DE1513645B2 - Einrichtung zur beeinflussung der luftstroemung im bereich der stromabnehmer von elektrischen triebfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung im Bereich der Stromabnehmer (Schere- oder Halbschere) von elektrischen Triebfahrzeugen zur sicheren Kontaktgabe des Stromabnehmerkopfes am Fahrdraht, unter Verwendung eines eine Hilfsströmung erzeugenden, maschinellen Aggregates.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung im Bereich der Stromabnehmer von elektrischen Triebfahrzeugen bekannt, bei der ein vorzugsweise innerhalb des umschlossenen Raumes des Triebfahrzeugs angeordneter Sauglüfter vorgesehen ist, der hinter der vorderen Stirnkante des Fahrzeugs einen Unterdruck hervorruft, um ein Abheben des Stromabnehmers vom Fahrdraht zu verhindern (DT-PS 04 240). Dabei soll durch den vom Sauglüfter erzeugten Unterdruck die bei hohen Geschwindigkeiten nach oben gerichtete, beträchtliche Kräfte auf den Fahrdraht ausübende Luftströmung so beeinflußt werden, daß eine annähernd parallel zum Fahrdraht gerichtete Luftströmung erreicht wird, so daß der schädliche Luftauftrieb an der Vorderkante des elektrischen Triebfahrzeugs, der den Fahrdraht von den Stromabnehmern zu entfernen sucht, vermieden wird.

Mit dieser bekannten Einrichtung zur Parallelausrichtung der von der Stirnseite des Triebfahrzeugs erzeugten Luftauftriebsströmung läßt sich jedoch eine Stabilisierung des am oberen Ende des Stromabnehmers angeordneten Stromabnehmerkopfes in seiner Lage und seinem Anpreßdruck am Fahrdraht nicht oder nur bedingt erreichen; dies gilt insbesondere dann, wenn am

ίο oberen Ende bzw. im Scheitelpunkt des Stromabnehmers ein in bekannter Weise als abgefederte Wippe ausgebildeter, drehbar gelagerter Stromabnehmerkopf vorgesehen ist, der zwei im Abstand hintereinander parallel angeordnete Schleifleisten trägt. Bei einem derartigen Stromabnehmerkopf muß nicht nur dafür Sorge getragen werden, daß dieser stets mit genügendem Anpreßdruck am Fahrdraht anliegt und eine Geradführung hat, sondern insbesondere auch dafür, daß bei besonders hohen Fahrzcuggcschwindigkeitcn der Stromabnehmerkopf nicht zu flattern beginnt und ein Ausgleich des auf die vordere Schleifleiste des Stromabnehmerkopfes einwirkenden Luftwiderstandes, der zum Verkanten des Stromabnehmerkopfes und zum Abheben der hinteren Schleifleiste vom Fahrdraht führen kann, erfolgt, damit stets beide Schlcifleistcn gleichmäßig am Fahrdraht anliegen.

Man hat bisher diesen Forderungen auf mechanischem Wege zu entsprechen versucht, indem man den Stromabnehmerkopf mittels besonderer Führungen und Federmechaniken am oberen Ende des Stromabnehmers drehbar bzw. schwenkbeweglich so aufgehängt hat. daß ein Ausgleich der Anpreßkraft von der vorderen auf die hintere Schleifleiste erreicht und das unerwünschte Flattern vermieden wurde (vgl. /.. B.

DT-AS 10 86 271, DT-PS 12 19 511). Allen diesen und ähnlichen bekannten mechanischen Lösungen sind aber eine Reihe unvermeidbarer Nachteile gemeinsam: Sie sind witterungs- und korrosionsanfällig, neigen zu Verklemmungen und bedürfen besonderer Wartung: sie bedingen außerdem ein zusätzliches Gewicht an den oberen Punkten des Stromabnehmers und führen leicht zu einer Veränderung der Charakteristik desselben. Weiterhin haben sie keinen oder nur einen sehr geringen Einfluß in bezug auf den Anpreßdruck.

Um einen solchen zusäztlichen Anpreßdruck durch einen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten zusätzlichen Auftrieb bei als Wippen ausgebildeten Stromabnehmerköpfen zu erreichen, ist es bereits bekannt, den Auflaufhörnern der Wippe ein nach unten konkaves Profil zu geben (DT-AS 11 15 758) oder auch jeden Schleifleistenträger mit einem Flügelblech zu versehen, die jeweils aufeinander zugerichtet sind und einen nach oben geneigten freistehenden Teil aufweisen (DT-AS 11 90 022). Hiermit wird zwar der gewünschte zusätzliehe Auftrieb der Wippe und damit eine zusätzliche Anpreßkraft derselben erreicht, jedoch nur in direkter Abhängigkeit vom Fahrtwind. Ein Ausgleich zwischen dem vorderen und hinteren Schleifleistendruck läßt sich mit derartigen bekannten Leit- bzw. Prallflächen nicht herbeiführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Beeinflussung der Luftströmung im Bereich der Stromabnehmer von elektrischen Triebfahrzeugen zu schaffen, die nicht nur eine Stabilisierung des Stromabnehmerkopfes in seiner Lage und seinem Anpreßdruck am Fahrdraht bewirkt, sondern mit der sich vor allem auch ein Anpreßdruckausgleich zwischen vorderer und hinterer Schleifleiste des als Wippe

ausgebildeten Stromabnehmerkopfes und damit ein Vermeiden des sog. Flatterns erreichen läßt, und zwar unabhängig vom jeweiligen Fahrtwind und unter Fortfall der hierfür bisher bekannten mechanischen Mittel.

Hierzu geht die Erfindung von dem eingangs als bekannt erwähnten Gedanken der Verwendung eines eine Hilfsströmung erzeugenden maschinellen Aggregates aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Drucklufterzeuger (Motor, Kompressor) erzeugte Hilfsströmung auf den am Stromabnehmer drehbar gelagerten Stromabnehmerkopf gerichtet ist.

Vorzugsweise ist dabei die Hilfsströmung in Richtung und/oder Stärke variabel und in besonders vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder Windstärke veränderbar.

Erfindungsgemäß wird somit gleichsam ein Luftkissen erzeugt, das die Führung und Stabilisierung des Stromabnehmerkopfes in seiner Lage und seinem Anpreßdruck am Fahrdraht und den Ausgleich zwisehen vorderem und hinterem Schleiflcistendruck unabhängig von der Fahrtgeschwindigkeit und damit dem Fahrtwind bzw. in Anpassung hieran bewirkt, und zwar unter Fortfall der bisher üblichen mechanischen Mittel.

Die erfindungsgemäße Einrichtung, die in bekannter Weise am Stromabnehmerkopf ebenfalls geeignet ausgebildete Leit- bzw. Prallflächen vorsieht, ist in weiterer Ausgestaltung gekennzeichnet durch auf die Leit- bzw. Prallflächen des Stromabnehmerkopfs hin ausgerichtete Düsen zur gezielten Beaufschlagung mit der Hilfsströmung. Dabei sind die Düsen und/oder die Leit- bzw. Prallflächen vorzugsweise verschwenk- bzw. verstellbar und gegebenenfalls für beide Fahrtrichtungen wirkend angeordnet. Die Düsen können im Bereich unterhalb des Stromabnehmerkopfes auf dem Dach des Triebfahrzeugs, am Grundrahmen oder an den Holmen des Stromabnehmers jeweils einzeln oder an mehreren dieser Anbringungsstellen gleichzeitig angeordnet sein. In bevorzugter Ausführung für Scheren- oder Halbscherenstromabnehmer sind die Düsen an den Holmen der Unterschere dicht unterhalb des Scherengelenks angeordnet, wodurch unter Einhaltung einer konstanten Entfernung zwischen den Düsen und dem Stromabnehmerkopf die Überbrückung des Scherengelenks mit der Zuleitung zu der Düse vermieden wird.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und nachstehend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 bis 3 Seitenansichten eines Stromabnehmers in Halbscherenbauart mit als Wippe ausgebildetem Stromabnehmerkopf bei jeweils unterschiedlicher Anordnung der erfindungsgemäß vorgesehenen Luftstrom-Düsen und

Fig.4 bis 6 Seitenansichten eines Stromabnehmers in Vollscherenbauart mit einem ebenfalls als Wippe ausgebildetem Stromabnehmerkopf bei jeweils unterschiedlicher Anordnung der erfindungsgemäß vorgesehenen Luftstromdüsen.

Der Stromabnehmer, der gemäß den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen Halbscheren- oder Vollscherenbauart hat, ist als Ganzes jeweils mit 1 bezeichnet und trägt an seinem oberen Ende bzw. im Scheitelpunkt einen in. bekannter Weise als abgefederte Wippe ausgebildeten, drehbar gelagerten Stromabnehmerkopf 2.

Mittels eines Motors 3, eines Kompressors 4 und eines Druckbehälters 5 oder aber auch in anderer geeigneter Weise, beispielsweise mittels eines Gebläses, wird ein besonderer Luftstrom erzeugt. Dieser Luftstrom wird über Zuleitungen 6 zu Düsen 7 geleitet. Die Düsen 7 sind in Richtung auf den Stromabnehmerkopf 2 hin ausgerichtet und können starr oder beweglich angebracht sein. Die Düsen 7 können auf dem Fahrzeugdach bzw. am Grundrahmen 8 des Stromabnehmers 1 (Fig. 1 und 4) oder an den Holmen der Oberschere nahe dem Stromabnehmerkopf ( F i g. 3 und 6) angeordnet sein.

Vorzugsweise sind die Düsen 7 an den oberen Enden der Unterscherenholme, kurz vor dem Scherengelenk, angebracht, wodurch bei gleichbleibender Entfernung zwischen Düse und Stromabnehmerkopf ein Herumführen der Zuleitung 6 um das Scherengelenk vermieden wird. Die Düsen 7 können auch gleichzeitig an den zwei oder drei genannten unterschiedlichen Anbringungsstellen angeordnet sein und unter entsprechender Abstimmung gemeinsam auf den Stromabnehmerkopf 2 einwirken.

Der Stromabnehmerkopf 2 ist mit geeignet ausgebildeten Leit- bzw. Prallblechen 9 versehen, so daß der aus den Düsen 7 austretende Luftstrom an einem oder mehreren Punkten bzw. Flächen des Stromabnehmerkopfes 2 angreifen kann. Statt der besonderen Leit- bzw. Prallbleche 9 kann auch die Wippenkonstruktion selbst durch entsprechende Formgebung so ausgebildet sein, daß der Luftstrom unmittelbar an ihr selbst angreifen kann.

Bei dem in F i g. 1 bis 3 dargestellten Halbscheren-Stromabnehmer wird üblicherweise nur in einer Fahrtrichtung in Richtung des Pfeiles a gefahren, weshalb dort die Düsen 7 mit den Leitblechen 9 nur für diese eine Fahrtrichtung zusammenzuwirken brauchen. Bei dem in Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Stromabnehmer in Vollscherenbauart kommen dagegen die beiden Fahrtrichtungen (Pfeile a und b) in Betracht, so daß zweckmäßig für die Fahrtrichtung b weitere Leit- bzw. Prallbleche 9' vorgesehen sind, die mit weiteren, über Zuleitungen 6' gespeisten Düsen T zusammenwirken können (Fig.5 und 6). Die Düsen 7 und T können somit wechselweise, je nach Fahrtrichtung, mit den entsprechenden Leitblechen 9 und 9' zusammenwirken, sie können aber auch gemeinsam und gleichzeitig wirksam sein, und zwar in jeder der möglichen Fahrtrichtungen a oder b. Besonders vorteilhaft sind die Düsen und/oder die Leitoder Prallbleche für beide Fahrtrichtungen verstell- bzw. verschwenkbar.

Die den Luftstrom für die Düsen 7 (und/oder T) erzeugenden Aggregate (Motor 3, Kompressor 4 und Druckbehälter 5) können auf oder unter dem Dach des Triebfahrzeugs angeordnet sein. Die Steuerung dieser Aggregate bzw. des zu den Düsen gehenden Luftstromes erfolgt zweckmäßig vom Fahrerstand aus mittels geeigneter Einrichtungen. Vorzugsweise ist diese Steuerung derart ausgebildet, daß der Luftstrom während des Stillstands oder während der Fahrt nicht nur beliebig ein- und ausgeschaltet, sondern vor allem auch in seiner Stärke variiert werden kann. Vorzugsweise ist auch die Richtung des aus den Düsen austretenden bzw. auf die Leitbleche auftreffenden Luftstromes veränderbar, zum Beispiel durch eine geeignete Verschwenkbarkeit der Düsen 7, T und/oder der Leitbleche 9, 9'. Es wird dadurch ermöglicht, während des Stillstands des Triebfahrzeugs bereits eine Voreinstellung vorzunehmen und während der Fahrt entsprechende Anpassungen an die jeweiligen Betriebsbedin-

gungen durchzuführen. Besonders vorteilhaft läßt sich die Variabilität der Stärke und Richtung des Luftstroms durch Kopplung der Steuerung mit der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit oder der Windstärke durchführen, wodurch sich eine automatische Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:'

1. Einrichtung zur Beeinflussung der Luftströme im Bereich der Stromabnehmer (Schere- oder Halbschere) von elektrischen Triebfahrzeugen zur sicheren Kontaktgabe des Stromabnehmerkopfes am Fahrdraht unter Verwendung eines eine Hilfsströmung erzeugenden, maschinellen Aggregates, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Drucklufterzeuger (Motor 3, Kompressor 4) erzeugte Hilfsströmung auf den am Stromabnehmer (1) drehbar gelagerten Stromabnehmerkopf (2) gerichtet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsströmung in Richtung und/oder Stärke variabel ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsströmung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder Windstärke veränderbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei am Stromabnehmerkopf geeignet ausgebildete Leit- bzw. Prallflächen vorgesehen oder ausgebildet sind, gekennzeichnet durch auf die Leit- bzw. Prallflächen (z. B. 9,9') des Stromabnehmerkopfs (2) hin ausgerichtete Düsen (7, T) zur gezielten Beaufschlagung mit der Hilfsströmung.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7, T) und/oder die Leitbzw. Prallflächen (9,9') verschwenk- bzw. verstellbar und gegebenenfalls für beide Fahrtrichtungen wirkend angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7, T) im Bereich unterhalb des Stromabnehmerkopfes (2) auf dem Dach des Triebfahrzeuges, am Grundrahmen oder an den Holmen des Stromabnehmers (1) jeweils einzeln oder an mehreren dieser Anbringungsstellcn gleichzeitig angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7, T) an den Holmen der Unterschere dicht unterhalb des Scherengelenks angeordnet sind.