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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Stromabnehmereinheit eines Schienenfahrzeugs, bei dem ein Abnehmerarm auf einer Abnehmerarmbasis mit einem Hebeantrieb aus einer Betriebsposition, in der der Abnehmerarm an einer Oberleitung anliegt, in eine Ruheposition abgesenkt wird.
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Ein Stromabnehmer eines Hochgeschwindigkeitszugs ist üblicherweise auf dem Dach eines Triebwagens des Zugs angeordnet. Enthält der Hochgeschwindigkeitszug mehrere Stromabnehmer, so kann es ausreichend sein, dass nur ein Stromabnehmer Kontakt mit der Oberleitung hat und der oder die anderen Stromabnehmer in abgesenktem Zustand mitgeführt werden. Bei hohen Geschwindigkeiten trägt ein solcher abgesenkter Stromabnehmer in nicht unerheblichem Umfang zum aerodynamischen Fahrtwiderstand des Zugs bei. Dies führt zu einem erhöhten Energiebedarf, insbesondere bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit von oberhalb 200 km/h.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein energetisch günstiges Verfahren zum Betrieb einer Stromabnehmereinheit eines Schienenfahrzeugs anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß die Abnehmerarmbasis durch eine Hebeeinheit aus einer oberen Betriebsposition in eine untere Ruheposition abgesenkt wird. Der auf der Abnehmerarmbasis ruhende Abnehmerarm kann auch im bereits abgesenkten Zustand noch weiter an das Fahrzeugdach angenähert werden, sodass der Windwiderstand beziehungsweise die Luftreibung der Stromabnehmereinheit während der Fahrt des Schienenfahrzeugs verringert wird.
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Das Schienenfahrzeug kann ein Personenzug oder ein Triebwagen eines Personenzugs sein, insbesondere eines Hochgeschwindigkeitszugs. Die Stromabnehmereinheit ist vorteilhafterweise auf dem Dach des Schienenfahrzeugs angeordnet, zweckmäßigerweise in einer Senke des Fahrzeugdachs. Hierdurch kann die Luftreibung noch weiter verringert werden, insbesondere wenn die Stromabnehmereinheit in ihrer unteren Ruheposition zumindest überwiegend in der Senke des Fahrzeugdachs angeordnet ist.
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Durch die Bewegung der Abnehmerarmbasis in ihre untere Ruheposition kann die Abnehmerarmbasis an das Fahrzeugdach angenähert werden, sodass sich die insgesamte Aufbauhöhe der Stromabnehmereinheit verringert. Hierbei kann eine kritische Isolationshöhe, oberhalb derer die Abnehmerarmbasis relativ zum Fahrzeugdach bei regulärem Betrieb positioniert sein sollte, unterschritten werden. Dies ist jedoch unkritisch, da der Abnehmerarm in diesem Zustand von der Oberleitung getrennt ist. Zum Wiedereinnehmen ihrer Betriebsposition kann die Abnehmerarmbasis nach oben bewegt und auf Isolatoren einer Isolationseinheit gestellt werden. Der notwendige Abstand ist wieder hergestellt und der Abnehmerarm kann mit der Oberleitung kontaktiert werden.
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Der Abnehmerarm ist zweckmäßigerweise eine mehrgliedrige Einheit, deren Glieder durch eine Streckbewegung eine Kontakteinheit, beispielsweise mit zumindest einem Schleifbügel, nach oben bewegen. Der untere Teil des Abnehmerarms kann auf der Abnehmerarmbasis befestigt sein. Der Abnehmerarm kann bei ruhender Abnehmerarmbasis aus seiner oberen Betriebsposition, bei der er an der Oberleitung anliegt, in die Ruheposition abgesenkt werden, wobei die Abnehmerarmbasis ruhend verbleibt, insofern kann die Bewegung des Abnehmerarms und die Bewegung der Abnehmerarmbasis voneinander entkoppelt sein.
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Der Hebeantrieb zum Anheben des Abnehmerarms und die Hebeeinheit zum Anheben beziehungsweise Absenken der Abnehmerarmbasis können zwei verschiedene Antriebe sein. Vorteilhafterweise werden diese beiden Antriebe unabhängig voneinander betrieben.
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Vorteilhafterweise ist die Hebeeinheit zum Bewegen der Abnehmerarmbasis an der Abnehmerarmbasis derart befestigt, dass eine Absenkbewegung der Abnehmerarmbasis zu einer Absenkbewegung der Hebeeinheit führt. Hierdurch kann eine Isolation zwischen Abnehmerarmbasis und Fahrzeugdach einfach gehalten werden. Der Hebeantrieb des Abnehmerarms ist zweckmäßigerweise an der Abnehmerarmbasis befestigt, sodass eine Bewegung der Abnehmerarmbasis auch zu einer Bewegung des Hebeantriebs führt.
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In äquivalenter Weise ist die Erfindung außerdem gerichtet auf ein Verfahren zum Betrieb einer Stromabnehmereinheit eines Schienenfahrzeugs, bei dem ein Abnehmerarm auf einer Abnehmerarmbasis mit einem Hebeantrieb aus einer Ruheposition angehoben und in Anlage an eine Oberleitung gebracht wird.
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Zur Verringerung des Luftwiderstands beim Fahren des Schienenfahrzeugs wird vorgeschlagen, dass die Abnehmerarmbasis erfindungsgemäß durch eine Hebeeinheit aus einer unteren Ruheposition vom Fahrzeugdach angehoben und in eine obere Betriebsposition bewegt wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Abnehmerarm von der Oberleitung getrennt und in eine untere Ruheposition gebracht, und die Abnehmerarmbasis wird erst danach in ihre untere Ruheposition bewegt. Vorteilhafterweise erfolgt dies erst bei Stillstand des Schienenfahrzeugs. Durch die Ausführung der beiden Absenkbewegungen hintereinander kann eine sichere Isolierung der Abnehmerarmbasis gegen das Fahrzeugdach erreicht werden während der Abnehmerarm an der Oberleitung anliegt.
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Vorteilhafterweise ist die Abnehmerarmbasis in ihrer oberen Betriebsposition auf Isolatoren einer Isolationseinheit abgelegt. Hierdurch kann eine stabile Lagerung der Abnehmerarmbasis in ihrer Betriebsposition erreicht werden, verbunden mit einer zuverlässigen Isolation gegenüber dem Fahrzeugdach.
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Um die Isolatoren nicht in das Fahrzeugdach hinein absenken zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn die Abnehmerarmbasis aus ihrer Betriebsposition auf Isolatoren einer Isolationseinheit in ihre Ruheposition zwischen diese Isolatoren abgesenkt wird. So kann die Abnehmerarmbasis beispielsweise von den Isolatoren abgehoben und zwischen diese Isolatoren abgesenkt werden. Die Bauhöhe der Stromabnehmereinheit wird mit geringem mechanischem Aufwand und verbunden mit geringem Platzbedarf verringert.
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Eine einfache Absenkung der Abnehmerarmbasis kann erreicht werden, wenn diese in einer Hebekurve bewegt wird, die ein Anhebesegment, ein Seitenbewegungssegment und ein Absetzsegment aufweist. Im Anhebesegment kann die Abnehmerarmbasis von Isolatoren nach oben hin abgehoben werden. Durch das Seitenbewegungssegment kann die Abnehmerarmbasis von den Isolatoren wegbewegt werden, auf denen es in der Betriebsposition ruht. Durch das Absetzsegment kann die Abnehmerarmbasis nach unten bewegt und insbesondere zwischen die Isolatoren platziert werden. Die Segmente können ineinander übergehen beziehungsweise einander überlappen, sodass eine strenge Trennung von beispielsweise horizontaler und vertikaler Bewegung nicht notwendig ist. Die Hebekurve kann eine Kreisbewegung sein, wodurch ein einfacher und mechanisch stabiler Antrieb ermöglicht wird.
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Um ein Einfahren der Abnehmerarmbasis zwischen Isolatoren zu ermöglichen, auf denen die Abnehmerarmbasis in ihrer Betriebsposition aufliegt, gibt es mehrere Möglichkeiten. So kann die Abnehmerarmbasis zumindest zwei Auflagen aufweisen, die in der Betriebsposition auf Isolatoren der Isolationseinheit abgelegt sind. Diese Auflagen können beispielsweise zueinander bewegt werden, sodass sich die Länge oder Breite der Abnehmerarmbasis verringert und diese nun zwischen die Isolatoren abgesenkt werden kann. Hierbei kann auch auf ein Seitenbewegungssegment der Hebekurve verzichtet werden. Allerdings wäre hierdurch ein zusätzlicher Antrieb für die Kontraktionsbewegung notwendig.
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Mechanisch einfacher ist eine Hebekurve mit einem Seitenbewegungssegment, wobei die Position der Auflagen zueinander hierbei unverändert bleiben kann. Die Position der Auflagen zueinander sind also in der unteren Ruheposition der Abnehmerarmbasis und der oberen Betriebsposition gleich.
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Eine sichere Betriebsweise der Stromabnehmereinheit kann erreicht werden, wenn die Abnehmerarmbasis aus ihrer Ruheposition angehoben wird und der Abnehmerarm erst danach in Anlage an die Oberleitung gebracht wird. Das Anheben des Abnehmerarms erfolgt zweckmäßigerweise erst nach Beenden des Anhebevorgangs der Abnehmerarmbasis.
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Eine sichere Kopplung der Abnehmerarmbasis an Isolatoren, die beispielsweise auf dem Fahrzeugdach stehen, kann erreicht werden, wenn die Abnehmerarmbasis auf die Isolatoren abgesenkt beziehungsweise abgestellt wird. Analog ist es vorteilhaft, wenn die Abnehmerarmbasis durch ihre Bewegung aus der Betriebsposition in die Ruheposition von den Isolatoren nach oben hin abgehoben und anschließend nach unten abgesenkt wird.
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Eine sehr einfache Absenkbewegung kann erreicht werden, wenn die Abnehmerarmbasis auf Isolatoren einer Isolationseinheit steht, die beim Absenken in die untere Ruheposition der Abnehmerarmbasis nach unten bewegt werden. Die Isolatoren können beispielsweise in das Fahrzeugdach eingefahren werden, wodurch die Bauhöhe der Stromabnehmereinheit relativ zur Ebene des Fahrzeugdachs verringert wird. Allerdings wird hierdurch Bauraum unterhalb des Fahrzeugsdachs benötigt.
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Zum Anheben des Abnehmerarms ist der Hebeantrieb vorhanden, der beispielsweise durch einen Elektromotor betrieben wird. Auf einen zusätzlichen Antrieb zum Bewegen der Abnehmerarmbasis kann verzichtet werden, wenn die Absenkbewegung der Abnehmerarmbasis zum Fahrzeugdach hin und die Absenkbewegung des Abnehmerarms von der Oberleitung weg gekoppelte Bewegungen sind. Vorteilhafterweise werden die gekoppelten Bewegungen durch einen einzigen Antriebsmotor verursacht beziehungsweise angetrieben.
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Schienenfahrzeuge können einen Überspannungsschutz mit einer Leitung auf dem Fahrzeugdach aufweisen, der das Fahrzeug beispielsweise vor kritischen Folgen eines Blitzeinschlags schützt. Es ist sinnvoll, wenn eine solche Überspannungsleitung auch mit der Abnehmerarmbasis kontaktiert ist, sodass die Stromabnehmereinheit an den Überspannungsschutz des Fahrzeugs angeschlossen ist. Ein solcher Anschluss kann einfach erzeugt werden, wenn in einer Bewegungsphase der Abnehmerarmbasis von ihrer Ruheposition in ihre Betriebsposition zwei Schnittstellenelemente einer Kontakteinheit aufeinander zu bewegt und elektrisch miteinander verbunden werden.
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Eine stabile Betriebsposition der Abnehmerarmbasis auf Isolatoren einer Isolationseinheit kann erreicht werden, wenn die Abnehmerarmbasis während oder nach dem Erreichen der Betriebsposition auf den Isolatoren verriegelt wird.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Abnehmerarmbasis spätestens bei Erreichen der Ruheposition geerdet wird. Hierfür kann ein Erdungselement vorhanden sein, das die Abnehmerarmbasis spätestens bei Erreichen der Ruheposition kontaktiert. Die Erdung kann während der Absenkbewegung erfolgen, beispielsweise durch einen Schleifkontakt. Auch ein Anschlagen an das Erdungselement, beispielsweise bei Erreichen der Ruheposition ist möglich und vorteilhaft.
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Der Luftwiderstand der Stromabnehmereinheit kann weiter verringert werden, wenn die Abnehmerarmbasis in die untere Ruheposition bewegt und eine Abdeckung über den Abnehmerarm bewegt wird. Die Abdeckdung kann eine äußere Fläche des Fahrzeugdachs bilden, das die Stromabnehmereinheit zumindest teilweise nach oben hin überdeckt. Vorteilhafterweise umfasst die Abdeckung ein Abdeckelement, das senkrecht zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs bewegt wird und hierdurch sich zumindest teilweise über die Stromabnehmereinheit schiebt. Vorteilhafterweise sind zwei Abdeckelemente vorhanden, die sich aufeinander zu bewegen und hierdurch gemeinsam zumindest den größten Teil der Stromabnehmereinheit überdecken.
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Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf eine Stromabnehmereinheit für ein Schienenfahrzeug. Die Stromabnehmereinheit umfasst zumindest einen Abnehmerarm zur Anlage an eine Oberleitung, einen Hebeantrieb zum Anheben des Abnehmerarms zur Oberleitung, eine Abnehmerarmbasis und eine Isoliereinheit zur elektrischen Isolierung der Abnehmerarmbasis gegen ein Fahrzeugdach. Zur Verringerung eines Luftwiderstands der Stromabnehmerreinheit während des Fahrbetriebs des Schienenfahrzeugs wird vorgeschlagen, dass die Stromabnehmereinheit erfindungsgemäß eine Hebeeinheit zum Absenken der Abnehmerarmbasis umfasst.
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Vorteilhafterweise ist die Hebeeinheit vom Fahrzeugdach elektrisch isoliert angeordnet, vorteilhafterweise in ihrer oberen Betriebsposition, insbesondere auch in ihrer unteren Ruheposition. Zweckmäßigerweise steht die Hebeeinheit auf zumindest einem Isolator einer Isoliereinheit. Ein stabiler Stand der Hebeeinheit kann erreicht werden, wenn die Hebeeinheit fest auf zumindest einem Isolator der Isoliereinheit montiert ist, also während der Bewegung der Abnehmerarmbasis starr mit dem Fahrzeugdach verbunden bleibt.
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Vorteilhafterweise umfasst die Hebeeinheit eine Bewegemechanik zum Absenken der Abnehmerarmbasis zwischen Isolatoren der Isoliereinheit. Es kann hierdurch eine besonders Bauraum sparende Absenkposition der Abnehmerarmbasis erreicht werden.
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Ein stabiler Stand der Abnehmerarmbasis in ihrer Betriebsposition kann erreicht werden, wenn die Hebeeinheit eine Bewegemechanik zum Aufsetzen der Abnehmerarmbasis auf Isola- toren der Isoliereinheit aufweist.
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Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination sowohl mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und umgekehrt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
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Es zeigen:
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1 eine Stromabnehmereinheit auf einem Fahrzeugdach eines Schienenfahrzeugs mit einer Abnehmerarmbasis und einem darauf befestigten Abnehmerarm,
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2 die Abnehmerarmbasis aus 1 in einer Draufsicht,
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3 die Abnehmerarmbasis und der Abnehmerarm aus 1 in einer nach unten abgesenkten Ruheposition,
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4 die Abnehmerarmbasis aus 3 in einer Draufsicht,
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5 eine schematisch dargestellte andere Stromabnehmereinheit mit einer absenkbaren Abnehmerarmbasis und
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6 eine weitere Stromabnehmereinheit mit einer absenkbaren Abnehmerarmbasis.
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1 zeigt eine Stromabnehmereinheit 2 mit einem Abnehmerarm 4, der mehrere scherenartig zueinander bewegliche Armelemente 6 umfasst. Am oberen Ende des Abnehmerarms 4 ist eine Kontakteinheit 8 angebracht, die zwei Schleifbügel 10 zur schleifenden Anlage an einer Oberleitung 12 einer Schienenstrecke aufweist. Die Stromabnehmereinheit 2 ist Teil eines Schienenfahrzeugs 14, das in 1 nur anhand eines Ausschnitts seines Dachs 16 angedeutet ist.
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Der Abnehmerarm 4 ruht auf einer Abnehmerarmbasis 18, an der der untere Teil eines Unterarms 20 und einer Kuppelstange 22 des Abnehmerarms 4 befestigt sind. Unbeweglich an der Abnehmerarmbasis 18 fixiert ist ein Hebeantrieb 24 zum Anheben und Absenken der Armelemente 6 und der Kontakteinheit 8.
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Die Abnehmerarmbasis 18 ist in 1 in einer Seitenansicht dargestellt. 2 zeigt die Abnehmerarmbasis 18 aus 1 in einer Draufsicht, wobei der Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung des Abnehmerarms 4 und des Hebeantriebs 24 verzichtet wurde.
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Die Abnehmerarmbasis 18 steht auf Isolatoren 26 einer Isolationseinheit 28, die im unteren Teil von 1 gestrichelt dargestellt sind, da sie sich unterhalb der Abnehmerarmbasis 18 befinden.
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Mit der Abnehmerarmbasis 18 fest verbunden ist eine Hebeeinheit 30 zum Anheben und Absenken der Abnehmerarmbasis 18 relativ zum Fahrzeugdach 16. Die Hebeeinheit 30 umfasst mehrere Hebeantriebe 32, die in ihrer Zahl je nach Ausführungsbeispiel variieren können. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Hebeeinheit 30 vier Hebeantriebe 32. Die Hebeantriebe 32 umfassen jeweils einen Hebearm 34, die bei einem Betrieb der Hebeantriebe 32 in einer Kreisbewegung bewegt werden.
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Die Hebeantriebe 32 sind jeweils auf einem Isolator 58 gelagert, über den sie jeweils mit dem Fahrzeugdach 16 fest verbunden sind. Sie liegen somit – wie die Abnehmerarmbasis 18 und der Abnehmerarm 4 – während des Betriebs der Stromabnehmereinheit 2 auf Hochspannungspotential und sind zum Fahrzeugdach 16 durch die Isolatoren 58 vom geerdeten Fahrzeugdach 16 isoliert.
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1 und 2 zeigen die Abnehmerarmbasis 18 in ihrer Betriebsposition, die sie einnimmt, wenn der Abnehmerarm 4 an der Oberleitung 12 anliegt. Zur Verringerung des Luftwiderstands während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 14 bei heruntergefahrenem Abnehmerarm 4 ist die Abnehmerarmbasis 18 nach unten bewegbar, wie in 3 in einer Seitenansicht und in 4 in einer Draufsicht – wieder ohne Abnehmerarm – dargestellt ist.
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3 zeigt die Stromabnehmereinheit 2 aus 1 in ihrer unteren Ruheposition. Der Hebeantrieb 24 hat hierfür den Abnehmerarm 4 nach unten bewegt, wie in 3 dargestellt ist. Außerdem ist auch die Abnehmerarmbasis 18 durch die Hebeeinheit 30 in ihre untere Ruheposition bewegt. Auch diese ist in 3 dargestellt.
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Die Bewegung der Abnehmerarmbasis 18 von ihrer oberen Betriebsposition aus 1 und ihrer unteren Ruheposition aus 3 ist durch den kreisförmigen Pfeil 36 in 3 angedeutet. Der Pfeil 36 gibt die Kreisbewegung der Hebearme 34 der Hebeantriebe 32 in etwa wieder, die bei der Sicht aus 3 gegen den Uhrzeigersinn rotieren.
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Wie aus den beiden Draufsichten auf die Abnehmerarmbasis 18 aus den 2 und 4 zu sehen ist, ruht die Abnehmerarmbasis 18 in ihrer oberen Betriebsposition auf drei Isolatoren 26. In ihrer unteren Ruheposition ist die Abnehmerarmbasis 18 hingegen zwischen diese Isolatoren 26 eingefahren. Um dies zu ermöglichen, umfasst die Abnehmerarmbasis 18 eine Ausnehmung 56, die über dem vorderen Isolator 26 abgesenkt wird. In der unteren Ruheposition befindet sich der Isolator 26 somit in der Ausnehmung 56, die im oberen Teil von 2 sichtbar ist.
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Ein Verfahren zum Betrieb der Stromabnehmereinheit 2, bei dem die Stromabnehmereinheit 2 von ihrer Betriebsposition in ihre Ruheposition gebracht wird, wird anhand der folgenden Beschreibung und der 1 und 2 dargestellt.
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Bei der in 1 dargestellten Betriebsposition fährt das Schienenfahrzeug 14, sodass der Abnehmerarm 4 beziehungsweise dessen Schleifbügel 10 die Oberleitung 12 schleifend kontaktieren. Elektrische Energie wird hierdurch aus der Oberleitung 12 auf das Schienenfahrzeug 14 zu dessen Antrieb übertragen. Nach Stillstand des Schienenfahrzeugs 14 wird der Abnehmerarm 4 von der Oberleitung 12 getrennt. Hierzu senkt der Hebeantrieb 24 die Kontakteinheit 8 über die Armelemente 6 von der Oberleitung 12 ab und bewegt dann den Abnehmerarm 4 in seine Ruheposition, die in 3 dargestellt ist. Die Abnehmerarmbasis 18 bleibt hierbei in ihrer oberen Betriebsposition, bis der Abnehmerarm 4 in seiner unteren Ruheposition angekommen ist. Anschließend bewegt sich die Abnehmerarmbasis 18 von ihrer oberen Betriebsposition in ihre untere Ruheposition, die in 3 dargestellt ist.
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Hierzu wird die Abnehmerarmbasis 18 zunächst nach oben bewegt und hierdurch von den Isolatoren 26 der Isolationseinheit 28 abgehoben. Diese Bewegung ist durch das hintere Ende des Pfeils 36 angedeutet. Die Abnehmerarmbasis 18 wird nach oben hin von den Isolatoren 26 weg bewegt und anschließend in einer Seitwärtsbewegung bewegt, in gezeigtem Ausführungsbeispiel nach links. Anschließend wird die Abnehmerarmbasis 18 nach unten abgesenkt und anschließend erneut in einer Seitwärtsbewegung, die jedoch der ersten Seitwärtsbewegung entgegengerichtet ist, bis zu ihrer Ruheposition gefahren. In ihrer Ruheposition schlägt sie an ein Kontaktelement 38 auf dem Fahrzeugdach 16 an, das auf elektrischem Erdungspotential liegt. Hierdurch wird auch die Abnehmerarmbasis 18 auf Erde gelegt. Außerdem wird die Abnehmerarmbasis 18 auf Auflagen 40 abgesetzt, auf denen die Abnehmerarmbasis 18 während der Ruhephase ruht.
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Die Abnehmerarmbasis 18 wird insofern in einer Hebekurve bewegt, die ein Anhebesegment umfasst, in der die Abnehmerarmbasis 18 von den Isolatoren 26 abgehoben wird. Anschließend wird die Abnehmerarmbasis 18 in einem Seitenbewegungssegment so versetzt, dass es in einer anschließenden Abwärtsbewegung zwischen die Isolatoren 26 bewegt werden kann. Dies geschieht im Absetzsegment der Hebekurve, in der die Abnehmerarmbasis 18 nach unten geführt wird.
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Zur weiteren Verringerung des Luftwiderstands wird eine Abdeckung 42 über die Stromabnehmereinheit 2 bewegt, wie in 4 angedeutet ist. Die Abdeckung 42 umfasst zwei Abdeckelemente 44, die in einer Seitwärtsbewegung aufeinander zu über die Stromabnehmereinheit 2 geschoben werden, wobei sich die Seitwärtsbewegung auf die Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 14 bezieht. Diese Bewegung ist in 4 durch die beiden Pfeile angedeutet. Bis auf den mittleren Teil der Stromabnehmereinheit 2 ist die Stromabnehmereinheit 2 bereits durch die beiden aufeinander zu sich bewegenden Abdeckelemente 44 überdeckt, was durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. In der Ruheposition überdecken die Abdeckelemente 44, die in 4 nur durch jeweils eine Linie angedeutet sind, die Stromabnehmereinheit 2 völlig, indem sie eine Vertiefung 46 im Dach 16 des Schienenfahrzeugs 14 vollständig abdecken. In dieser Vertiefung 46 ist die Stromabnehmereinheit 2 überwiegend angeordnet. Ein kleiner Teil der Stromabnehmereinheit 2 ragt über die Vertiefung 46 nach oben hinaus, er wird jedoch durch die beiden Abdeckelemente 44 dennoch überdeckt, da diese ein Stück weit über den höchsten Punkt des Dachs 16 des Schienenfahrzeugs 14 hinausragen, wie in 3 durch Schrägen vorne und hinten an den Abdeckelementen 44 angedeutet ist.
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Zum Bringen der Stromabnehmereinheit 2 in ihre Betriebsposition öffnet zuerst die Abdeckung 42 durch das seitliche Zurückfahren der beiden Abdeckelemente 44. Anschließend wird die Abnehmerarmbasis 18 aus ihrer Verriegelung mit den Auflagen 40 gelöst, in die die Abnehmerbasis 18 durch ihre untere Seitwärtsbewegung eingefahren ist. Beispielsweise bilden die Abnehmerarmbasis 18 und zumindest eine der Auflagen 40 einen Hintergriff, sodass ein Abheben der Abnehmerarmbasis 18 nach oben durch den Hintergriff beziehungsweise Formschluss verhindert wird. Hierdurch wird eine stabile Positionierung der Abnehmerarmbasis 18 in ihrer Ruheposition erreicht.
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Die Abnehmerarmbasis 18 fährt in ihrer Teilkreisbewegung nach oben und wird von oben auf die Isolatoren 26 abgesenkt. Im letzten Stück der Absenkbewegung verriegeln Verriegeleinheiten 48 der Isolatoren 26 mit einem entsprechenden Gegenstück der Abnehmerarmbasis 18 und bilden so einen Formschluss mit der Abnehmerarmbasis 18. Diese ist nun in ihrer Betriebsposition stabil befestigt. In der letzten Phase der Bewegung der Abnehmerarmbasis 18 in ihrer Betriebsposition nähert sie sich einer Kontakteinheit 50 an. Diese ist mit einer Überspannungsleitung 52 verbunden, die sich entlang des Fahrzeugdachs 16 erstreckt und das Fahrzeug vor negativen Einflüssen eines Blitzeinschlags schützt. Hierzu wird ein Schnittstellenelement 54 der Abnehmerarmbasis 18 mit einem Schnittstellenelement 54 der Kontakteinheit 50 verbunden, beispielsweise durch eine Steckverbindung, die durch das letzte Stück der Bewegung der Abnehmerarmbasis 18 in ihre Betriebsposition geschlossen wird. Hierdurch ist die Abnehmerarmbasis 18 mit der Überspannungsleitung 52 elektrisch leitend verbunden.
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5 zeigt eine weitere Stromabnehmereinheit 2a auf dem Dach 16 eines Schienenfahrzeugs 14. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den 1 bis 4, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Um nicht bereits Beschriebenes mehrfach aufführen zu müssen, sind generell alle Merkmale eines vorangegangenen Ausführungsbeispiels in jeweils folgenden Ausführungsbeispielen übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind, es sei denn, Merkmale sind als Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben. Zum einfacheren Verständnis sind außerdem gleiche Bauteile in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugsziffern und gegebenenfalls hinzugefügten beziehungsweise anderen Bezugsbuchstaben bezeichnet, wobei sie identisch zueinander oder mit geringfügigen Unterschieden, zum Beispiel in Abmessung, Position und/oder Funktion zueinander sein können.
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In der Vertiefung 46a des Fahrzeugdachs 16 ist die Abnehmerarmbasis 18a schematisch angedeutet dargestellt. Sie ruht über Hebearme 34a auf Isolatoren 26a, deren Isolationsfunktion in 5 nur durch ein unteres Segment angedeutet ist. Über eine Hebeeinheit 30a im Form eines rotatorisch beweglich gelagerten Kolbens wird die Abnehmerarmbasis 18a aus der in 5 dargestellten unteren Ruheposition nach oben bewegt in ihre obere Betriebsposition. Der in 5 nur angedeutete Abnehmerarm 4a ist in seiner unteren Ruheposition schematisch dargestellt.
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Zu sehen sind außerdem die beiden Abdeckelemente 44a der Abdeckung 42a, die in einem fast geschlossenen Zustand dargestellt sind. Dieser Zustand ist analog zu der Position der Abdeckelemente 44 aus 4 dargestellt. Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel sind die Abdeckelemente 44a in das Dach 16 versenkbar, wie durch das gestrichelte hintere Ende der Abdeckelemente 44a angedeutet ist. Die beiden Hebearme 34a aus 5 können durch eine nicht dargestellte Koppelstange miteinander verbunden werden, sodass beide Seiten der Abnehmerarmbasis 18a synchron angehoben werden.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stromabnehmereinheit 2b, bei deren schematischer Darstellung auf den Abnehmerarm 4 verzichtet wurde. Auf mehreren Isolatoren 58b ist eine Hebeeinheit 30b mit einem Hebeantrieb 32b angeordnet. Der Hebeantrieb 32b ist starr mit der Abnehmerarmbasis 18b verbunden und wird mit dieser angehoben oder abgesenkt. Hierdurch muss er nicht auf eigene Isolatoren gestellt werden, so dass diese eingespart werden können.
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Der Hebeantrieb 32b ist ein drehbar gelagerter Kolbenantrieb, der an einem Hebearm 34b angreift. Über ein Koppelgestänge 60 sind beide Hebearme 34b der Hebeeinheit 30b miteinander verbunden, sodass die Abnehmerarmbasis 18b mit nur einem einzigen Hebeantrieb 32b angehoben werden kann.
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Die Isolatoren 58b stehen seitlich etwas außerhalb der Abnehmerarmbasis 18b, sodass diese bei einem Absenken zwischen die Isolatoren 26b eingefahren werden kann und somit sehr dicht am Fahrzeugdach 16 positionierbar ist.
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Ein solches Koppelgestänge 60 ist auch in dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 4 denkbar, das dort die Hebearme 34 koppelt. Auf diese Weise kann auf zwei der vier Hebeantriebe 32 verzichtet werden, sodass beidseitig der Abnehmerarmbasis 18 jeweils nur ein Hebeantrieb 32 vorhanden ist, der über das Koppelgestänge mit beiden Hebearmen 34 gekoppelt ist.
