfalls über Radien an die weiteren Längenabschnitte des Bügels 5 bzw. der Schleifleiste 3 angeschlossen. Bei dem geraden Abschnitt 16 des Bügelauflaufhorns 7 beträgt der Übergangsradius R3 bei diesem Ausführungsbeispiel 260°. Der Übergangsradius R4 der Hauptschleifleiste 3 des Hauptschleifstückes 3a ist kleiner. Er beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 240°.
-
Aus der Darstellung der 7 ist ferner ein Übergangswinkel W3 zwischen den Ergänzungsschleifstücken 11 und dem sich daran anschließenden Bügelauflaufhorn 7 zu erkennen. Der Übergangswinkel W3 kann vorzugsweise ≤ 15°, insbesondere ≤ 10° sein. Der Übergangswinkel W3 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 6°. Die Verlagerung der Bügel 4, 5 erfolgt in Horizontalrichtung, so dass das in der Bildebene der 7 dargestellte Ergänzungsschleifstück 11 vollständig hinter dem Hauptschleifstück 3 zurücktritt. Dies gilt auch für das sich an das Ergänzungsschleifstück 11 anschließende leitende Teilstück, das sich über den Übergangsradius R3 in den geraden Abschnitt 16 erstreckt.
-
Wie anhand der 7 zu erkennen ist, erstreckt sich das isolierte Teilstück 13 des Schleifleistenauflaufhornes 12 bis etwa mittig in den geraden Abschnitt 17 hinein.
-
Nachfolgend werden unterschiedliche Schwenkeinrichtungen erläutert, die zum Verlagern der Bügel 4, 5 vorgesehen sind. Die über die Schwenkeinrichtungen 10 miteinander verbundenen Komponenten der Schleifleiste 3, zu denen die Hauptschleifstücke 3a, die Ergänzungsschleifstücke 11 und die Bügelauflaufhörner 7 gehören, sind gemeinsam federnd mit dem Schleifleistenhalter 14 (s. 6) verbunden. Hierdurch entsteht keine Sprungstelle am Übergang zwischen Schleifleiste 3 und Bügelauflaufhorn 7 bei seitlichem Fahrdrahteinlauf und gleichzeitiger vertikaler Einfederung der Schleifleiste 3.
-
Die Schwenkeinrichtung 10 kann je Bügel 7 zwei Stelleinrichtungen 21 in Form von doppeltwirkenden Stellzylindern umfassen (2 und 3), welche jeweils ein Bügelauflaufhorn 7 verlagern. Hebellänge und Drehpunktwahl der Schwenkeinrichtung 10 stehen im direkten Zusammenhang mit der Breite SB1 (B2-Profil EN 50367) und der Breite SB2 (B3-Profil EN 50367) der Stromabnehmerwippe 2. Die Schwenkeinrichtung 1 umfasst eine nach oben offene U-förmige Aufnahme 20. Sie bildet aus kinematischer Sicht das Gestell für die Stelleinrichtung 21 und die Schwenkeinrichtung 10, ist aber selbst Teil der gefederten Massen des Stromabnehmers 2. Die Aufnahme 20 ist in Blechbauweise leicht und zugleich sehr torsionssteif. An jeder Aufnahme 20 sind paarweise innere und äußere Schwenkhebel 26 angeordnet, die zusammen mit den Bügeln 4, 5 jeweils ein Gelenkviereck bilden. Die Stelleinrichtung ist mit dem inneren Paar der Schwenkhebel 26 über eine Kolbenstange verbunden. Wenn die Kolbenstange ausgefahren ist, befinden sich die Schwenkhebel 26 in der in 3 dargestellten eingeschwenkten Position. Wird die Kolbenstange eingefahren, wird eine Kraft auf das Paar der inneren Schwenkhebel 26 ausgeübt. Die Kraft überträgt sich über die Bügel 4, 5 auf das andere Paar von Schwenkhebeln 26, welche den betreffenden Bügel 4, 5 nun führen, bis die Kolbenstange nicht weiter eingefahren werden kann. Die äußere Endlage ist erreicht (2).
-
Als vorteilhaft wird angesehen, dass die insgesamt vier doppeltwirkenden Stellzylinder unmittelbar an pneumatische oder hydraulische Leitungen angeschlossen sind. Die Ansteuerung der Stellzylinder, bzw. die Verlagerung zwischen den Positionen mit den Breiten SB1 und SB2, wird über eine Ventilplatte gesteuert, welche im Fahrzeug verbaut ist. Die Ventilplatte umfasst Ventilelemente für eine logische Und-Verknüpfung beider Stelleinrichtungen 21 eines Bügelauflaufhornes 7. Wird z. B. einer der vier Stellzylinder nicht ausreichend mit Druckluft versorgt, gibt ein Druckwächter ein elektrisches Fehlersignal, so dass eine fehlerhafte Verstellung ausgeschlossen ist.
-
Die Verlagerung der Bügelauflaufhörner 7 erfolgt in der Senklage der Stromabnehmerwippe 2.
-
Die Position von jedem der beiden isolierten Teilstücke 15 der Bügelauflaufhörner 7 wird über einen Positionserfasser überwacht. Dies geschieht für die Wippenbreite SB1 durch die Positionserfasser 22, 23 und für die Wippenbreite SB2 durch die Positionserfasser 24, 25 (1). Durch die Kombination einer Überwachung der Stellzylinder durch zwei Druckwächter je Bügelauflaufhorn 7 mit einer Einzelabfrage der Position jedes isolierten Teilstückes 15 der beiden Bügelauflaufhörner 7 ergibt sich die notwendige Betriebssicherheit. Wird eine Fehlermeldung der Druckwächter oder der Positionserfasser 22, 23, 24, 25 erkannt, wird das Anheben der Stromabnehmerwippe 2 nicht vollzogen.
-
Die Bügel 4, 5 sind in der gewählten Position über pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Aktoren verriegelbar. Bei den Aktoren kann es sich um die Stelleinrichtungen 21, d. h. bevorzugt Hubzylinder, selbst handeln.
-
Die 8 und 9 zeigen in der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position eine Ausführungsform einer Schwenkeinrichtung 27, die als schwingende Schubkurbel ausgebildet ist. Es gibt auch bei dieser Schwenkeinrichtung 27 ein Paar von Schwenkhebeln 28, die zusammen im kinematischen Sinne eine Kurbelstange bilden. Die Stelleinrichtung ist nicht dargestellt. Es kann sich dabei aber wiederum um einen doppeltwirkenden Hubzylinder handeln. Die Stelleinrichtung kann entweder an dem Paar von Schwenkhebeln 28 angreifen oder aber direkt an den Bügel 5.
-
An einer nach oben offenen U-förmigen Aufnahme 20 befindet sich ein Lagerblock 29, an dem das Paar von Schwenkhebeln 28 schwenkbeweglich gelagert ist. Das weiter innen liegende Ende des Bügels 4 ist über eine Schubführung 30 gelagert. Dabei handelt es sich um ein Schub-Dreh-Gelenk. An dem Lagerblock 29 ist ein Führungselement 30 angeordnet, das eine Führungsnut 31 besitzt. Die Führungsnut 31 ist gerade. Das heißt, das ein in der Führungsnut 31 geführtes Gleitelement 33, das mit dem zu führenden Bügel 4 verbunden ist, zwischen seinen Endpositionen linear verlagert wird.
-
Es ist aber zur Führung des Bügels 4 im Bereich der Schubführung nicht zwangläufig eine Führungsnut erforderlich. Die Variante gemäß der 10 und 11 zeigt eine Schubführung 34, mit zwei in Schwenkrichtung des Bügels und in versetzt zueinander verlaufenden Ebenen liegenden Führungselementen 35, 36 die den Bügel 4 zwischen sich aufnehmen. An dem Bügel 4 sind im Bereich der Führungselemente 35, 36 seitlich quer abstehende Gleitelemente 37, 38, z. B. in Form von Bolzen angeordnet. Jedes Führungselement 35, 36 definiert eine offene Führungskurve 39, 40. Das Führungselement 35 definiert eine untere, offene Führungskurve 39, während das andere Führungselement 36 eine obere, offene Führungskurve 40 definiert. Da zusätzlich je Schwenkeinrichtung 27 wiederum ein Paar von Schwenkhebeln 28 vorgesehen ist, kann die Schwenkeinrichtung 27 nicht quer zur Bewegungsrichtung des Bügels 4 kippen, so dass auch bei jeweils nur einseitiger Führung der Gleitelemente 37, 38 eine sichere Führung des inneren Endes des Bügels 4 gewährleistet ist. Die offenen Führungskurven 39, 40 sind Geraden.
-
Die Varianten gemäß der 12 und 13 unterscheiden sich von derjenigen der 8 und 10, dadurch, dass die Führungskurven 39, 40 bogenförmig gekrümmt sind. Die Führungsnut 31 ist in ihrem Verlauf ungefähr an den Verlauf des Lagerpunktes 32 eines der Schwenkhebel 28 angepasst. Das heißt, dass sich ein in der Führungsnut 31 geführtes Gleitelement 33, das mit dem zu führenden Bügel 4 verbunden ist, in den Endpositionen eines nach oben gekrümmten Bogens befindet. Allerdings ist die Bahn flacher.
-
14 zeigt eine Ausführungsform einer Schwenkeinrichtung 27 vom Typ einer schwingende Schubkurbel mit einer zentralen Stelleinrichtung 41, die in Wirkverbindung mit beiden Bügeln 4, 5 steht. Eine weitere, identische Stelleinrichtung 41 wird in dieser Darstellung von der vorderen Schleifleiste 3 verdeckt.
-
Die Stelleinrichtung 41 ist ein Hubzylinder mit zwei in entgegengesetzte Richtungen, d. h. quer zur Fahrtrichtung ausfahrbaren Kolbenstangen 42, 43. Diese Kolbenstangen 42, 43 sind innerhalb des Zylinderrohrs 44 des Hubzylinders geführt. Die Führungsbahn für den Gelenkpunkt 45 unterhalb des Ergänzungsschleifstücks 11 am inneren Ende des Bügels 4 und der Kolbenstange 42 befindet sich also innerhalb des Zylinderrohrs 44. Das hat den Vorteil, dass die Führungsbahn vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Es gibt keine offenen, vereisungsgefährdeten Kontaktstellen.
-
Das Zylinderrohr 44 der Stelleinrichtung 41 ist an zwei sich in Fahrtrichtung erstreckenden Haltern 46 befestigt. Die Halter 46 befinden sich zwischen den außen angeordneten Schleifleistenhaltern 14 und sind auch selbst mit den Schleifleisten 3 verbunden.
-
Die Stelleinrichtung 41 kann je nach erforderlichem Hub als einstufiger Hubzylinder oder mehrstufiger Hubzylinder ausgebildet sein, d. h. als Teleskopzylinder. Die Schwenkhebel 28 sind wiederum an der Aufnahme 20 am Schleifleistenhalter 14 gelagert.
-
15 zeigt eine Abwandlung von 14, bei welcher sich die Halter 46 nicht von Schleifleiste 3 zu Schleifleiste 3 erstrecken, sondern nur von jeweils einer Schleifleiste 3 zur unmittelbar benachbarten Stelleinrichtung 41. Es gibt im Unterschied zur 14 daher vier einzelne, kleinere und damit leichtere Halter 46 im Vergleich zu den beiden Haltern 46 in 14, welche sich auch noch zwischen den beiden Stelleinrichtungen 41 erstrecken und diese miteinander verbinden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Stromabnehmer
- 2
- Stromabnehmerwippe
- 3
- Schleifleiste
- 3a
- Hauptschleifstück
- 4
- Bügel
- 5
- Bügel
- 6
- Bügelanordnung
- 7
- Bügelauflaufhorn
- 8
- Bügelauflaufhorn
- 9
- Grundrahmen
- 10
- Schwenkeinrichtung
- 11
- Ergänzungsschleifstück
- 12
- Schleifleistenauflaufhorn
- 13
- isoliertes Teilstück von 12
- 14
- Schleifleistenhalter
- 15
- isoliertes Teilstück von 7
- 16
- gerader Abschnitt von 7
- 17
- gerader Abschnitt von 12
- 18
- Ende von 7
- 19
- Ende von 12
- 20
- Aufnahme
- 21
- Stelleinrichtung
- 22
- Positionserfasser
- 23
- Positionserfasser
- 24
- Positionserfasser
- 25
- Positionserfasser
- 26
- Schwenkhebel
- 27
- Schwenkeinrichtung
- 28
- Schwenkhebel
- 29
- Lagerblock
- 30
- Schubführung
- 31
- Führungsnut
- 32
- Lagerpunkt
- 33
- Gleitelement
- 34
- Schubführung
- 35
- Führungselement
- 36
- Führungselement
- 37
- Gleitelement
- 38
- Gleitelement
- 39
- Führungskurve
- 40
- Führungskurve
- 41
- Stelleinrichtung
- 42
- Kolbenstange
- 43
- Kolbenstange
- 44
- Zylinderrohr
- 45
- Gelenkpunkt
- 46
- Halter
- SB1
- Breite 1
- SB2
- Breite 2
- R1
- Übergangsradius 1
- R2
- Übergangsradius 2
- R3
- Übergangsradius 3
- R4
- Übergangsradius 4
- W1
- Auflaufhornwinkel von 7
- W2
- Auflaufhornwinkel von 12
- W3
- Auflaufhornwinkel von 11
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19914566 A1 [0005]
- EP 2455251 A2 [0006, 0007]
- DE 9304251 U1 [0008]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- EN 50367 [0003]
- EN 50367 B2 [0003]
- EN 50367 B3 [0003]
- EN 50367-B3 [0006]
- EN 50367 B3 [0070]
- EN 50367 [0081]
- EN 50367 [0081]
