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Die Erfindung betrifft eine Kontaktschutzvorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Aufsteckholm zur elektrischen Kontaktierung eines Fahrzeugs. Überdies betrifft die Erfindung ein Fahrzeug.
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Besonders bei U-Bahnen und S-Bahnen werden seitlich angebrachte dritte Schienen zur elektrischen Energieversorgung eingesetzt. Um die genannten Schienenfahrzeuge auch in Wartungshallen mit Energie versorgen zu können, sind in den Wartungshallen spezielle Installationen vorgesehen, um die Schienenfahrzeuge auch dort mit elektrischer Energie versorgen zu können. In den Wartungshallen sind in der Regel keine seitlichen Stromschienen installiert, da diese die Zugänglichkeit zu den Schienenfahrzeugen einschränken würden.
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Eine der Möglichkeiten, ein Schienenfahrzeug auch in einer Wartungshalle mit elektrischer Energie zu versorgen, besteht darin, die elektrische Energie über ein Schleppkabel, das beweglich an einer Deckenstromschiene geführt wird, an das Schienenfahrzeug weiterzuleiten. Für die elektrische Kontaktierung des Schienenfahrzeugs befindet sich an dem Schienenfahrzeug ein Aufsteckdorn, auch als Teil eines Aufsteckholms anzusehen, an oder in direkter Nähe zu dem Stromabnehmer des Schienenfahrzeugs, wobei auf den Aufsteckdorn das Schleppkabel aufgesteckt wird. Das Verbindungsstück des Kabels zu dem Aufsteckdorn, auch als Aufsteckmuffe bezeichnet, ist dabei nicht fest auf den Aufsteckdorn aufgesteckt, sondern nur lose aufgelegt. Somit würde das Kabel von dem Aufsteckdorn abrutschen, sollte das Fahrzeug aus der Halle bewegt werden, ohne vorher vom Kabel getrennt worden zu sein. Diese Eigenschaft ist beabsichtigt und ausdrücklich gewünscht.
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Allerdings besteht das Problem, dass ein Aufsteckdorn in einer solchen Konstellation blank liegt, solange kein Kabel aufgesteckt ist. Der Dorn ist somit im Betrieb stromführend und nicht gegen Berührung geschützt. Daraus resultiert eine potentielle Personengefährdung.
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Es besteht also die Aufgabe, eine auch für Wartungshallen geeignete, sichere elektrische Verbindung zwischen einem elektrisch gespeisten Fahrzeug und einem elektrischen Versorgungskabel herzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kontaktschutzvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, einen Aufsteckholm zur elektrischen Kontaktierung eines Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 4 und ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 5 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Kontaktschutzvorrichtung umfasst eine elektrisch isolierende, flexible Schutzhülle, welche derart geformt ist, dass sie über ein freiliegendes elektrisches Kontaktelement, beispielsweise der bereits erwähnte Aufsteckdorn, geschoben werden kann, und zwar derart, dass das elektrische Kontaktelement von der Umgebung elektrisch isoliert ist, so dass eine vollständige Schutzposition erreicht ist. D.h., das Kontaktelement ist vollständig von der Umgebung elektrisch isoliert. Das Kontaktelement kann zum Beispiel im Wesentlichen zylinderförmig oder quaderförmig ausgebildet sein und mit seinem einen Ende an einem Fahrzeug, vorzugsweise einem Schienenfahrzeug, montiert sein, wobei das andere Ende des Kontaktelements frei im Raum positioniert ist und mit einer Aufsteckmuffe einer elektrischen Versorgungsleitung kontaktierbar ist. Die erfindungsgemäße Kontaktschutzvorrichtung weist auch ein Federelement auf, welches mit der Schutzhülle mechanisch in Kontakt steht, beispielsweise mit diesem verbunden ist, und zwar derart, dass bei einem Anschluss einer elektrischen Versorgungsleitung an das Kontaktelement das Federelement zusammen mit der Schutzhülle in Längsrichtung, d.h. in Richtung der Aufsteckbewegung der elektrischen Versorgungsleitung bzw. der daran befestigten Aufsteckmuffe, komprimiert wird, so dass zumindest ein Teil der Oberfläche des elektrischen Kontaktelements für die Kontaktierung mit der Versorgungsleitung freigelegt wird, und bei einem Entfernen der elektrischen Versorgungsleitung, genauer gesagt der Aufsteckmuffe der elektrischen Versorgungsleitung, von dem Kontaktelement die Schutzhülle in ihre ursprüngliche vollständige Schutzposition zurückkehrt. Vorteilhaft ist das elektrische Kontaktelement, wenn es nicht zur elektrischen Energieübertragung genutzt wird, vorzugsweise vollständig gegen die Umgebung elektrisch isoliert. Gleichzeitig ist eine Kontaktierung des Kontaktelements durch eine Aufsteckmuffe durch Zurückschieben der Schutzhülle ebenso leicht möglich wie bei einer herkömmlichen Anordnung.
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Der erfindungsgemäße Aufsteckholm zur elektrischen Kontaktierung eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs, mit einem Versorgungskabel weist ein elektrisches Kontaktelement, beispielsweise ein Aufsteckdorn, und eine erfindungsgemäße Kontaktschutzvorrichtung auf, welche über das elektrische Kontaktelement geschoben ist.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug, vorzugsweise ein Schienenfahrzeug, weist den erfindungsgemäßen Aufsteckholm auf.
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Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktschutzvorrichtung umfasst die Schutzhülle ein elektrisch isolierendes und flexibles Kunststoffmaterial. Vorteilhaft schützt die elektrisch isolierende Schutzhülle Personen vor einem gesundheitsgefährdenden Kontakt mit dem Kontaktelement. Aufgrund der Flexibilität des Kunststoffmaterials lässt sich die Schutzhülle der erfindungsgemäßen Kontaktschutzvorrichtung leicht kontrahieren und wieder expandieren, so dass zwischen zwei verschiedenen Graden der Abdeckung des Kontaktelements gewechselt werden kann.
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In einer Variante der erfindungsgemäßen Kontaktschutzvorrichtung umfasst das Federelement eine Spiralfeder. Vorteilhaft kann mit der Spiralfeder, welche beispielsweise an der Innenseite der Schutzhülle der erfindungsgemäßen Kontaktschutzvorrichtung befestigt ist, eine Kontraktion und Expansion der Schutzhülle erreicht werden, so dass die Schutzhülle bei einer Dekontaktierung des Kontaktelements in ihre Ausgangsposition, d.h. die Position, bei der das Kontaktelement vollständig gegen die Umgebung isoliert ist, von selbst zurückkehren kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Kontaktanordnung zur Versorgung eines Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie,
- 2 eine schematische Darstellung einer Kontaktschutzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zustand, in dem das geschützte elektrische Kontaktelement dekontaktiert ist,
- 3 eine schematische Darstellung der in 2 gezeigten Kontaktschutzvorrichtung in einem Zustand, in dem das geschützte elektrische Kontaktelement kontaktiert ist.
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In 1 ist eine herkömmliche Kontaktanordnung 10 zur Versorgung eines Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie veranschaulicht. Ein als Aufsteckholm oder Aufsteckdorn ausgebildetes Kontaktelement 1 ist auf einer Trägerplatte 2, welche an einem Schienenfahrzeug (nicht gezeigt) befestigt ist, angeordnet. Mit dem Kontaktelement 1 elektrisch verbunden ist eine Aufsteckmuffe 3, welche ihrerseits elektrisch mit einem Hochspannungsschleppkabel 4, welches zur Versorgung des Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie dient, verbunden ist. Die Aufsteckmuffe 3 ist nur auf das Kontaktelement 1 aufgesteckt und kann durch Zug leicht von diesem gelöst werden.
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In 2 ist eine Anordnung 20 mit einer Kontaktschutzvorrichtung 5 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zustand, in dem das elektrische Kontaktelement 1 dekontaktiert und durch die Kontaktschutzvorrichtung 5 vollständig geschützt ist, gezeigt. Auch bei dieser Anordnung 20 ist ein Kontaktelement 1 auf einer Trägerplatte 2 montiert. Das Kontaktelement 1 ist nun zusätzlich mit Hilfe einer flexiblen, das Kontaktelement 1 umgebenden, zylinderförmigen Kontaktschutzvorrichtung 5 gegen eine unerwünschte Berührung durch eine Person geschützt. Die Kontaktschutzvorrichtung 5 umfasst eine Schutzhülle 6, die das Kontaktelement 1 vollständig gegen eine möglicherweise gesundheitsgefährdende Berührung durch eine Person elektrisch isolierend abschirmt. Auf der Innenseite der Schutzhülle 6 ist ein spiralförmiges Federelement 7 angeordnet und zumindest mit den beiden Enden der Schutzhülle 6 im mechanischen, beispielsweise formschlüssigen Kontakt verbunden, so dass eine Kontraktion der Schutzhülle 6 zu einer Kontraktion des Federelements 7 in Längsrichtung, d.h. in Axialrichtung, führt und umgekehrt eine Expansion des Federelements 7 in Längsrichtung mit einer Expansion der Schutzhülle 6 verbunden ist. Die Schutzhülle 6 kann an einer Stirnseite derart strukturiert sein, dass die Stirnfläche bzw. Teile der Stirnfläche beim Überstreifen der Schutzhülle 6 über das Kontaktelement 1 zur Seite geklappt werden und nach dem vollständigen Überstreifen der Schutzhülle wieder in ihre ursprüngliche Position d.h. senkrecht zur Axialrichtung zurückgeklappt werden.
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In 3 ist die in 2 gezeigte Kontaktschutzvorrichtung 5 in einem Zustand, in dem das geschützte elektrische Kontaktelement 1 kontaktiert ist und die Schutzhülle 6 der Kontaktschutzvorrichtung 5 kontrahiert ist, gezeigt. Auf der linken Seite des Kontaktelements 1 ist nun eine Aufsteckmuffe 3 eines Hochspannungsschleppkabels 4 auf das Kontaktelement 1 aufgesteckt. Die Schutzhülle 6 des Kontaktelements 1 ist in dem kontaktierten Zustand durch die Aufsteckmuffe 3 auf den im Bild rechts befindlichen Teil des elektrischen Kontaktelements 1 zurückgeschoben. Wird die Aufsteckmuffe 3 wieder von dem Kontaktelement 1 entfernt, so wird die Schutzhülle 6 der Kontaktschutzvorrichtung 5 durch die Rückstellkraft des kontrahierten Federelements 7 automatisch wieder in den in 2 gezeigten Ausgangszustand versetzt, so dass das Kontaktelement 1 wieder vollständig gegen die Umgebung elektrisch isoliert ist.
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Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei der beschriebenen Kontaktschutzvorrichtung lediglich um ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
