DE19856636A1

DE19856636A1 - Stromabnehmer für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE19856636A1
Application number: DE19856636A
Authority: DE
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Bombardier Transportation GmbH
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: EP1140550A1; DE19856636C2; CA2352790A1; CN1329549A; PL347930A1; AU1864000A; KR20010086069A; WO2000032437A1; JP2002532041A

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bauraum für den Stromabnehmerkopf unter gleichzeitiger Senkung der Geräuschemission und des Verschleißes an der Schleifleiste merklich zu reduzieren. DOLLAR A Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Wippe 4 aus mindestens zwei parallel zum Fahrdraht ausgerichteten, miteinander einen Winkel einschließenden, senkrecht zueinander gestellten einstückigen Hebelarmen 8, 9 unterschiedlicher Länge gebildeten Winkelhebel 10 zusammengesetzt ist, die jeweils gegen eine etwa senkrecht am kürzeren Hebel 9 angreifende Zugfeder 12 geringer Steifheit um einen gemeinsamen festen Drehpunkt schwenkbar angeordnet ist. Der längere Hebelarm 8 drückt direkt gegen die Schleifleistenanordnung und bewegt diese beim Heben und Senken in annähernd vertikaler Richtung auf einem Kreisbahnabschnitt mit sehr großem Durchmesser. Zwischen den Winkelhebeln 10 ist ein hydraulischer Drehdämpfer 13 angeordnet, der in Wirkverbindung mit den Winkelhebeln steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge mit einem eine Schleifleistenanordnung tragenden, als Gehäuse ausgebildeten, Hörner aufweisenden, stromlinienförmigen Wippenkörper, der starr auf dem Isolatorflansch eines Isolators befestigt ist.

Die von Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeuge, erreichbare Maximalgeschwindigkeit wird bekanntlich durch die Stromabnahme vom Fahrdraht über den Stromabnehmer maßgeblich bestimmt, der gegen den Fahrdraht gedrückt wird. Es ergibt sich eine Kontaktkraft zwischen Fahrdraht und Stromabnehmer, die infolge der dynamischen Interaktion von Fahrdraht und Stromabnehmer beträchtlich variieren kann.

Die Größe dieser Kontaktkraft wird erheblich beeinflußt durch die Reibung zwischen den Schleifleisten und dem Fahrdraht, der Steifigkeit der Oberleitung, der örtlichen oder temporären Geometrieveränderungen durch unterschiedliche Fahrdrahthöhen, Zickzack-Verlegung des Fahrdrahtes, Abnutzung der Schleifleiste und des Fahrdrahtes, unterschiedliche aerodynamische Einflüsse infolge wechselnder Fahrrichtung und Fahrzeugformen, Wind und Fahrzeuggeschwindigkeit, Schwingungsverhalten des Stromabnehmers und des Fahrdrahtes sowie Änderung der Strömungsgeschwindigkeit bei Gegenverkehr in Tunneln.

Diese komplexen Einflüsse führen insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten zu starken Schwankungen der Kontaktkräfte und damit zu Unterbrechungen der elektrischen Energiezufuhr.

Diese Probleme versucht die Lehre nach der DE-A 28 30 027 dadurch zu lösen, daß die dem Luftstrom ausgesetzten Teile des Stromabnehmers mit strömungsstabilisierenden Umkleidungen versehen sind, wobei der Stromabnehmerkopf von einer in Leichtbauweise aus Isoliermaterial hergestellten, tragflügelartig ausgebildeten strömungsstabilisierenden Umkleidung umgeben ist, aus der die Schleifleisten des Stromabnehmers herausragen.

Aus der JP-A 274304-1995 ist ein Schleifschuhtragsystem für Eisenbahntriebwagen- Stromabnehmer bekannt, der aus einem Schleifschuh mit elliptischen oder kugelförmigem Querschnitt, dessen Längsachse in Fahrtrichtung liegt, einem oben auf dem Schleifschuh montierten Schleifstück, das den Fahrdraht berührt, einer Anpreßvorrichtung, die das Schleifstück an den Fahrdraht anpreßt, einer Stützfeder, die dem Drehachsenbereich des Schleifschuhs die Federung gibt und einem Dämpfer, der die Bewegungen des Drehachsenbereiches des Schleifschuhs dämpft, besteht. Durch die Anbringung einer Fahrtwindstabilisierungsplatte am Schleifschuh hinten wird der Kontaktpunkt zum Fahrdraht hinter die Drehachse des Schleifschuhs und der Fahrtwindmittelpunkt des Schleifschuhs hinter dem Kontaktpunkt zum Fahrdraht gelegt.

Es ist auch bekannt, das Schleifstück eines Stromabnehmers im Stromabnehmerkopf entweder starr am oder vertikal direkt federgelagert im Stromabnehmerkopf anzuordnen (EP-A 0 635 392, JP-A 7123508, EP-A 0 697 304, DE-A 195 40 914). Allen diesen bekannten Stromabnehmern ist der Nachteil gemeinsam, daß sie einen verhältnismäßig großen Bauraum beanspruchen, materialintensiv sind und auch zu hohen Schallemissionen führen. Die starre Anordnung der Schleifleiste im Stromabnehmerkopf ist nur bedingt geeignet, hochfrequente Schwingungen des Fahrdrahtes aufnehmen. Die große Masse des Schleifstückträgers führt bei hohen Geschwindigkeiten einerseits zu hohem Verschleiß und andererseits infolge des hohen Auftriebes zur Gefahr des Abspringens vom Fahrdraht, wodurch Lichtbogen entstehen, die zur Beschädigung des Schleifstückes führen können.

Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Bauraum für den Stromabnehmerkopf unter gleichzeitiger Senkung der Geräuschemission und des Verschleißes an der Schleifleiste merklich zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, die Wippe mit allen Bauteilen im stromlinienförmigen Gehäuse des Wippenkörpers auf engstem Raum kompakt unterzubringen. Dies gewährleistet zugleich eine merklich geringere Schallemission. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die weit geringere Masse des Stromabnehmers die Schleifleiste einem weitaus geringerem Verschleiß unterliegt und in der Lage ist, hochfrequente Schwingungen des Fahrdrahtes ohne Abriß zu kompensieren.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der erfindungsgemäße Stromabnehmer gleichermaßen für Anwendungen im Hoch- und Niedriggeschwindigkeitsbereich anwendbar ist, so daß eine kostengünstige Nachrüstung bereits im Einsatz befindlicher Stromabnehmer ohne große Änderungen möglich ist.

Die Erfindung soll nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher veranschaulicht werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Wippenkörpers mit Schleifleiste und Isolator,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Wippe mit Schleifleiste,

Fig. 3 eine Draufsicht gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 einen Schnitt durch den Wippenkörper gemäß Linie A-A der Fig. 3.

Auf dem Dach eines Hochgeschwindigkeitsfahrzeuges ist wie in Fig. 1 und 2 angedeutet ein Isolator 1 starr auf einem Isolatorträger 2 befestigt. Der Isolatorflansch 3 trägt eine Wippe 4 mit einem stromlinienförmigen Wippenkörper 5, in dem die Schleifleiste 6 gelagert ist.

Zwischen der Schleifleiste 6 und dem Isolatorflansch 3 befindet sich eine Feder- Dämpfereinheit 7 (siehe Fig. 3 und 4). Diese Feder-Dämpfereinheit 7 setzt sich aus zwei etwa in der Breite der Schleifleiste 6 beabstandete laschenartige, jeweils zwei zueinander senkrechte stehende, miteinander verbundene Hebelarme 8 und 9 aufweisende, einstückige Winkelhebel 10 zusammen. Beide Hebelarme 8 und 9 sind gemeinsam um einem festen Drehpunkt D_p drehbar, wobei der gegenüber dem Hebelarm 9 etwas längere Hebelarm 8 mit seinem leicht abgewinkelten Ende an der Schleifleistenanordnung 11 schwenkbar angelenkt ist. Der kürzere Hebelarm 9 ist anderenends an einer Zugfeder 12 befestigt, die einstellbar am Isolatorflansch 3 festgelegt ist. Zwischen den beiden parallel zueinander gelegenen Winkelhebeln 10 ist ein hydraulischer Drehdämpfer 13 befestigt, dessen Betätigungsglied 14 in ein im Winkelhebel 10 eingearbeitetes Langloch 15 eingreift. Die Zugfeder 12 veranlaßt bei einer Krafteinwirkung auf die Schleifleiste 6 eine Drehbewegung der Winkelhebel 10, so daß der leicht abgewinkelte Hebelarm 8 eine Schwenk- bzw. Drehbewegung in Richtung der Schleifleistenanordnung 11 ausführt. Diese Drehbewegung wird nachhaltig durch den Drehdämpfer 13 aufgefangen und gedämpft. Die Zugfedern 12 haben ein sehr geringe Steifheit. Diese Feder-Dämpfereinheit 7 ermöglicht ausschließlich eine vertikale Einfederung. Die starre Befestigung des Wippenkörpers 5 am Isolator 1 stellt sicher, daß die Windlast vom stromlinienförmigen Wippenkörper aufgenommen wird und nur ein sehr geringer aerodynamischer Anteil von der Schleifleiste entfällt.

Die Wippe 4 ist mit Hörnern 16 (Fig. 1) versehen, die durch einen im Wippenkörper 5 montierten pneumatischen Antrieb 17 auf unterschiedliche Wippenbreiten, beispielsweise 1950 mm und 1600 mm, einstellbar sind.

Liste der Bezugszeichen

1

Isolator

2

Isolatorträger

3

Isolatorflansch

4

Wippe

5

Wippenkörper

6

Schleifleiste

7

Feder-Dämpfereinheit

8

langer Hebelarm

9

kurzer Hebelarm

10

Winkelhebel

11

Schleifleistenhalterung

12

Zugfeder

13

Drehdämpfer

14

Betätigungsglied

15

Langloch

16

Horn

17

pneumatischer Antrieb
D_p

Drehpunkt

Claims

1. Stromabnehmer für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge, mit einem eine Schleifleistenanordnung tragenden, als Gehäuse ausgebildeten, Hörner aufweisenden Wippenkörper, der starr auf dem Isolatorkörper befestigt ist, und mit einer im Gehäuse angeordneten Wippe, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (4) aus mindestens zwei parallel zum Fahrdraht ausgerichteten, miteinander einen Winkel einschließenden, senkrecht zueinander gestellten einstückigen Hebelarmen (8; 9) unterschiedlicher Länge gebildeten Winkelhebel (10) zusammengesetzt ist, die jeweils gegen eine etwa senkrecht am kürzeren Hebel (9) angreifende Zugfeder (12) geringer Steifheit um einen gemeinsamen festen Drehpunkt (D_p) schwenkbar angeordnet sind, wobei der längere Hebelarm (8) direkt gegen die Schleifleistenanordnung (11) drückend anliegt und diese in annähernd vertikaler Richtung auf einem Kreisbahnabschnitt mit sehr großem Durchmesser beim Heben und Senken bewegt, und daß zwischen den Winkelhebeln (10) ein hydraulischer Drehdämpfer (13) angeordnet ist, der in Wirkverbindung mit den Winkelhebeln (10) steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den längeren Hebelarmen (8) des Winkelhebels (10) zueinander fluchtende Langlöcher (15) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung zwischen Drehdämpfer (13) und den Winkelhebeln (10) aus ein in die Langlöcher (15) kulissenartig eingreifende Betätigungsglied (14) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichent, daß der längere Hebelarm (9) mit einem gegen die Schleifleistenhalterung abgewinkelten Ende versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelhebel (10) aus Stanzblech bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des hydraulischen Drehdämpfers (13) ein mechanischer Drehdämpfer vorgesehen ist, der aus Hebelarmen besteht, welche einerends in senkrechter Flucht zum gemeinsamen Drehpunkt (D_p) am kürzeren Hebelarm (9) um einen weiteren festen Drehpunkt schwenkbar und anderenends an der Schleifleistenhalterung unterhalb des Anlenkpunktes des längeren Hebelarmes (8) schwenkbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfedern (12) am Isolatorflansch (3) verstellbar befestigt sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Wippenkörpers aus GFK- oder CFK-Verbundwerkstoffen besteht.