DE102019126262A1

DE102019126262A1 - Stromabnehmeranordnung für schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE102019126262A1
Application number: DE102019126262.3A
Authority: DE
Inventors: Jörg-Torsten Maaß; Wolfram Tessmer
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromabnehmeranordnung zur Montage in einem Dachbereich eines Schienenfahrzeugs (101) mit einer Stromabnehmereinrichtung (104), die eine Stromabnehmerlängsrichtung, eine Stromabnehmerquerrichtung sowie eine Stromabnehmerhöhenrichtung definiert, und einem Containermodul (105) zur Montage in dem Dachbereich des Schienenfahrzeugs (101). Die Stromabnehmereinrichtung (104) weist eine Kontakteinheit (104.1) zum Kontaktieren einer Oberleitung, eine die Kontakteinheit (104.1) tragende Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) und eine die Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) tragende Trägereinheit (104.3) auf. Die Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) ist zum Anheben und Absenken der Kontakteinheit (104.1) in der Stromabnehmerhöhenrichtung ausgebildet ist, während die Trägereinheit (104.3) in der Stromabnehmerhöhenrichtung auf einer Oberseite des Containermoduls (105) angeordnet ist. Die Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) umfasst eine Isolatoreinrichtung (104.4), welche die Potenzialtrennung zwischen der Kontakteinheit (104.1) und dem Containermodul (105) herstellt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromabnehmeranordnung zur Montage in einem Dachbereich eines Schienenfahrzeugs mit einer Stromabnehmereinrichtung, die eine Stromabnehmerlängsrichtung, eine Stromabnehmerquerrichtung sowie eine Stromabnehmerhöhenrichtung definiert, und einem Containermodul zur Montage in dem Dachbereich des Schienenfahrzeugs. Die Stromabnehmereinrichtung weist eine Kontakteinheit zum Kontaktieren einer Oberleitung, eine die Kontakteinheit tragende Hebe-und-Senk-Einheit und eine die Hebe-und-Senk-Einheit tragende Trägereinheit auf. Die Hebe-und-Senk-Einheit ist zum Anheben und Absenken der Kontakteinheit in der Stromabnehmerhöhenrichtung ausgebildet, während die Trägereinheit in der Stromabnehmerhöhenrichtung auf einer Oberseite des Containermoduls angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Stromabneh meranordn ung.
Die Stromabnehmer elektrifizierter Schienenfahrzeuge dienen zur Übertragung von elektrischer Energie aus der Oberleitung in das Fahrzeug zur weiteren Nutzung im Antriebsstrang sowie für die Speisung der Komfort- und Hilfsbetriebsfunktionen. Typische Spannungssysteme für die Speisung aus Oberleitungen sind die beiden Gleichspannungssysteme mit 1.500 V und 3.000 V sowie die beiden Wechselspannungssysteme mit 25 kV / 50 Hz und 15 kV / 16,7 Hz. Dabei erfolgt die Energieübertragung meist über die auf dem Dach angeordneten Stromabnehmer, deren Schleifleisten einen leitfähigen Kontakt zur Oberleitung bilden und über deren ebenfalls leitfähige Konstruktion die Energie zum Grundrahmen der Stromabnehmer geleitet wird.
Die Stromabnehmer werden dabei in der Regel gegenüber dem geerdeten Fahrzeugdach durch Isolatoren mechanisch fixiert und gleichzeitig elektrisch isoliert. Eine alternative Gestaltung ist aus der DE 10 2008 032 588 A1 bekannt, bei welcher der Grundrahmen direkt auf dem Fahrzeugdach montiert ist und die Potenzialtrennung zwischen den Schleifleisten und dem Fahrzeugdach in einem Schwenkarm des Stromabnehmers erfolgt. Die Energieabnahme vom Stromabnehmer und die Verteilung zur weiteren Hochspannungsausrüstung erfolgt durch Stromschienen, Leitungen oder Kabel.
Ein aus einer Oberleitung mit elektrischer Energie versorgtes, gattungsgemäßes Schienenfahrzeug ist beispielsweise aus der WO 96/37395 A1 bekannt, wobei die Trägereinheit über Isolatoren auf dem Containermodul abgestützt ist, um die Potenzialtrennung zwischen der (im Betrieb auf Hochspannungspotenzial liegenden) Kontakteinheit und dem (in jedem Betriebszustand geerdeten) Containermodul herzustellen. Hierbei besteht in der Regel das Problem, dass die Stromabnehmeranordnung aufgrund der Anordnung auf dem Containermodul vergleichsweise hoch baut. Folglich kann es erforderlich sein, dass die Dachstruktur im Bereich des Containermoduls abgesenkt werden muss, um ein für den Einsatz des Fahrzeugs vorgegebenes Lichtraumprofil einzuhalten. Dies resultiert in einer vergleichsweise aufwändigen Gestaltung, bei der zudem gegebenenfalls der im Inneren des Fahrzeugs für Fahrgäste zur Verfügung stehende Raum eingeschränkt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Stromabnehmeranordnung bzw. ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere einen kompakten Dachaufbau bei möglichst einfacher Gestaltung der Dachstruktur des Schienenfahrzeugs und möglichst geringer Einschränkung des nutzbaren Innenraums des Schienenfahrzeugs ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einer Stromabnehmeranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise einen kompakten Dachaufbau bei möglichst einfacher Gestaltung der Dachstruktur des Schienenfahrzeugs und möglichst geringer Einschränkung des nutzbaren Innenraums des Schienenfahrzeugs ermöglicht, wenn eine Stromabnehmereinrichtung verwendet wird, bei der die Potenzialtrennung zwischen der (im Betrieb auf Hochspannungspotenzial liegenden) Kontakteinheit und dem (in jedem Betriebszustand geerdeten) Containermodul im Bereich der Hebe-und-Senk-Einheit erfolgt. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass die Isolatoren zwischen der Trägereinheit und dem Containermodul wegfallen können, welche bei den bisherigen Gestaltungen erheblich zur Bauhöhe der Anordnung beigetragen haben. Hierdurch wird eine sehr niedrig bauende Stromabnehmeranordnung erzielt. Der Höhenbedarf der gesamten Anordnung entspricht dabei dem Höhenbedarf einer Anordnung aus einem klassischen, am Fahrzeugdach montierten Stromabnehmer und daran angrenzend am Dach montierten diskreten Hochspannungskomponenten (so genannte Side-by-side-Anordnung). Der Platzbedarf der Anordnung in der Stromabnehmer- bzw. Fahrzeuglängsrichtung kann gegenüber der genannten klassischen Side-by-side-Anordnung um etwa die Hälfte reduziert werden, wenn zumindest ein Großteil der dem Stromabnehmer zugeordneten Hochspannungskomponenten in dem Containermodul untergebracht werden.
Durch diese Gestaltung ist es zudem auch möglich, angrenzende, auf Erdpotenzial liegende Komponenten, wie beispielsweise weitere Containermodule, näher an das Containermodul heranzurücken, da die auf dem Containermodul montierte Trägereinrichtung bereits stets auf Erdpotenzial liegt und daher keine großen Luftstrecken zu den angrenzenden Komponenten vorgesehen werden müssen. Hierdurch kann der Platzbedarf der Dachaufbauten in der Stromabnehmer- bzw. Fahrzeuglängsrichtung insgesamt erheblich in reduziert werden.
Weiterhin lässt sich die Stromabnehmereinrichtung gegebenenfalls mit der gesamten Hochspannungsausrüstung, bedarfsweise einschließlich des Haupttransformators, als modulare Einheit vorfertigen und prüfen. Der Montage- und Prüfaufwand nach Montage auf dem Schienenfahrzeug wird hierdurch erheblich minimiert.
Schließlich ist es möglich, die Stromabnehmeranordnung vorteilhaft in die Dämpfung von Körper- und Luftschall einzubinden. So kann insbesondere die Masse des Containermoduls (nicht zuletzt dank der nunmehr möglichen besonders steifen Anbindung der Stromabnehmereinheit an das Containermodul) als Schwingungsisolierung genutzt werden, über welche die Eigenfrequenz der Stromabnehmeranordnung reduziert und damit von der Anregungsfrequenz im Betrieb entfernt werden kann. Hierdurch verbessern sich die akustischen Eigenschaften der Stromabnehmeranordnung.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher eine Stromabnehmeranordnung zur Montage in einem Dachbereich eines Schienenfahrzeugs mit einer Stromabnehmereinrichtung, die eine Stromabnehmerlängsrichtung, eine Stromabnehmerquerrichtung sowie eine Stromabnehmerhöhenrichtung definiert, und einem Containermodul zur Montage in dem Dachbereich des Schienenfahrzeugs. Die Stromabnehmereinrichtung weist eine Kontakteinheit zum Kontaktieren einer Oberleitung, eine die Kontakteinheit tragende Hebe-und-Senk-Einheit und eine die Hebe-und-Senk-Einheit tragende Trägereinheit auf. Die Hebe-und-Senk-Einheit ist zum Anheben und Absenken der Kontakteinheit in der Stromabnehmerhöhenrichtung ausgebildet, während die Trägereinheit in der Stromabnehmerhöhenrichtung auf einer Oberseite des Containermoduls angeordnet ist. Die Hebe-und-Senk-Einheit umfasst eine Isolatoreinrichtung, welche die Potenzialtrennung zwischen der Kontakteinheit und dem Containermodul herstellt.
Die Hebe-und-Senk-Einheit kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein, um die Kontakteinheit für den Kontakt mit der Oberleitung im aktiven Betriebszustand anzuheben bzw. in den inaktiven Zustand abzusenken. Bevorzugt umfasst die Hebe-und-Senk-Einheit wenigstens einen Schwenkarm. Bevorzugt ist der wenigstens eine Schwenkarm dann durch die Isolatoreinrichtung in einen der Kontakteinheit zugeordneten hochspannungsseitigen Teil und einen der Trägereinheit zugeordneten erdungsseitigen Teil getrennt. Die beschriebene Potenzialtrennung erfolgt dann also über die Isolatoreinrichtung des Schwenkarms.
Bei bevorzugten Varianten ist die Trägereinheit unmittelbar an dem Containermodul befestigt, da hiermit eine besonders kompakte und unter Schwingungsgesichtspunkten günstige Konfiguration erzielt werden kann. Die Befestigung kann auf beliebige Weise erfolgen. Vorzugsweise ist die Trägereinheit unmittelbar formschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Containermodul verbunden.
Wie bereits erwähnt, entfällt die Potenzialtrennung zwischen der Trägereinheit und dem Containermodul. Bevorzugt ist daher die Trägereinheit ohne Zwischenschaltung von Hochspannungsisolatoren an dem Containermodul befestigt. Insbesondere ist bei bestimmten Varianten eine besonders einfache Gestaltung realisiert, bei der die Trägereinheit über eine elektrisch leitende Verbindung an dem Containermodul befestigt ist.
Die Anbindung des Containermoduls an die Dachstruktur kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen, wobei insbesondere eine Anbindung gewählt sein kann, wie sie hierin für die Anbindung zwischen der Trägereinheit und dem Containermodul beschrieben wird. Bevorzugt weist das Containermodul eine Dachschnittstelleneinrichtung zur Anbindung an den Dachbereich des Schienenfahrzeugs auf, wobei die Dachschnittstelleneinrichtung dann eine Schwingungsdämpfungseinrichtung umfassen kann. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Masse des Containermoduls wie oben beschrieben als Schwingungsisolierung genutzt wird.
Bei bestimmten Varianten kann eine gewisse Schwingungsdämpfung über Dämpfungselemente zwischen der Trägereinheit und dem Containermodul vorgesehen sein. Hierzu kann die Trägereinheit eine Containerschnittstelleneinrichtung zur Anbindung an das Containermodul aufweisen, wobei die Containerschnittstelleneinrichtung dann eine weitere Schwingungsdämpfungseinrichtung umfasst. Die weitere Schwingungsdämpfungseinrichtung der Containerschnittstelleneinrichtung ist dann bevorzugt derart abgestimmt, dass im Wesentlichen ihre gesamte Schwingungsdämpfungswirkung in einem ersten Frequenzband liegt, während die Schwingungsdämpfungseinrichtung der Dachschnittstelleneinrichtung derart abgestimmt ist, dass im Wesentlichen ihre gesamte Schwingungsdämpfungswirkung in einem zweiten Frequenzband liegt. Durch diese zweistufige Dämpfung ist es in einfacher Weise möglich, eine besonders gute Schwingungsdämpfung zu erzielen, da die beiden Schwingungsdämpfungseinrichtungen auf unterschiedliche Frequenzen bzw. Frequenzbänder abgestimmt sein können, in denen sie ihre wesentliche Dämpfungswirkung entfalten.
Bei vorteilhaften Varianten ist vorgesehen, dass das erste Frequenzband von dem zweiten Frequenzband verschieden ist. Zusätzlich oder alternativ kann das erste Frequenzband höhere Frequenzen umfassen als das zweite Frequenzband. Mithin können also durch die weitere Schwingungsdämpfungseinrichtung der Containerschnittstelleneinrichtung beispielsweise hohe Störfrequenzen gedämpft werden, während durch die Schwingungsdämpfungseinrichtung der Dachschnittstelleneinrichtung niedrige bzw. niedrigere Störfrequenzen gedämpft werden. Die jeweiligen Dämpfungsfrequenzen lassen sich dabei nahezu beliebig an die im Betrieb auftretenden Anregungen anpassen.
Die beiden Frequenzbänder können teilweise überlappen oder auch völlig voneinander getrennt sein. Insbesondere können das erste Frequenzband und das zweite Frequenzband höchstens über 50%, vorzugsweise höchstens über 25%, weiter vorzugsweise höchstens über 10%, insbesondere über 0%, des ersten Frequenzbands überlappen.
Das erste Frequenzband liegt vorzugsweise im Bereich von 100 Hz bis 500 Hz, vorzugsweise 150 Hz bis 400 Hz, weiter vorzugsweise 200 Hz bis 300 Hz. Zusätzlich oder alternativ liegt das zweite Frequenzband vorzugsweise im Bereich von 30 Hz bis 250 Hz, vorzugsweise 40 Hz bis 150 Hz, weiter vorzugsweise 50 Hz bis 100 Hz. Hiermit lassen sich jeweils besonders günstige Konfigurationen mit guter Dämpfung erzielen.
Es versteht sich, dass die jeweilige hierin erwähnte Schwingungsdämpfungseinrichtung grundsätzlich alleine eine Komponente einer der beiden zu fügenden Komponenten (Trägereinheit und Containermodul bzw. Containermodul und Dachstruktur) sein kann. Ebenso kann die Schwingungsdämpfungseinrichtung auf beide dieser zu fügenden Komponenten verteilt sein. Genauso kann natürlich zusätzlich oder alternativ auch eine separate Komponente der Schwingungsdämpfungseinrichtung zwischen den beiden zu fügenden Komponenten vorgesehen sein.
Bei weiteren Varianten ist die Trägereinheit jedoch ohne Zwischenschaltung von Schwingungsdämpfern an dem Containermodul befestigt. Hiermit kann die oben bereits beschriebene steife Anbindung der Stromabnehmereinrichtung an dem Containermodul realisiert werden. Bei weiteren Varianten ist die Trägereinheit zusätzlich oder alternativ über eine im Wesentlichen starre Verbindung an dem Containermodul befestigt. IN beiden Fällen kann die oben bereits beschriebene steife Anbindung der Stromabnehmereinrichtung an dem Containermodul realisiert werden.
Insbesondere wenn das Containermodul in der oben beschriebenen Weise als Schwingungsisolierung wirksam sein soll, ist es von Vorteil, wenn das Containermodul selbst eine ausreichend hohe Steifigkeit aufweist. Vorzugsweise weist das Containermodul daher einen ersten Anbindungsbereich zum Anbinden der Trägereinheit und einen zweiten Anbindungsbereich zum Anbinden an den Dachbereich des Schienenfahrzeugs auf, wobei das Containermodul dann zumindest in dem ersten Anbindungsbereich und/oder dem zweiten Anbindungsbereich eine Versteifungseinrichtung zum Versteifen des Containermoduls aufweist. Dabei kann sich die Versteifungseinrichtung insbesondere von dem ersten Anbindungsbereich zu dem zweiten Anbindungsbereich erstrecken, wodurch eine (im Hinblick auf die Wirkung als Schwingungsisolierung) besonders wirksame Versteifung erzielt wird. Zusätzlich oder alternativ ist die Versteifungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass das Containermodul eine Eigenfrequenz erster Ordnung aufweist, die im Bereich von 40 Hz bis 400 Hz, vorzugsweise 50 Hz bis 200 Hz, weiter vorzugsweise 50 Hz bis 100 Hz, liegt. Hierbei kann es sich insbesondere um die niedrigste Eigenfrequenz erster Ordnung des Containermoduls und/oder die Eigenfrequenz erster Ordnung des Containermoduls mit der größten Schwingungsamplitude handeln.
Die Trägereinheit grundsätzlich eine beliebige geeignete Gestalt aufweisen, um die hierin beschriebenen Funktionen zu realisieren. Besonders einfache und günstige Varianten ergeben sich, wenn die Trägereinheit als im Wesentlichen A- oder H-förmiger Rahmen ausgebildet ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Schnittstellen zum Containermodul im Bereich der Enden der Schenkel des Rahmens angeordnet sind, wobei diese dann bevorzugt im Bereich einer Seitenwand des Containermoduls liegen. Weiterhin kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn die Trägereinheit zwei in der Stromabnehmerquerrichtung verlaufende Querträgerelemente aufweist.
Die Lage der Anbindung zwischen der Trägereinheit und dem Containermodul kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gewählt sein, wobei sie insbesondere auf eine vorgebbare Eigenfrequenz des Schwingungssystems aus der Stromabnehmereinrichtung und dem Containermodul abgestimmt sein kann. Bei bestimmten Varianten ergibt sich eine insoweit günstige Gestaltung, indem das Containermodul in der Stromabnehmerquerrichtung eine maximale Breitenabmessung aufweist und die Trägereinheit eine Containerschnittstelleneinrichtung zur Anbindung an das Containermodul aufweist, wobei die Containerschnittstelleneinrichtung eine maximale Stützbreite in der Stromabnehmerquerrichtung definiert und die maximale Stützbreite 50% bis 100%, vorzugsweise 65% bis 95%, weiter vorzugsweise 75% bis 90%, der maximalen Breitenabmessung des Containermoduls beträgt.
Die Kontakteinheit kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Typischerweise weist die Kontakteinheit eine oder mehrere Schleifleisteneinheiten auf, welche entlang des Fahrdrahts der Oberleitung gleiten. Seitlich (in der Stromabnehmerquerrichtung) werden diese Schleifleisteneinheiten typischerweise durch nach unten gebogene, so genannte Auflaufhörner fortgesetzt, welche auch die seitlichen Enden der Kontakteinheit bilden. Die Kontakteinheit weist bei bevorzugten Varianten daher in der Stromabnehmerquerrichtung zu beiden Seiten äußere Auflaufeinheiten auf, insbesondere solche Auflaufhörner.
Die in der Regel in der Stromabnehmerhöhenrichtung vergleichsweise weit nach unten ragenden Auflaufeinheiten begrenzen bei herkömmlichen Gestaltungen meist das Maß, um welches die Stromabnehmereinrichtung abgesenkt werden kann. Bei bestimmten günstigen Varianten kann diesem Umstand in einfacher Weise begegnet werden.
So kann bei bestimmten Varianten vorgesehen sein, dass die jeweilige äußere Auflaufeinheit zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand eine Seitenwand des Containermoduls in der Stromabnehmerquerrichtung überragt und insbesondere in der Stromabnehmerhöhenrichtung mit der Seitenwand überlappt. Die Auflaufeinheiten können mit anderen Worten im vollständig abgesenkten Zustand seitlich neben dem Containermodul zum Liegen kommen, wodurch sich die Bauhöhe der Stromabnehmeranordnung in diesem Zustand noch weiter reduzieren lässt.
Alternativ kann das Containermodul vergleichsweise einfach so gestaltet werden, dass die jeweilige äußere Auflaufeinheit zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerhöhenrichtung zumindest teilweise in eine Vertiefung des Containermoduls eintaucht. Auch hierdurch lässt sich die Bauhöhe der Stromabnehmeranordnung in diesem Zustand noch weiter reduzieren.
Weitere besonders strömungsgünstige Gestaltungen lassen sich erzielen, wenn die Stromabnehmereinrichtung zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand über 50% bis 100%, vorzugsweise 70% bis 100%, weiter vorzugsweise 90% bis 100%, ihrer maximalen Höhenabmessung in eine Vertiefung des Containermoduls eintaucht. Hierdurch kann erreicht werden, dass beispielsweise die Trägereinheit oder weitere Komponenten bis hin zur gesamten Stromabnehmereinrichtung zumindest im vollständig abgesenkten Zustand nicht mehr im freien Luftstrom liegen und daher keine ungünstigen Verwirbelungen mehr erzeugen.
Dabei kann insbesondere eine Außenkontur der Vertiefung in einer (entlang der Stromabnehmerhöhenrichtung erfolgenden) Draufsicht einer Außenkontur der (vollständig abgesenkten) Stromabnehmereinrichtung mit einem Abstand folgt. Die Stromabnehmereinrichtung kann mit anderen Worten in diese Vertiefung eingepasst sein.
Besonders günstige Konfigurationen ergeben sich, wenn in wenigstens einem in der Stromabnehmerquerrichtung und/oder in der Stromabnehmerlängsrichtung neben der Vertiefung liegenden Abschnitt des Containermoduls wenigstens ein Teil einer der Stromabnehmereinrichtung zugeordneten Hochspannungsausrüstung des Schienenfahrzeugs angeordnet ist. Hierdurch erhält man eine besonders strömungsgünstige kompakte Konfiguration mit geringer Bauhöhe.
Die Stromabnehmereinrichtung und das Containermodul können so gestaltet sein, dass die Stromabnehmereinrichtung das Containermodul in keinem Betriebszustand in der Stromabnehmerlängsrichtung überragt. Bei bestimmten Varianten überragt die Stromabnehmereinrichtung das Containermodul zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung. Hierdurch kann eine besonders kompakte Gestaltung der Dachaufbauten erzielt werden, bei der die Stromabnehmereinrichtung die angrenzenden Komponenten in der Stromabnehmerlängsrichtung überragt.
Bei bestimmten, besonders vorteilhaften Varianten weist das Containermodul in der Stromabnehmerlängsrichtung eine maximale Längenabmessung auf, wobei die Stromabnehmereinrichtung das Containermodul zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung insbesondere um 5% bis 50%, vorzugsweise 15% bis 40%, weiter vorzugsweise 20% bis 30%, der maximalen Längenabmessung des Containermoduls überragt.
Das Containermodul kann grundsätzlich beliebige Komponenten der Fahrzeugausrüstung aufnehmen. Beispielsweise kann es sich um Komponenten einer Klimaanlage oder andere Hilfsbetriebseinrichtungen des Fahrzeugs handeln. Besonders vorteilhafte, weil als vormontiertes Modul prüfbare (siehe oben) Gestaltungen ergeben sich, wenn in dem Containermodul wenigstens einen Teil einer der Stromabnehmereinrichtung zugeordneten Hochspannungsausrüstung des Schienenfahrzeugs angeordnet ist. Dabei sind in dem Containermodul bevorzugt zumindest 40%, vorzugsweise zumindest 60%, weiter vorzugsweise 80% bis 100%, der der Stromabnehmereinrichtung zugeordneten Hochspannungsausrüstung des Schienenfahrzeugs angeordnet. Zusätzlich oder alternativ können in dem Containermodul ein Haupttransformator und/oder ein Hauptschalter und/oder ein Stromwandler und/oder ein Spannungswandler und/oder ein Trenner und/oder ein Überspannungsableiter und/oder ein Erder der der Stromabnehmereinrichtung zugeordneten Hochspannungsausrüstung des Schienenfahrzeugs angeordnet sein.
Eine besonders vorteilhafte Funktionsintegration, die sich neben dem reduzierten Fertigungsaufwand zudem positiv auf den erforderlichen Bauraum auswirkt, kann erzielt werden, wenn in dem Containermodul wenigstens einen Teil eines Antriebs der Hebe-und-Senk-Einheit angeordnet ist. Diese Teile des Antriebs sind dann zudem in vorteilhafter Weise vor Umwelteinflüssen (d.h. Verschmutzung, Beschädigung etc.) geschützt. Bevorzugt ist in dem Containermodul eine Balgantriebseinheit und/oder eine Federspeicherantriebseinheit und/oder eine elektrische Antriebseinheit des Antriebs der Hebe-und-Senk-Einheit angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung, die in einem Dachbereich des Schienenfahrzeugs an einer Dachstruktur des Schienenfahrzeugs montiert ist. Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit der Stromabnehmeranordnung beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Das Containermodul kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise mit der Dachstruktur verbunden sein. Beispielsweise kann das Containermodul (über C-Schienen oder dergleichen) im Bereich der Seitenwände des Wagenkastens mit der Dachstruktur des Wagenkastens verbunden sein. Bei bestimmten, unter den oben beschriebenen Schwingungsgesichtspunkten vorteilhaften Varianten ist das Containermodul über eine Schwingungsdämpfungseinrichtung mit der Dachstruktur verbunden. Dabei kann eine Dachschnittstelleneinrichtung des Containermoduls die Schwingungsdämpfungseinrichtung umfassen. Ebenso kann eine von der Dachschnittstelleneinrichtung separate Schwingungsdämpfungseinrichtung vorgesehen sein, die gegebenenfalls auch eine Komponente der Dachstruktur sein kann.
Bei vorteilhaften Varianten ist eine Schwingungsdämpfungseinrichtung vorgesehen. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, einen von der Stromabnehmereinrichtung im Betrieb des Fahrzeugs induzierten Eintrag von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 1000 Hz, vorzugsweise von 20 Hz bis 800 Hz, weiter vorzugsweise von 100 Hz bis 800 Hz, zu dämpfen. Zusätzlich oder alternativ kann die Schwingungsdämpfungseinrichtung eine Körperschallreduktionseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Körperschall in die Dachstruktur zu reduzieren. Schließlich kann die Schwingungsdämpfungseinrichtung eine Luftschallreduktionseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Luftschall in die Dachstruktur zu reduzieren. Diese Funktion der Luftschallreduktionseinrichtung kann alleine schon von den Wänden des Containermoduls übernommen werden, welche hierzu beispielsweise zur Absorption von Luftschallenergie ausgebildet sein können.
Das Containermodul mit der Stromabnehmereinrichtung kann das einzige in der näheren Umgebung an der Dachstruktur des Schienenfahrzeugs montierte austauschbare Modul sein. Besonders gut kommen die oben beschriebenen Vorteile hinsichtlich einer kompakten Gestaltung zum Tragen, wenn ein weiteres Containermodul mit der Dachstruktur verbunden ist, das in der Stromabnehmerlängsrichtung an das Containermodul angrenzt.
Dabei kann ein minimaler Abstand zwischen der Trägereinheit und dem weiteren Containermodul in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 100%, vorzugsweise weniger als 75%, weiter vorzugsweise 25% bis 50%, einer maximalen Höhenabmessung des Containermoduls in der Stromabnehmerhöhenrichtung betragen. Zusätzlich oder alternativ kann ein minimaler Abstand zwischen der Trägereinheit und dem weiteren Containermodul in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 300 mm, vorzugsweise weniger als 225 mm, weiter vorzugsweise 75 mm bis 150 mm, betragen. Zusätzlich oder alternativ kann ein minimaler Abstand zwischen dem Containermodul und dem weiteren Containermodul in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 100%, vorzugsweise weniger als 75%, weiter vorzugsweise 25% bis 50%, einer maximalen Höhenabmessung des Containermoduls in der Stromabnehmerhöhenrichtung betragen. Zusätzlich oder alternativ kann ein minimaler Abstand zwischen dem Containermodul und dem weiteren Containermodul in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 300 mm, vorzugsweise weniger als 225 mm, weiter vorzugsweise 75 mm bis 150 mm, betragen. Mit allen diesen Varianten lassen sich vorteilhaft kompakte Konfigurationen des modularen Dachaufbaus erzielen.
Weiterhin kann die Hebe-und-Senk-Einheit zumindest in dem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung über das weitere Containermodul ragen. Ebenso kann die Kontakteinheit zumindest in dem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung über das weitere Containermodul ragen. Auch hiermit lassen sich jeweils vorteilhaft kompakte Konfigurationen des modularen Dachaufbaus erzielen.
Die Stromabnehmeranordnung kann bei Schienenfahrzeugen für beliebige Geschwindigkeitsbereiche vorteilhaft zum Einsatz kommen. So kann das Schienenfahrzeug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 300 km/h, insbesondere von 320 km/h bis 390 km/h, ausgebildet sein. Ebenso kann das Schienenfahrzeug für den Fernverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 160 km/h bis 180 km/h, insbesondere von 160 km/h bis 250 km/h, insbesondere von 180 km/h bis 250 km/h, ausgebildet sein. Schließlich kann das Schienenfahrzeug für den Nah- und Regionalverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 80 km/h bis 100 km/h, insbesondere von 80 km/h bis 160 km/h, insbesondere von 100 km/h bis 160 km/h, ausgebildet sein. In allen diesen Geschwindigkeitsbereichen können die oben beschriebenen Vorteile bei gegebenenfalls entsprechender Anpassung gut zum Tragen kommen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromabneh meranordn ung.
2 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Fahrzeugs aus 1.
3 ist eine schematische Schnittansicht (entlang Linie III-III aus 4) eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung.
4 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Fahrzeugs aus 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 101 beschrieben. Bei dem Schienenfahrzeug 101 handelt es sich um einen Wagen eines Triebzugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, dessen Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, nämlich bei v_n = 380 km/h, liegt.
Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102, der im Bereich seiner beiden Enden in herkömmlicher Weise jeweils auf einem Fahrwerk in Form eines (nicht dargestellten) Drehgestells abgestützt ist. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Konfigurationen eingesetzt werden kann, bei denen der Wagenkasten lediglich auf einem Fahrwerk abgestützt ist. Auf dem Dach des Fahrzeugs 101 ist (bevorzugt im Bereich über dem Ausdrehpunkt des Drehgestells bezüglich des Wagenkastens 2) ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung 103 angeordnet. Die Stromabnehmeranordnung 103 umfasst ihrerseits eine Stromabnehmereinrichtung 104 und ein Containermodul 105.
Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells 103 vorgegebenes) Fahrzeug-Koordinatensystem Stromabnehmer-Koordinatensystem x,y,z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bzw. der Stromabnehmereinrichtung 104, die y-Koordinate die Querrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bzw. der Stromabnehmereinrichtung 104 und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bzw. der Stromabnehmereinrichtung 104 bezeichnen.
Die Stromabnehmereinrichtung 104 weist eine Kontakteinheit 104.1 zum Kontaktieren einer (nur schematisch angedeuteten) Oberleitung 106, eine die Kontakteinheit 104.1 tragende Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 und eine die Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 tragende Trägereinheit 104.3 auf.
Die Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 dient zum Anheben und Absenken der Kontakteinheit 104.1 in der Stromabnehmerhöhenrichtung (z-Richtung). Die Trägereinheit 104.3 ist in der Stromabnehmerhöhenrichtung (z-Richtung) auf einer Oberseite des Containermoduls 105 angeordnet ist. Die Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 umfasst eine Isolatoreinrichtung 104.4, welche die Potenzialtrennung zwischen der Kontakteinheit 104.1 und dem Containermodul 105 herstellt.
Die Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein, um die Kontakteinheit 104.1 für den Kontakt mit der Oberleitung 106 im (dargestellten) aktiven Betriebszustand anzuheben bzw. in den (durch die Kontur 107 in 1 angedeuteten) inaktiven Zustand abzusenken. Im vorliegenden Beispiel umfasst die Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 zwei Schwenkarme, nämlich einen gabelförmigen oberen Schwenkarm 104.5 und einen unteren Schwenkarm 104.6. Der untere Schwenkarm 104.6 ist dabei durch die Isolatoreinrichtung 104.4 in einen der Kontakteinheit 104.1 zugeordneten hochspannungsseitigen Teil und einen der Trägereinheit 104.3 zugeordneten erdungsseitigen Teil getrennt ist. Die oben beschriebene Potenzialtrennung erfolgt mithin also über die Isolatoreinrichtung 104.4 des unteren Schwenkarms 104.6. Es versteht sich jedoch, dass eine entsprechende Isolatoreinrichtung 104.4 (zusätzlich oder alternativ) auch im jeweiligen Teil des oberen Schwenkarms 104.5 angeordnet sein kann und die Potenzialtrennung dann (auch) dort erfolgen kann.
Die Trägereinheit 104.3 ist im vorliegenden Beispiel als im Wesentlichen H-förmiger Rahmen ausgebildet. Dabei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn die Trägereinheit 104.3 zwei in der Stromabnehmerquerrichtung verlaufende Querträgerelemente aufweist (so genannte Doppel-H-Anordnung, wie sie in 2 durch die Kontur 112 angedeutet ist). Die Trägereinheit 104.3 kann bei anderen Varianten jedoch auch eine beliebige andere geeignete Gestalt aufweisen, um die hierin beschriebenen Funktionen zu realisieren.
Diese Gestaltung der Stromabnehmereinrichtung 104 hat nicht nur den Vorteil, dass Isolatoren zwischen der Trägereinheit 104.3 und dem Containermodul 105 wegfallen können, welche bei den bisherigen Gestaltungen erheblich zur Bauhöhe der Anordnung beigetragen haben. Hierdurch wird eine sehr niedrig bauende Stromabnehmeranordnung 103 erzielt, deren Höhenbedarf etwa dem Höhenbedarf einer konventionellen Anordnung aus einem klassischen, am Fahrzeugdach montierten Stromabnehmer und daran angrenzend am Dach montierten diskreten Hochspannungskomponenten (so genannte Side-by-side-Anordnung) entspricht.
Der Platzbedarf der Stromabnehmeranordnung 103 in der Stromabnehmer- bzw. Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) kann gegenüber einer solchen klassischen Side-by-side-Anordnung um etwa die Hälfte reduziert werden, wenn wie im vorliegenden Beispiel zumindest ein Großteil der dem Stromabnehmereinrichtung 104 zugeordneten Hochspannungskomponenten 108 in dem Containermodul 105 untergebracht werden.
Im vorliegenden Beispiel ist die Trägereinheit 104.3 unmittelbar an dem Containermodul 105 befestigt, da hiermit eine besonders kompakte und unter Schwingungsgesichtspunkten günstige Konfiguration erzielt werden kann. Die Befestigung kann auf beliebige Weise erfolgen. Vorzugsweise ist die Trägereinheit 104.3 unmittelbar formschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Containermodul 105 verbunden. Im vorliegenden Beispiel ist eine konventionelle Verschraubung vorgesehen.
Danke der Gestaltung der Stromabnehmereinrichtung 104 kann eine Potenzialtrennung zwischen der Trägereinheit 104.3 und dem Containermodul 105 entfallen. Im vorliegenden Beispiel ist daher die Trägereinheit 104.3 ohne Zwischenschaltung von Hochspannungsisolatoren an dem Containermodul 105 befestigt. Dies geschieht im vorliegenden Beispiel, indem die Trägereinheit 104.3 über eine elektrisch leitende Verbindung an dem Containermodul 105 befestigt ist, wodurch eine besonders einfache Gestaltung realisiert wird.
Bei bestimmten Varianten kann eine gewisse Schwingungsdämpfung über Dämpfungselemente zwischen der Trägereinheit 104.3 und dem Containermodul 105 vorgesehen sein. Im vorliegenden Beispiel ist die Trägereinheit 104.3 jedoch ohne Zwischenschaltung von Schwingungsdämpfern an dem Containermodul 105 befestigt. Hiermit kann eine steife Anbindung der Stromabnehmereinrichtung 104 an dem Containermodul 105 realisiert werden. Hierzu ist die Trägereinheit 104.3 weiterhin über eine im Wesentlichen starre Verbindung (hier die oben genannte Verschraubung) an dem Containermodul 105 befestigt.
Hierdurch wird die Stromabnehmeranordnung 103 vorteilhaft in die Dämpfung von Körperschall eingebunden. So kann insbesondere die Masse des Containermoduls 105 nicht zuletzt dank der besonders steifen Anbindung der Stromabnehmereinheit 104 an das Containermodul105 als Schwingungsisolierung genutzt werden, über welche die Eigenfrequenz der Stromabnehmeranordnung 103 reduziert und damit von der Anregungsfrequenz (vor allem der Anregung durch den schleifenden Kontakt zwischen Kontakteinheit 104.1 und Oberleitung 106) im Betrieb des Fahrzeugs 101 entfernt werden kann. Hierdurch verbessern sich die akustischen Eigenschaften der Stromabnehmeranordnung 103 erheblich.
Die Anbindung des Containermoduls 105 an die Dachstruktur 102.1 des Wagenkastens 102 kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen, wobei insbesondere eine Anbindung gewählt sein kann, wie sie hierin für die Anbindung zwischen der Trägereinheit 104.3 und dem Containermodul 105 beschrieben wird. Im vorliegenden Beispiel weist das Containermodul 105 eine Dachschnittstelleneinrichtung 105.1 zur Anbindung an den Dachbereich bzw. die Dachstruktur 102.1 des Schienenfahrzeugs 101 auf. Im vorliegenden Beispiel sind an mehreren Verbindungsstellen separate Dachschnittstelleneinheiten 105.2 der Dachschnittstelleneinrichtung 105.1 vorgesehen.
Im vorliegenden Beispiel ist das Containermodul 105 (über C-Schienen oder dergleichen) im Bereich der Seitenwände des Wagenkastens 102 mit der Dachstruktur 102.1 des Wagenkastens 102 verbunden. Hiermit wird insbesondere unter Schwingungsgesichtspunkten eine besonders günstige Krafteinleitung in die Struktur des Wagenkastens 102 erreicht.
Die Dachschnittstelleneinrichtung 105.1 kann eine Schwingungsdämpfungseinrichtung umfassen, was insbesondere dann von Vorteil sein kann, wenn die Masse des Containermoduls 105 wie oben beschrieben als Schwingungsisolierung genutzt wird. Ebenso kann eine von der Dachschnittstelleneinrichtung 105.1 separate Schwingungsdämpfungseinrichtung vorgesehen sein, die gegebenenfalls auch eine Komponente der Dachstruktur 102.1 sein kann.
Insbesondere wenn das Containermodul 105 in der oben beschriebenen Weise als Schwingungsisolierung wirksam sein soll, ist es von Vorteil, wenn das Containermodul 105 selbst eine ausreichend hohe Steifigkeit aufweist. Im vorliegenden Beispiel weist das Containermodul 105 daher einen ersten Anbindungsbereich (Bereich einer Containerschnittstelleneinrichtung 104.7 der Trägereinheit 104.3) zum Anbinden der Trägereinheit 104.3 und einen zweiten Anbindungsbereich (Bereich der Dachschnittstelleneinrichtung 105.1) zum Anbinden an den Dachbereich 102.1 des Schienenfahrzeugs 101 auf. Das Containermodul 105 weist dabei in dem ersten Anbindungsbereich und dem zweiten Anbindungsbereich eine Versteifungseinrichtung 105.3 zum Versteifen des Containermoduls 105 auf. Die Versteifungseinrichtung 105.3 erstreckt sich dabei von dem ersten Anbindungsbereich zu dem zweiten Anbindungsbereich, wodurch eine (im Hinblick auf die Wirkung als Schwingungsisolierung) besonders wirksame Versteifung erzielt wird.
Die Versteifungseinrichtung 105.3 ist dabei derart ausgebildet ist, dass das Containermodul 105 eine Eigenfrequenz erster Ordnung aufweist, die im Bereich von 40 Hz bis 400 Hz, vorzugsweise 50 Hz bis 200 Hz, weiter vorzugsweise 50 Hz bis 100 Hz, liegt. Hierbei kann es sich insbesondere um die niedrigste Eigenfrequenz erster Ordnung des Containermoduls 105 und/oder die Eigenfrequenz erster Ordnung des Containermoduls 105 mit der größten Schwingungsamplitude handeln.
Bei vorteilhaften Varianten ist eine Schwingungsdämpfungseinrichtung der Dachschnittstelleneinrichtung 105.1 vorgesehen, die einen von der Stromabnehmereinrichtung 104 im Betrieb des Fahrzeugs 101 induzierten Eintrag von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 1000 Hz, vorzugsweise von 20 Hz bis 800 Hz, weiter vorzugsweise von 100 Hz bis 800 Hz, dämpft. Dabei kann die Schwingungsdämpfungseinrichtung eine Körperschallreduktionseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Eintrag von Körperschall in die Dachstruktur 102.1 zu reduzieren.
Schließlich kann eine Schwingungsdämpfungseinrichtung vorgesehen sein, die eine Luftschallreduktionseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Eintrag von Luftschall in die Dachstruktur 102.1 zu reduzieren. Diese Funktion der Luftschallreduktionseinrichtung kann alleine schon von dem Containermodul 105, insbesondere den Wänden des Containermoduls 105, insbesondere der Decke und dem Boden des Containermoduls 105, übernommen werden, welche zu diesem Zweck beispielsweise zur Absorption von Luftschallenergie ausgebildet sein können.
Die Lage der Anbindung zwischen der Trägereinheit 104.3 und dem Containermodul 105 kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gewählt sein, wobei diese Lage der Anbindung insbesondere auf eine vorgebbare Eigenfrequenz des Schwingungssystems aus der Stromabnehmereinrichtung 104 und dem Containermodul 105 abgestimmt sein kann.
Bei bestimmten Varianten ergibt sich eine insoweit günstige Gestaltung, indem das Containermodul 105 in der Stromabnehmerquerrichtung (y-Richtung) eine maximale Breitenabmessung MBC aufweist und die Trägereinheit 104.3 eine Containerschnittstelleneinrichtung 104.7 zur Anbindung an das Containermodul 105 aufweist, wobei die Containerschnittstelleneinrichtung 104.7 eine maximale Stützbreite MSB in der Stromabnehmerquerrichtung definiert und die maximale Stützbreite MSB 50% bis 100%, vorzugsweise 65% bis 95%, weiter vorzugsweise 75% bis 90%, der maximalen Breitenabmessung MBC des Containermoduls 105 beträgt. Im vorliegenden Beispiel liegt dieser Wert bei 75% bis 90% der maximalen Breitenabmessung MBC des Containermoduls 105.
Die Stromabnehmereinrichtung 104 und das Containermodul 105 können so gestaltet sein, dass die Stromabnehmereinrichtung 104 das Containermodul 105 in keinem Betriebszustand in der Stromabnehmerlängsrichtung (x-Richtung) überragt. Im vorliegenden Beispiel überragt die Stromabnehmereinrichtung 104 das Containermodul 105 zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand (Kontur 107) in der Stromabnehmerlängsrichtung (x-Richtung). Hierdurch kann eine besonders kompakte Gestaltung der Dachaufbauten erzielt werden, bei der die Stromabnehmereinrichtung 104 auch angrenzende Komponenten in der Stromabnehmerlängsrichtung überragt.
Bei bestimmten, besonders vorteilhaften Varianten weist das Containermodul 105 in der Stromabnehmerlängsrichtung eine maximale Längenabmessung MLC auf, wobei die Stromabnehmereinrichtung 104 das Containermodul 105 in dem vollständig abgesenkten Zustand (Kontur 107) in der Stromabnehmerlängsrichtung um 5% bis 50%, vorzugsweise 15% bis 40%, weiter vorzugsweise 20% bis 30%, der maximalen Längenabmessung MLC des Containermoduls 105 überragt. Im vorliegenden Beispiel liegt dieser Wert bei 20% bis 30% der maximalen Längenabmessung MLC.
Wie oben erwähnt, kann bei bestimmten Varianten kann jedoch auch ein Konzept mit einer zweistufigen Schwingungsdämpfung realisiert sein. Hierbei können zusätzlich beispielsweise Dämpfungselemente zwischen der Trägereinheit 104.3 und dem Containermodul 105 vorgesehen sein. Hierzu kann die Containerschnittstelleneinrichtung 104.7 der Trägereinheit 104.3 dann eine erste Schwingungsdämpfungseinrichtung (beispielsweise Dämpfungselemente) umfassen. Diese erste Schwingungsdämpfungseinrichtung ist dann bevorzugt derart abgestimmt, dass im Wesentlichen ihre gesamte Schwingungsdämpfungswirkung in einem ersten Frequenzband FB1 liegt, während die Dachschnittstelleneinrichtung 105.1 dann eine zweite Schwingungsdämpfungseinrichtung aufweist, die derart abgestimmt ist, dass im Wesentlichen ihre gesamte Schwingungsdämpfungswirkung in einem zweiten Frequenzband FB2 liegt. Durch diese zweistufige Dämpfung ist es in einfacher Weise möglich, eine besonders gute Schwingungsdämpfung zu erzielen, da die erste und die zweite Schwingungsdämpfungseinrichtung auf unterschiedliche Frequenzen bzw. Frequenzbänder abgestimmt sein können, in denen sie ihre wesentliche Dämpfungswirkung entfalten.
Bei vorteilhaften Varianten ist vorgesehen, dass das erste Frequenzband FB1 von dem zweiten Frequenzband FB2 verschieden ist. Zusätzlich oder alternativ kann das erste Frequenzband FB1 höhere Frequenzen umfassen als das zweite Frequenzband FB2. Mithin können also durch die erste Schwingungsdämpfungseinrichtung der Containerschnittstelleneinrichtung 104.7 beispielsweise hohe Störfrequenzen gedämpft werden, während durch die Schwingungsdämpfungseinrichtung der Dachschnittstelleneinrichtung 105.1 niedrige bzw. niedrigere Störfrequenzen gedämpft werden. Die jeweiligen Dämpfungsfrequenzen lassen sich dabei nahezu beliebig an die im Betrieb des Fahrzeugs 101 auftretenden Anregungen anpassen.
Die beiden Frequenzbänder FB1 und FB2 können teileweise überlappen oder auch völlig voneinander getrennt sein. Insbesondere können das erste Frequenzband FB1 und das zweite Frequenzband FB2 höchstens über 50%, vorzugsweise höchstens über 25%, weiter vorzugsweise höchstens über 10%, insbesondere über 0%, des ersten Frequenzbands überlappen.
Das erste Frequenzband FB1 liegt vorzugsweise im Bereich von 100 Hz bis 500 Hz, vorzugsweise 150 Hz bis 400 Hz, weiter vorzugsweise 200 Hz bis 300 Hz. Zusätzlich oder alternativ liegt das zweite Frequenzband FB2 vorzugsweise im Bereich von 30 Hz bis 250 Hz, vorzugsweise 40 Hz bis 150 Hz, weiter vorzugsweise 50 Hz bis 100 Hz. Hiermit lassen sich jeweils besonders günstige Konfigurationen mit guter Dämpfung erzielen.
Es sei nochmals betont, dass die jeweilige Schwingungsdämpfungseinrichtung grundsätzlich alleine eine Komponente einer der beiden zu fügenden Komponenten (Trägereinheit 104.3 und Containermodul 105 bzw. Containermodul 105 und Dachstruktur 102.1) sein kann. Ebenso kann die jeweilige Schwingungsdämpfungseinrichtung auf beide dieser zu fügenden Komponenten verteilt sein. Genauso kann natürlich (zusätzlich oder alternativ) auch eine separate Komponente der Schwingungsdämpfungseinrichtung zwischen den beiden zu fügenden Komponenten vorgesehen sein.
Das Containermodul 105 kann grundsätzlich beliebige Komponenten der Fahrzeugausrüstung aufnehmen. Beispielsweise kann es sich um Komponenten einer Klimaanlage oder andere Hilfsbetriebseinrichtungen des Fahrzeugs 101 handeln. Besonders vorteilhafte Gestaltungen ergeben sich, wenn wie im vorliegenden Beispiel in dem Containermodul 105 wenigstens einen Teil einer der Stromabnehmereinrichtung 104 zugeordneten Hochspannungsausrüstung 108 des Schienenfahrzeugs 101 angeordnet ist. Dabei sind in dem Containermodul 105 bevorzugt zumindest 40%, vorzugsweise zumindest 60%, weiter vorzugsweise 80% bis 100%, der der Stromabnehmereinrichtung zugeordneten Hochspannungsausrüstung des Schienenfahrzeugs 101 angeordnet. Insbesondere können in dem Containermodul 105 ein Haupttransformator 108.1 und/oder ein Hauptschalter und/oder ein Stromwandler und/oder ein Spannungswandler und/oder ein Trenner und/oder ein Überspannungsableiter und/oder ein Erder der Hochspannungsausrüstung 108 angeordnet sein, die der Stromabnehmereinrichtung 104 des Schienenfahrzeugs 101 zugeordnet ist.
Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Stromabnehmereinrichtung 104 gegebenenfalls mit der gesamten zugeordneten Hochspannungsausrüstung 108 in dem Containermodul 105, bedarfsweise einschließlich des Haupttransformators 108.1, als modulare Einheit 104, 105 vorzufertigen und zu prüfen. Der Montage- und Prüfaufwand nach Montage der modulare Einheit 104, 105 auf dem der Dachstruktur 102.1 des Schienenfahrzeugs 101 wird hierdurch erheblich minimiert.
Eine weitere besonders vorteilhafte Funktionsintegration, die sich neben dem reduzierten Fertigungsaufwand zudem positiv auf den erforderlichen Bauraum auswirkt, kann erzielt werden, wenn wie im vorliegenden Beispiel in dem Containermodul 105 wenigstens einen Teil eines Antriebs 109 der Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 angeordnet ist. Diese Teile des Antriebs 109 sind dann zudem in vorteilhafter Weise vor Umwelteinflüssen (d.h. Verschmutzung, Beschädigung etc.) geschützt. Bevorzugt ist in dem Containermodul 105 eine Balgantriebseinheit und/oder eine Federspeicherantriebseinheit und/oder eine elektrische Antriebseinheit des Antriebs 109 der Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 angeordnet.
Ebenso ist es generell (zusätzlich oder alternativ) natürlich möglich, Komponenten des Antriebs 109 außerhalb des Containermoduls 105 anzuordnen, wobei diese dank der besonderen Variabilität bei der Gestaltung des Containermoduls 105 vorteilhafterweise zumindest teilweise in einer Vertiefung des Containermoduls 105 (beispielsweise in einer Vertiefung in der Oberseite des Containermoduls 105) angeordnet sein können, wie dies in 1 durch die gestrichelte Kontur 109.1 angedeutet ist.
Das Containermodul 105 mit der Stromabnehmereinrichtung 104 kann das einzige in der näheren Umgebung an der Dachstruktur 102.1 des Schienenfahrzeugs 101 montierte austauschbare Modul sein. Die Gestaltung der Stromabnehmereinrichtung 104 ermöglicht es jedoch auch, angrenzende, auf Erdpotenzial liegende Komponenten, wie beispielsweise weitere Containermodule 110, 111, näher an das Containermodul 105 heranzurücken, da die auf dem Containermodul 105 montierte Trägereinrichtung 104.3 bereits stets auf Erdpotenzial liegt und daher keine großen Luftstrecken zu den angrenzenden Komponenten (beispielsweise weiteren Containermodulen 110, 111) vorgesehen werden müssen. Hierdurch kann der Platzbedarf der Dachaufbauten in der Stromabnehmer- bzw. Fahrzeuglängsrichtung insgesamt erheblich in reduziert werden.
Besonders gut kommen die beschriebenen Vorteile hinsichtlich einer kompakten Gestaltung daher zum Tragen, wenn wie im vorliegenden Beispiel ein weiteres Containermodul 110 mit der Dachstruktur 102.1 verbunden ist, das in der Stromabnehmerlängsrichtung an das Containermodul 105 angrenzt.
Dabei kann ein minimaler Abstand MATC zwischen der Trägereinheit 104.3 und dem weiteren Containermodul 110 in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 100%, vorzugsweise weniger als 75%, weiter vorzugsweise (wie im vorliegenden Beispiel) 25% bis 50%, einer maximalen Höhenabmessung MHC des Containermoduls 105 in der Stromabnehmerhöhenrichtung (z-Richtung) betragen. Zusätzlich oder alternativ kann der minimale Abstand zwischen der Trägereinheit 104.3 und dem weiteren Containermodul 105 in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 300 mm, vorzugsweise weniger als 225 mm, weiter vorzugsweise (wie im vorliegenden Beispiel) 75 mm bis 150 mm, betragen.
Zusätzlich oder alternativ kann ein minimaler Abstand MACC zwischen dem Containermodul 105 und dem weiteren Containermodul 110 in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 100%, vorzugsweise weniger als 75%, weiter vorzugsweise (wie im vorliegenden Beispiel) 25% bis 50%, einer maximalen Höhenabmessung MHC des Containermoduls 105 in der Stromabnehmerhöhenrichtung betragen. Zusätzlich oder alternativ kann ein minimaler Abstand zwischen dem Containermodul 105 und dem weiteren Containermodul 110 in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 300 mm, vorzugsweise weniger als 225 mm, weiter vorzugsweise (wie im vorliegenden Beispiel) 75 mm bis 150 mm, betragen. Mit allen diesen Varianten lassen sich vorteilhaft kompakte Konfigurationen des modularen Dachaufbaus erzielen.
Im vorliegenden Beispiel ragt dabei die Hebe-und-Senk-Einheit 104.2 zumindest in dem vollständig abgesenkten Zustand (Kontur 107) in der Stromabnehmerlängsrichtung über das weitere Containermodul 110. Ebenso kann die Kontakteinheit 104.1 zumindest in dem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung bei anderen Varianten über ein gegebenenfalls am anderen Ende angrenzendes weiteres Containermodul 111 ragen (welches gleichermaßen nahe an das Containermodul 105 gerückt sein kann). Auch mit diesen Varianten lassen sich jeweils vorteilhaft kompakte Konfigurationen des modularen Dachaufbaus erzielen.
Bei einer Variante der Stromabnehmereinheit 104 weist die Kontakteinheit 104.1 in der Stromabnehmerquerrichtung zu beiden Seiten äußere Auflaufeinheiten in Form von Auflaufhörnern 104.8 auf, die im vollständig abgesenkten Zustand der Stromabnehmereinheit 104 sogar die Trägereinheit 104.3 (in der Stromabnehmerhöhenrichtung) nach unten überragen.
Bei herkömmlichen Gestaltungen ist in der Regel durch solche vergleichsweise weit nach unten ragenden Auflaufeinheiten das Maß, um welches die Stromabnehmereinrichtung abgesenkt werden kann, begrenzt, um ein Aufliegen der Auflaufeinheiten (z B. der Auflaufhörner) auf der Dachstruktur zu vermeiden. Alternativ werden Klappmechanismen für die Auflaufeinheiten (z B. der Auflaufhörner) verwendet, um die Stromabnehmereinrichtung möglichst weit absenken zu können.
In einer Variante des vorliegenden Beispiels ist jedoch eine deutlich günstigere Lösung implementiert, die Dank der Verwendung des Containermoduls 105 einfach realisiert werden kann. So kann vorgesehen sein, dass die jeweilige äußere Auflaufeinheit 104.8 in dem vollständig abgesenkten Zustand die Seitenwände 105.4 des Containermoduls 105 in der Stromabnehmerquerrichtung überragt und in der Stromabnehmerhöhenrichtung mit der jeweiligen Seitenwand 105.4 überlappt, wie dies in 1 und 2 durch die Kontur 113 angedeutet ist. Die Auflaufeinheiten können mit anderen Worten im vollständig abgesenkten Zustand seitlich neben dem Containermodul 105 zum Liegen kommen, wodurch sich die Bauhöhe der Stromabnehmeranordnung 103 in diesem Zustand noch weiter bzw. auf ein Minimum reduzieren lässt.
Die Stromabnehmeranordnung 103 kann bei Schienenfahrzeugen 101 für beliebige Geschwindigkeitsbereiche vorteilhaft zum Einsatz kommen. So kann das Schienenfahrzeug 101 wie im vorliegenden Beispiel für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 300 km/h, insbesondere von 320 km/h bis 390 km/h, ausgebildet sein.
Ebenso kann das Schienenfahrzeug 101 für den Fernverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 160 km/h bis 180 km/h, insbesondere von 160 km/h bis 250 km/h, insbesondere von 180 km/h bis 250 km/h, ausgebildet sein.
Schließlich kann das Schienenfahrzeug 101 für den Nah- und Regionalverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 80 km/h bis 100 km/h, insbesondere von 80 km/h bis 160 km/h, insbesondere von 100 km/h bis 160 km/h, ausgebildet sein. In allen diesen Geschwindigkeitsbereichen können die oben beschriebenen Vorteile bei gegebenenfalls entsprechender Anpassung gut zum Tragen kommen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 201 bzw. der der erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung 203 beschrieben. Die Stromabnehmeranordnung 203 entspricht in ihrer grundsätzliche Funktion und Gestaltung der Stromabnehmeranordnung 103 der 1 und 2 und kann die Stromabnehmeranordnung 103 in dem Fahrzeug 101 ersetzen. Im Folgenden wird daher primär nur auf die Unterschiede eingegangen, wobei identische Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen sind, während gleichartige Komponenten mit einem um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Soweit nachfolgend nichts anderes ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Eigenschaften und Vorteile dieser Komponenten ausdrücklich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 verwiesen.
Ein Unterschied zu der primär beschriebenen Gestaltung des ersten Ausführungsbeispiels besteht wiederum darin, dass die Kontakteinheit 204.1 in der Stromabnehmerquerrichtung zu beiden Seiten äußere Auflaufeinheiten in Form von Auflaufhörnern 204.8 aufweist, die im (durch die Kontur 207 angedeuteten) vollständig abgesenkten Zustand der Stromabnehmereinheit 204 sogar die Trägereinheit 204.3 (in der Stromabnehmerhöhenrichtung) nach unten überragen. Anders als in der oben beschriebenen Variante des ersten Ausführungsbeispiels (dortige Kontur 113) überragen die äußeren Auflaufeinheit 204.8 die Seitenwände 205.4 des Containermoduls 205 in der Stromabnehmerquerrichtung nicht.
Um auch hier wieder eine möglichst weit gehende Absenkung zu realisieren, ist im vorliegenden Beispiel jedoch Dank der erhöhten Gestaltungsflexibilität des Containermoduls 205 eine ebenfalls günstige Lösung implementiert. So ist das Containermodul 205 so gestaltet, dass die jeweilige äußere Auflaufeinheit 204.8 in dem vollständig abgesenkten Zustand (siehe Kontur 207) in der Stromabnehmerhöhenrichtung teilweise in eine Vertiefung 205.5 in der Oberseite des Containermoduls 205 eintaucht. Auch hierdurch lässt sich die Bauhöhe der Stromabnehmeranordnung 203 in diesem vollständig abgesenkten Zustand deutlich reduzieren.
Im vorliegenden Beispiel ist weiterhin eine besonders strömungsgünstige Gestaltung realisiert, indem die Stromabnehmereinrichtung 204 in dem vollständig abgesenkten Zustand vollständig (d.h. über 100% ihrer maximalen Höhenabmessung) in eine Vertiefung 205.6 des Containermoduls (105; 205) eintaucht. Hierdurch wird erreicht, dass die gesamten Stromabnehmereinrichtung 203 inklusive der Kontakteinheit 204.1 im vollständig abgesenkten Zustand nicht mehr im freien Luftstrom liegen und daher keine ungünstigen Verwirbelungen mehr erzeugen.
Bei anderen Varianten kann auch nur ein Teil der Stromabnehmereinrichtung 204 in die Vertiefung 205.6 des Containermoduls 105 eintauchen. Insbesondere kann die Stromabnehmereinrichtung 204 über 20% bis 60%, vorzugsweise 35% bis 90%, weiter vorzugsweise 70% bis 100%, ihrer maximalen Höhenabmessung in die Vertiefung 205.6 des Containermoduls 105 eintauchen. So kann es ausreichen, dass nur die Teile der Stromabnehmereinrichtung 204, die besonders starke oder störende Verwirbelungen erzeugen, in der Vertiefung 205.6 des Containermoduls 105 liegen.
Im vorliegenden Beispiel folgt die Außenkontur 205.7 der Vertiefung 205.6 in einer (entlang der Stromabnehmerhöhenrichtung erfolgenden) Draufsicht der Außenkontur der (vollständig abgesenkten) Stromabnehmereinrichtung 204 mit einem Abstand, sodass die Stromabnehmereinrichtung 204 mit anderen Worten in die Vertiefung 205.6 eingepasst ist bzw. umgekehrt die Vertiefung 205.6 an die Stromabnehmereinrichtung 204 angepasst ist.
Die im vorliegenden Beispiel als im Wesentlichen A-förmiger Trägerrahmen ausgebildete Trägereinheit 204.3 ist dabei auf der Oberseite des Containermoduls 205 am Boden 205.8 der Vertiefung 205.6 befestigt. Es sei kurz erwähnt, dass hierbei hinsichtlich der Anbindung Trägereinheit 204.3 an das Containermodul 205 und der Gestaltung des Containermoduls 205 (insbesondere hinsichtlich Versteifung und Eigenfrequenzen) dieselben Varianten realisiert werden können wie bei ersten Ausführungsbeispiel.
Hierbei ergibt sich weiterhin dadurch eine besonders günstige, weil sehr niedrig bauende Konfiguration, dass in den in der Stromabnehmerquerrichtung und in der Stromabnehmerlängsrichtung neben der Vertiefung 205.6 liegenden Abschnitten des Containermoduls 205 wenigstens ein Teil der der Stromabnehmereinrichtung 204 zugeordneten Hochspannungsausrüstung 208 des Schienenfahrzeugs 201 angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um die schematisch angedeuteten Komponenten 208.2, 208.3, 208.4, die den Boden 205.8 der Vertiefung 205.6 nach oben überragen. Hierdurch erhält man eine besonders dichte Packung der Komponenten der Stromabnehmeranordnung 203 und damit eine strömungsgünstige kompakte Konfiguration mit geringer Bauhöhe über der Dachstruktur 102.1.
Bei diesen Komponenten 208.2, 208.3, 208.4 kann es sich um einen Hauptschalter, einen Stromwandler, einen Spannungswandler, einen Trenner, einen Überspannungsableiter und/oder ein Erder aber auch um den Haupttransformator der Hochspannungsausrüstung 208 handeln.
Die strömungsgünstige Gestaltung kann zudem noch dadurch verbessert werden, dass die angrenzenden Containermodule 110 und 111 entsprechende an das Containermodul 205 angrenzende Strömungsleitelemente aufweisen, wie dies in 3 durch die Kontur 214 angedeutet ist.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich im Zusammenhang mit einem Fahrzeug für einen Triebzug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit anderen Arten von Schienenfahrzeugen, insbesondere mit anderen Nennbetriebsgeschwindigkeiten, zum Einsatz kommen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008032588 A1 [0003]
WO 9637395 A1 [0004]

Claims

Stromabnehmeranordnung zur Montage in einem Dachbereich eines Schienenfahrzeugs (101; 201) mit - einer Stromabnehmereinrichtung (104; 204), die eine Stromabnehmerlängsrichtung, eine Stromabnehmerquerrichtung sowie eine Stromabnehmerhöhenrichtung definiert, und - einem Containermodul (105; 205) zur Montage in dem Dachbereich des Schienenfahrzeugs (101; 201), wobei - die Stromabnehmereinrichtung (104; 204) eine Kontakteinheit (104.1; 204.1) zum Kontaktieren einer Oberleitung, eine die Kontakteinheit (104.1; 204.1) tragende Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) und eine die Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) tragende Trägereinheit (104.3; 204.3) aufweist, - die Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) zum Anheben und Absenken der Kontakteinheit (104.1; 204.1) in der Stromabnehmerhöhenrichtung ausgebildet ist und - die Trägereinheit (104.3; 204.3) in der Stromabnehmerhöhenrichtung auf einer Oberseite des Containermoduls (105; 205) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) eine Isolatoreinrichtung (104.4) umfasst, welche die Potenzialtrennung zwischen der Kontakteinheit (104.1; 204.1) und dem Containermodul (105; 205) herstellt.
Stromabnehmeranordnung nach Anspruch 1, wobei - die Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) wenigstens einen Schwenkarm (104.5, 104.6) umfasst, wobei - der wenigstens eine Schwenkarm (104.6) insbesondere durch die Isolatoreinrichtung (104.4) in einen der Kontakteinheit (104.1; 204.1) zugeordneten hochspannungsseitigen Teil und einen der Trägereinheit (104.3; 204.3) zugeordneten erdungsseitigen Teil getrennt ist.
Stromabnehmeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei - die Trägereinheit (104.3; 204.3) unmittelbar an dem Containermodul (105; 205) befestigt ist, wobei - die Trägereinheit (104.3; 204.3) insbesondere unmittelbar formschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Containermodul (105; 205) verbunden ist.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Trägereinheit (104.3; 204.3) ohne Zwischenschaltung von Hochspannungsisolatoren an dem Containermodul (105; 205) befestigt ist, und/oder - die Trägereinheit (104.3; 204.3) über eine elektrisch leitende Verbindung an dem Containermodul (105; 205) befestigt ist.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei - das Containermodul (105; 205) eine Dachschnittstelleneinrichtung (105.1) zur Anbindung an den Dachbereich des Schienenfahrzeugs aufweist, wobei - die Dachschnittstelleneinrichtung (105.1) insbesondere eine Schwingungsdämpfungseinrichtung umfasst.
Stromabnehmeranordnung nach Anspruch 5, wobei - die Trägereinheit (104.3; 204.3) ohne Zwischenschaltung von Schwingungsdämpfern an dem Containermodul (105; 205) befestigt ist, und/oder - die Trägereinheit (104.3; 204.3) über eine im Wesentlichen starre Verbindung an dem Containermodul (105; 205) befestigt ist.
Stromabnehmeranordnung nach Anspruch 5, wobei - die Trägereinheit (104.3; 204.3) eine Containerschnittstelleneinrichtung (104.7) zur Anbindung an das Containermodul (105; 205) aufweist, - die Containerschnittstelleneinrichtung (104.7) eine weitere Schwingungsdämpfungseinrichtung umfasst, wobei insbesondere - die weitere Schwingungsdämpfungseinrichtung der Containerschnittstelleneinrichtung (104.7) derart abgestimmt ist, dass im Wesentlichen ihre gesamte Schwingungsdämpfungswirkung in einem ersten Frequenzband liegt, und die Schwingungsdämpfungseinrichtung der Dachschnittstelleneinrichtung (105.1) derart abgestimmt ist, dass im Wesentlichen ihre gesamte Schwingungsdämpfungswirkung in einem zweiten Frequenzband liegt, wobei insbesondere - das erste Frequenzband von dem zweiten Frequenzband verschieden ist und/oder - das erste Frequenzband höhere Frequenzen umfasst als das zweite Frequenzband und/oder - das erste Frequenzband und das zweite Frequenzband höchstens über 50%, vorzugsweise höchstens über 25%, weiter vorzugsweise höchstens über 10%, insbesondere über 0%, des ersten Frequenzbands überlappen und/oder - das erste Frequenzband im Bereich von 100 Hz bis 500 Hz, vorzugsweise 150 Hz bis 400 Hz, weiter vorzugsweise 200 Hz bis 300 Hz, liegt, und/oder - das zweite Frequenzband im Bereich von 30 Hz bis 250 Hz, vorzugsweise 40 Hz bis 150 Hz, weiter vorzugsweise 50 Hz bis 100 Hz, liegt.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Containermodul (105; 205) einen ersten Anbindungsbereich zum Anbinden der Trägereinheit (104.3; 204.3) aufweist und einen zweiten Anbindungsbereich zum Anbinden an den Dachbereich des Schienenfahrzeugs (101; 201) aufweist und - das Containermodul (105; 205) zumindest in dem ersten Anbindungsbereich und/oder dem zweiten Anbindungsbereich eine Versteifungseinrichtung (105.3) zum Versteifen des Containermoduls (105; 205) aufweist, wobei insbesondere - sich die Versteifungseinrichtung (105.3) von dem ersten Anbindungsbereich zu dem zweiten Anbindungsbereich erstreckt und/oder - die Versteifungseinrichtung (105.3) derart ausgebildet ist, dass das Containermodul (105; 205) eine Eigenfrequenz erster Ordnung aufweist, die im Bereich von 40 Hz bis 400 Hz, vorzugsweise 50 Hz bis 200 Hz, weiter vorzugsweise 50 Hz bis 100 Hz, liegt.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Containermodul (105; 205) in der Stromabnehmerquerrichtung eine maximale Breitenabmessung aufweist und - die Trägereinheit (104.3; 204.3) eine Containerschnittstelleneinrichtung (104.7) zur Anbindung an das Containermodul (105; 205) aufweist, wobei - die Containerschnittstelleneinrichtung (104.7) eine maximale Stützbreite in der Stromabnehmerquerrichtung definiert und - die maximale Stützbreite 50% bis 100%, vorzugsweise 65% bis 95%, weiter vorzugsweise 75% bis 90%, der maximalen Breitenabmessung des Containermoduls (105; 205) beträgt.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Kontakteinheit (104.1; 204.1) in der Stromabnehmerquerrichtung zu beiden Seiten äußere Auflaufeinheiten (104.8, 113; 204.8), insbesondere Auflaufhörner, aufweist, wobei - die jeweilige äußere Auflaufeinheit (113) zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand eine Seitenwand (105.4) des Containermoduls (105) in der Stromabnehmerquerrichtung überragt und insbesondere in der Stromabnehmerhöhenrichtung mit der Seitenwand (105.4) überlappt oder - die jeweilige äußere Auflaufeinheit (204.8) zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerhöhenrichtung zumindest teilweise in eine Vertiefung (205.5) des Containermoduls (205) eintaucht.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Stromabnehmereinrichtung (104; 204) zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand über 20% bis 60%, vorzugsweise 35% bis 90%, weiter vorzugsweise 70% bis 100%, ihrer maximalen Höhenabmessung in eine Vertiefung (205.6) des Containermoduls (105; 205) eintaucht, wobei insbesondere - eine Außenkontur (205.7) der Vertiefung (205.6) in einer entlang der Stromabnehmerhöhenrichtung erfolgenden Draufsicht einer Außenkontur der Stromabnehmereinrichtung (204) mit einem Abstand folgt und/oder - in wenigstens einem in der Stromabnehmerquerrichtung und/oder in der Stromabnehmerlängsrichtung neben der Vertiefung (205.6) liegenden Abschnitt des Containermoduls (205) wenigstens einen Teil (208.2, 208.3, 208.4) einer der Stromabnehmereinrichtung (204) zugeordneten Hochspannungsausrüstung (108) des Schienenfahrzeugs (201) angeordnet ist.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Stromabnehmereinrichtung (104; 204) das Containermodul (105; 205) zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung überragt, wobei insbesondere - das Containermodul (105; 205) in der Stromabnehmerlängsrichtung eine maximale Längenabmessung aufweist und die Stromabnehmereinrichtung (104; 204) das Containermodul (105; 205) zumindest in einem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung um 5% bis 50%, vorzugsweise 15% bis 40%, weiter vorzugsweise 20% bis 30%, der maximalen Längenabmessung des Containermoduls (105; 205) überragt.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - in dem Containermodul (105; 205) wenigstens einen Teil einer der Stromabnehmereinrichtung (104; 204) zugeordneten Hochspannungsausrüstung (108) des Schienenfahrzeugs angeordnet ist, wobei insbesondere - in dem Containermodul (105; 205) zumindest 40%, vorzugsweise zumindest 60%, weiter vorzugsweise 80% bis 100%, der der Stromabnehmereinrichtung (104; 204) zugeordneten Hochspannungsausrüstung (108) des Schienenfahrzeugs angeordnet sind und/oder - in dem Containermodul (105; 205) ein Haupttransformator (108.1) und/oder ein Hauptschalter und/oder ein Stromwandler und/oder ein Spannungswandler und/oder ein Trenner und/oder ein Überspannungsableiter und/oder ein Erder der der Stromabnehmereinrichtung (104; 204) zugeordneten Hochspannungsausrüstung (108) des Schienenfahrzeugs angeordnet ist.
Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - in und/oder auf dem Containermodul (105; 205) wenigstens ein Teil eines Antriebs (109) der Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) angeordnet ist, wobei insbesondere - in und/oder auf dem Containermodul (105; 205) eine Balgantriebseinheit und/oder eine Federspeicherantriebseinheit und/oder eine elektrische Antriebseinheit des Antriebs (109) der Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) angeordnet ist. und/oder - wenigstens ein Teil eines Antriebs (109) in einer Vertiefung des Containermoduls (105; 205) auf dem Containermodul (105; 205) angeordnet ist.
Schienenfahrzeug mit einer Stromabnehmeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die in einem Dachbereich des Schienenfahrzeugs (101; 201) an einer Dachstruktur (102.1) des Schienenfahrzeugs (101; 201) montiert ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 15, wobei - das Containermodul (105; 205) über eine Schwingungsdämpfungseinrichtung mit der Dachstruktur (102.1) verbunden ist, wobei - insbesondere eine Dachschnittstelleneinrichtung (105.1) des Containermoduls (105; 205) die Schwingungsdämpfungseinrichtung umfasst.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 15 oder 16, wobei - eine Schwingungsdämpfungseinrichtung vorgesehen ist, wobei - die Schwingungsdämpfungseinrichtung dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung (104; 204) induzierten Eintrag von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 1000 Hz, vorzugsweise von 20 Hz bis 800 Hz, weiter vorzugsweise von 100 Hz bis 800 Hz, zu dämpfen, und/oder - die Schwingungsdämpfungseinrichtung eine Körperschallreduktionseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung (104; 204) induzierten Eintrag von Körperschall in die Dachstruktur (102.1) zu reduzieren, und/oder - die Schwingungsdämpfungseinrichtung eine Luftschallreduktionseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung (104; 204) induzierten Eintrag von Luftschall in die Dachstruktur (102.1) zu reduzieren.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei - ein weiteres Containermodul (110; 111) mit der Dachstruktur (102.1) verbunden ist, das in der Stromabnehmereinrichtung (104; 204) an das Containermodul (105; 205) angrenzt, wobei insbesondere - ein minimaler Abstand zwischen der Trägereinheit (104.3; 204.3) und dem weiteren Containermodul (110; 111) in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 100%, vorzugsweise weniger als 75%, weiter vorzugsweise 25% bis 50%, einer maximalen Höhenabmessung des Containermoduls (105; 205) in der Stromabnehmerhöhenrichtung beträgt, und/oder - ein minimaler Abstand zwischen der Trägereinheit (104.3; 204.3) und dem weiteren Containermodul (110; 111) in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 300 mm, vorzugsweise weniger als 225 mm, weiter vorzugsweise 75 mm bis 150 mm, beträgt. und/oder - ein minimaler Abstand zwischen dem Containermodul (105; 205) und dem weiteren Containermodul (110; 111) in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 100%, vorzugsweise weniger als 75%, weiter vorzugsweise 25% bis 50%, einer maximalen Höhenabmessung des Containermoduls (105; 205) in der Stromabnehmerhöhenrichtung beträgt, und/oder - ein minimaler Abstand zwischen dem Containermodul (105; 205) und dem weiteren Containermodul (110; 111) in der Stromabnehmerlängsrichtung weniger als 300 mm, vorzugsweise weniger als 225 mm, weiter vorzugsweise 75 mm bis 150 mm, beträgt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 18, wobei - die Hebe-und-Senk-Einheit (104.2) zumindest in dem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung über das weitere Containermodul (110) ragt und/oder - die Kontakteinheit (104.1; 204.1) zumindest in dem vollständig abgesenkten Zustand in der Stromabnehmerlängsrichtung über das weitere Containermodul (111) ragt.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei - es für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 300 km/h, insbesondere von 320 km/h bis 390 km/h, ausgebildet ist oder - es für den Fernverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 160 km/h bis 180 km/h, insbesondere von 160 km/h bis 250 km/h, insbesondere von 180 km/h bis 250 km/h, ausgebildet ist oder - es für den Nah- und Regionalverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 80 km/h bis 100 km/h, insbesondere von 80 km/h bis 160 km/h, insbesondere von 100 km/h bis 160 km/h, ausgebildet ist.