Stromabnβhmereinπchtung für ein Fahrzeugdach
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromabnehmereinrichtung zur Anordnung auf einem Dach eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, mit einer Stromabnehmereinheit, einer Trägereinrichtung und einer Absenkesnπchtung, wobei die Stromabnehmereinheit wenigstens ein erstes elektrisches Kontakteiement zum Kontaktieren einer Oberleitung in einem aktivierten Zustand der Stromabnehmereinheit aufweist Die Tragereinrichtung stutzt die Stromabnehmereinheit ab und ist ihrerseits über eine Isolatoresnπchtung auf dem Dach des Fahrzeugs abstutzbar Die Absenkeinrichtung ist mit der Tragereinrichtung verbunden sowie dazu ausgebildet, die Trägereinrichtung entlang einer Hohennchtung des Fahrzeugs zwischen einer von dem Dach entfernten Betriebsposition und einer an das Dach angenäherten Ruheposition zu fuhren, wobei die Betπebsposition und die Ruheposition der Trägereinrichtung in der Hohennchtung des Fahrzeugs um einen Hubweg H beabstandet sind Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechend gestaltete Absenkeinrichtung für eine erfindungsgemaße Stromabnehmereinheit sowie ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemaßen Stromabnehmereinheit
Derartige Dachstromabnehmer dienen der Zufuhrung elektrischer Energie von einer Oberleitung zu einem Fahrzeug (beispielsweise einem Schienenfahrzeug, einem Oberleitungsbus oder dergleichen) Im Fahrbetrieb werden in der Regel jedoch nicht alle Stromabnehmer des Fahrzeuges gleichzeitig eingesetzt, mithin befindet sich also eine gewisse Anzahl der am Fahrzeug vorgesehenen Stromabnehmer in einem inaktiven Zustand, in dem die auf der Tragereinrichtung sitzende Stromabnehmereinheit eingefahren ist Der Anteil der jeweils unbenutzten Stromabnehmer ist bei so genannten Mehrsystemfahrzeugen (also Fahrzeugen, die über Versorgungsnetze unterschiedlichen Typs und/oder unterschiedlicher Netzspannung und/oder unterschiedlicher Netzfrequenz versorgt werden können) besonders hoch, da häufig für jedes Versorgungsnetz ein spezieller Stromabnehmertyp erforderlich ist
Bei spurgebundenen bzw schienengebundenen Mehrsystemfahrzeugen kann es unter anderem aus fahrdynamischen Gründen notwendig sein, zwei Stromabnehmer (in der
Regel unterschiedlichen Typs) mit möglichst kleinem Abstand der Wippenmittelachsen bzw der elektrischen Kontaktelemente zueinander zu positionieren Dies ist dadurch bedingt, dass die Wippe des aktivierten Stromabnehmers in Längsrichtung des Fahrzeugs möglichst
nahe an der in Höhenrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Schwenkachse Hegen soll, welche durch die Anbindung des Fahrwerks am Wagenkasten des Fahrzeugs definiert ist. Hierdurch soll erreicht werden, dass der Stromabnehmer bei Kurvenfahrt bezüglich der Spurmitte bzw. Gleismitte (und damit bezüglich der Oberleitung) möglichst wenig seitlich auswandert, um einen zuverlässigen Kontakt zur Oberleitung bei geringen quer Abmessungen der Stromabnehmerwippe zu gewährleisten.
Insbesondere bei Mehrsystemfahrzeugen Siegt ein Problem darin, dass aufgrund der hohen Anzahl von im Dachbereich des Fahrzeugs anzuordnenden Hochspannungsgeräten unter Umständen nicht die optimale Position für die Anbindung des Stromabnehmers an das Fahrzeugdach gewählt werden kann. Dies gilt insbesondere, wenn bei einem
Mehrsystemfahrzeug zwei Stromabnehmer demselben Fahrwerk zugeordnet sind.
Ein weiteres Problem liegt in der Isolation des Stromabnehmers gegenüber angrenzenden, nicht auf Netzspannungsniveau liegenden Komponenten des Fahrzeugs. So muss der aktive (also in Höhenrichtung des Fahrzeugs zur Oberleitung hin ausgefahrene und die Oberleitung kontaktierende) Stromabnehmer im Betrieb eine Isolation zum Fahrzeugdach besitzen, die der jeweiligen Netzspannung der Oberleitung entspricht.
Die überwiegende Anzahl der bekannten Stromabnehmer ist zur Isolation gegenüber dem Fahrzeugdach auf Stützisolatoren angebracht, die entsprechend der Netzspannung dimensioniert sind. Bei Schienenfahrzeugen für den Betrieb in Wechselspannungsnetzen befinden sich nicht absenkbar am Dach befestigte Stromabnehmer daher in der Regel auch in ihrer Ruheposition mit jedem im aktivierten Zustand auf Netzspannungsniveau liegenden Punkt in einem Abstand von beispielsweise mindestens 250 mm gegenüber angrenzenden (nicht auf Netzspannungsniveau liegenden) Komponenten des Fahrzeuges, um eine ausreichende Isolationsluftstrecke zu erzielen. Dieser Abstand richtet sich typischerweise nach der jeweiligen Nennspannung und den Netzbedingungen und wird für das jeweilige Fahrzeug entsprechend festgelegt.
Bei Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen ist diese exponierte Lage unter aerodynamischen Gesichtspunkten ungünstig. Insbesondere erfordert sie erhöhten Aufwand für die Reduktion von Geräuschemissionen. So wurde die Geräuschentwicklung beispielsweise bei bekannten Schienenfahrzeugen (z. B. dem ICE 3) durch zusätzliche, die
Umströmungsbedingungen der Stromabnehmer verändernde Elemente (Spoiler etc.) reduziert.
Um diesem Problem abzuhelfen, ist eine Reihe von Gestaltungen bekannt, bei denen die Trägereinrichtung mit der eingefahrenen Stromabnehmereinheit eines inaktiven Stromabnehmers in der Hohenrichtung zum Fahrzeugdach hin in eine Ruheposition abgesenkt werden kann Dies ist möglich, da im inaktiven und damit nicht spannungsführenden Zustand des Stromabnehmers keine Isoiationsluftstrecke zu den angrenzenden Komponenten des Fahrzeugs eingehalten werden muss Eine solche Gestaltung ist beispielsweise aus der EP 1 075 980 A1 bekannt, bei der die Tragereinrichtung über in Hohenrichtung des Fahrzeugs wirkende Hubzylinder in den Isolatoren zwischen der Betriebsposition und der Ruheposition verfahren werden kann
Eine weitere, gattungsgemaße Gestaltung eines Stromabnehmers ist aus der JP 56153901 A bekannt Bes dieser Gestaltung ist die Tragereinrichtung mit der Stromabnehmereinheit über Isolatoren starr auf einer Konsole befestigt Die Konsole wird über eine aus Schwenkhebeln gebildete, am Wagenkasten angelenkten Parallelfuhrung zwischen der Betriebsposition und einer Ruheposition verfahren, in welcher die Tragereinrichtung vollständig und die Stromabnehmereinheit weitgehend in dem
Wagenkasten versenkt ist Dabei befindet sich die Tragereinrichtung und damit auch die Stromabnehmereinheit sowohl in der Betriebsposition als auch in der Ruheposition in Längsrichtung des Fahrzeugs etwa in derselben Langsposition
Hiermit können zwar die aerodynamischen Eigenschaften, insbesondere die Gerauschemission des Stromabnehmers im inaktiven Zustand erheblich verbessert werden Das Problem der unter Umstanden ungunstigen Positionierung des aktivierten Stromabnehmers in Fahrzeuglangsnchtung besteht jedoch weiterhin Zudem beansprucht der Stromabnehmer (wegen semer in den Wagenkasten hinein abgesenkten Ruheposition) vergleichsweise großen Bauraum im Inneren des Fahrzeugs, der häufig nicht zur Verfugung steht
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Stromabnehmereinrichtung bzw ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfugung zu stellen, welche bzw welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache Weise eine gunstige Langsposition der aktivierten Stromabnehmereinheit bei gunstigen aerodynamischen Eigenschaften und geringem Bauraumbedarf ermöglicht
Die vorliegende Erfindung lost diese Aufgabe ausgehend von einer Stromabnehmereinπchtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
Der vorliegenden Erfindung hegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache und zuverlässige Weise eine gunstige Langspositson der aktivierten Stromabnehmereinheit bei gunstigen aerodynamischen Eigenschaften und geringem Bauraumbedarf ermöglicht, wenn man die Absenkesnπchtung derart gestaltet, dass die Tragereinrichtung beim Verfahren von der Ruheposition in die Betπebsposition nicht nur einen Hub in Hohenπchtung des Fahrzeugs ausfuhrt, sondern auch eine erhebliche Bewegung in Längsrichtung des Fahrzeugs vollzieht, sodass die Trägereinrichtung sn der Betriebsposition um einen erheblichen Langsweg (also einen Weg in Längsrichtung des Fahrzeugs) gegenüber der Ruheposition versetzt ist Hierdurch ist es möglich, den Stromabnehmer auch unter beengten Platzverhaltnissen auf dem Fahrzeugdach im aktivierten Zustand (d h bei in der Betriebsposition befindlicher Trägereinrichtung und ausgefahrener Stromabnehmereinheit) in eine Langsposition in Längsrichtung des Fahrzeugs zu bringen, in der das erste Kontaktelement zumindest an die Schwenkachse zwischen Fahrwerk und Wagenkasten angenähert ist
Insbesondere ist es (in Abhängigkeit von dem erzielten Hub) sogar möglich, dass sich der Stromabnehmer im aktivierten Zustand (in der Hohenπchtung) über eine in diesem Bereich angeordnete weitere Komponente des Fahrzeugs schiebt, solange zu dieser eine ausreichende Isolation besteht (beispielsweise über eine entsprechende Isolationsluftstrecke oder ein anderweitiges Isolationsmedmm) und/oder sich diese Komponente ebenfalls auf einem erhöhten Spannungsniveau, beispielsweise auf dem Netzspannungsniveau der Oberleitung befindet Die erforderliche Isolation (mithin also auch der erforderliche Abstand) richtet sich dabei natürlich nach der Differenz des
Spannungsniveaus der Stromabnehmereinπchtung und der betreffenden Komponente, wobei die Isolation typischerweise entsprechend den Anforderungen der höchsten beteiligten Nennspannung ausgelegt ist
Neben diesen Vorteilen kommen natürlich die Vorteile eines derart absenkbaren Stromabnehmers hinsichtlich der aerodynamischen Eigenschaften im deaktivierten, abgesenkten Zustand zum Tragen Die erfindungsgemaße Gestaltung hat zudem den Vorteil, dass sie insgesamt mit einer vergleichsweise geringen Bauhohe auskommt, sodass sie sich auch bei hohen Fahrzeugen mit geringem in der Hohenπchtung zur Verfugung stehenden Bauraum einsetzen lasst Insbesondere können unerwünschte Einbuchtungen
oder Mu!den im Fahrzeugdach zumindest weit gehend vermieden werden, was zu mehr Gestaltungsfreiheit im innenraum des Fahrzeugs fuhrt
Vorzugsweise hegt der Langsweg L in der Größenordnung des Hubwegs H Es versteht sich jedoch, dass der Langsweg L auch (gegebenenfalls sogar deutlich) großer sein kann a!s der Hubweg H, um auch weite Strecken in Längsrichtung des Fahrzeugs bis hinzu einer fahrdynamisch gunstigen Langsposition überbrücken zu können
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher eine Stromabnehmereinrichtung zur Anordnung auf einem Dach eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, mit einer Stromabnehmereinheit, einer Trägereinrichtung und einer Absenkeinrichtung, wobei die Stromabnehmereinheit wenigstens ein erstes elektrisches Kontaktelement zum Kontaktieren einer Oberleitung in einem aktivierten Zustand der Stromabnehmereinheit aufweist Die Tragereinrichtung stutzt die Stromabnehmereinheit ab und ist ihrerseits wiederum über eine isolatoreinπchtung auf dem Dach des Fahrzeugs abstutzbar Die Absenkeinrichtung sst mit der Trägereinrichtung verbunden und weiterhin dazu ausgebildet, die Tragereinrichtung entlang einer
Hohennchtung des Fahrzeugs zwischen einer von dem Dach entfernten Betπebsposition und esner an das Dach angenäherten Rυhepositson zu fuhren, wobei die Betnebsposition und die Ruheposition der Tragereinrichtung in der Hohennchtung des Fahrzeugs um einen Hubweg H beabstandet sind Die Absenkeinnchtung ist derart ausgebildet, dass die Betriebsposition und die Ruheposition der Trägereinrichtung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs um einen Langsweg L beabstandet sind, wobei der Langsweg L wenigstens 30% des Hubwegs H betragt, vorzugsweise wenigstens 70% des Hubwegs H betragt, weiter vorzugsweise wenigstens 90% des Hubwegs H betragt
Vorzugsweise betragt der Langsweg L wenigstens 40%, weiter vorzugsweise wenigstens 50% des Hubwegs H, da hiermit besonders günstige Konstellationen erzielt werden können Der Langsweg L kann wie erwähnt sogar großer sein als der Hubweg H, insbesondere kann der Langsweg L bis zu 200% des Hubwegs H und mehr betragen Besonders vorteilhaft und insbesondere besonders einfach gestaltete Realisierungen sind möglich, wenn der Langsweg L 80% bis 100% des Hubwegs H betragt, vorzugsweise 90% bis 100% des Hubwegs H betragt Insbesondere lassen sich hier dann einfache
Hebelkinematiken und/oder klein bauende Antriebseinrichtungen für die Absenkeinnchtung realisieren
Die Absenkeinrichtung kann grundsätzlich an beliebiger geeigneter Stelle in der kinematischen Kette zwischen der Wagenkastenstruktur des Fahrzeugs und der Trägereinrichtung angeordnet sein Beispielsweise ist es möglich, die Absenkeinrichtung kinematisch seriell zwischen der Wagenkastenstruktur und die Isolatoreinrichtung anzuordnen Vorzugsweise ist die Absenkeinrichtung jedoch kinematisch seriell zwischen der isolatoreinπchtung und der Trägereinrichtung angeordnet, der hiermit besonders kompakte Gestaltungen realisiert werden können Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Absenkeinrichtung eine Fuhrungsβmheit zum Fuhren der Tragereinrichtung zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition aufweist, wobei die Fuhrungseinheit kinematisch seriell zwischen die Isolatoreinrichtung und die Trägereinrichtung geschaltet ist
Die Absenkeinrichtung kann grundsatzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein, um die gewünschte Verlagerung der Trägereinrichtung zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition zu erzielen Vorzugsweise umfasst die Absenkeinrichtung eine Fuhrungseinheit zum Fuhren der Tragereinrichtung zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition Diese Fuhrungseinheit weist wenigstens ein mit der Tragereinrichtung verbundenes Fuhrungselement zum Fuhren der Trägereinrichtung auf, wobei das Fuhrungselement als schwenkbares Hebelelement oder als Kulissenelement ausgebildet ist Hiermit lassen sich besonders einfach gestaltete und zuverlässig arbeitende Konfigurationen erzielen
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass die Fuhrungseinheit gegebenenfalls nur ein einziges Fuhrungselement umfassen kann, welches zwischen dem Wagenkasten und der Tragereinrichtung angeordnet ist Typischerweise umfasst die Fuhrungseinheit jedoch mehrere Fuhrungselemente, die an unterschiedlichen Fuhrungsstellen an der Tragereinrichtung angreifen, um eine stabile Lagerung der Tragereinrichtung erzielen
Die Gestaltung als einfache Hebelkinematik zeichnet sich dabei durch besondere Robustheit und besonders geringe Verschleiß- und Storungsanfalligkeit aus Dies gilt insbesondere wenn an der betreffenden Fuhrungsstelle zwischen der Wagenkastenstruktur und der Tragereinrichtung lediglich ein einziger einfacher Schwenkhebel vorgesehen ist, über den eine einfache kreisbogenformige Fuhrungsbewegung realisiert wird Es versteht sich jedoch, dass auch mehrteilige Hebelkinematiken im Bereich der betreffenden Fuhrungsstelle vorgesehen sein können Hiermit können dann komplexere Bewegungsabläufe der Trägereinrichtung zwischen der Ruheposition und der Betπebsposition realisiert werden
Die Gestaltung als Kulissenfuhrung mit einem Kulissenelement ais Fuhrungselement bietet hingegen in besonders einfacher Weise die Möglichkeit, bei gleichfalls hoher Robustheit sowie geringer Verschleiß- und Storungsanfalligkeit komplexe Bewegungsabläufe und/oder große Langswege auf kleinstem Bewegungsraum zu realisieren
Wie bereits erwähnt, kann ein einziges Fuhrungseiement ausreichen, um die Fuhrung der Tragereinrichtung wahrend der Bewegung zwischen der Ruheposition der Betriebsposition sicherzustellen Bevorzugt weist die Fuhrungseinheit jedoch wenigstens drei Fuhrungselemente auf, um in einfacher Weise eine stabile Abstutzung der Tragereinrichtung zu realisieren Weiter vorzugsweise sind insbesondere für eine Trägereinrichtung mit einer viereckigen Grundgestalt vier Fuhrungselemente vorgesehen, um eine besonders kippstabile und verwindungssteife Konfiguration zu erzielen Bevorzugt sind die Fuhrungselemente im Hinblick auf die stabile Abstutzung nicht kollinear angeordnet
Je nach der Gestaltung, insbesondere der Eigensteifigkeit, der Anordnung aus Tragereinrichtung und Stromabnehmereinheit, kann die Tragereinrichtung selbst die Funktion der Bewegungskopplung zwischen einem ersten Fuhrungselement und einem zweiten Fuhrungselement der Fuhrungseinheit übernehmen Dies hat den Vorteil, dass keine zusatzlichen Komponenten für diese Kopplung vorgesehen werden müssen Bei weiteren bevorzugten Ausfuhrungsformen der erfindungsgemaßen Stromabnehmereinπchtung ist eine Kopplungseinπchtung vorgesehen, welche mit dem ersten Fuhrungselement und dem zweiten Fuhrungselement verbunden ist Die Kopplungseinrichtung ist dabei zur Erzielung einer vorgebbaren Beziehung zwischen einer ersten Fuhrungsbewegung des ersten Fuhrungselements und einer zweiten Fuhrungsbewegung des zweiten Fuhrungselements ausgebildet Bei der vorgebbaren Beziehung zwischen den beiden Fuhrungsbewegungen kann es sich um eine beliebige gewünschte Beziehung (beispielsweise eine beliebige gewünschte Übersetzung zwischen den beiden Bewegungen) handeln
Es versteht sich hierbei, dass diese vorgebbaren Beziehung über den Bewegungsablauf zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition konstant sein kann (also beispielsweise eine konstante Bewegungsubersetzung vorliegen kann) Ebenso versteht es sich, dass die vorgebbare Beziehung zumindest abschnittsweise über den Bewegungsablauf variieren kann (also beispielsweise eine sich über den Bewegungsablauf ändernde Bewegungsubersetzung voriiegen kann)
Bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung ist die Kopplungseinrichtung insbesondere zur Erzielung einer synchronen Fuhrungsbewegung des ersten Fuhrungselements und des zweiten Fuhrungselements ausgebildet Handelt es sich bei den beiden Fuhrungselementen beispielsweise um einfache Schwenkhebel, so können diese über eine einfache Koppelwelle oder über eine einfache Schubstange verbunden sein, welche die Bewegungssynchronisation bewirkt (oder zumindest unterstutzt)
Wie bereits erwähnt, kann die Fuhrungseinheit grundsätzlich einen beliebigen geeigneten und gewünschten Bewegungsablauf (im Raum) zwischen der Ruheposition und der Betπebsposition erzeugen Bei besonders einfach und robust gestalteten Varianten der Erfindung ist die Fuhrungseinheit nach Art einer Parallelfuhrung ausgebildet
Die Absenkesnrichtung umfasst bevorzugt eine Antriebseinheit zum Erzeugen der Bewegung der Tragereinrichtung zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition aufweist Grundsätzlich kann die Antriebseinheit zwischen der Struktur des Wagenkastens und der Fuhrungseinπchtung wirken Ebenso kann sie rein intern, also zwischen Komponenten der Absenkeinπchtung, wirken Schließlich kann sie ebenso zwischen der Fuhrungseinnchtung und der Tragereinrichtung und/oder der Stromabnehmereinheit wirken
Bei vorteilhaften Varianten der Erfindung ist die Antπebsemheit einerseits über die isolatoreinπchtung auf dem Dach bzw der Wagenkastenstruktur des Fahrzeugs abstutzbar, wahrend sie andererseits (zusätzlich oder alternativ) mit der Tragereinrichtung verbunden ist Hierdurch kann die Fuhrungseinπchtung besonders einfach gestaltet werden, da wenigstens ein Anlenkpunkt der Antriebseinheit nicht an der Fuhrungseinnchtung angreift
Die Steuerung der Bewegung zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zumindest eine der beiden Positionen einfach über einen oder mehrere permanente oder aktivierbare Anschlage definiert ist Bei weiteren vorteilhaften Varianten umfasst die Absenkeinrichtung eine Sensoreinheit zur Erfassung einer für eine Position der Tragereinrichtung repräsentativen Erfassungsgroße und eine mit der Sensoreinheit verbundene Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Antriebseinheit in Abhängigkeit von dem Wert der Erfassungsgroße Hiermit ist es natürlich möglich, das Erreichen der betreffenden Position zu erfassen und beispielsweise eine Verringerung oder Abschaltung der Energiezufuhr zur Antriebseinrichtung sowie gegebenenfalls eine Verriegelung der Trägereinrichtung in der betreffenden Position zu initiieren
Die Trennung der elektrischen Verbindung zwischen der Stromabnehmereinπchtung und den hierüber mit Energie versorgten Komponenten des Fahrzeugs in der Ruheposition der Tragereinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen Beispielsweise kann ein separates Schaltelement vorgesehen sein, welches über eine entsprechende Steuereinrichtung angesteuert wird und in der betreffenden Position die Trennung beziehungsweise Herstellung der elektrischen Verbindung gewährleistet
Bei bevorzugten Varianten der erfmdungsgemaßen Stromabnehmereinrichtung ist ein zweites elektrisches Kontaktelement vorgesehen, welches elektrisch leitend mit dem ersten elektrischen Kontaktelement verbindbar ist, wobei das zweite elektrische Kontaktelement derart an der Stromabnehmereinheit oder der Trägereinrichtung befestigt ist, dass sich das zweite elektrische Kontaktelement zum einen in der Ruhestellung der Tragereinrichtung mit einem im Wesentlichen starr mit dem Dach des Fahrzeugs verbundenen dritten elektrischen Kontaktelement außer Eingriff befindet, wahrend das zweite elektrische Kontaktelement zum anderen beim Verfahren der Tragereinrichtung in die Betriebsstellung mit dem dritten elektrischen Kontaktelement in Eingriff gebracht wird Mit anderen Worten erfolgt hierbei in einfacher Weise (insbesondere ohne separate Ansteuerung) alleine durch die Bewegung der Tragereinrichtung ein Schließen bzw Offnen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Stromabnehmereinheit und den zu versorgenden Komponenten des Fahrzeugs
Wie bereits erwähnt wurde, muss die Stromabnehmereinrichtung im aktivierten Zustand eine ausreichende Isolation zu den auf einem anderen Spannungsniveau (als der Versorgungsnetzspannung der Oberleitung) hegenden Komponenten des Fahrzeugs gewahrleistet sein Vorzugsweise geschieht dies über das einhalten einer entsprechenden Isolationsluftstrecke Bevorzugt ist daher der Hubweg H und/oder der Langsweg L derart bemessen, dass die Tragereinrichtung und die Stromabnehmereinheit in der Betπebsposition einen zur Sscherstellung einer vorgebbaren Isolationsluftstrecke ausreichenden Abstand von den nicht auf dem Spannungsniveau der Oberleitung liegenden Komponenten des Fahrzeugs aufweisen
Die Tragereinrichtung kann grundsatzlich nur eine einzige Betriebsposition aufweisen Vorzugsweise ist jedoch an unterschiedliche Gegebenheiten (beispielsweise des jeweils befahrenen Streckennetzes) anpassbar, indem mehrere Betriebspositionen eingestellt werden können Demgemäß ist bevorzugt vorgesehen, dass die Betπebsposition eine erste Betπebspositson mit einem maximalen, ersten Hubweg H1 ist und die Absenkesnπchtung eine Verriegelungseinrichtung aufweist, über welche die Trägereinrichtung in der ersten
Betriebsposition und/oder der Ruheposition und/oder wenigstens in einer zweiten Betriebsposition mit einem zweiten Hubweg H2 verriegeibar ist, wobei der zweite Hubweg H2 kleiner als der erste Hubweg H1 ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Trägereinrichtung für eine Stromabnehmereinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, welche die vorstehend beschriebenen Merkmale der Trägereinrichtung einer erfindungsgemäßen Stromabnehmereinrichtung aufweist. Hiermit lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass diesbezüglich lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein
Schienenfahrzeug, mit einem Wagenkasten, der auf wenigstens einem Fahrwerk abgestützt ist, wobei wenigstens eine erfindungsgemäße Stromabnehmereinrichtung in einem Dachbereich des Wagenkastens angeordnet ist. Hiermit lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile ebenfalls in demselben Maße realisieren, sodass auch diesbezüglich lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist das Fahrwerk über eine Fahrwerksanbindung um eine in der Höhenrichtung verlaufende Schwenkachse schwenkbar an dem Wagenkasten angelenkt. Die wenigstens eine Stromabnehmereinrichtung ist dann im Bereich der Schwenkachse angeordnet, wobei die Absenkeinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass das erste Kontaktelement in der Betriebsposition in der Längsrichtung des Fahrzeugs näher an der Schwenkachse liegt als in der Ruheposition. Hiermit ist die vorstehend bereits beschriebene vorteilhafte Annäherung der Stromabnehmereinheit an die Schwenkachse beim Verfahren in die Betriebsposition realisiert.
Besonders vorteilhaft lässt sich diese Gestaltung bei Fahrzeugen einsetzen, bei denen im Dachbereich des Wagenkastens neben einer ersten erfindungsgemäßen Stromabnehmereinrichtung (insbesondere unmittelbar benachbart zu der ersten Stromabnehmereinrichtung) eine zweite Stromabnehmereinrichtung angeordnet ist. Für beide Stromabnehmereinheiten lässt sich dann dank der Annäherung der Stromabnehmereinheit an die Schwenkachse beim Verfahren in die Betriebsposition eine günstige Betriebsposition erzielen.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn auch die zweite Stromabnehmereinrichtung als erfindungsgemaße Stromabnehmereinrichtung ausgebildet ist Bevorzugt ist zweite Stromabnehmereinrichtung dann zudem derart ausgebildet, dass die Tragereinrichtung der zweiten Stromabnehmereinrichtung beim Verfahren der von der Betriebsposition in die Ruheposition einen zu dem Langsweg L1 der Tragereinrichtung der ersten
Stromabnehmereinπchtung gegenläufigen Langsweg L2 zurücklegt Hiermit kann man jeweils eine Annäherung der (aktiven) Stromabnehmereinheit an die Schwenkachse erzielt werden
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen bzw der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele, welche auf die beigefugten Zeichnungen Bezug nimmt Es zeigen
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer bevorzugten
Ausfuhrungsform des erfmdungsgemaßen Fahrzeugs mit einer bevorzugten Ausfuhrungsform der erfmdungsgemaßen Stromabnehmereinrichtung,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer der Stromabnehmereinπchtungen aus Figur 1 im deaktivierten und abgesenkten Zustand (entlang der Linie IS-S! aus Figur 3),
Figur 3 eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Fahrzeugs aus Figur 1 ,
Figur 4 eine schematische Darstellung der Kinematik der Stromabnehmereinrichtung aus Figur 2,
Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der erfmdungsgemaßen Stromabnehmereinrichtung,
Figur 6 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der erfmdungsgemaßen Stromabnehmeremπchtung
Erstes Ausfuhrungsbeispiei
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 ein erstes bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiei des erfmdungsgemaßen Fahrzeugs in Form eines Schienenfahrzeugs 101 beschrieben, welches eine Fahrzeuglangsachse 101 1 aufweist
Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein Fahrzeug-Koordinatensystem x ,y,z angegeben, in dem die x-Koordιnate die Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 101 , die y-Koordιnate die Querπchtung des Schienenfahrzeugs 101 und die z-Koordιnate die Hohenπchtung des Schienenfahrzeugs 101 bezeichnen
Die Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Teils des Fahrzeugs 101 Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102, der im Bereich seiner beiden Enden jeweils auf einem (nicht dargestellten) Fahrwerk abgestutzt ist Die Anbindung des Fahrwerks am Wagenkasten 102 ist so gestaltet, dass der Wagenkasten 102 und das Fahrwerk unter anderem bei Bogenfahrt um eine in Hohennchtung des Fahrzeugs verlaufende Schwenkachse 103 zueinander verschwenkbar sind Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Konfigurationen eingesetzt werden kann, bei denen der Wagenkasten lediglich auf einem Fahrwerk abgestutzt ist
Bei dem Fahrzeug 101 handelt es sich um ein so genanntes Mehrsystemfahrzeug, welches unter anderem über eine Oberleitung 104 eines ersten Bahnstromnetzes mit elektrischer Energie versorgt werden kann Auf dem Dach 102 1 des Wagenkastens 102 ist zu diesem Zweck eine erste Stromabnehmereinrichtung 105 angeordnet, welche die Oberleitung 104 in ihrem aktivierten Zustand kontaktiert (wie dies in Figur 1 durch die gestrichelte Kontur 105 1 dargestellt ist)
Wahrend die Oberleitung 104 eine erste Netzspannung mit einer ersten Frequenz liefert, kann das Fahrzeug 101 auch aus einem zweiten Bahnstromnetz mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei sich das zweite Bahnstromnetz hinsichtlich des Spannungsniveaus der Netzspannung und/oder der Frequenz der Netzspannung von dem ersten Bahnstromnetz unterscheidet Zu diesem Zweck ist auf dem Dach 102 1 des Wagenkastens 102 eine zweite Stromabnehmereinrichtung 106 angeordnet, die im Falle der Versorgung aus dem zweiten Bahnstromnetz anstelle der ersten
Stromabnehmereinrichtung 105 aktiviert ist (und dabei die zugehörige Oberleitung kontaktiert)
Die erste Stromabnehmereinπchtung 105 umfasst eine Stromabnehmereinheit 107, eine Tragereinrichtung 108 und eine Absenkeinrichtung 109 Die Stromabnehmereinheit 107 stutzt sich auf der Tragereinrichtung 108 ab, die ihrerseits über die Absenkeinπchtung 109 und eine Isolatoreinrichtung 110 auf dem Fahrzeugdach 102 1 abgestutzt ist
Die Stromabnehmereinheit 107 ist im vorliegenden Beispiel als herkömmliche, so genannte Halbscheren-Emheit, insbesondere als so genannte Einholm-Einheit, gestaltet Es versteht sich jedoch, dass auch beliebige andere Gestaltungen von Stromabnehmereinheiten verwendet werden können Die (in den Figuren 1 bis 3 im eingefahrenen Zustand dargestellte) Stromabnehmereinheit 107 weist ein erstes elektrisches Kontaktelement in Form einer Stromabnehmerwippe 107 1 auf, mit der sie im ausgefahrenen bzw aktivierten Zustand die Oberleitung 104 kontaktiert (siehe gestrichelte Kontur 105 1) Derartige Stromabnehmereinheiten sowie deren Funktionsweise sind hinlänglich bekannt, sodass hierauf an dieser Stelle nicht naher eingegangen wird
Die Tragereinrichtung ist im vorliegenden Beispiel in Form eines einfachen, kostengünstigen Tragerrahmens 108 gestaltet Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere, mehr oder weniger komplexe Struktur für die Tragereinrichtung gewählt sein kann Insbesondere muss die Trägereinrichtung nicht einteilig gestaltet sein, sondern kann gegebenenfalls auch als mehrteilige Struktur ausgebildet sein
Die Absenkeinrichtung 109 ist derart kinematisch seriell zwischen der Isolatoreinrichtung und dem Tragerrahmen 108 angeordnet, dass (zumindest im aktivierten Zustand der Stromabnehmereinrichtung 105) kein elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Tragerrahmen 108 und dem Fahrzeugdach 102 1 besteht Zu diesem Zweck umfasst die Isolatoreinrichtung vier Stutzstelien in Form herkömmlich gestalteter Isolatoren 110 1 bis 110 4, wobei jeder Isolator 110 1 bis 110 4 mit seinem unteren Ende auf dem Fahrzeugdach 102 1 befestigt ist, wahrend sein oberes Ende mit der Absenkeinrichtung 109 verbunden ist Die Isolatoren 110 1 bis 110 4 sind nicht kollinear, namhch paarweise zu beiden Seiten der (die Fahrzeugiangsachse 101 1 enthaltenden) Langsmittenebene angeordnet sowie (in Fahrzeuglangsπchtung) paarweise auf derselben Langsposition angeordnet
Hierbei versteht es sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung natürlich auch eine beliebige andere Anzahl von Isolatoren bzw Stutzstellen für die Absenkeinrichtung vorgesehen sein kann Um eine stabile, definierte Abstutzung der Absenkeinrichtung zu erzielen, sind jedoch vorzugsweise wenigstens drei Isolatoren bzw Stutzstellen vorgesehen
Die Absenkeinrichtung 109 dient dazu, den Tragerrahmen 108 (und damit auch die auf den Tragerrahmen 108 abgestutzte Stromabnehmereinheit 107) zwischen einer in Figur 1
dargestellten, in Hohenπchtung (z-Richtung) vom Dach 102 1 entfernten bzw angehobenen Betπebsposition und einer in Figur 2 dargestellten, in Hohenπchtung dem Dach 102 1 angenäherten bzw abgesenkten Ruheposition gefuhrt zu verfahren Die Gestaltung mit den vier Isolatoren 110 1 bis 110 4 hat dabei Vorteil, dass der Tragerrahmen 108 zusammen mit der Stromabnehmereinheit 107 einfach zwischen die vier Isolatoren 110 1 bis 110 4 abgesenkt werden kann, sodass in der Ruheposition eine sehr kompakte Anordnung entsteht
Die Absenkeinπchtung 109 ist so gestaltet, dass in der angehobenen Betriebsposition (zumindest bei ausgefahrener Stromabnehmereinheit) jeder Punkt der Stromabnehmereinheit 107, des Tragerrahmens 108 und der Absenkemπchtung 109 einen Abstand von dem Fahrzeugdach 102 1 und eventuell darauf angeordneten (nicht dargestellten) Komponenten des Fahrzeugs 101 aufweist, der für die Herstellung einer ausreichenden Isolationsluftstrecke ausreicht Hierbei versteht es sich, dass sich die erforderliche Isolationsluftstrecke bzw der erforderliche Mindestabstand nach dem Unterschied im Spannungsniveau zwischen der Netzspannung (die an der
Stromabnehmereinheit 107 anliegt) und dem Spannungsniveau richtet, auf dem sich das Fahrzeugdach 102 1 bzw die genannten dort angeordneten Komponenten befinden Je großer dieser Unterschied ist, desto großer ist natürlich auch die Isolationsluftstrecke, die erforderlich ist, um einen Spannungsdurchschiag zu vermeiden
Weiterhin ist die Absenkeinrichtung 109 so gestaltet, dass die deaktivierte Stromabnehmereinπchtung 105, mithin also insbesondere die (eingefahrene) Stromabnehmereinheit 107 in der Ruheposition (in Hohenπchtung) möglichst nahe an das Fahrzeugdach angenähert ist, um eine unter aerodynamischen Gesichtspunkten (insbesondere im Hinblick auf die Larmentwicklung bei hohen Geschwindigkeiten) gunstige Konfiguration zu erzielen
Wie insbesondere den Figuren 2 und 4 zu entnehmen ist, ist die Absenkeinπchtung 109 schließlich derart gestaltet, dass der Tragerrahmen 108 beim Verfahren von der (dargestellten) Ruheposition in die Betriebsposition (angedeutet durch die gestrichelte Kontur 11 1) nicht nur einen Hub H1 in der Hohenπchtung (z-Richtung) des Fahrzeugs 101 ausfuhrt, sondern auch eine erhebliche Bewegung in Längsrichtung (x-Rιchtung) des Fahrzeugs 101 vollzieht
Der Tragerrahmen 108 ist hierdurch in der Betriebsposition um einen erheblichen Langsweg L1 in Längsrichtung (x-Rιchtung) des Fahrzeugs gegenüber der Ruheposition
versetzt Im vorliegenden Beispiel liegt der Langsweg Li in der Größenordnung des Hubwegs H1 Genauer gesagt, betragt der Langsweg L1 im vorliegenden Beispiel etwa 100% des Hubwegs H1
Hierdurch ist es möglich, die erste Stromabnehmereinrichtung 105 auch unter den (nicht zuletzt wegen der benachbarten zweiten Stromabnehmeresnπchtung 106) beengten Piatzverhaltnissen auf dem Fahrzeugdach 102 1 im aktivierten Zustand (d h bei in der Betriebsposition befindlichem Tragerrahmen 108 und ausgefahrener Stromabnehmereinheit 107) in eine Langsposition in Längsrichtung (x-Rιchtung) des Fahrzeugs 101 zu bringen, in der die Stromabnehmerwippe 107 1 an die Schwenkachse 103 zwischen Fahrwerk und Wagenkasten 102 angenähert ist Dies ist, wie bereits ausgeführt wurde, unter fahrdynamischen Gesichtspunkten von Vorteil, da die Stromabnehmerwippe 107 1 bei einem Ausdrehen des Wagenkastens 102 bezüglich des Fahrwerks, wie es beispielsweise bei Bogenfahrt auftritt, nur sehr begrenzt in Querrichtung des Fahrzeugs (y-Rιchtung) bezüglich der Gleismitte auswandert
Die Gestaltung der Absenkeinπchtung 109 mit dem relativ großen Versatz des Tragerrahmens 108 in Fahrzeuglangsπchtung zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition hat somrt den Vorteil, dass die günstige Langsposrtton der Stromabnehmereinheit 107 (im aktivierten Zustand) bei gunstigen aerodynamischen Eigenschaften (im deaktivierten Zustand) mit geringem Bauraumbedarf realisieren lasst
So weist die Absenkeinrichtung 109 im vorliegenden Beispiel eine als einfache
Parallelfuhrung gestaltete Fuhrungseinheit 112 auf, die kinematisch seriell zwischen die Ssolatoreinnchtung 110 und den Tragerrahmen 108 geschaltet ist und den Tragerrahmen 108 bei der Bewegung zwischen der Ruheposition und der Betriebsposition auf einer einfachen Kreisbahn fuhrt
Die Fuhrungseinheit 112 umfasst hierzu vier Fuhrungselemente in Form von
Schwenkhebeln 112 1 bis 1 12 4, von denen jedes im Bereich eines seiner Enden (um eine in Fahrzeugquerπchtung verlaufende erste Schwenkachse) schwenkbar mit einem der Isolatoren 110 1 bis 110 4 verbunden ist Das jeweilige andere Ende der Schwenkhebel 112 1 bis 112 4 ist (um eine ebenfalls in Fahrzeugquerπchtung verlaufende zweite Schwenkachse) schwenkbar mit dem Tragerrahmen 108 verbunden
Die Isolatoren 110 1 bis 110 4 und die Schwenkhebel 112 1 bis 112 4 sind dabei jeweils so angeordnet, dass zum einen jeweils die ersten Schwenkachsen der beiden vorderen
Schwenkhebel 112 1 und 112 4 und die zweiten Schwenkachsen der beiden vorderen Schwenkhebel 112 1 und 112 4 miteinander fluchten Zum anderen fluchten jeweils die ersten Schwenkachsen der beiden hinteren Schwenkhebel 1 12 2 und 112 3 und die zweiten Schwenkachsen der beiden hinteren Schwenkhebel 112 2 und 112 3 miteinander Weiterhin sind die ersten Schwenkachsen und die zweiten Schwenkachsen so angeordnet, dass sie in einer Ebene senkrecht zur Fahrzeugquerrichtung (y-Rιchtung) ein Parallelogramm definieren und somit die Parallelfuhrung für den Tragerrahmen 108 hergestellt ist
Um den Tragerrahmen 108 mit der darauf befestigten Stromabnehmereinheit 107 zwischen der Ruheposition und der Betπebsposition verfahren zu können, umfasst die
Absenkeinrichtung 109 weiterhin eine Antπebseinhest in Form eines Linearantnebs 113, der zwischen dem Tragerrahmen 108 und dem ersten Schwenkhebel 112 1 wirkt Der Linearantrieb 113 kann auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein !m vorliegenden Beispiel ist als einfache pneumatisch betriebene Kolben-Zylinder-Anordnung gestaltet Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zusätzlich oder alternativ auch beliebige andere Wirkpπnzipien (hydraulisch, elektrisch, elektromechamsch etc ) und/oder Wirkbewegungen (Rotation) einzeln oder in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen können
Wie insbesondere der stark schematisierten Figur 4 zu entnehmen ist, bewirkt eine Langenanderung des Linearantriebs 113 eine Änderung des Winkeis zwischen dem Tragerrahmen 108 und dem ersten Schwenkhebel 112 1 Wird der Linearantrieb 113 beispielsweise ausgefahren resultiert dies (dank der durch die Schwenkhebel 1 12 1 bis 112 4 realisierten Parallelfuhrung) in einem synchronen Verschwenken der Schwenkhebel 112 1 bis 112 4 und damit einem Anheben des Tragerrahmens 108 in die Betriebsposition (wie sie durch die gestrichelte Kontur 111 angedeutet ist)
Um wegen der einseitigen Anordnung des Linearantriebs 113 eine Verwindung, mithin also eine ungleichmäßige Verformung des Tragerrahmens 108 sowie eine ungleichmäßige Bewegung der Absenkeinrichtung zu vermeiden, ist im vorliegenden Beispiel eine Kopplungseinrichtung 114 mit zwei Kopplungselementen 114 1 und 114 2 vorgesehen So sind beispielsweise der erste Schwenkhebel 1 12 1 und der zweite Schwenkhebel 112 2 über eine Koppelstange 1 14 1 verbunden (die natürlich so angelenkt ist, dass die Beweglichkeit der Parallelfuhrung weiterhin gewährleistet ist), wahrend zudem der erste Schwenkhebel 112 1 und der vierte Schwenkhebel 112 4 drehfest über eine KoppelwelSe 114 2 gekoppelt sind, deren Langsachse mit den zweiten Schwenkachsen fluchtet
Es versteht sich weiterhin, dass bei anderen Varianten der Erfindung, insbesondere in Abhängigkeit von der Kinematik und Anordnung der Schwenkhebel sowie der Steifigkeit der Trägereinrichtung sowie der übrigen Komponenten der Absenkeinrichtung, eine derartige Kopplungseinrichtung auch fehlen kann. Insbesondere könnte also bei ausreichender Steifigkeit des Trägerrahmens sowie der übrigen Komponenten der Absenkeinrichtung die Koppelstange 114.1 und/oder die Koppelwelle 114.2 auch fehlen. Ebenso können mehrere, in der Regel dann entsprechend synchronisierte Antriebseinheiten vorgesehen sein, die eine unerwünschte Deformation der Trägereinrichtung vermeiden. Ebenso kann die Antriebseinheit bereits an einer Stelle angreifen (beispielsweise im Bereich einer Symmetrieachse der Trägereinrichtung), an der eine gleichmäßige Lasteinleitung in die Trägereinrichtung gewährleistet ist, sodass eine unerwünschte ungleichmäßige Deformation der Trägereinrichtung (zumindest weit gehend) vermieden wird.
Wie der Figur 4 weiterhin zu entnehmen ist, kann die Antriebseinrichtung auch an beliebiger anderer Stelle der Stromabnehmereinrichtung 105 angreifen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit zwischen der Struktur des Wagenkastens und der Führungseinrichtung wirken (wie dies in Figur 4 durch die strich-punktierte Kontur 115 angedeutet ist). Ebenso kann sie rein intern, also zwischen Komponenten der Absenkeinrichtung, wirken. Schließlich kann sie ebenso zwischen der Führungseinrichtung und der Trägereinrichtung und/oder der Stromabnehmereinheit wirken.
Die Steuerung der Bewegung zwischen der Ruheposition der Betriebsposition kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zumindest eine der beiden Positionen einfach über einen oder mehrere permanente oder aktivierbare Anschläge definiert ist.
Im vorliegenden Beispiel umfasst die Absenkeinrichtung 109 eine Sensoreinheit 115 zur Erfassung einer für die Betriebsposition und die Ruheposition des Trägerrahmens 108 repräsentativen Erfassungsgröße und eine mit der Sensoreinheit 115 verbundene Steuereinrichtung 116 zur Ansteuerung der Antriebseinheit 113 in Abhängigkeit von dem Wert der Erfassungsgröße. Hiermit ist es natürlich möglich, das Erreichen der betreffenden Position zu erfassen und beispielsweise eine Verringerung oder Abschaltung der Energiezufuhr zur Antriebseinheit 113 sowie gegebenenfalls eine Verriegelung des Trägerrahmens 108 in der betreffenden Position zu initiieren.
Als Sensoreinheit 115 können beliebige geeignete Sensoren Verwendung finden, welche eine entsprechende Erfassung der Position des Trägerrahmens 108 ermöglichen.
Bevorzugt kommen berührungslos arbeitende Sensoren zum Einsatz, da hiermit auf einfache Weise auch das Problem der elektrischen Isolation gelöst werden kann. Bei anderen Varianten der Erfindung werden aber beispielsweise auch pneumatische Schalter mit elektrisch isolierenden Luftleitungen oder dergleichen eingesetzt, bei denen ebenfalls die elektrische Isolation gegenüber dem Fahrzeugdach 102.1 sichergestellt ist.
Im vorliegenden Beispiel kann die Absenkeinrichtung weiterhin dadurch an unterschiedliche Gegebenheiten (beispielsweise des jeweils befahrenen Streckennetzes) angepasst werden, dass der Trägerrahmen 108 in unterschiedlichen Betriebspositionen verriegelbar ist. Demgemäß ist die in Figur 4 durch die Kontur 111 angedeutete Betriebsposition eine erste Betriebsposition mit einem maximalen, ersten Hubweg H1 und einem maximalen, ersten Längsweg L1. das Erreichen der ersten Betriebsposition wird über die Sensoreinheit 115 erfasst und resultiert in einer durch die Steuereinrichtung 116 initiierten Verriegelung des Trägerrahmens 108 in dieser Position. Weiterhin ist der Trägerrahmen 108 in einer in Figur 4 durch die strich-zweipunktierte Kontur 117 angedeuteten zweiten Betriebsposition verriegelbar. Der Trägerrahmen 108 weist dort einen zweiten Hubweg H2 und einen zweiten Längsweg L2 auf, die jeweils kleiner sind als der erste Hubweg H1 bzw. der erste Längsweg L1.
Wie insbesondere der Figur 3 zu entnehmen ist, erfolgt das Schließen bzw. das Öffnen der elektrischen Verbindung zwischen der Stromabnehmereinrichtung 105 und den hierüber mit Energie versorgten Komponenten des Fahrzeugs 101 über ein zweites elektrisches
Kontaktelement 118 und ein drittes elektrisches Kontaktelement 119. Das zweite elektrische Kontaktelement 1 18 ist elektrisch leitend mit der Stromabnehmerwippe 107.1 verbunden, während das dritte elektrische Kontaktelement 1 19 zum einen elektrisch leitend mit den zu versorgenden Komponenten des Fahrzeugs 101 verbunden ist und zum anderen elektrisch isolierend über einen weiteren Isolator 110.5 der Isolatoreinrichtung 110 auf der Struktur des Fahrzeugdachs 102.1 abgestützt ist.
Das zweite elektrische Kontaktelement 118 ist derart am Trägerrahmen 108 angeordnet, dass es in dessen (in Figur 3 gezeigter) Ruhestellung mit dem dritten elektrischen Kontaktelement 119 außer Eingriff befindet, während es beim Verfahren der Trägereinrichtung in die Betriebsstellung (siehe gestrichelte Kontur 1 11) mit dem dritten elektrischen Kontakteiement 119 in Eingriff gebracht wird. Mit anderen Worten erfolgt hierbei in einfacher Weise (insbesondere ohne separate Ansteuerung eines Schalters oder dergleichen) aüeine durch die Bewegung des Trägerrahmens 108 ein Schließen bzw.
Offnen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Stromabnehmereinheit 107 und den zu versorgenden Komponenten des Fahrzeugs 101
Die zweite Stromabnehmereinπchtung 106 ist identisch zu der ersten Stromabnehmereinrichtung 105 gestaltet, sodass insoweit auf die obigen Ausfuhrungen zur ersten Stromabnehmereinrichtung 105 Bezug genommen wird Die erste
Stromabnehmereinπchtung 105 und die zweite Stromabnehmereinrichtung 106 derart um 180° zueinander verdreht angeordnet, dass die beiden Stromabnehmerwippen 106 1 bzw 107 1 zueinander und zu der Schwenkachse 103 benachbart sind Demgemäß vollfuhren die beiden Tragerrahmen 108 bei ihrem Anheben bzw Absenken entgegengesetzte Langswege L1 und L3, die dazu fuhren, dass sich die Tragerrahmen 108 beim Anheben einander annähern, wahrend sie sich beim Absenken voneinander entfernen
Wahrend beide Stromabnehmereinrichtungen 105, 106 gleichzeitig deaktiviert und abgesenkt sein können, ist im vorliegenden Beispiel vorgesehen, dass jeweils nur eine der beiden aktiviert sein kann, wobei die Stromabnehmerwippe 105 1 bzw 106 1 die Oberleitung 104 dann jeweils im Bereich der Schwenkachse 103 kontaktiert, sodass für beide Falle eine gunstige Anordnung der Stromabnehmerwippe 105 1 bzw 106 1 realisiert sst
Zwe ites Ausfuhru ng sbeis pie I
Em Detail einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrung des erfindungsgemaßen Fahrzeugs 201 mit einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen
Stromabnehmereinrichtung 205 ist in Figur 5 dargestellt Die Stromabnehmereinπchtung 205 entspricht in ihrer grundsatzlichen Gestaltung und Funktionsweise der Stromabnehmereinπchtung 105 aus Figur 1 bis 4, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll Insbesondere sind identische Komponenten mit den identischen Bezugszeichen versehen, wahrend gleichartige Komponenten mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind Sofern nachfolgend nichts Anderweitiges ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Funktionen und Vorteile dieser Komponenten auf die obigen Ausfuhrungen im Zusammenhang mit dem ersten Ausfuhrungsbeispiel verwiesen
Der Unterschied zur Ausfuhrung aus Figur 1 bis 4 besteht in der Gestaltung der
Absenkeinrichtung 209, insbesondere der Gestaltung der Fuhrungseinheit 212 Diese ist im vorliegenden Beispiel nicht als Hebelgetriebe, sondern als Kuiissenfuhrung 212 gestaltet
Hierzu umfasst die Fuhrungseinheit 212 anstelle der Hebel 112 1 bis 112 4 vier identisch gestaltete Fuhrungselemente 212 5, die starr am Tragerrahmen 108 befestigt sind
Jedes Fuhrungselement 212 5 weist eine Fuhrungsnut 212 6 auf, die sich abschnittsweise in der Hohenπchtung (z-Rιchtung) und der Längsrichtung (x-Rιchtung) des Fahrzeugs 201 erstreckt In die Fuhrungsnut 212 6 greift ein Fuhrungsstift 212 7 ein, der sich m
Querrichtung (y-Rιchtung) des Fahrzeugs 201 erstreckt Jeder Fuhrungsstift 212 7 ist an einem der (in Figur 5 lediglich durch ihre Langsachse angedeuteten) Isolatoren 110 1 bis 110 4 befestigt, sodass hierüber eine elektrische Isolation der Fuhrungsemheit 212 zum Fahrzeugdach 102 1 gewährleistet ist
Der Tragerrahmen 108 wird über einen Linearantπeb 213 in Längsrichtung des Fahrzeugs 201 verfahren Hierzu ist der Linearantπeb 213 über einen weiteren Isolator 110 6 der Isolatoreinπchtung 110 elektrisch isolierend auf dem Fahrzeugdach 102 1 abgestutzt
Der Verlauf der Fuhrungsnut 212 6 ist so gestaltet, dass der Tragerrahmen 108 beim Verfahren in Längsrichtung des Fahrzeugs 201 um einen Langsweg L gleichzeitig um einen Hubweg H in Hohenπchtung des Fahrzeugs 201 verfahren wird Der Langsweg L entspricht dabei im vorhegenden Beispiel etwa 400% des Hubwegs H Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Relation zwischen dem Langsweg L und dem Hubweg erzielt werden kann
Über diesen großen Langsweg L lassen sich gegebenenfalls erhebliche Strecken in Längsrichtung des Fahrzeugs 201 überwinden Insbesondere ist es möglich, die Stromabnehmereinπchtung 205 beim Verfahren in den angehobenen Zustand über angrenzende (gegebenenfalls dann entsprechend elektrisch gegenüber der Stromabnehmereinπchtung 205 isolierte) Komponenten auf dem Fahrzeugdach 201 zu schieben, wie dies in Figur 5 durch die gestrichelte Kontur 220 dargestellt ist
Weiterhin kann die Neigung und/oder die Krümmung der Fuhrungsnut 212 6 auf beliebige Weise abgestimmt sein, um einen nahezu beliebigen gewünschten Bewegungsablauf des Tragerrahmens 108 beim Verfahren zwischen der in Figur 5 dargestellten Betπebsposition und der in Figur 5 durch die gestrichelte Kontur 220 angedeuteten Ruheposition zu realisieren
Die Fuhrungsnut 212 6 ist in ihren Endabschnitten jeweils so gestaltet, dass ihre Nutachse 212 8 parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs 201 verlauft Dies hat den Vorteil dass
hierüber in einfacher Weise eine Verriegelung des Tragerrahmens 108 in der Hohenπchtung des Fahrzeugs 201 realisiert ist, ohne dass hierfür anderweitig Energie aufgebracht werden musste
Es ist gegebenenfalls lediglich erforderlich, den Tragerrahmen 108 in Längsrichtung des Fahrzeugs 201 zu verriegeln Dies kann beispielsweise über eine Verriegelung des Linearantriebs 213 erfolgen Ebenso kann aber auch zusatzlich oder alternativ über eine entsprechende Gestaltung der Fuhrungsnut ein Einrasten des Fuhrungsstifts an einer bestimmten Position und damit eine Verriegelung des Tragerrahmens realisiert werden Natürlich kann eine solche Verriegelung sowohl an beiden Enden der Fuhrungsnut als auch an einer oder mehreren beliebigen Zwischenpositionen zwischen diesen beiden Enden realisiert werden
Aufgrund der identischen Gestaltung der Fuhrungselemente 212 5 wird im vorliegenden Beispiel esne Parallelverschiebung des Tragerrahmens 108 beim Verfahren zwischen der Betriebsposition und der Ruheposition realisiert Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch abweichende Gestaltungen der einzelnen Fuhrungsnuten realisiert werden können, sodass der Tragerrahmen zusätzlich zu der Translation zumindest abschnittsweise auch eine Rotation vollfuhrt, wie dies in nachfolgend im Zusammenhang mit dem dritten Ausfuhrungsbeispiel beschrieben wird
Drittes Ausfuhrungsbeispiel
Ein Detail einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrung des erfindungsgemaßen Fahrzeugs 301 mit einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Stromabnehmereinrichtung 305 ist in Figur 6 dargestellt Die Stromabnehmereinrichtung 305 entspricht in ihrer grundsatzlichen Gestaltung und Funktionsweise der Stromabnehmereinπchtung 205 aus Figur 5, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll Insbesondere sind identische Komponenten mit den identischen Bezugszeichen versehen, wahrend gleichartige Komponenten mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind Sofern nachfolgend nichts Anderweitiges ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Funktionen und Vorteile dieser Komponenten auf die obigen Ausfuhrungen im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Ausfuhrungsbeispiel verwiesen
Der Unterschied zur Ausfuhrung aus Figur 5 besteht lediglich in der Gestaltung der Absenkeinrichtung 309, insbesondere der Gestaltung der Fuhrungseinheit 312 Diese ist im
vorliegenden Beispiel derart gestaltet, dass die Fuhrungselemente 312 5 (mit den in Figur 6 nur durch ihre Nutachsen 312 8 repräsentierten Fuhrungsnuten 312 8) starr an den Isolatoren 110 1 bis 110 4 befestigt sind, wahrend die Fuhrungsstifte 312 7 an dem Tragerrahmen 108 befestigt sind
Ein weiterer Unterschied zur Ausfuhrung aus Figur 5 besteht dann, dass die
Fuhrungselemente 312 5 nicht identisch gestaltet sind, sondern hinsichtlich der Verlaufe der Fuhrungsnuten 312 6 voneinander abweichen, sodass der Tragerrahmen 108 beim Verfahren zwischen der dargestellten Betriebsposition und der (durch die gepunktete Kontur 322 angedeuteten) Ruheposition zusätzlich zu der Translation zumindest abschnittsweise auch eine Rotation vollfuhrt, wie dies in Figur 6 durch die gestrichelte Kontur 323 angedeutet ist Hierdurch ist es mit anderen Worten möglich, bei hoher Robustheit sowie geringer Verschleiß- und Storungsanfalhgkeit komplexe Bewegungsabläufe und große Langswege auf kleinstem Bewegungsraum zu realisieren
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen für Schienenfahrzeuge beschrieben Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen kann
* * * * *