DE19837975A1

DE19837975A1 - Vorrichtung zum Abnehmen von Strom von einer Stromschiene

Info

Publication number: DE19837975A1
Application number: DE19837975A
Authority: DE
Inventors: Erich Grossenbacher; Christoph Rueetschi
Original assignee: Montech AG
Current assignee: Montech AG
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2000-03-02
Also published as: ITBZ990035A1; IT1310243B1; US6191502B1

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Abnehmen von Strom von einer Stromschiene (3) mittels einer Rolle (2.1-2.4), die beispielsweise an einem Laufwagen angeordnet ist, soll der einen Rolle (2.1, 2.3) benachbart im Abstand an der gleichen Stromschiene (3) noch zumindest eine weitere Rolle (2.2, 2.4) zugeordnet sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abnehmen von Strom von einer Stromschiene mittels zumindest einer Rolle, die beispielsweise an einem Laufwagen angeordnet ist.

Das Abnehmen von Strom von Stromschienen geschieht beispielsweise bei Vorrichtungen, die sich gegenüber der Stromschiene bewegen. Hierzu zählen insbesondere Laufwägen, die entlang von Schienen geführt sind, an denen sich üblicherweise auch die Stromschienen befinden. Laufwägen sind in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und auf dem Markt. Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel angesprochenen Laufwägen beziehen sich vor allem auf den Transport von Werkstücken, Material od. dgl. zwischen Bearbeitungsstationen, in denen an dem Werkstück Bearbeitungen vorgenommen werden. Solche Systeme werden heute beispielsweise in der Elektronikindustrie angewendet, um Leiterplatten od. dgl. mit Bauelementen zu bestücken. Dies ist aber nur beispielhaft, erfindungsgemässe Vorrichtungen zum Abnehmen von Strom von einer Stromschiene können in vielen industriellen Bereichen Anwendung finden.

Ein Beispiel, in dem eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Abnehmen von Strom von einer Stromschiene beschrieben ist, wird in der EP-A-0 728 647 gezeigt. Dort wird auch bean sprucht, dass zur Abnahme des Stromes eine Rolle aus stromleitendem Material vorgesehen ist, welche auf der Stromschiene abrollt.

In der Praxis hat sich als nachteilig herausgestellt, dass es beim Abnehmen von Strom mittels einer Rolle pro Stromschiene infolge von Dilatationsfugen, Verschmutzungen oder Versatz zu kurzen Spannungseinbrüchen kommt, die dann zu Fehlfunktionen, beispielsweise am elektronisch gesteuerten Laufwagen führen.

Um eine einwandfreie Funktion von Elektronikkomponenten zu gewährleisten, dürfen keine Spannungseinbrüche unter z. B. 5 V (TTL-Signale) oder 12 V (CMOS) etc. vorkommen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und Spannungseinbrüche zu vermeiden.

Zur Lösung der Aufgabe führt, dass der einen Rolle benachbart im Abstand an der gleichen Stromschiene noch zumindest eine weitere Rolle zugeordnet ist.

Trifft eine der beiden Rollen auf eine Dilatationsfuge, einen Versatz oder eine Verschmutzung, so wird ein möglicher Spannungseinbruch durch die zweite Rolle verhindert, so dass die kontinuiertliche Stromversorgung, z. B. einer elektronischen Steuerung gewährleistet ist.

Vor allem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Stromübertragungen von Stromschienen für Stromabnehmer von elektrisch getriebenen Fahrzeugen mit elektronischer Fahrstromsteuerung. Dilatationsfugen sind hier deshalb notwendig, weil die die Stromschiene tragende Konstruktion aus einem anderen Material besteht als die Stromschiene selbst. Bei längeren nicht dilatationsfähigen Konstruktionen würden bei Temperaturdifferenzen Schäden am Stromleiter entstehen.

Andere Fugen als Dilatationsfugen entstehen ferner beim Einbau von sogenannten Weichen in einen geraden Fahrstrang.

Zu Stromunterbrüchen führen vor allem nicht stromleitende Partikel auf der Stromschiene selbst oder ein Versatz der Stromschiene, über den eine einzelne Rolle springt.

Alle diese Faktoren, die zu einem kurzzeitigen Stromunterbruch führen können, werden durch die vorliegende Erfindung eliminiert. Aus entsprechenden Messdiagrammen geht hervor, dass die Spannungskonstanz wesentlich höher ist bei der Verwendung von zwei Stromabnehmerrollen als bei einer. Die Wahrscheinlichkeit, dass Stromunterbrüche an beiden Rollen gleichzeitig auftreten, ist ausserordentlich gering.

Um normalerweise einen Laufwagen betreiben zu können, müssen zumindest zwei Stromschienen vorgesehen sein, wobei eine Stromschiene als Nulleiter und die andere Stromschiene als Pluspol ausgebildet ist. In diesem Fall sind bevorzugt jeder Stromschiene jeweils mindestens zwei Rollen zugeordnet, welche den Strom abnehmen.

Die Übertragung des Stroms von den sich im Betrieb drehenden Rollen auf die elektrischen Anschlussstellen des Verbrauchers ist mittels Schleifkontakten (Blattfedern) vorgesehen.

In den Rollenbohrungen befinden sich Kunststoffbüchsen, welche den Stromübergang von den Rollen auf die Lagerbolzen verhindern.

Jede Rolle ist mit ihrem Lagerbolzen am gabelförmigen Ende je eines Schiebers befestigt, der sich senkrecht zur entsprechenden Stromschiene hin oder weg bewegen kann. Am anderen Ende jedes Schiebers ist eine Schraubenfeder angeordnet, welche dafür sorgt, dass die Rollen mit einer bestimmten Vorspannung an den ihnen zugeordneten Stromschienen anliegen.

Die Schieber selbst gleiten an ihrer Aussenkontur in je einem Führungskanal, gleichzeitig aber auch an je einer, etwa im Zentrum jedes Schiebers liegenden Führungsstange. Die Führungskanäle dienen dabei insbesondere als Verdrehsicherung der Schieber.

Um zu verhindern, dass die Schieber durch die Schrauben federn aus den Führungskanälen bzw. den Führungsstangen gleiten, sind Widerlager vorgesehen, welche als Hubbe grenzung wirken.

Beim Durchfahren einer sogenannten Weiche, wo die Schiene, auf der die Laufwägen fahren, teilweise kreisförmig ausgebildet ist, wo demzufolge auch die Stromschienen kreis-förmig verlaufen, ändert sich der Abstand zwischen dem Stromabnehmer und den Stromschienen. Diese Abstands differenz wird durch die oben beschriebene Schieber konstruktion ausgeglichen, was dazu führt, dass auch beim Durchfahren nicht gerader Schienenteile immer eine einwandfreie Stromversorgung der Laufwägen garantiert ist.

Die oben beschriebene Stromabnehmerkonstruktion, bei der in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Rollen aus einer Metall-Kohle-Mischung bestehen, hat ferner den Vorteil, dass sie im Betrieb ausserordentlich geringe Abnützung aufweist, was auch ihren Einsatz im Reinraum erlaubt.

Die geringe Abnützung wird durch die Minimierung der Reibung erreicht, insbesondere an den stromübertragenden Teilen.

Beim Abrollen der Stromabnehmerrolle auf der Stromschiene entsteht nur die bekanntermassen sehr geringe Rollreibung. Diese wird aber nur dann erreicht, wenn das Antriebsmoment der Rolle wesentlich grösser ist als das Moment, welches die Rolle bremst. Im vorliegenden Fall ist das Antriebsmoment der Stromabnehmerrolle gleich dem Produkt aus dem Haftreibungkoeffizienten (zwischen Stromabnehmer rolle und Stromschiene), der Anpresskraft der Rolle auf der Stromschiene und dem Radius der Rolle. Das Bremsmoment der Rolle ist gleich dem Produkt aus dem Gleitreibungs koeffizienten (zwischen dem Lagerbolzen und dem Lagerring), der Anpresskraft der Stromabnehmerrolle auf die Stromschiene und dem Radius des Lagerbolzens, zuzüglich dem Produkt aus dem Gleitreibungskoeffizienten (zwischen der Stromabnehmerrolle und der Kontaktfeder) der Anpresskraft der Kontaktfeder auf den Aussendurchmesser der Stromabnehmerrolle und dem Radius der Stromabnehmerrolle.

Bei der gewählten Dimensionierung vom Durchmesser der Stromabnehmerrollen und deren Lagerbolzen, sowie den Anpresskräften der Schraubenfeder und der Kontaktfeder wird das Antriebsmoment der Stromabnehmerrollen um ein Mehrfaches grösser als das Bremsmoment, was dazu führt, dass auch die Lebensdauer der Stromübertragungselemente entsprechend hoch ausfällt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Abnehmen von Strom;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die geöffnete Vorrichtung gemäss Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1 entlang Linie III-III.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Abnehmen von Strom weist gemäss Fig. 1 ein Gehäuse 1 auf, in welchem vier Rollen 2.1 bis 2.4 drehbar angeordnet sind. In Gebrauchslage sind diese Rollen 2.1 bis 2.4 jeweils paarweise Stromschienen 3 zugeordnet, wobei in Fig. 2 nur eine Stromschiene 3 gezeigt ist. Während die Rollen 2.1 und 2.2 für eine als Pluspol ausgebildete Stromschiene gedacht sind, rollen die Rollen 2.3 und 2.4 eine Stromschiene ab, die ein Nullleiter ist.

Jede Rolle 2.1 bis 2.4 befindet sich an einem Schieber 4.1 bis 4.4, der in einem Führungskanal 5.1 bis 5.4 gleitbar angeordnet ist. Die Positionen 4.3 und 4.4 bzw. 5.3 und 5.4 sind zeichnerisch nicht dargestellt. Die Bewegung der Schieber 4.1 bis 4.4 geschieht in Richtung des Pfeiles x.

In dem Führungskanal 5.1 bis 5.4 steht der Schieber 4.1 bis 4.4 unter dem Druck einer Schraubenfeder 6, die eine Führungsstange 7 umfängt, welche an dem Gehäuse 1 festgelegt ist. Diese Führungsstange 7 greift in eine Längsbohrung 13 (siehe Fig. 3) in den Schieber 4.1 bis 4.4 ein, wobei der Schieber 4.1 bis 4.4 an dieser Führungsstange 7 geführt ist.

Damit der Schieber 4.1 bis 4.4 nicht aus dem Führungskanal 5.1 bis 5.4 herausgleiten kann, sind Widerlager 8 an den Schiebern 4.1 bis 4.4 vorgesehen, welche entsprechende Rastleisten 9 hintergreifen.

Die Übertragung des Stromes erfolgt von der Stromschiene 3 auf die Rollen 2.1 und 2.2 bzw. von einer weiteren Stromschiene auf die Rollen 2.3 und 2.4. Jese der beiden Rollen 2.1 und 2.2 bzw. 2.3 und 2.4 sind elektrisch miteinander verbunden. Am Umfang jeder Rolle liegt eine Kontaktfeder 12 an, welche seitlich an den Schiebern 4.1 bis 4.4 befestigt ist und je einen Anschluss 11.1 bis 11.4 aufweist (Positionen 11.3 und 11.4 sind zeichnerisch nicht dargestellt).

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Abnehmen von Strom von einer Stromschiene kann beispielsweise ein Laufwagen zugeordnet werden, wie er in der EP-A-0 728 647 beschrie ben ist. Die Rollen 2.1 bis 2.4 liegen dabei paarweise von einander entlang den Stromschienen beabstandet diesen an und rollen jeweils paarweise eine Stromschiene 3 ab.

Gelangen die Rollen 2.1 bis 2.4 in den Bereich einer Dilatationsfuge, so kann kurzzeitig ein Unterbruch der Stromabnahme bei derjenigen Rolle stattfinden, welche die Dilatationsfuge überläuft. Für den Stromabnehmer wirkt sich dies aber in keinster Weise aus, da zu dem Zeitpunkt die zweite Rolle noch vollständig an der Stromschiene 3 anliegt bzw. diese abläuft. Das Gleiche gilt auch bei möglichen anderen Störungen, wie beispielsweise bei einem Versatz der Stromschiene oder bei einer Verschmutzung.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Rolle

3

Stromschiene

4

Schieber

5

Führungskanal

6

Schraubenfeder

7

Führungsstange

8

Widerlager

9

Rastleiste

10

Gabel

11

Anschluss

12

Kontaktfeder

13

Längsbohrung
x Pfeilrichtung

Claims

1. Vorrichtung zum Abnehmen von Strom von einer Stromschiene (3) mittel zumindest einer Rolle (2.1-2.4), die beispielsweise an einem Laufwagen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Rolle (2.1, 2.3) benachbart im Abstand an der gleichen Stromschiene (3) noch zumindest eine weitere Rolle (2.2, 2.4) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur einer Stromschiene (3) zumindest eine weitere Stromschiene vorgesehen ist, auf der zumindest zwei Rollen (2.3, 2.4) zum Abnehmen von Strom abrollen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rolle (2.1-2.4) ein Anschluss (11.1-11.4) an einen elektrischen Verbraucher, insbesondere Elektromotor, zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Anschluss (11.1-11.4) eine Kontaktfeder (12) zum Rollenumfang führt und dort anliegt.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (2.1-2.4) entgegen der Kraft einer Schraubenfeder (6) weg von der Stromschiene (3) bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (2.1-2.4) an einem Schieber (4.1-4.4) drehbar lagert, der sich in einem Führungskanal (5.1-5.4) gegen die Kraft einer Schraubenfeder (6) abstützt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (4.1-4.4) eine Längsbohrung (13) aufweist, über die er auf einer Führungsstange (7) geführt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Schieber (4.1-4.4) eine Gabel (10) vorgesehen ist, welche die Rolle (2.1-2.4) zwischen sich zur drehbaren Lagerung aufnimmt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (4.1-4.4) in dem Führungskanal (5.1-5.4) ein Widerlager (8) zum Halten des Schiebers (4.1-4.4) in dem Führungskanal (5.1 - 5.4) aufweist.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (2.1-2.4) aus einer Metall-Kohle-Mischung besteht.