EP1136340A2 - Erdungskontakt - Google Patents

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EP1136340A2
EP1136340A2 EP01106770A EP01106770A EP1136340A2 EP 1136340 A2 EP1136340 A2 EP 1136340A2 EP 01106770 A EP01106770 A EP 01106770A EP 01106770 A EP01106770 A EP 01106770A EP 1136340 A2 EP1136340 A2 EP 1136340A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
cover
disk
earth
contact element
Prior art date
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Granted
Application number
EP01106770A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1136340B1 (de
EP1136340A3 (de
Inventor
Lothar Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schunk Bahn und Industrietechnik GmbH Germany
Original Assignee
Schunk Bahn und Industrietechnik GmbH Germany
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Filing date
Publication date
Application filed by Schunk Bahn und Industrietechnik GmbH Germany filed Critical Schunk Bahn und Industrietechnik GmbH Germany
Publication of EP1136340A2 publication Critical patent/EP1136340A2/de
Publication of EP1136340A3 publication Critical patent/EP1136340A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1136340B1 publication Critical patent/EP1136340B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F15/00—Axle-boxes
    • B61F15/20—Details
    • B61F15/28—Axle-boxes modified to ensure electrical conductivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64—Devices for uninterrupted current collection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail

Definitions

  • the invention relates to a ground contact for the transmission of currents between fixed vehicle parts of an electrically powered vehicle, in particular intended for local rail traffic, and its rotating wheel axis, preferably with central recess on the ground contact side, coaxial with its central axis, preferably comprising a directly or indirectly starting from the wheel axle the recess covering contact disc, one with the stationary vehicle part cover connected like bearing housing, from which a contact element like carbon brush proceeds, as well as a pressure and spring element through which the contact element and the contact disk interact with each other when subjected to force.
  • Working currents from electrically powered vehicles can be via axle shafts and axle wheels be returned to the rail and thus to the energy source.
  • the transfer from the fixed vehicle parts on the rotating axles are made with special current bridges, which are commonly referred to as reverse current / ground contacts.
  • the roller bearings of axles can be in the emergency or fault current circuit.
  • the reverse current / grounding contact form a low-resistance bridge. If there is a queue above the warehouse Voltage starting at 1 V (Fritt voltage), for example, begins the current flow through the bearing. Coupled with a surge in the amount of current, the value of the transition voltage drops then only drops to approx. 0.5 V.
  • Reverse current / earth contacts should be good in all operating situations of the vehicle and secure electrical connection between the reverse current grounding connection on the vehicle and the wheel axle on a defined current path.
  • a carbon brush trained contact element on a contact disk which in turn, for example a flange is connected to the wheel axle.
  • the contact disc can be made of steel or Carbon exist.
  • Known grounding contacts whose main tasks are the transfer of Working current, transmission of signal current and vehicle or protective earthing are the DE-OS 1 953 043, DE 41 27 336 A1 or DE 92 10 799 Ul.
  • the axle has a central cutout in which an axle insert is inserted and is electrically and mechanically connected to the drive axle.
  • the contact disk is on the face of the pressure part assembled and secured against twisting by means of a dowel pin.
  • the contact disc itself is electrically connected to the axle insert via a power cable.
  • the present invention is based on the problem of an earth contact at the beginning mentioned type in such a way that a simplification of the structure and a problem-free Maintenance can be done without having to make changes to the height itself. At the same time, it is intended to ensure that jerky movements such as blows are met the contact element such as the carbon brush can be damped.
  • the problem is essentially solved in that the pressure element starts from the cover and which is penetrated by the central axis of the wheel axle or this surrounding contact element is coaxially acted upon in the direction of the contact disk.
  • the pressure element such as the helical compression spring
  • the cover which is preferably designed as a cover Earth contact, making easy maintenance possible.
  • a Maintenance is now only necessary to remove the cover.
  • Conventional MONAX ground contacts on the other hand, had to remove the cover and pulling out the axle insert also the strands connected to the wheel axle be solved.
  • the contact element can be acted upon centrally by the pressure and spring elements be, so that an equalization of the pressure transmission and thus also the wear of the contact element or the contact washers is given.
  • the contact disk is remote as a Contact element serving as a collar, such as a carbon brush from one of the Cover outgoing disc-shaped guide is slidably received.
  • a Contact element serving as a collar, such as a carbon brush from one of the Cover outgoing disc-shaped guide is slidably received.
  • the contact element like a carbon brush, is preferably cuboid, so that the guide corresponds to the cross-sectional geometry of the contact element Has recess as a rectangular recess, which prevents rotation of the contact element is given.
  • the collar that extends from the stimulus area remote from the contact disk results an assembly aid that ensures that the carbon brush is not pushed through the guide become.
  • the federal government serves to limit wear, so that it is ensured that the contact element, such as a carbon brush, is not worn to an extent can be that the pressed-in power cables directly with the contact disc come into contact.
  • the contact element has at least one cutout on the contact surface side Slit so that abrasion can be carried away without the desired flat Contact between the contact element and the contact disk is impaired by abrasion.
  • the spring element is preferably a helical compression spring, which is opposite the contact element is electrically insulated, in particular in a central from the Center axis penetrated recess of the contact element rests, the bottom one has electrically insulating insert or is designed as such, the insert Support for the spring element itself is.
  • a protrusion extends from the inside of the cover, that of the spring element is surrounded.
  • the cover is compared to the fixed housing part like a bearing housing spaced electrically insulating material existing ring, which ensures that defined current paths flow; because the contact element is like the carbon brush on the one hand via the guide and on the other hand as a support for the spring element Use electrically insulated from the cover, so that the current is exclusively over which leads from the contact element flows. There is consequently an earth contact available, which forms a low-resistance current bridge.
  • the contact disk has a centrally penetrating one Fastening element with the intermediate disk element covering the axis or the central recess is connected and that the contact element is in alignment with the fastening element aligned and this spaced surrounding recess such as through hole having. This measure ensures that the attachment to a Damage to the contact element does not result.
  • the cover should be like a bowl-shaped cover element over the sealing ring penetrating fasteners such as screws with the fixed vehicle part such Be connected to the bearing housing, the fasteners opposite each other Cover are electrically insulated. It is provided that between the cover and the fastener is a socket made of electrically insulating material runs. This measure also ensures that a desired defined current flow is ensured.
  • the ground contact according to the invention preferably consists of two preassembled units, one of which is the contact disc and the other the cover with the Includes spring element and the contact element. Furthermore, the intermediate ring itself part of the the cover comprehensive unit.
  • the contact element is preferably made of carbon and / or the contact plate at least on the contact element side also made of carbon or contains this, so that Contact element also consist of bronze graphite and / or the contact plate made of steel material.
  • the figures show the basic structure of a grounding contact 10 according to the invention in particular Intended for external rail vehicles with a current flow of up to preferably 300 A shown.
  • a defined current flow between should be via the ground contact 10 an axis 12 and a fixed housing part such as bearing housing 14 one electrically driven vehicle.
  • the axis 12 has one of its central axis 16 penetrated central recess 18, which is referred to as an intermediate plate Cover 20 can be closed, from which in turn a contact disk 22 extends Carbon material or containing it or for example made of steel. In this regard, however, reference is made to materials well known from grounding contacts.
  • the cover 24 With the bearing housing 14 is a cover 24 via fasteners such as screws 26 releasably connected.
  • the cover 24 - hereinafter called the cover - has one mounted earth contact 10 through the central axis 16 penetrated by inner projection 28 on, which serves as a fixation for a pressure element such as helical compression spring 30, which in turn acts on a contact element such as carbon brush 32, in the direction of the contact disk 22 to be applied. This ensures that the required electrically conductive contact between the contact disk 22 and carbon brush 32 and thus a low-resistance current bridge exists.
  • the carbon brush 32 is cuboid and has one remote from the contact disk Bund 34 on. Furthermore, the carbon brush 32 is made of a hard rubber material, for example existing disc element 36 guided added, which can be detached with the cover 24 connected is.
  • the guide 36 consequently has a recess, that of the cross-sectional geometry corresponds to the carbon brush 32. Due to the geometry of the carbon brush 32 the guide 36 simultaneously provides an anti-rotation device.
  • the carbon brush 32 also has a central bore 38 that is in relation to that on the contact disk 22 remote end face 40 of the carbon brush 32. Bottom side is the bore 38 through an insert made of electrically insulating material 40 covered, which serves as a support for the helical compression spring 30. Hence this is electrically insulated from the carbon brush 32.
  • the cover 24 has an inner circumferential cylindrical section 42, which of an intermediate ring 44 made of electrically insulating material is surrounded, the is penetrated by the screws 26. These are also in the area of the cover 24 surrounded by an insulating sleeve 46. This ensures that the cover 24 is opposite the bearing housing 14 is electrically insulated.
  • Strands 48 extend from the carbon brush 32 and are attached to the cover 24 by screws 50 are connected. Furthermore, the cover 24 has a connecting lug 52 which is electrically conductive is connected to earthing leads leading to the vehicle part in order to defined current paths to manufacture.
  • the carbon brush 32 has slots 54 on the contact surface side (FIG. 3) in order to be caused by abrasion To be able to discharge dust.
  • the desired surface contact is always between the contact disc 22 and the carbon brush 32 is ensured, which in turn the desired low-resistance transition is guaranteed.
  • the contact disk 22 with the intermediate disk element 20 is preferred connected via a screw 56 which runs along the central axis 16 of the wheel axis 12.
  • the contact disk 22 is then opposite the intermediate disk 20 via a pin 58 secured against rotation, which is connected in a suitable manner to the axis 12 itself.
  • the contact element or the carbon brush 32 also has a through hole 60 through which It is ensured that regardless of the abrasion of the carbon brush 32, this by the Contact disk 22 securing fastener 56 is not damaged.
  • the earth contact 10 consists of two pre-assembled units, one of which is the Contact disc 22, if necessary, with the intermediate disc 20 and the other cover 24 with helical compression spring 30, guide 36 and carbon brush 32. If necessary the ring 44 be part of the unit. In other words, they exist Units on the one hand from the rotating and on the other hand from the standing components of the Earth contact 10.
  • Carbon or copper graphite for example, come as materials for the carbon brush 32 and for the contact disk 32 the same materials or steel in question.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Erdungskontakt (10) zur Übertragung von Strömen zwischen feststehenden Fahrzeugteilen (14) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges und dessen drehender Radachse (12), umfassend eine mittelbar oder unmittelbar von der Radachse (12) ausgehende Kontaktscheibe (22), eine mit dem feststehenden Fahrzeugteil verbundene Abdeckung (24), von der eine Kohlebürste ausgeht (32), sowie ein Federelement (30), durch das das Kontaktelement und die Kontaktscheibe kraftbeaufschlagt miteinander wechselwirken. Um eine Vereinfachung des Aufbaus sowie eine problemlose Wartung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das Druckelement (30) von der Abdeckung (24) ausgeht und das von der Mittelachse (16) der Radachse (12) durchsetzte oder koaxial diese umgebende Kontaktelement (32) in Richtung der Kontaktscheibe (22) kraftbeaufschlagt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Erdungskontakt zur Übertragung von Strömen zwischen feststehenden Fahrzeugteilen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges, insbesondere bestimmt für Schienennahverkehr, und dessen drehender Radachse, vorzugsweise mit erdungskontaktseitig vorhandener koaxial zu ihrer Mittelachse verlaufender zentraler Ausnehmung, umfassend eine mittelbar oder unmittelbar von der Radachse ausgehende vorzugsweise die Ausnehmung abdeckende Kontaktscheibe, eine mit dem feststehenden Fahrzeugteil wie Lagergehäuse verbundene Abdeckung, von der ein Kontaktelement wie Kohlebürste ausgeht, sowie ein Druck- wie Federelement, durch das das Kontaktelement und die Kontaktscheibe kraftbeaufschlagt miteinander wechselwirken.
Arbeitsströme von elektrisch betriebenen Fahrzeugen können über Achswellen und Achsräder zur Fahrschiene und damit zur Energiequelle zurückgeführt werden. Die Übertragung von den feststehenden Fahrzeugteilen auf die drehenden Achsen erfolgt dabei mit speziellen Strombrücken, die üblicherweise als Rückstrom-/Erdungskontakte bezeichnet werden.
Die Wälzlager von Achsen können im Notstrom- oder Störstromkreis liegen. Um erstere gegen Stromdurchgang und somit gegen Zerstörung zu schützen, muss der Rückstrom-/Erdungskontakt eine niederohmige Brücke bilden. Bei einer über dem Lager anstehenden Spannung ab zum Beispiel 1 V (Fritt-Spannung) beginnt der Stromfluss durch das Lager. Verbunden mit einer sprunghaft ansteigenden Strommenge sinkt der Wert der Übergangsspannung anschließend auf nur ca. 0,5 V ab.
Rückstrom-/Erdungskontakte sollen bei allen Betriebssituationen des Fahrzeuges eine gute und sichere elektrische Verbindung zwischen dem Rückstrom-Erdungsanschluss am Fahrzeug und der Radachse auf einem definierten Stromweg herstellen.
Bei bekannten Rückstrom- und Erdungskontakten liegt vorzugsweise ein als Kohlebürste ausgebildetes Kontaktelement auf einer Kontaktscheibe an, die ihrerseits über zum Beispiel einen Flansch mit der Radachse verbunden ist. Die Kontaktscheibe kann aus Stahl oder Kohlenstoff bestehen. Bekannte Erdungskontakte, deren Hauptaufgaben Übertragung von Arbeitsstrom, Übertragung von Signalstrom und Fahrzeug- bzw. Schutzerdung sind, sind der DE-OS 1 953 043, der DE 41 27 336 A1 oder dem DE 92 10 799 Ul zu entnehmen.
Ein Erdungskontakt der eingangs genannten Art für außengelagerte Schienenfahrzeuge ist unter der Bezeichnung "MONAX" bekannt und wird von der Anmelderin vertrieben. Dabei weist die Achse einen zentralen Ausbruch auf, in der ein Achseinsatz eingebracht und elektrisch und mechanisch mit der Triebachse verbunden ist. In dem Achseinsatz selbst ist leicht taumelnd ein Druckteil gelagert, wobei die Teleskopbewegung des Druckteils in axialer Richtung durch einen Anschlag begrenzt wird. Stirnseitig auf dem Druckteil ist die Kontaktscheibe montiert und mittels eines Spannstiftes gegen Verdrehen gesichert. Die Kontaktscheibe selbst ist über ein Stromseil elektrisch leitend mit dem Achseinsatz verbunden.
Von einem Deckel, der eine Stromzuführung besitzt, geht eine koaxial zum Rad verlaufende Ringbürste aus, die auf der Kontaktscheibe aufliegt. Dabei wird die Kontaktscheibe mittels der in dem Achseinsatz vorhandenen Schraubenfeder in Richtung der Ringbürste gedrückt, um den erforderlichen elektrisch leitenden Kontakt herzustellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Erdungskontakt der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine Vereinfachung des Aufbaus sowie eine problemlosere Wartung erfolgen kann, ohne dass Änderungen an der Bauhöhe selbst erfolgen müssen. Gleichzeitig soll sichergestellt werden, dass stoßartige Bewegungen wie Schläge gegenüber dem Kontaktelement wie der Kohlebürste gedämpft werden.
Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass das Druckelement von der Abdeckung ausgeht und das von der Mittelachse der Radachse durchsetzte oder koaxial diese umgebende Kontaktelement in Richtung der Kontaktscheibe kraftbeaufschlagt.
Erfindungsgemäß wird das Druckelement wie vorzugsweise Schraubendruckfeder von der zentralen Aussparung der Achse in die vorzugsweise als Deckel ausgebildete Abdeckung des Erdungskontaktes verlagert, wodurch eine einfache Wartung möglich ist. Im Falle einer Wartung ist es nunmehr nur noch erforderlich, dass die Abdeckung entfernt wird. Bei dem herkömmlichen MONAX-Erdungskontakt mussten dagegen neben dem Entfernen der Abdeckung und Herausziehen des Achseinsatzes auch die mit der Radachse verbundenen Litzen gelöst werden.
Des Weiteren kann das Kontaktelement zentrisch von dem Druck- wie Federelement kraftbeaufschlagt werden, so dass eine Vergleichmäßigung der Druckübertragung und damit auch der Abnutzung des Kontaktelementes bzw. der Kontaktscheiben gegeben ist.
Da von den äußeren Abmessungen Veränderungen nicht erforderlich sind, können entsprechende Erdungskontakte die herkömmlichen ohne Weiteres ersetzen, also insbesondere bei Radiallagern für außen gelagerte Schienenfahrzeuge, also für Achsen gemäß DIN 25109 zum Einsatz gelangen.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das kontaktscheibenfernliegend einen als Anschlag dienenden Bund aufweisende Kontaktelement wie Kohlebürste von einer von der Abdeckung ausgehenden scheibenförmigen Führung gleitend aufgenommen ist. Bei der aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Führung handelt es sich vorzugsweise um eine solche aus Gummimaterial, die zu einer Dämpfung von Stößen und in axialer Richtung nicht mehr zu einer Zwangsführung des Kontaktelementes führt. Dadurch ist gewährleistet, dass das Kontaktelement bedingt durch die Kraftbeaufschlagung vollflächig an der Kontaktscheibe anliegt. Ferner ist das Kontaktelement wie Kohlebürste vorzugsweise quaderförmig ausgebildet, so dass die Führung eine der Querschnittsgeometrie des Kontaktelementes entsprechende Aussparung wie eine rechteckförmige Aussparung aufweist, wodurch eine Verdrehsicherung des Kontaktelementes gegeben ist.
Durch den von zur Kontaktscheibe fernliegendem Stimbereich ausgehenden Bund ergibt sich eine Montagehilfe, die sicherstellt, dass die Kohlebürste durch die Führung nicht hindurchgedrückt werden. Gleichzeitig dient der Bund als Begrenzung der Abnutzung, so dass sichergestellt ist, dass das Kontaktelement wie Kohlebürste nicht in einem Umfang verschlissen werden kann, dass die eingepressten Stromseile unmittelbar mit der Kontaktscheibe in Berührung gelangen.
Des Weiteren weist das Kontaktelement kontaktflächenseitig zumindest eine Aussparung wie Schlitz auf, damit Abrieb weggeführt werden kann, ohne dass der gewünschte flächige Kontakt zwischen Kontaktelement und Kontaktscheibe durch Abrieb beeinträchtigt wird.
Bei dem Federelement handelt es sich vorzugsweise um eine Schraubendruckfeder, die gegenüber dem Kontaktelement elektrisch isoliert ist, insbesondere in einer zentralen von der Mittelachse durchsetzten Aussparung des Kontaktelementes aufliegt, die bodenseitig einen elektrisch isolierenden Einsatz aufweist oder als solcher ausgebildet ist, wobei der Einsatz Abstützung für das Federelement selbst ist. Zur eindeutigen Positionierung des Federelementes geht innenseitig von der Abdeckung ein Vorsprung aus, der von dem Federelement umgeben wird.
Die Abdeckung ist gegenüber dem feststehenden Gehäuseteil wie Lagergehäuse über ein aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Ring beabstandet, wodurch sichergestellt ist, dass definierte Stromwege fließen; denn das Kontaktelement wie die Kohlebürste ist einerseits über die Führung und andererseits über die als Abstützung für das Federelement dienenden Einsatz gegenüber der Abdeckung elektrisch isoliert, so dass der Strom ausschließlich über die von dem Kontaktelement ausgehenden Litzen fließt. Es steht folglich ein Erdungskontakt zur Verfügung, der eine niederohmige Strombrücke bildet.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Kontaktscheibe über ein mittig diese durchsetzendes Befestigungselement mit die Achse bzw. die zentrale Ausnehmung abdeckendem Zwischenscheibenelement verbunden ist und dass das Kontaktelement eine fluchtend auf das Befestigungselement ausgerichtete und dieses beabstandet umgebende Aussparung wie Durchgangsloch aufweist. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass die Befestigung zu einer Beschädigung des Kontaktelementes nicht führt.
Ferner sollte die Abdeckung wie schalenförmiges Deckelelement über den Dichtungsring durchsetzende Verbindungselemente wie Schrauben mit dem feststehenden Fahrzeugteil wie Lagergehäuse verbunden sein, wobei die Befestigungselemente jeweils gegenüber der Abdeckung elektrisch isoliert sind. Dazu ist vorgesehen, dass zwischen der Abdeckung und dem Befestigungselement eine aus elektrisch isolierendem Material bestehende Buchse verläuft. Auch durch diese Maßnahme ist zusätzlich gewährleistet, dass ein gewünschter definierter Stromfluss sichergestellt ist.
Der erfindungsgemäße Erdungskontakt besteht vorzugsweise aus zwei vormontierten Einheiten, von denen die eine die Kontaktscheibe und die andere die Abdeckung mit dem Federelement und dem Kontaktelement umfasst. Ferner kann der Zwischenring selbst Teil der die Abdeckung umfassenden Einheit sein.
Besteht das Kontaktelement vorzugsweise aus Kohlenstoff und/oder die Kontaktplatte zumindest kontaktelementseitig ebenfalls aus Kohlenstoff oder enthält diesen, so kann das Kontaktelement auch aus Bronzegraphit bestehen und/oder die Kontaktplatte aus Stahlmaterial.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Erdungskontakt,
Fig. 2
einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 und
Fig. 3
eine Ansicht in Richtung des in dem Erdungskontakt vorhandenen Kontaktelementes.
Den Figuren ist der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Erdungskontaktes 10 insbesondere bestimmt für außengelagerte Schienenfahrzeuge mit einem Stromfluss bis vorzugsweise 300 A dargestellt. Über den Erdungskontakt 10 soll ein definierter Stromfluss zwischen einer Achse 12 und einem feststehenden Gehäuseteil wie Lagergehäuse 14 eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges erfolgen. Die Achse 12 weist eine von dessen Mittelachse 16 durchsetzte zentrale Aussparung 18 auf, die von einer als Zwischenplatte bezeichneten Abdeckung 20 verschließbar ist, von der ihrerseits eine Kontaktscheibe 22 ausgeht, die aus Kohlenstoffmaterial oder dieses enthaltend oder zum Beispiel aus Stahl bestehen kann. Insoweit wird jedoch auf hinlänglich von Erdungskontakten bekannte Materialien verwiesen.
Mit dem Lagergehäuse 14 ist eine Abdeckung 24 über Befestigungselemente wie Schrauben 26 lösbar verbunden. Die Abdeckung 24 - nachstehend Deckel genannt - weist eine bei montiertem Erdungskontakt 10 von der Mittelachse 16 durchsetzten inneren Vorsprung 28 auf, der als Fixierung für ein Druckelement wie Schraubendruckfeder 30 dient, die ihrerseits auf ein Kontaktelement wie Kohlebürste 32 einwirkt, um diese in Richtung der Kontaktscheibe 22 kraftzubeaufschlagen. Hierdurch wird sichergestellt, dass der erforderliche elektrisch leitende Kontakt zwischen Kontaktscheibe 22 und Kohlebürste 32 und somit eine niederohmige Strombrücke besteht.
Die Kohlebürste 32 ist quaderförmig ausgebildet und weist kontaktscheibenfernliegend einen Bund 34 auf. Ferner ist die Kohlebürste 32 von einem aus zum Beispiel Hartgummimaterial bestehenden Scheibenelement 36 geführt aufgenommen, das mit dem Deckel 24 lösbar verbunden ist. Die Führung 36 weist folglich eine Aussparung auf, die der Querschnittsgeometrie der Kohlebürste 32 entspricht. Durch die Geometrie der Kohlebürste 32 bedingt bietet die Führung 36 gleichzeitig eine Verdrehsicherung.
Die Kohlebürste 32 weist des Weiteren eine zentrale Bohrung 38 auf, die von der in Bezug auf die Kontaktscheibe 22 fernliegenden Stirnfläche 40 der Kohlebürste 32 ausgeht. Bodenseitig ist die Bohrung 38 durch einen aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Einsatz 40 abgedeckt, der als Abstützung für die Schraubendruckfeder 30 dient. Folglich ist diese gegenüber der Kohlebürste 32 elektrisch isoliert.
Der Deckel 24 weist einen inneren umlaufenden zylinderischen Abschnitt 42 auf, der von einem aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Zwischenring 44 umgeben ist, der von den Schrauben 26 durchsetzt wird. Diese sind des Weiteren im Bereich des Deckels 24 von einer Isolierbuchse 46 umgeben. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Deckel 24 gegenüber dem Lagergehäuse 14 elektrisch isoliert ist.
Von der Kohlebürste 32 gehen Litzen 48 aus, die über Schrauben 50 mit dem Deckel 24 verbunden sind. Ferner weist der Deckel 24 eine Anschlussfahne 52 auf, die elektrisch leitend mit zu dem Fahrzeugteil führenden Erdungslitzen verbunden ist, um definierte Stromwege herzustellen.
Die Kohlebürste 32 besitzt kontaktflächenseitig Schlitze 54 (Fig. 3), um durch Abrieb bedingten Staub ableiten zu können. Hierdurch ist stets der gewünschte flächige Kontakt zwischen der Kontaktscheibe 22 und der Kohlebürste 32 sichergestellt ist, wodurch wiederum der gewünschte niederohmige Übergang gewährleistet ist.
Des Weiteren ist die Kontaktscheibe 22 mit dem Zwischenscheibenelement 20 vorzugsweise über eine Schraube 56 verbunden, die entlang der Mittelachse 16 der Radachse 12 verläuft.
Über einen Stift 58 ist sodann die Kontaktscheibe 22 gegenüber der Zwischenscheibe 20 drehgesichert, die in geeigneter Weise mit der Achse 12 selbst verbunden ist. Das Kontaktelement bzw. die Kohlebürste 32 weist des Weiteren ein Durchgangsloch 60 auf, durch das sichergestellt ist, dass unabhängig vom Abrieb der Kohlebürste 32 diese durch das die Kontaktscheibe 22 sichernde Befestigungselement 56 nicht beschädigt wird.
Der Erdungskontakt 10 besteht aus zwei vormontierten Einheiten, von denen eine die Kontaktscheibe 22 gegebenenfalls mit der Zwischenscheibe 20 und die andere den Deckel 24 mit Schraubendruckfeder 30, Führung 36 sowie Kohlebürste 32 umfasst. Gegebenenfalls kann der Ring 44 Bestandteil der Einheit sein. Mit anderen Worten bestehen die jeweiligen Einheiten einerseits aus den drehenden und andererseits aus den stehenden Bestandteilen des Erdungskontaktes 10.
Als Materialien für die Kohlebürste 32 kommen zum Beispiel Kohlenstoff oder Kupfergraphit und für die Kontaktscheibe 32 gleiche Materialien oder Stahl in Frage.

Claims (12)

  1. Erdungskontakt (10) zur Übertragung von Strömen zwischen feststehenden Fahrzeugteilen (14) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges, insbesondere bestimmt für Schienennahverkehr, und dessen drehender Radachse (12), vorzugsweise mit erdungskontaktseitig vorhandener koaxial zu ihrer Mittelachse (16) verlaufender zentraler Ausnehmung (18), umfassend eine mittelbar oder unmittelbar von der Radachse (12) ausgehende vorzugsweise die Ausnehmung abdeckende Kontaktscheibe (22), ein mit dem feststehenden Fahrzeugteil wie Lagergehäuse verbundene Abdeckung (24), von der ein Kontaktelement (32) wie Kohlebürste ausgeht, sowie ein Druckelement wie Federelement (30), durch das das Kontaktelement und die Kontaktscheibe kraftbeaufschlagt miteinander wechselwirken,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (30) von der Abdeckung (24) ausgeht und das von der Mittelachse (16) der Radachse (12) durchsetzte oder koaxial diese umgebende Kontaktelement (32) in Richtung der Kontaktscheibe (22) kraftbeaufschlagt.
  2. Erdungkontakt nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das kontaktscheibenfernliegend einen als Anschlag dienenden Bund (34) aufweisende Kontaktelement (32) von einer von der Abdeckung (24) ausgehenden scheibenförmigen Führung (36) gleitend aufgenommen ist.
  3. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das vorzugsweise eine Quaderform aufweisende Kontaktelement (32) kontaktflächenseitig zumindest eine Aussparung wie Schlitz (52) aufweist.
  4. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement wie Schraubendruckfeder (30) gegenüber dem Kontaktelement (32) elektrisch isoliert ist und sich insbesondere in einer zentralen von der Mittelachse (16) durchsetzten Aussparung (38) abstützt, die bodenseitig einen elektrisch isolierenden Einsatz (40) aufweist oder als solcher ausgebildet ist, wobei der Einsatz Abstützung für das Druckelement ist.
  5. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (30) einen innenseitig von der Abdeckung (30), vorzugsweise mittig verlaufenden Vorsprung (28) als Fixierung zumindest bereichsweise umgibt.
  6. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Kontaktelement (32) durchsetzte scheibenförmige Führung (36) aus elektrisch isolierendem Material wie Hartgummi besteht und nicht zwingend eine axiale Führung für das Kontaktelement darstellt.
  7. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24) gegenüber dem feststehenden Gehäuseteil (14) über ein aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Ring (44) beabstandet ist.
  8. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontatkscheibe (22) über ein mittig diese durchsetzendes Befestigungselement (56) mit die Achse (12) bzw. die zentrale Ausnehmung (18) abdeckendem Zwischenscheibenelement (20) verbunden ist und dass das Kontaktelement (32) eine fluchtend auf das Befestigungselement ausgerichtete und dieses beabstandet umgebende Aussparung (60) wie Durchgangsloch aufweist, wobei insbesondere die Kontaktscheibe (22) gegenüber dem mit der Achse (12) verbundenen wie verschraubten Zwischenscheibenelement (20) verdrehgesichert ist.
  9. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24) wie schalenförmiges Deckelelement über den Zwischenring (44) durchsetzende Befestigungselemente wie Schrauben (26) mit dem feststehenden Fahrzeugteil (14) wie Lagergehäuse verbunden ist, wobei die Befestigungselemente gegenüber der Abdeckung elektrisch isoliert sind.
  10. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abdeckung (24) und dem Befestigungselement (26) eine aus elektrisch isolierendem Material bestehende Buchse (46) verläuft.
  11. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (10) aus einer zwei Teile umfassenden vormontierten Einheit besteht, von denen das eine die Kontaktscheibe (22) und das andere die Abdeckung (24) mit dem Druckelement (30) und dem Kontaktelement (32) umfassen.
  12. Erdungskontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (32) und/oder die Kontaktscheibe (22) aus Kohlenstoff bestehen oder dieses enthalten und/oder dass das Kontaktelement (32) aus Bronzegraphit und/oder die Kontaktscheibe (22) aus Stahl bestehen.
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