DE19652367A1 - Stromabnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromabnehmer gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Stromabnehmer dieser Art haben die Aufgabe, elektrische Energie von einer Oberlei­ tung zu einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug zu übertragen. Die bis jetzt be­ kannten Stromabnehmer sind mit einer oder zwei Schleifleisten versehen, deren Längsachsen senkrecht zur Längsrichtung der Oberleitung verlaufen. Mit Hilfe einer Haltevorrichtung, die als Wippe oder Schere ausgebildet ist, wird der Kontakt zwi­ schen der Oberleitung und der bzw. den Schleifleisten aufrechterhalten.

Die bisherigen Konstruktionen mit rein passiv gelagerten Schleifleisten gewährleisten nur bedingt gute Kontaktverhältnisse zwischen den Schleifleisten und der Oberlei­ tung. Windanregungen, die Schwingungen im Fahrdraht hervorrufen, Übergangsstel­ len der Oberleitungen, und eine durchgängige Zick-Zack-Führung der Oberleitung verursachen starke Schwankungen der Kontaktkräfte, so daß es zu einer Unterbre­ chung des Kontakts und damit zu einer Unterbrechung der elektrischen Energieüber­ tragung von der Oberleitung zu dem Fahrzeug kommt. Dieses Problem tritt verstärkt bei höheren Geschwindigkeiten auf. Es verursacht Beschränkungen in der fahrbaren Zuggeschwindigkeit sowie einen erhöhten Verschleiß der Schleifleisten und Oberlei­ tungen, was hohe Instandhaltungskosten zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromabnehmer aufzuzeigen, des­ sen Schleifleiste bzw. Schleifleisten mit der Oberleitung zerstörungsfrei in eine elek­ trisch leitende Verbindung gebracht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stromabnehmer mit einem Stabilisator in Form eines Windblechs,

Fig. 2 eine Variante des in Fig. 1 dargestellten Stromabnehmers.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromabnehmer 1 umfaßt im wesentlichen eine Schleiflei­ stenanordnung 2 mit zwei Schleifleisten 3 und 4, eine Haltevorrichtung 5 sowie einen Stabilisator 6, der nachfolgend auch als Windblech bezeichnet ist. Die Haltevorrich­ tung 5 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Halbschere ausgebildet. Es besteht auch die Möglichkeit eine als Wippe (hier nicht dargestellt) ausgebildete Haltevorrichtung 5 zu verwenden. Die Haltevorrichtung 5 ist an ihrem ersten Ende 5A mit einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 100 verbunden. Das zweite Ende 5B der Haltevorrichtung 5 ist V-förmig ausgebildet, wobei die beiden Tragarme 5C und 5D über ein Scheitelrohr 7 miteinander verbunden sind. An den Enden 7A und 7B des Scheitelrohrs 7 ist jeweils eine federende Abstützung 8, 9 montiert, über welche die Schleifleistenanordnung 2 mit dem Scheitelrohr 7 verbunden ist. Die Haltevorrichtung 5 ist mit Hilfe eines Federsystems (hier nicht dargestellt) in der Höhe derart verstell­ bar, daß die an ihrem zweiten Ende 5B befestigte Schleifleistenanordnung 2 mit einer definierten Kraft gegen die Oberleitung 110 gedrückt wird. An dem Scheitelrohr 7 ist der Stabilisator 6 drehbar gehaltert. Der Stabilisator 6 ist als plattenähnliches Bauele­ ment ausgebildet. Seine beiden Oberflächen 6F sind, wie an Hand von Fig. 1 zu se­ hen ist, konvex gewölbt. Seine Abmessungen sollten so gewählt werden, daß er min­ destens eine Fläche von 20 cm.30 cm aufspannt. Das plattenähnliche Bauelement 6 ist an seiner dicksten Stelle mit einer durchgehenden Bohrung 6B versehen, die sich zwischen den beiden seitlichen Begrenzungsflächen 6S erstreckt. Durch die Bohrung 6B ist das Scheitelrohr 7 hindurchgesteckt ist, so daß die Drehachse 6A des Stabili­ sators 6 parallel zur Längsachse des Scheitelrohrs 4 ausgerichtet ist. Der Stabilisator 6 ist mittig zwischen den beiden Enden 7A und 7B des Scheitelrohrs 7 symmetrisch angeordnet. An dem Scheitelrohr 4 ist neben dem Stabilisator 6 eine optische Meß­ vorrichtung 10 installiert. Mit ihr wird kontinuierlich der senkrechte Abstand zu der Schleifleistenanordnung 2 gemessen. Der Signalausgang 10A der Meßvorrichtung 10 steht mit einem Stellglied 11 in Verbindung, das als Mikroprozessor ausgebildet ist. Das Stellglied 11 ist zu diesem Zweck an den Stabilisator 6 angekoppelt. Mit Hilfe des Stellglieds 11 wird der Anstellwinkel α des Windblechs 6 eingestellt. Die Größe des einzustellenden Anstellwinkels α hängt von der Größe des Abstands zwischen der Schleifleistenanordnung 2 und dem Scheitelrohr 7 und der Größe des Neigungs­ winkels ϕ ab, den die Haltevorrichtung 5 mit einer horizontalen Ebene einschließt. Befinden sich die Oberleitung 110 und die Schleifleistenanordnung 2 in einem elek­ trisch leitenden Kontakt, bei der die Schleifleistenanordnung 2 durch die Federkräfte der Halterung 5 gegen die Oberleitung 110 gedrückt wird, die Oberleitung 110 jedoch selbst keine Kraft auf die Schleifleistenanordnung 2 ausgeübt, so ist der Stabilisator bzw. das Windblech 6 in einer horizontalen Ebene angeordnet. Beginnt die Oberlei­ tung 110, aus welchem Grund auch immer, eine Kraft auf die Schleifleistenanordnung 2 auszuüben, so verringert sich der Abstand zwischen der Schleifleistenanordnung 2 und dem Scheitelrohr 7, da die federnden Abstützungen 8 und 9 dadurch zusammen­ gedrückt werden. Gleichzeitig wird auch eine Kraft auf die Haltevorrichtung 5 ausge­ übt, auf Grund dessen sich der Neigungswinkel ϕ ändert. Diese Änderung des Ab­ stands zwischen der Schleifleistenanordnung 2 und dem Scheitelrohr 7 wird von der Meßvorrichtung 10 erfaßt. Ebenso die Größe des Neigungswinkels ϕ. In Abhängigkeit von den ermittelten Meßsignalen wird der Stabilisator 6 auf einen Anstellwinkel α <0 eingestellt. Hierdurch wird der Stabilisator 6 so aufgerichtet, daß seine erste Oberflä­ che 6F gegen die Richtung des Fahrtwinds 112 gerichtet ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Fahrtwind 112 auf den Stabilisator 6 drückt. Dadurch wirkt eine Gegenkraft gegen die Federkraft der Haltevorrichtung 2 erzeugt. Der Stromabnehmer 1 wird abgesenkt und kann damit der Kraft ausweicht, die von der Oberleitung 110 auf die Schleifleisten 3 und 4 ausgeübt wird. Die Größe des Windblechs 6 wird so gewählt, daß die von dem Fahrtwind 112 ausgeübte Kraft, deren Größe von dem au­ genblicklichen Anstellwinkel α mitbestimmt wird, so groß ist, daß die Schleifleisten­ anordnung 2 den Kräften der Oberleitung 110 ausweichen kann. Durch diese Maß­ nahmen wird eine Abnutzung bzw. eine Beschädigung der Schleifleisten 3 und 4 un­ terbunden.

Der in Fig. 2 dargestellte Stromabnehmer 1 ist im wesentlichen baugleich mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Gleiche Bauteile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Strom­ abnehmern 1 besteht in der Vorrichtung, die zur Einstellung des Anstellwinkels α verwendet wird. Die hier verwendete Vorrichtung 20 wird durch ein Gestänge gebil­ det. Dieses ist mit seinem ersten Ende 20A an der Schleifleistenanordnung 2 befe­ stigt. Das zweite Ende 20B des Gestänges 20 ist frei beweglich mit dem Stabilisator 6 verbunden. Bevorzugt wird das zweite Ende des Gestänges 20 mit der Kante des plattenähnliches Bauelement 6 verbunden, die bei einem Anstellwinkel α < null nach unten gerichtet ist. Mit Hilfe der Vorrichtung 20 wird der Anstellwinkel α immer auf ei­ ne solche Größe eingestellt, die zu dem Abstand zwischen der Schleifleistenanord­ nung 2 und dem Scheitelrohr 7 direkt proportional ist.

Claims (7)

1. Stromabnehmer mit wenigstens einer eine Schleifleistenanordnung (2) tra­ genden in der Höhe verstellbaren Haltevorrichtung (5), an deren freien Enden ein Scheitelrohr (7) befestigt ist, auf dessen Enden (7A, 7B) die Schleifleistenanordnung (2) federnd abgestützt ist, welche für die Übertragung elektrischer Energie von einer Oberleitung (102) zu einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug (100) vorgesehen ist, mit dem der Stromabnehmer (1) verbunden ist, gekennzeichnet, durch mindestens ei­ nen Stabilisator (6), der am Scheitelrohr (7) drehbar befestigt ist.

2. Stromabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabi­ lisator (6) als plattenähnliches Bauelement ausgebildet ist, dessen Oberflächen (6F) konvex gewölbt sind, und daß der Stabilisator (6) mittig und symmetrisch zwischen den beiden Enden (7A und 7B) des Scheitelrohrs (7) positioniert und seine Drehachse (6A) parallel zur Längsachse des Scheitelrohrs (7) ausgerichtet ist.

3. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine elektrooptische arbeitende Vorrichtung (10) oder eine mechanisch arbeitende Vorrichtung (20) vorgehen ist, mit welcher der Anstellwinkel (α) des Stabilisators (6) in Abhängigkeit von der Größe der relativen Einfederung der Schleifleistenanordnung (2) und dem Neigungswinkel (ϕ) der Haltevorrichtung (2) einstellbar ist.

4. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die mechanische Vorrichtung (20) als Gestänge ausgebildet ist, das an der Schleifleistenanordnung (2) fest gehaltert und mit dem Stabilisator (6) kräftefrei ver­ bunden ist.

5. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die elektrooptisch arbeitende Vorrichtung (10) als Meßvorrichtung ausgebil­ det ist, an die ein Stellglied (11) angeschlossen ist, das als Mikroprozessor ausgebil­ det und mit dem Stabilisator (6) steuernd in Verbindung steht.

6. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abmessungen des Stabilisators (6) auf die Federkraft der Halte­ vorrichtung (5) abgestimmt sind.

7. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stabilisator (6) eine Fläche von wenigstens 20 cm.30 cm aufspannt.