DE19608202A1 - Wippe für Stromabnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wippe für Stromabnehmer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Schleifstücke einer Wippe müssen in manchen Fällen vertikal bewegbar an dem Scheitelrohr des Stromabnehmers gelagert sein und federnd mit der nötigen Anpreßankraft gegen den Fahrdraht gedrückt werden. Für die Lagerung dient eine Führungskonstruk­ tion, die bei bekannten Wippen zugleich die Federungsfunktion ausübt wie z. B. im Fall von Wippen mit Einzelfederung der Schleifstücke unter Verwendung von Blattfederführungen (DE 31 04 678 C2). Wippen mit Einzelfederung sind allerdings konstruktiv aufwendig.

Auch bei Rahmenwippen, deren Schleifstücke durch einen Rahmen starr miteinander verbunden sind, ist es üblich, die erforder­ lichen Federn zugleich zur Horizontalführung und Lagerung des relativ zum Scheitelrohr beweglichen Rahmens zu verwenden. Beispielsweise ist es bekannt, die beiden Enden von zwei den Rahmen bildenden Druckstäben jeweils durch elastische Zugmittel mit dem Scheitelrohr zu verbinden, z. B. durch insgesamt vier symmetrisch zum Scheitelrohr angeordnete Zugfedern oder Stäbe mit als Zugmittel dienenden elastischen Lagerungen (DE 42 19 112 A1).

Ferner ist es bekannt, zur Führung einer Rahmenwippe, also zur Verbindung des Rahmens mit dem Scheitelrohr parallel zur Fahrt­ richtung angeordnete Lenkerelemente zu verwenden, in die Gummi­ verdrehelemente in Form sogenannter "Rosta"-Elemente eingebaut sind, die bekanntlich aus im Querschnitt viereckigen metalli­ schen Innen- und Außenschalen bestehen, zwischen die entspre­ chend profilierte Gummielemente eingesetzt sind, welche eine begrenzte Verdrehung der Metallschalen relativ zueinander zulassen und dabei im wesentlichen auf Druck beansprucht sind. Die Gummiverdrehelemente dienen hier nicht nur zur Führung der Wippe, sondern zugleich wird auch die erforderliche Feder­ funktion ausschließlich von ihnen erfüllt. Bei dieser Art der Federung ist es schwierig, ein den jeweiligen Betriebsbedin­ gungen entsprechendes optimales Federverhalten zu erreichen. Abgesehen von einer nicht linearen Abhängigkeit der Federkraft vom Federweg ändert sich die Härte des Gummimaterials und damit das Federverhalten mit der Umgebungstemperatur. Außerdem sind bei den bekannten, mit Gummiverdrehelementen vom "Rosta"-Typ geführten und gefederten Wippen präzise und entsprechend aufwendige Nutenführungen zur Vermeidung von Querbewegungen erforderlich.

Allgemein ist festzustellen, daß die bekannten Wippen relativ schwer und/oder aufwendig sind und die Verwendung der vorhan­ denen Führungs- und Lagerelemente gleichzeitig zur Federung oder die Verwendung der benötigten Federn auch zur Horizontal­ führung eine Optimierung jeder dieser Funktionen erschwert.

Ziel der Erfindung ist eine Rahmenwippe, die sich einerseits durch geringes Gewicht, wenige Teile und geringen Konstruk­ tionsaufwand auszeichnet und andererseits eine optimale Federung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Wippe gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich bei möglichst weitgehender Entkopplung der Lagerung der Wippe am Scheitelrohr und insbesondere der Horizontalführungsfunktion von der Feder­ funktion der Wippe sowohl eine bessere Führung als auch eine bessere Federung als bisher erreichen lassen.

Zur horizontalen Abstützung oder Führung der Wippe (in Fahrt­ richtung) sind im Prinzip nur zwei einerseits am Scheitelrohr und andererseits an einer Rahmenseite z. B. unter einem der Schleifstücke verdrehbar gelagerte Längslenker erforderlich, die bei Belastung der Wippe vertikal hebelartig um die Scheitel­ rohrachse schwenkbar sind. Diese Hebellagerung kann sehr leicht und konstruktiv einfach sein und kommt mit weniger Teilen aus als vergleichbare bekannte Wippen.

Außerdem ist die hier beschriebene Wippe sehr einfach am Trieb­ fahrzeug montierbar.

Als besonders vorteilhaft erweist sich die Verwendung von zylindrischen Metall-Gummi-Buchsen mit jeweils zwei koaxialen Metallzylinderteilen und einem radial zwischen ihnen befestig­ ten Gummizylinderteil als Lagerbuchsen für die Lenkerelemente, wobei das eine Metallzylinderteil starr mit dem Lenkerelement und das andere Metallzylinderteil starr mit der Scheitelrohr­ konstruktion am einen Lenkerende bzw. mit dem Rahmen am anderen Lenkerende verbunden ist. Derartige an sich im Handel erhält­ liche und beispielsweise im Kraftfahrzeugbau bewährte) Gummi­ verdrehelemente zeichnen sich durch spielfreie Lagerung und äußerst geringe Reibung aus, erfordern keine Passungen und sind unempfindlich gegen Stöße. Ferner sind sie nicht nur radial, sondern auch axial belastbar und unempfindlich gegen Fluch­ tungsfehler. Sie sind um die den erforderlichen Wippenbewegungen entsprechenden Winkel verdrehbar, etwa 15° bis 30° oder bei radialer Doppelausführung auch entsprechend mehr, und erlauben auch beträchtliche Querbewegungen der Innen- und Außenteile relativ zueinander. Da diese Gummiverdrehelemente erfindungs­ gemäß keine Federfunktion ausüben sollen, die hier an sich unerwünscht ist, kann ein sehr nachgiebiges Gummimaterial verwendet werden, dessen Federwirkung gegenüber derjenigen der von der Hebellagerung getrennten Feder ausreichend klein ist und deren Funktion daher kaum beeinträchtigt.

Die eigentliche Feder soll sich auf dem Scheitelrohr oder auf einem fest oder nachgiebig mit dem Scheitelrohr verbundenen Teil abstützen und von der Führungskonstruktion, also von der beschriebenen Hebellagerung getrennt, d. h. nicht horizontal kraftschlüssig damit verbunden sein, womit eine wirkungs- oder funktionsmäßige Entkopplung gemeint ist, die jedes gewünschte und weitgehend temperaturunabhängige Federverhalten ohne Beein­ trächtigung durch die Horizontalführungsfunktion ermöglicht. Die Feder kann auch räumlich von den Lenkern und deren Lagerun­ gen entfernt oder aber statt dessen in enger konstruktiver Nachbarschaft mit ihnen angeordnet sein, so daß die konstruktiv jeweils günstigste Anordnung gewählt werden kann. Besonders geeignet sind beispielsweise eine Blattfeder oder zwei symmetrisch parallel zur Fahrtrichtung angeordnete Blattfedern (worunter auch Blattfederpakete zu verstehen sind), die im Prinzip keiner starren Befestigung bedürfen, doch können je nach Bedarf und Zweckmäßigkeit auch beliebige sonstige Feder­ systeme verwendet werden.

Bei der hier beschriebenen Wippe dienen diese Federn aus­ schließlich zur Federung und zur Abstützung der Wippe in der Vertikalrichtung, und zwar nach unten, während die Wippen­ bewegung nach oben im Betrieb durch den Fahrdraht begrenzt wird.

An einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert.

Die dargestellte Wippe hat einen die Kohleschleifstücke 1 tragenden, in sich starren Rahmen 2, der nur über zwei Längs­ lenker 4, 4′ an einer Scheitelkonstruktion gelagert ist, die aus dem am Oberarm 5 befestigten Scheitelrohr 6 und einem mit dem Scheitelrohr 6 koaxialen Wippenrohr 7 besteht. Die beiden Längslenker 4, 4′ erstrecken sich annähernd parallel zur Fahrt­ richtung, so daß sie in vertikalen Ebenen, die wenigstens annähernd parallel zu der dem Fahrdraht 9 entsprechenden Fahrt­ richtung liegen, um die Scheitelrohrachse (oder eine dazu parallele Achse) schwenkbar sind. Darstellungsgemäß bestehen die beiden Längslenker aus einarmigen Elementen, deren dem Scheitelrohr 6 abgewandte Enden in der Nähe des einen Schleif­ stücks 1 am Rahmen 2 gelagert sind.

Zur Lagerung dienen vier zylindrische Metall-Gummi-Buchsen 10, 11 bzw. 10′, 11′ der eingangs beschriebenen Art. Die erste Buchse 10 ist koaxial zum Scheitelrohr 6 auf dem Wippenrohr 7 gelagert, mit dem ihr metallisches Innenzylinderteil starr verbunden ist, während ihr metallisches Außenzylinderteil starr mit dem einen Ende des ersten Längslenkers 4 verbunden ist. An seinem anderen Ende ist der Längslenker 4 starr mit dem einen Metallzylinderteil der zweiten Buchse 11 verbunden, deren anderes Metallzylinderteil starr mit einem Ansatz 12 verbunden ist, der seinerseits starr an einer vom Fahrdraht 9 entfernten Stelle auf der einen Seite des Rahmens 2 unter dem einen Kohleschleifstück 1 befestigt ist. Der zweite Längs­ lenker 4′ verbindet in derselben Weise über die beiden anderen Metall-Gummi-Buchsen 10′, 11′ das entgegengesetzte Ende der Scheitelrohrkonstruktion mit einer Stelle auf der quer zur Fahrtrichtung entgegengesetzten Seite des Rahmens 2 unter dem­ selben Kohleschleifstück 1. In der Regel sind keine weiteren Lagerverbindungen zwischen der Scheitelrohrkonstruktion und dem Rahmen 4 notwendig. Obwohl die Buchsen 10 bis 11′ auch eine gewisse Führung der Wippe quer zur Fahrtrichtung, also in ihrer eigenen Achsrichtung gewährleisten, kann es allerdings zweckmäßig sein, Bewegungen des Rahmens 2 und/oder der Lenker­ elemente in Richtung quer zur Fahrtrichtung durch Anschlagteile (nicht dargestellt) zu begrenzen. Unter Umständen können statt dessen oder auch zusätzlich Querlenker vorgesehen werden (nicht dargestellt), die zweckmäßig ebenfalls mit Metall-Gummi-Buchsen der beschriebenen Art einerseits an der Scheitelrohrkonstruk­ tion und andererseits am Rahmen gelagert sein können.

Je nach Anwendungsfall können auch andersartige Gummiverdreh­ elemente verwendet werden.

Darstellungsgemäß sind zur Federung der Wippe zwei lang­ gestreckte Blattfedern 14, 14′ parallel zur Fahrtrichtung etwa symmetrisch auf beiden Seiten des Fahrdrahtes 9 (d. h. einer die Mitte der beiden Kohleschleifstücke 1 in Fahrtrichtung schneidenden Linie) angeordnet. Die Blattfedern 14, 14′ stützen sich an ihrer Mitte von oben auf dem Wippenrohr 7 bzw. auf dem Scheitelrohr 6 ab und drücken an ihren freien Enden von unten gegen die Kohleschleifstücke 1 oder gegen dort befind­ liche Teile des Rahmens 2, den sie dadurch federnd in Richtung zum Fahrdraht 9 anheben. Die Blattfedern (14, 14′) müssen weder mit der Scheitelrohrkonstruktion noch mit dem Rahmen 2 starr verbunden sein.

Statt der dargestellten räumlichen Trennung können die Blatt­ federn 14, 14′ auch unmittelbar an den Längslenkern 4, 4′ ange­ ordnet sein und sich auf ihrer einen Seite an diesen oder ihren Lagerbuchsen abstützen. Im letztgenannten Fall könnte die kraftschlüssige Verbindung der Blattfedern mit der Scheitelrohrkonstruktion und/oder mit der einen Rahmenseite durch die Gummielemente der Lagerbuchsen gedämpft werden. Bei einer praktischen Ausführungsform kann die Blattfeder z. B. an ihrem einen Ende von unten gegen die eine Seite des Rahmens drücken, während sie auf ihrer anderen Seite eine vertikal durchgehende Ausnehmung des Längslenkers von dessen Oberseite zu seiner Unterseite durchsetzt und an der Unterseite des auf der entgegengesetzten Rahmenseite gelagerten Endes des Längslenkers angreift. Die genannte Ausnehmung des Längs­ lenkers ist zweckmäßig vollständig von ihm umschlossen, so daß Horizontalbewegungen der Blattfeder quer zu ihrer Längsrichtung begrenzt werden.

Claims (9)

1. Wippe für Stromabnehmer elektrischer Triebfahrzeuge
mit zwei parallel quer zur Fahrtrichtung angeordneten Schleif­ stücken (1) und einem die beiden Schleifstücke (1) verbindenden Rahmen (2),
mit einer den Rahmen (2) beweglich mit der Scheitelkonstruk­ tion (6, 7) des Stromabnehmers verbindenden Führungskonstruk­ tion
und mit einer die Schleifstücke (1) gegen den Fahrdraht (9) drückenden Feder (14, 14′), die sich an der Scheitelkonstruktion (6, 7) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskonstruktion durch von der Feder (14, 14′) getrennte Lenkerelemente (4, 4′) gebildet ist, die einerseits schwenkbar an der Scheitelkonstruktion (6, 7) und andererseits schwenkbar an dem Rahmen (2) gelagert sind.

2. Wippe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkerelemente (4, 4′) mit elastisch nachgiebigen Lagerbuchsen an der Scheitelkonstruktion (6, 7) und/oder an den Rahmen (2) gelagert sind.

3. Wippe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchsen durch zylindrische Metall-Gummi-Buchsen (10, 10′, 11, 11′) mit jeweils zwei Metallzylinderteilen und einem radial zwischen ihnen befestigten Gummizylinderteil gebildet sind, wobei das eine Metallzylinderteil starr mit dem Lenkerelement (4, 4′) und das andere Metallzylinderteil starr mit der Scheitelkonstruktion (6, 7) bzw. mit dem Rahmen (2) verbunden ist.

4. Wippe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führungsverbindung zwischen Rahmen (2) und Scheitelrohr (6) nur zwei Längslenker (4, 4′) vorhanden sind, die in wenigstens annähernd parallel zur Fahrtrichtung liegenden vertikalen Ebenen schwenkbar angeordnet sind.

5. Wippe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Bewegungen des Rahmens (2) und/ oder der Lenkerelemente (4, 4′) in Richtung horizontal quer zur Fahrtrichtung durch Anschlagteile begrenzt sind.

6. Wippe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14, 14′) eine lang­ gestreckte, allgemein in Fahrtrichtung angeordnete, an ihrer Mitte abgestützte Blattfeder ist, deren Enden den Rahmen (2) nach oben in Richtung zum Fahrdraht (9) drücken.

7. Wippe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zueinander parallele Blattfedern (14, 14′) oder Blatt­ federpakete vorgesehen sind.

8. Wippe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Lenkerelement eine vertikal durchgehende Ausnehmung hat, und daß die Blattfeder an ihrem einen Ende von unten gegen den Rahmen drückt, während sie auf ihrer anderen Seite die Ausnehmung des Lenkerelements durchsetzt und von unten gegen das gelagerte Ende des Lenkerelements drückt.

9. Wippe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Lenkerelemente (4, 4′) bildende Gummiverdrehelemente (10-11′) so gestaltet und ihr Gummimaterial so gewählt ist, daß ihre Gesamtfeder­ kraft beim Verschwenken der Lenkerelemente (4, 4′) wesentlich geringer ist als diejenige der von ihnen getrennten Feder oder Federn (14, 14′).