EP4154362A1 - Ableitungseinrichtung - Google Patents

Ableitungseinrichtung

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Publication number
EP4154362A1
EP4154362A1 EP20730397.5A EP20730397A EP4154362A1 EP 4154362 A1 EP4154362 A1 EP 4154362A1 EP 20730397 A EP20730397 A EP 20730397A EP 4154362 A1 EP4154362 A1 EP 4154362A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conductor
shaft
section
discharge device
holder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20730397.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Pfeffer
Philipp HORNIK
Ralf HOERR
Tom NUSCH
Steffen Weller
Ralf Gaertner
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 Transit Systems GmbH
Original Assignee
Schunk Transit Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schunk Transit Systems GmbH filed Critical Schunk Transit Systems GmbH
Publication of EP4154362A1 publication Critical patent/EP4154362A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/02—Carrying-off electrostatic charges by means of earthing connections
    • 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
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices

Definitions

  • the invention relates to a discharge device, a rail vehicle with a discharge device and a method for discharging electrostatic charge from a shaft, the discharge device comprising a holder and a conductor arrangement, the conductor arrangement having at least one flexible conductor arranged on the holder, the conductor is formed from a carbon fiber arrangement and has a shaft contact section for contacting the shaft.
  • Discharge devices of the type mentioned are well known.
  • An annular discharge device regularly surrounds a shaft circumferentially, with carbon fibers, for example in bundles, being arranged on the discharge device and their free ends brushing along a circumference of the rotating shaft, making electrical contact with it.
  • the ends of the carbon fibers can be clamped to the holder of the discharge device, the section lying between the ends of the carbon fibers touching the circumference of the rotating shaft.
  • the discharge device according to the invention can be used, for example, in transmissions of rail vehicles or other industrial machines. It is essential that the conductor has a contact force the end face exerts the shaft, as a result of which the shaft can be reliably contacted despite movements or vibrations that can arise during operation of the shaft.
  • a contact force of the conductor can be set by a pretension, which is achieved in that the discharge device is arranged at a defined distance from an end face or a circumference of the shaft.
  • the conductor designed as a carbon fiber arrangement is particularly long, so that the discharge device according to the invention can be used in a corresponding device over a particularly long period of time.
  • the conductor is conductively connected to the holder, it being possible for the holder to be made of metal, preferably aluminum.
  • the holder can be made of plastic, and an additional conductive connection, for example in the form of a metal wire, preferably a copper wire, can be provided for dissipating the electrostatic charge between the conductor and the holder.
  • the derivation device according to the invention is also suitable for use for shafts with different circumferences or diameters, the diameter of the shaft on the one hand being significantly smaller than a circumference or a dimension of the derivation device according to the invention, since the conductor forming the contact force is larger Has range than it would be necessary for the mere contact of a single wave by touch.
  • the diversion device according to the invention makes contact with the shaft axially on one end face of the shaft, contact can also be made with shafts with a significantly larger circumference. Wear of the discharge device according to the invention, in particular wear of the conductors, can also be determined in advance on the basis of a defined contact force or contact pressure of the conductor, which in turn simplifies maintenance of the discharge device.
  • the carbon fiber arrangement has a braid of carbon fibers, wherein the carbon fiber arrangement can be infiltrated with pyrolytic carbon, the carbon fiber Due to the infiltration with pyrolytic carbon, the device can be dimensionally stable in such a way that a contact force can be applied to the shaft via the carbon fiber arrangement.
  • the carbon fiber arrangement of the conductor can have a braid of pyrolytic carbon infiltrated carbon fibers, whereby the carbon fiber arrangement is given an intrinsic stability.
  • the infiltration of the carbon fiber arrangement with pyrolytic carbon can be achieved, for example, by means of a gas phase infiltration process (CVI process).
  • the carbon fibers can be woven or present as individual fibers.
  • individual carbon fibers arranged in parallel can be interwoven with a mesh of carbon fibers.
  • the conductor made of carbon fibers is insensitive to corrosion and chemical attack and contributes to the formation of a carbon patina on the shaft, which causes dry lubrication at the contact point.
  • the carbon fibers of the conductor can have advantageous tribological properties and thus promote reduced heat production when the shaft is contacted.
  • the carbon fiber arrangement can develop capillary forces which arise in the spaces between the carbon fibers and allow contaminants, for example fat or moisture, to be transported away in the area of the contact.
  • the degree of infiltration or the amount of infiltrated pyrolytic carbon can define a rigidity of the carbon fiber arrangement.
  • the carbon fiber arrangement can exert a contact force which is influenced by the distance at which the discharge device is mounted with respect to the shaft. The service life of the carbon fiber arrangement can in turn be determined from this contact force, since wear of the carbon fiber arrangement can be determined in advance.
  • the conductor can be designed as a conductor section with two opposite ends.
  • a conductor section which is formed from a carbon fiber arrangement, is then particularly simple manufacturable and can be produced inexpensively in large numbers. It can be provided that the conductor section is attached to the holder.
  • the ends of the conductor section can be fastened to the holder, in which case both ends of the conductor section can be fixed to the holder.
  • a conductor section fixed in this way is fastened to the holder in a particularly stable manner, which promotes a service life of the conductor.
  • the fact that the ends of the conductor section can be fastened at a distance from one another which is smaller than the total length of the conductor section, with the section between the ends then being curved in the direction of the shaft, can also be used to pre-tension the conductor.
  • the conductor section has at least one free end.
  • the conductor section can also have two free ends. The free end can be used to make contact with the shaft, which is particularly advantageous if the holder is further spaced from an end face of the shaft. The free end then forms the shaft contact section.
  • the conductor section may have one end attached to the holder. Another end of the conductor section can be a free end. The end of the conductor section can in particular be connected to the holder in a force-fitting and / or form-fitting manner. The end of the conductor section can, for example, be inserted into a recess in the holder.
  • the conductor section can also have at least one section between the ends, on which the conductor section is fastened to the holder.
  • a particularly flexible attachment of the ladder section to the holder is possible here, since in principle every area between the ends of the ladder section can be fixed so that the ends of the ladder section differ from an end face of the holder can be spaced. At least one end or a further section of the conductor section can then form the shaft contact section.
  • the attachment of the conductor section is not limited to one of the specified embodiments, but that a combination of the aforementioned attachment options is also possible.
  • a position or an alignment of the conductor section relative to the holder or to the shaft can also be set.
  • the shaft contact section is formed at the free end of the conductor section or between the ends of the conductor section.
  • the shaft contact section is then not formed by an end or section of the conductor section fastened to the holder, so that the shaft contact section can always be arranged at a distance from the holder. This has the effect that the shaft cannot come into contact with the holder and thus damage to the holder by the shaft caused by friction is avoided.
  • the conductor section is exposed to friction with the shaft only at the shaft contact section.
  • the shaft contact section is formed out between the ends of the conductor section, wherein fraying of the ends of the conductor section promoted by friction is avoided, as a result of which the conductor section has a longer service life.
  • a shaft contact section formed at the free end of the conductor section can more easily have a greater distance from the holder, in particular if the conductor section has a greater overall length.
  • the conductor section can be essentially rod-shaped or circular or a combination thereof.
  • the ladder section can be designed exclusively in the shape of a rod or an arc of a circle, with an arc of a circle here meaning that the shape of the ladder section corresponds to at least part of a circumference of a circle.
  • an arc of a circle an arc of an ellipse is also conceivable.
  • the design of the conductor section is not limited to the shapes described. A combination, for example through formed arches in an otherwise rod-shaped conductor, is also conceivable.
  • the conductor section can advantageously have at least one angled or curved end. It can be angled or bent both ends of the Leiterab section.
  • the conductor section can be fastened to the holder at the angled or bent end, an assembly of the conductor section being simplified. It can be provided that the angled or curved end is inserted into a corresponding opening in the holder.
  • the conductor section can also be arcuate at at least one end, the remaining conductor section being essentially rod-shaped, the arcuate end then forming the shaft contact section.
  • the curved end is shaped in such a way that it is suitable for contacting the shaft.
  • the conductor can be essentially rod-shaped, the conductor section having an arcuate section between the ends, the arcuate section forming the shaft contact section.
  • both ends of the conductor section are fixed to the holder, the arcuate section being suitable for contacting the shaft.
  • the conductor arrangement can comprise two, preferably four, particularly preferably six, or more conductors. Depending on the size of the wave or the extent to which the electrostatic charge occurs, a corresponding arrangement and number of conductors on the holder can be selected.
  • the conductors can be arranged essentially symmetrically on a retaining ring of the holder.
  • the holder then has a retaining ring on which the conductors can be arranged symmetrically.
  • the conductors can be arranged on the retaining ring in a rotationally symmetrical manner, as a result of which the discharge device is easy to manufacture and uniform contact can be made with the shaft.
  • the conductors can also be arranged axially symmetrically, in particular when the shaft is in contact with the end face.
  • the conductors can be arranged asymmetrically on the retaining ring.
  • the conductors can apply the same or different contact force to the shaft. This can be achieved in that the shaft contact sections of the conductor sections are spaced apart from the holder at different distances. Also, on the basis of the positioning of the discharge device in relation to the shaft, a defined pressing force can be exerted, which brings about a pre-tensioning of the conductors, which in turn can be the same or different for the individual conductors.
  • a contact force of different magnitudes is particularly advantageous if, due to natural vibrations of the shaft, there is a risk that contact with the shaft can be lost, even temporarily. Such a loss of contact can be avoided as a result of the differently large contact force or the differently large distance from the holder, since at least one of the conductors always makes contact with the shaft.
  • the holder has at least one holding element for holding the conductor, it being possible for the holding element to be non-positively and / or positively connected to the conductor. Furthermore, the holding element and the conductor can be releasably connectable.
  • the holding element is designed to be conductive, for example made of the same material as the holder, and has a low-ohmic resistance, so that the electrostatic charge can easily be diverted from the conductor.
  • an attachment of the holding element to a Front side and / or an inner circumference of the holder conceivable, wherein the holder can have a retaining ring, wherein the retaining element can be arranged on a front side and / or an inner circumference of the retaining ring.
  • the non-positive and / or positive connection between the Garle element and the conductor allows a simplified assembly or replacement of the conductor, for example after wear or during the initial assembly of the discharge device. If the holding element and the conductor can be detachably connected, the conductors can be exchanged particularly easily. It can be provided that differently designed conductors can also be used with the same holding element. It is also possible to use the holding element to position the conductor relative to the shaft and, for example, to adjust the angle of the conductor relative to a surface of the shaft.
  • the holding element can be arranged on an inner circumference of a holding ring of the holder or on an end face of the holding ring. This arrangement of the holding element enables contact to be made with an end face of the shaft.
  • the discharge device can be designed in such a way that the holding element can be fixed both on an inner circumference and on an end face of the holding ring.
  • the holding element can be inserted into a recess of the holding ring that is shaped to match the holding element and can be connected to it in a force-fitting and / or form-fitting manner.
  • the holding element can be inserted partially or completely into the recess.
  • the recess can be designed in such a way that it is suitable for receiving the holding element completely or partially.
  • the holding element and the recess can also have contours which are suitable for forming a latching connection.
  • the holding element can be screwed to the holder or a holding ring of the holder.
  • the recess defines a holding position and thus a position of the holding element or of the conductor inserted into the holding element on the holder.
  • the holding element can be cuboid or cylindrical. Such designed holding elements can be produced particularly easily and in large numbers. Other forms of the Garelemen tes are also conceivable.
  • the holding element can have at least one opening for receiving the conductor.
  • the opening can be designed as a
  • the holding element can advantageously be designed as a spring element, it being possible for a force to be applied to the conductor in the direction of the shaft by the spring element.
  • a defined spring force can be exerted on the conductor by the spring element, so that a defined contact pressure of the conductor on the shaft can be achieved.
  • the defined contact pressure can be used to determine wear on the shaft.
  • the spring element allows the conductor to be made shorter, as a result of which material for producing the conductor can be saved. Since only the conductor is exposed to wear due to the contact with the shaft and has to be replaced regularly, costs can be reduced over the service life of the discharge device.
  • the holder can also have a retaining ring with a diameter that can be smaller or larger than a diameter of a circumference of the shaft.
  • the diameter of the retaining ring can also match the size of the diameter of the circumference of the shaft.
  • the term "diameter of the retaining ring” means both the inner diameter, i.e. the diameter of an inner circumference, and the outer diameter, i.e. the diameter of an outer circumference, of the retaining ring.
  • the retaining ring can be used for shafts of different sizes and, for example, be significantly smaller surebil det than the shaft.
  • the rail vehicle according to the invention comprises at least one discharge device according to the invention.
  • the rail vehicle can in particular be a train, a tram or the like.
  • Advantage- responsible designs of the rail vehicle result from the feature descriptions of the dependent claims referring back to claim 1.
  • the method according to the invention relates to the dissipation of electrostatic charge from a wave with a dissipation device, wherein the
  • Derivation device comprises a holder and a conductor arrangement, the conductor arrangement having at least one flexurally elastic conductor arranged on the holder, the conductor being formed from a carbon fiber arrangement and having a shaft contact section for contacting the shaft, the shaft being axially on an end face of the shaft via the conductor A contact force is applied to the shaft.
  • FIG. 1 shows a perspective illustration of a discharge device in a first embodiment
  • Fig. 2 is a perspective view of a Ab effetseinrich device in a second embodiment
  • Fig. 3 is a perspective view of a Ab effetseinrich device in a third embodiment
  • FIG. 4 shows an enlarged illustration of the third embodiment of the discharge device
  • 5 shows an enlarged illustration of a discharge device in a fourth embodiment
  • Fig. 6 is a perspective view of a Ab effetseinrich device in a fifth embodiment
  • Fig. 7 is a perspective view of a Ab effetseinrich device in a sixth embodiment
  • Fig. 8 is a perspective view of a Ab effetseinrich device in a seventh embodiment
  • Fig. 9 is a perspective view of a Ab effetseinrich device in an eighth embodiment.
  • Fig. 10 is a perspective partial representation of a Ab effetsein direction according to a ninth embodiment
  • FIG. 11 shows a further illustration of the ninth embodiment of the discharge device
  • Fig. 12 is a plan view of a holding element according to a first embodiment
  • FIG. 13 shows a plan view of a holding element according to a second embodiment with a conductor
  • 15 is a schematic representation of a conductor; 16 shows a schematic representation of a holder.
  • Fig. 1 shows a discharge device 10 for discharging electrostatic shear charge from a shaft 11, wherein the discharge device 10 has at least one retaining ring 12 having a holder 13 and a Conductor arrangement 14 includes.
  • the conductor arrangement 14 has six conductors 15 which are arranged evenly distributed on the retaining ring 12 and each of which has a carbon fiber arrangement 16 infiltrated with pyrolytic carbon.
  • the conductors 15 of the discharge device 10 are designed as conductor sections 17 with two opposite ends 18, 19, a section 20 lying between the ends 18, 19 being attached to the retaining ring 12 on the one hand and forming a shaft contact section 21 for contacting the shaft 11 on the other .
  • the conductor sections 17 are formed in the shape of a circular arc. It is essential that the conductors 15 apply a contact force to the shaft 11.
  • the derivation device 22 in FIG. 2 differs from the derivation device in FIG. 1 in that the conductors 24, formed as conductor sections 23, of a conductor arrangement 25 of the derivation device 22 are connected at both opposite ends 26 to a retaining ring 27 of a holder 28 of the derivation device 22 are.
  • a shaft contact section 29 of the conductor section 23 is formed by a section 30 located between the ends 26.
  • a discharge device 31 is shown, the conductor arrangement 32 has a conductor 33 which is rod-shaped forms.
  • the conductor 33 is a conductor section 34 with two ends 35 opposite one another, one of the ends 35 being a free end 36 which forms the shaft contact section 37.
  • the conductor section 34 is attached to a section 38 located between the ends 35 on a holding element 39 of a holder 40 of the discharge device 31.
  • the holding element 39 is inserted into a recess 41 of a holding ring 42 of the holder 40, which recess 41 is shaped to correspond to the holding element 39.
  • the holding element 39 is fixed with the conductor section 34 at a holding position 43 of the holding ring 42 defined by a plurality of recesses 41.
  • a plurality of holding elements 39 with conductor sections 34 can also be attached at the same time be attached to the retaining ring 42 in recesses 41. Fastening can take place, for example, by screwing.
  • the discharge device 44 in FIG. 5 differs from the discharge device in FIGS. 3 and 4 in that a conductor section 45 of a conductor 46 of a conductor arrangement 47 of the discharge device 44 has, on the one hand, an angled end 48 via which the conductor section 45 is connected a holding element 49 of a holder 50 of the discharge device 44 is connected.
  • theêtab section 45 has a free end 51 which is arcuate and at the same time forms a wave contact section 52.
  • FIG. 6 shows a discharge device 53 which has a conductor 54 of a conductor arrangement 55, the conductor 54 being designed as a conductor section 56, the opposite ends 57 of which are angled or bent, the conductor section 56 at both ends 57 on a retaining ring 58 a holder 59 of the discharge device 53 is taken fasten.
  • the conductor section 56 has a section 60 which is arranged between the ends 57 and which is arcuate and at the same time forms a shaft contact section 61. Otherwise, the conductor section 56 is rod-shaped.
  • the conductor arrangement 63 of which has two conductors 64 which are designed as conductor sections 65.
  • the conductor sections 65 are coincident and cut with the Leiterab 56 in Fig. 6 is formed identically.
  • the conductor sections 65 can also have a differently shaped shaft contact section 66, for example a differently shaped curvature 67 of the shaft contact section 66.
  • FIG. 8 shows a discharge device 68, the conductor arrangement 69 of which has two conductors 70 with which a shaft 71 on an end face 72 of the shaft 71 can be contacted.
  • the conductors 70 of the Ablei processing device 68 are formed as conductor sections 74, which each have a free end 75 which forms a shaft contact section 76.
  • the shaft contact section 76 can contact the shaft 71 according to a positioning of the discharge device 78 relative to the shaft 71 either on the front side or on a circumference 73 of the shaft 71 when the discharge device 68 is positioned accordingly relative to the shaft 71.
  • the discharge device 68 has a retaining ring 151 of a holder 152 of the discharge device 68, which holds the conductors 70 of the discharge device 68 radially to the shaft 71.
  • the conductors 70 of the Ab effetseinrich device 68 contact the shaft 71 on the end face.
  • FIG. 9 shows a further discharge device 200, a conductor 202 of a conductor arrangement 203 of the discharge device 200 formed as a conductor section 201 having an angled end 204 via which the conductor section 201 is connected to a rectangular holder 205 of the discharge device 200.
  • the end 204 is inserted into a recess 206 in the holder 205.
  • the conductor section 201 has a free end 207 which is arcuate and at the same time forms a shaft contact section 208 for contacting a shaft 209.
  • FIGS. 10 and 11 shows a discharge device 110, the conductor arrangement 111 of which has a conductor 112 which is designed as a conductor section 113.
  • the conductor section additionally has a contact element 114 at a free end 115 of the conductor section 113 for contacting a shaft (not shown here).
  • the conductor 112 can hit the shaft, not shown, with a force.
  • the end 116 of the conductor section 113 opposite the free end 115 is fastened to a holding element 117 of a holder 118 of the discharge device 110.
  • FIG. 12 shows a holding element 119 of a holder (not shown here) of a discharge device (not further shown), the holding element 119 for receiving conductor sections (not shown here) the discharge device is suitable.
  • the holding element 1 has 19 recesses 121.
  • Such a discharge device can be used for the stirnsei term contacting a shaft, not shown here.
  • the contact can then, among other things, in a
  • FIG. 13 and 14 shows a further holding element 122 of a holder 130 shown in FIG. 16 with a conductor 123.
  • the conductor 123 is designed as a conductor section 125, the opposite ends 126 of which are inserted into the holding element 122 or are attached to these.
  • the holding element 122 is designed in the shape of a cuboid.
  • FIG. 15 shows, by way of example, a further conductor 127 for a discharge device, not shown, which can be used as an alternative to the conductor in FIG. 13 or 14.
  • the conductor 127 is designed as anatiab section 128, the opposite ends 129 of which are angled or kinked twice. Such a design of the conductor 127 allows a simplified insertion into a holding element not shown here.
  • a holder 130 which comprises a retaining ring 131, which has a total of four recesses 132 for receiving retaining elements, not shown further.

Landscapes

  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Abstract

10 15 Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Ableitungseinrichtung (10), ein Schienen- fahrzeug mit einer Ableitungseinrichtung sowie ein Verfahren zur Ablei- 20 tung elektrostatischer Ladung von einer Welle (11), wobei die Ablei- tungseinrichtung einen Halter (13) sowie eine Leiteranordnung (14) umfasst, wobei die Leiteranordnung zumindest einen an dem Halter angeordneten biegeelastischen Leiter (15) aufweist, wobei der Leiter aus einer Kohlenstofffaseranordnung (16) ausgebildet ist und einen Wellen- 25 kontaktabschnitt (21) zur Kontaktierung der Welle aufweist, wobei über den Leiter die Welle axial an einer Stirnseite der Welle mit einer Kon- taktkraft beaufschlagbar ist. 30 (Fig. 1) 20. Mai 2020 5 Schunk Transit Systems GmbH 35435 Wettenberg G/SBI-048-WO-2 Tap/Scu/Hue

Description

Ableitungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ableitungseinrichtung, ein Schienenfahrzeug mit einer Ableitungseinrichtung sowie ein Verfahren zur Ableitung elektrostatischer Ladung von einer Welle, wobei die Ableitungseinrich tung einen Halter sowie eine Leiteranordnung umfasst, wobei die Leiter anordnung zumindest einen an dem Halter angeordneten biegeelastischen Leiter aufweist, wobei der Leiter aus einer Kohlenstofffaseranordnung ausgebildet ist und einen Wellenkontaktabschnitt zur Kontaktierung der Welle aufweist.
Ableitungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind hinlänglich bekannt. Hierbei umgibt eine ringförmige Ableitungseinrichtung regel mäßig eine Welle umfänglich, wobei an der Ableitungseinrichtung Kohlenstofffasern, beispielsweise bündelförmig, angeordnet sind und mit ihren freien Enden an einem Umfang der rotierenden Welle entlang streichen, wobei sie diese so elektrisch kontaktieren. Alternativ können die Enden der Kohlenstofffasern an dem Halter der Ableitungseinrich tung verspannt sein, wobei der zwischen den Enden der Kohlenstofffa- sern liegende Abschnitt den Umfang der rotierenden Welle berührt.
Nachteilig ist hierbei, dass derartige Ableitungseinrichtungen spezifisch für eine bestimmte Welle mit einem definierten Umfang gefertigt werden müssen. Wellen mit einem abweichenden Umfang bzw. Durchmesser können nur dann mit derselben Ableitungseinrichtung kontaktiert wer den, wenn die Kohlenstofffasern freien Enden und eine entsprechende Länge aufweisen. Sind die Kohlenstofffasern und damit die Leiter zu kurz oder kommt es zu Schwingungen bzw. anderweitigen Bewegungen der Welle, beispielsweise während Betriebes, ist eine Kontaktierung der Welle durch die Leiter unter Umständen nicht mehr möglich, sodass es zu Ausfällen bei der Ableitung elektrostatischer Ladung von der Welle kommen kann. Dadurch kann ein Risiko der Beschädigung der Vorrich tung, in welcher die Ableitungseinrichtung verbaut ist, insbesondere der Beschädigung von Lagereinheiten der Vorrichtung, entstehen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Ableitungsein richtung vorzuschlagen, welche eine zuverlässige Kontaktierung einer Welle ermöglicht und zudem kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Ableitungseinrichtung mit den Merkma len des Anspruchs 1, ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 23 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 24 gelöst.
Die erfindungsgemäße Ableitungseinrichtung zur Ableitung elektrostati scher Ladung von einer Welle umfasst einen Halter sowie eine Leiteran ordnung, wobei die Leiteranordnung zumindest einen an dem Halter angeordneten biegeelastischen Leiter aufweist, wobei der Halter aus einer Kohlenstofffaseranordnung ausgebildet ist und ein Wellenkontakt abschnitt zur Kontaktierung der Welle aufweist, wobei über den Leiter die Welle axial an einer Stirnseite der Welle mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist.
Die erfindungsgemäße Ableitungseinrichtung kann beispielsweise in Getrieben von Schienenfahrzeugen oder anderen industriellen Maschinen eingesetzt werden. Wesentlich ist, dass der Leiter eine Kontaktkraft auf die Stirnseite die Welle ausübt, wodurch die Welle trotz Bewegungen oder Schwingungen, die bei einem Betrieb der Welle entstehen können, zuverlässig kontaktierbar ist. Eine Kontaktkraft des Leiters kann dabei durch eine Vorspannung eingestellt werden, welche dadurch erreicht wird, dass die Ableitungseinrichtung in einem definierten Abstand zu einer Stirnseite bzw. einem Umfang der Welle angeordnet ist. Zudem ist der als Kohlenstofffaseranordnung ausgebildete Leiter besonders langle big, wodurch die erfindungsgemäße Ableitungseinrichtung über einen besonders langen Zeitraum in einer entsprechenden Vorrichtung verwen det werden kann. Der Leiter ist dabei leitend mit dem Halter verbunden, wobei der Halter aus Metall, vorzugsweise Aluminium, ausgebildet sein kann. Alternativ kann der Halter aus Kunststoff ausgebildet sein, wobei eine zusätzliche leitende Verbindung, beispielsweise in Gestalt eines Metalldrahtes, vorzugsweise eines Kupferdrahtes, zur Ableitung der elektrostatischen Ladung zwischen Leiter und Halter vorgesehen sein kann. Die erfindungsgemäße Ableitungseinrichtung ist zudem zur Ver wendung für Wellen mit unterschiedlichem Umfang bzw. Durchmesser geeignet, wobei der Durchmesser der Welle zum einen deutlich kleiner sein kann als ein Umfang bzw. ein Abmaß der erfindungsgemäßen Ablei tungseinrichtung, da der die Kontaktkraft ausbildende Leiter eine größe re Reichweite aufweist als es zur bloßen Kontaktierung einer einzigen Welle durch Berührung notwendig wäre. Zum anderen können dadurch, dass die erfindungsgemäße Ableitungseinrichtung die Welle axial an einer Stirnseite der Welle kontaktiert, auch Wellen mit einem deutlich größeren Umfang kontaktiert werden. Ein Verschleiß der erfindungsge mäße Ableitungseinrichtung, insbesondere ein Verschleiß der Leiter, kann aufgrund einer definierten Kontaktkraft bzw. Anpressdrucks des Leiters zudem vorausermittelt werden, was wiederum die Wartung der Ableitungseinrichtung vereinfacht.
Es ist vorteilhaft, wenn die Kohlenstofffaseranordnung ein Geflecht aus Kohlenstofffasern aufweist, wobei die Kohlenstofffaseranordnung mit pyrolytischem Kohlenstoff infiltriert sein kann, wobei die Kohlenstofffa- sereinrichtung durch die Infiltration mit pyrolytischem Kohlenstoff der art formstabil sein kann, dass über die Kohlenstofffaseranordnung die Welle mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist. Die Kohlenstofffaseran ordnung des Leiters kann ein Geflecht aus mit pyrolytischem Kohlenstoff infiltrierten Kohlenstofffasern aufweisen, wodurch die Kohlenstofffaser anordnung eine intrinsische Stabilität erhält. Dabei kann die Infiltration der Kohlenstofffaseranordnung mit pyrolytischem Kohlenstoff beispiels weise mittels eines Gasphaseninfiltrationsprozesses (CVI-Verfahren) erreicht werden. Die Kohlenstofffasern können gewebt sein oder als einzelne Fasern vorliegen. Zudem können einzelne, parallel angeordnete Kohlenstofffasern von einem Geflecht aus Kohlenstofffasern umwebt sein. Der aus Kohlenstofffasern ausgebildete Leiter ist gegenüber Korro sionen und chemischen Angriffen unempfindlich und trägt zu einer Ausbildung einer Kohlenstoffpatina auf der Welle bei, welche eine Trockenschmierung an der Kontaktstelle bewirkt. Außerdem können die Kohlenstofffasern des Leiters vorteilhafte tribologische Eigenschaften aufweisen und so eine verminderte Wärmeproduktion bei der Kontaktie rung der Welle fördern. Ferner kann die Kohlenstofffaseranordnung Kapillarkräfte ausbilden, welche in Zwischenräumen zwischen den Kohlenstofffasern entstehen und es erlauben, Verunreinigungen, bei spielsweise Fett oder Feuchtigkeit, im Bereich der Kontaktierung abzu transportieren. Zudem kann durch den Grad der Infiltration bzw. die Menge des infiltrierten pyrolytischen Kohlenstoffs eine Steifigkeit der Kohlenstofffaseranordnung definiert werden. Hierbei kann die Kohlen stofffaseranordnung eine Kontaktkraft ausüben, welche dadurch beein flusst wird, in welchem Abstand die Ableitungseinrichtung mit Bezug zur Welle montiert wird. Aus dieser Kontaktkraft lässt sich wiederum die Lebensdauer der Kohlenstofffaseranordnung ermitteln, da ein Verschleiß der Kohlenstofffaseranordnung vorausbestimmbar ist.
Der Leiter kann als ein Leiterabschnitt mit zwei gegenüberliegenden Enden ausgebildet sein. Ein derartiger Leiterabschnitt, welcher aus einer Kohlenstofffaseranordnung ausgebildet ist, ist dann besonders einfach herstellbar und kann kostengünstig in großen Stückzahlen produziert werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Leiterabschnitt an dem Halter befestigt ist.
Die Enden des Leiterabschnitts können an dem Halter befestigt sein, wobei dann beide Enden des Leiterabschnitts an dem Halter fixiert sein können. Ein derartig fixierter Leiterabschnitt ist besonders stabil an dem Halter befestigt, was eine Standzeit des Leiters fördert. Dadurch, dass die Enden des Leiterabschnitts in einem Abstand zueinander befestigt sein können, der kleiner ist als die Gesamtlänge des Leiterabschnittes, wobei dann der zwischen den Enden liegende Abschnitt in Richtung der Welle gekrümmt wird, kann zudem eine Vorspannung des Leiters einge stellt werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Leiterabschnitt zumindest ein freies Ende aufweist. Der Leiterabschnitt kann auch zwei freie Enden aufweisen. Das freie Ende kann zur Kontaktierung der Welle dienen, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn der Halter weiter von einer Stirnseite der Welle beabstandet ist. Das freie Ende bildet dann den Wellenkontaktabschnitt aus.
Der Leiterabschnitt kann ein an dem Halter befestigtes Ende aufweisen. Ein weiteres Ende des Leiterabschnitts kann ein freies Ende sein. Das Ende des Leiterabschnitts kann insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Halter verbunden sein. Dabei kann das Ende des Leiterabschnittes beispielsweise in eine Vertiefung des Halters einge setzt sein.
Auch kann der Leiterabschnitt zumindest einen Abschnitt zwischen den Enden aufweisen, an welchem der Leiterabschnitt an dem Halter befes tigt ist. Hierbei ist eine besonders flexible Befestigung des Leiterab schnitts an dem Halter möglich, da prinzipiell jeder Bereich zwischen den Enden des Leiterabschnitts fixierbar ist, sodass die Enden des Leiterabschnittes unterschiedlich weit von einer Stirnseite des Halters beabstandet sein können. Zumindest ein Ende oder ein weiterer Abschnitt des Leiterabschnitts kann dann den Wellenkontaktabschnitt ausbilden.
Es wird darauf verwiesen, dass die Befestigung des Leiterabschnittes nicht auf eine der genannten Ausführungsform beschränkt ist, sondern dass auch eine Kombination der vorgenannten Befestigungsmöglichkei ten möglich ist. Auch kann durch die Befestigung des Leiterabschnitts an dem Halter eine Lage bzw. eine Ausrichtung des Leiterabschnitts relativ zum Halter bzw. zur Welle eingestellt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn der Wellenkontaktabschnitt an dem freien Ende des Leiterabschnittes oder zwischen den Enden des Leiterabschnittes ausgebildet ist. In j edem Fall ist der Wellenkontaktabschnitt dann nicht von einem an dem Halter befestigten Ende bzw. Abschnitt des Leiterab schnitts ausgebildet, sodass der Wellenkontaktabschnitt stets von dem Halter beabstandet angeordnet sein kann. Dies bewirkt, dass die Welle mit dem Halter nicht in Kontakt kommen kann und so eine durch Rei bung verursachte Beschädigung des Halters durch die Welle vermieden wird. Lediglich an dem Wellenkontaktabschnitt ist der Leiterabschnitt der Reibung mit der Welle ausgesetzt. Hierbei ist vorteilhaft, wenn der Wellenkontaktabschnitt zwischen den Enden des Leiterabschnitts ausge bildet ist, wobei ein durch Reibung gefördertes Ausfransen der Enden des Leiterabschnitts vermieden wird, wodurch der Leiterabschnitt eine höhere Standzeit aufweist. Ein an dem freien Ende des Leiterabschnitts ausgebildeter Wellenkontaktabschnitt kann einfacher einen größeren Abstand zum Halter aufweisen, insbesondere wenn der Leiterabschnitt eine größere Gesamtlänge aufweist.
Der Leiterabschnitt kann im Wesentlichen stabförmig oder kreisförmig ausgebildet oder eine Kombination daraus sein. Dabei kann der Leiterab schnitt ausschließlich stabförmig oder kreisbogenförmig ausgebildet sein, wobei kreisbogenförmig hierbei meint, dass die Form des Leiterab schnitts zumindest einem Teil eines Umfangs eines Kreises entspricht. Anstelle eines Kreisbogens ist auch ein Ellipsenbogen denkbar. Eine Ausführung des Leiterabschnittes ist jedoch nicht auf die beschriebenen Formen beschränkt. Eine Kombination, beispielsweise durch ausgebilde te Bögen in einem ansonsten stabförmigen Leiter, ist ebenfalls denkbar.
Vorteilhaft kann der Leiterabschnitt zumindest ein abgewinkeltes oder gebogenes Ende aufweisen. Es können auch beide Enden des Leiterab schnittes abgewinkelt oder gebogen sein. An dem abgewinkelten oder gebogenen Ende kann der Leiterabschnitt an dem Halter befestigt sein, wobei eine Montage des Leiterabschnitts vereinfacht wird. Es kann vorgesehen sein, dass das abgewinkelte oder gebogene Ende in eine entsprechende Öffnung des Halters eingesetzt ist.
Auch kann der Leiterabschnitt an zumindest einem Ende bogenförmig ausgebildet sein, wobei der restliche Leiterabschnitt im Wesentlichen stabförmig ausgebildet sein kann, wobei das bogenförmige Ende dann den Wellenkontaktabschnitt ausbildet. Das bogenförmige Ende ist dabei derart geformt, dass es geeignet ist die Welle zu kontaktieren. Die
Kontaktierung erfolgt dabei an einer Stirnseite der Welle. Dabei kann das gegenüberliegende Ende an dem Halter fixiert sein.
Alternativ kann der Leiter im Wesentlichen stabförmig ausgebildet sein, wobei der Leiterabschnitt einen bogenförmigen Abschnitt zwischen den Enden aufweist, wobei der bogenförmige Abschnitt den Wellenkontakt abschnitt ausbildet. In diesem Fall sind beide Enden des Leiterabschnit tes an dem Halter fixiert, wobei der bogenförmige Abschnitt zur Kontak tierung der Welle geeignet ist.
Die Leiteranordnung kann zwei, bevorzugt vier, besonders bevorzugt sechs, oder mehr Leiter umfassen. Dabei kann je nach Größe der Welle bzw. nach dem Umfang des Auftretens der elektrostatischen Ladung eine entsprechend Anordnung und Anzahl von Leitern an dem Halter gewählt werden. Die Leiter können im Wesentlichen symmetrisch an einem Haltering des Halters angeordnet sein. Der Halter weist dann einen Haltering auf, an dem die Leiter symmetrisch angeordnet sein können. Die Leiter können dabei rotationssymmetrisch an dem Haltering angeordnet sein, wodurch die Ableitungseinrichtung einfach herstellbar ist und eine gleichmäßige Kontaktierung der Welle erfolgen kann. Jedoch können die Leiter, insbesondere bei einer stirnseitigen Kontaktierung der Welle, auch achsensymmetrisch angeordnet sein. Alternativ können die Leiter asym metrisch an dem Haltering angeordnet sein.
Die Leiter können die Welle mit jeweils übereinstimmender oder einer verschieden großen Kontaktkraft beaufschlagen. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die Wellenkontaktabschnitte der Leiterabschnitte unterschiedlich weit von dem Halter beabstandet sind. Auch kann auf grund der Positionierung der Ableitungseinrichtung in Relation zur Welle eine definierte Anpresskraft ausgeübt werden, welche eine Vor spannung der Leiter bewirkt, die wiederum für die einzelnen Leiter übereinstimmend oder verschieden groß sein kann. Eine verschieden große Kontaktkraft ist insbesondere dann vorteilbar, wenn aufgrund von Eigenschwingungen der Welle die Gefahr besteht, dass eine Kontaktie rung der Welle, auch vorübergehend, verloren gehen kann. Durch die verschieden große Kontaktkraft bzw. den verschieden großen Abstand vom Halter kann ein solcher Kontaktverlust vermieden werden, da stets zumindest einer der Leiter die Welle kontaktiert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Halter zumindest ein Halteelement zum Halten des Leiters auf, wobei das Halteelement mit dem Leiter kraft- und/oder formschlüssig verbunden sein kann. Weiter hin können das Halteelement und der Leiter lösbar verbindbar sein. Das Halteelement ist dabei leitend ausgebildet, beispielsweise aus demselben Material wie der Halter, und weist einen niederohmigen Widerstand auf, sodass die elektrostatische Ladung von dem Leiter leicht abgeleitet werden kann. Zudem ist eine Anbringung des Halteelements an einer Stirnseite und/oder einem Innenumfang des Halters denkbar, wobei der Halter einen Haltering aufweisen kann, wobei das Halteelement einer Stirnseite und/oder einem Innenumfang des Halterings angeordnet sein kann. Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen Haltele ment und Leiter erlaubt eine vereinfachte Montage bzw. Austausch der Leiter, beispielsweise nach Verschleiß oder bei der Erstmontage der Ableitungseinrichtung. Wenn das Halteelement und der Leiter lösbar verbindbar sind, kann ein Austausch der Leiter besonders einfach erfol gen. Dabei kann vorgesehen sein, dass auch verschieden ausgebildete Leiter mit demselben Halteelement verwendbar sind. Es ist zudem möglich, durch das Halteelement eine Relativpositionierung des Leiters gegenüber der Welle vorzunehmen und beispielsweise den Winkel der Leiter relativ zu einer Oberfläche der Welle anzupassen.
Das Halteelement kann an einem Innenumfang eines Halterings des Halters oder an einer Stirnseite des Halterings angeordnet sein. Diese Anordnung des Halteelements ermöglicht eine Kontaktierung einer Stirnseite der Welle. Die Ableitungseinrichtung kann dabei derart ausge bildet sein, dass eine Fixierung des Halteelements sowohl an einem Innenumfang als auch an einer Stirnseite des Halterings erfolgen kann.
Das Halteelement kann in eine entsprechend dem Halteelement geformte Ausnehmung des Halterings eingesetzt und mit dieser kraft- und/oder formschlüssig verbindbar sein. Ein Einsetzen des Haltelements in die Ausnehmung kann teilweise oder vollständig erfolgen. Dabei kann die Ausnehmung derart ausgebildet sein, dass sie zur vollständigen oder teilweisen Aufnahme des Halteelements geeignet ist. Auch können das Halteelement und die Ausnehmung Konturen aufweisen, welche zur Ausbildung einer Rastverbindung geeignet sind. Alternativ kann das Halteelement mit dem Halter bzw. einem Haltering des Halters ver schraubt sein. Dabei definiert die Ausnehmung eine Haltposition und damit eine Lage des Halteelements bzw. des in das Halteelement einge setzten Leiters an dem Halter. Das Halteelement kann quader- oder zylinderförmig ausgebildet sein. Derartige ausgebildete Halteelemente können besonders einfach und in großen Stückzahlen hergestellt werden. Andere Formen des Halteelemen tes sind darüber hinaus denkbar. Das Halteelement kann dabei zumindest eine Öffnung zur Aufnahme des Leiters aufweisen. Die Öffnung kann als Durchgangsöffnung ausgebildet sein.
Vorteilhaft kann das Halteelement als ein Federelement ausgebildet sein, wobei durch das Federelement der Leiter in Richtung der Welle mit einer Kraft beaufschlagbar sein kann. Hierbei kann durch das Federelement eine definierte Federkraft auf den Leiter ausübbar sein, sodass ein definierter Anpressdruck des Leiters auf die Welle realisierbar ist. Der definierte Anpressdruck kann zur Bestimmung eines Verschleißes der Welle herangezogen werden. Durch das Federelement kann der Leiter kürzer ausgebildet sein, wodurch Material zur Herstellung des Leiters eingespart werden kann. Da lediglich der Leiter durch die Kontaktierung mit der Welle einem Verschleiß ausgesetzt und regelmäßig ausgetauscht werden muss, können damit über die Standzeit der Ableitungseinrichtung Kosten reduziert werden.
Der Halter kann zudem einen Haltering mit einem Durchmesser aufwei sen, der kleiner oder größer als ein Durchmesser eines Umfangs der Welle sein kann. Der Durchmesser des Halterings kann auch überein stimmend groß mit dem Durchmesser des Umfangs der Welle sein. Mit dem Begriff „Durchmesser des Haltrings“ meint dabei sowohl der Innen durchmesser, d.h. der Durchmesser eines Innenumfangs, als auch der Außendurchmesser, d.h. der Durchmesser eines Außenumfangs, des Halterings. Der Haltering kann so für Wellen mit unterschiedlich großem Umfang verwendet werden und beispielsweise deutlich kleiner ausgebil det sein als die Welle.
Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug umfasst zumindest eine erfin dungsgemäße Ableitungseinrichtung. Dabei kann das Schienenfahrzeug insbesondere ein Zug, eine Straßenbahn oder dergleichen sein. Vorteil- hafte Ausführungen des Schienenfahrzeugs ergeben sich aus den Merk malsbeschreibungen der auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprü che.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Ableitung elektrostatischer Ladung von einer Welle mit einer Ableitungseinrichtung, wobei die
Ableitungseinrichtung einen Halter sowie eine Leiteranordnung umfasst, wobei die Leiteranordnung zumindest einen an dem Halter angeordneten biegeelastischen Leiter aufweist, wobei der Leiter aus einer Kohlenstoff faseranordnung ausgebildet wird und einen Wellenkontaktabschnitt zur Kontaktierung der Welle aufweist, wobei über den Leiter die Welle axial an einer Stirnseite der Welle mit einer Kontaktkraft beaufschlagt wird. Hinsichtlich der Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Verfah rens wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Ablei tungseinrichtung verwiesen. Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ableitungseinrich tung in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Ableitungseinrich tung in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ableitungseinrich tung in einer dritten Ausführungsform;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der dritten Ausführungsform der Ableitungseinrichtung; Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung einer Ableitungseinrichtung in einer vierten Ausführungsform;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Ableitungseinrich tung in einer fünften Ausführungsform; Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Ableitungseinrich tung in einer sechsten Ausführungsform;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Ableitungseinrich tung in einer siebten Ausführungsform;
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Ableitungseinrich tung in einer achten Ausführungsform;
Fig. 10 eine perspektivische Teildarstellung einer Ableitungsein richtung nach einer neunten Ausführungsform;
Fig. 11 eine weitere Darstellung der neunten Ausführungsform der Ableitungseinrichtung;
Fig. 12 eine Draufsicht eines Halteelements nach einer ersten Aus führungsform;
Fig. 13 eine Draufsicht eines Halteelements nach einer zweiten Ausführungsform mit einem Leiter;
Fig. 14 eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform des Halte elements mit dem Leiter;
Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Leiters; Fig. 16 eine schematische Darstellung eines Halters.
Fig. 1 zeigt eine Ableitungseinrichtung 10 zur Ableitung elektrostati scher Ladung von einer Welle 1 1, wobei die Ableitungseinrichtung 10 einen zumindest einen Haltering 12 aufweisenden Halter 13 sowie eine Leiteranordnung 14 umfasst. Die Leiteranordnung 14 weist dabei sechs gleichmäßig am Haltering 12 verteilt angeordnete Leiter 15 auf, welche jeweils eine mit pyrolytischem Kohlenstoff infiltrierte Kohlenstofffaser anordnung 16 aufweisen. Die Leiter 15 der Ableitungseinrichtung 10 sind als Leiterabschnitte 17 mit zwei gegenüberliegenden Enden 18, 19 ausgebildet, wobei ein zwischen den Enden 18, 19 liegender Abschnitt 20 zum einen an dem Haltering 12 befestigt ist und zum anderen einen Wellenkontaktabschnitt 21 zur Kontaktierung der Welle 11 ausbildet.
Die Leiterabschnitte 17 sind dabei kreisbogenförmig ausgebildet. We sentlich ist, dass die Leiter 15 die Welle 11 mit einer Kontaktkraft beaufschlagen.
Die Ableitungseinrichtung 22 in Fig. 2 unterscheidet sich von der Ablei tungseinrichtung in Fig. 1 dadurch, dass die als Leiterabschnitte 23 ausgebildeten Leiter 24 einer Leiteranordnung 25 der Ableitungseinrich tung 22 an beiden gegenüberliegenden Enden 26 mit einem Haltering 27 eines Halters 28 der Ableitungseinrichtung 22 verbunden sind. Ein Wellenkontaktabschnitt 29 des Leiterabschnitts 23 wird dabei durch einen zwischen den Enden 26 liegenden Abschnitt 30 ausgebildet.
In Fig. 3 und Fig. 4 ist eine Ableitungseinrichtung 31 gezeigt, deren Leiteranordnung 32 einen Leiter 33 aufweist, welcher stabförmig ausge bildet ist. Der Leiter 33 ist ein Leiterabschnitt 34 mit zwei gegenüberlie genden Enden 35, wobei eines der Enden 35 ein freies Ende 36 ist, welches den Wellenkontaktabschnitt 37 ausbildet. Zudem ist der Leiter abschnitt 34 an einem zwischen den Enden 35 liegenden Abschnitt 38 an einem Halteelement 39 eines Halters 40 der Ableitungseinrichtung 31 befestigt. Das Halteelement 39 ist dabei in eine entsprechend dem Halteelement 39 geformte Ausnehmung 41 eines Halterings 42 des Halters 40 eingesetzt. Es ist vorgesehen, dass das Halteelement 39 mit dem Leiterabschnitt 34 an einer durch eine Mehrzahl von Ausnehmungen 41 definierten Halteposition 43 des Halterings 42 fixiert ist. Es können auch mehrere Halteelemente 39 mit Leiterabschnitten 34 gleichzeitig an dem Haltering 42 in Ausnehmungen 41 befestigt sein. Eine Befestigung kann beispielsweise durch Verschrauben erfolgen.
Die Ableitungseinrichtung 44 in Fig. 5 unterscheidet sich von der Ablei tungseinrichtung in Fig. 3 und Fig. 4 dadurch, dass ein Leiterabschnitt 45 eines Leiters 46 einer Leiteranordnung 47 der Ableitungseinrichtung 44 zum einen ein abgewinkeltes Ende 48 aufweist, über welches der Leiterabschnitt 45 mit einem Halteelement 49 eines Halters 50 der Ableitungseinrichtung 44 verbunden ist. Zum anderen weist der Leiterab schnitt 45 ein freies Ende 51 auf, welches bogenförmig ist und zugleich einen Wellenkontaktabschnitt 52 ausbildet.
Fig. 6 zeigt eine Ableitungseinrichtung 53, welche einen Leiter 54 einer Leiteranordnung 55 aufweist, wobei der Leiter 54 als ein Leiterabschnitt 56 ausgebildet ist, dessen gegenüberliegenden Enden 57 abgewinkelt bzw. gebogen sind, wobei der Leiterabschnitt 56 an beiden Enden 57 an einem Haltering 58 eines Halters 59 der Ableitungseinrichtung 53 befes tigt ist. Zudem weist der Leiterabschnitt 56 einen zwischen den Enden 57 angeordneten Abschnitt 60 auf, welcher bogenförmig ausgebildet ist und zugleich einen Wellenkontaktabschnitt 61 ausbildet. Im Übrigen ist der Leiterabschnitt 56 stabförmig ausgebildet.
Fig. 7 betrifft eine Ableitungseinrichtung 62, deren Leiteranordnung 63 zwei Leiter 64 aufweist, welche als Leiterabschnitte 65 ausgebildet sind. Die Leiterabschnitte 65 sind übereinstimmend und mit dem Leiterab schnitt 56 in Fig. 6 identisch ausgebildet. Alternativ können die Leiter abschnitte 65 auch einen verschieden geformten Wellenkontaktabschnitt 66 aufweisen, beispielsweise eine verschieden stark ausgebildete Krüm mung 67 des Wellenkontaktabschnitts 66.
In Fig. 8 ist eine Ableitungseinrichtung 68 dargestellt, deren Leiteran ordnung 69 zwei Leiter 70 aufweist, mit welchen eine Welle 71 an einer Stirnseite 72 der Welle 71 kontaktierbar ist. Die Leiter 70 der Ablei tungseinrichtung 68 sind als Leiterabschnitte 74 ausgebildet, welche jeweils ein freies Ende 75 aufweisen, das einen Wellenkontaktabschnitt 76 ausbildet. Der Wellenkontaktabschnitt 76 kann die Welle 71 entspre chend einer Positionierung der Ableitungseinrichtung 78 relativ zur Wel le 71 entweder stirnseitig sowie auch an einem Umfang 73 der Welle 71 kontaktieren, wenn die Ableitungseinrichtung 68 relativ zur Welle 71 entsprechend positioniert ist. Die Ableitungseinrichtung 68 weist einen Haltering 151 eines Halters 152 der Ableitungseinrichtung 68 auf, welcher die Leiter 70 der Ableitungseinrichtung 68 radial zur Welle 71 haltert. Vorzugsweise kontaktieren die Leiter 70 der Ableitungseinrich tung 68 die Welle 71 stirnseitig.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ableitungseinrichtung 200, wobei ein als Leiterabschnitt 201 ausgebildeter Leiter 202 einer Leiteranordnung 203 der Ableitungseinrichtung 200 zum einen ein abgewinkeltes Ende 204 aufweist, über welches der Leiterabschnitt 201 mit einem quaderförmi gen Halter 205 der Ableitungseinrichtung 200 verbunden ist. Das Ende 204 ist dabei in eine Ausnehmung 206 des Halters 205 eingesetzt. Zum anderen weist der Leiterabschnitt 201 ein freies Ende 207 auf, welches bogenförmig ist und zugleich einen Wellenkontaktabschnitt 208 zur Kontaktierung einer Welle 209 ausbildet.
Die Zusammenschau aus Fig. 10 und Fig. 11 zeigt eine Ableitungsein richtung 110, deren Leiteranordnung 111 einen Leiter 112 aufweist, der als ein Leiterabschnitt 113 ausgebildet ist. Der Leiterabschnitt weist zur Kontaktierung einer hier nicht dargestellten Welle zusätzlich ein Kon taktelement 114 an einem freien Ende 115 des Leiterabschnitts 113 auf. Der Leiter 112 kann die nicht dargestellte Welle mit einer Kraft beauf schlagen. Das dem freien Ende 115 gegenüberliegende Ende 116 des Leiterabschnitts 113 ist an einem Halteelement 117 eines Halters 1 18 der Ableitungseinrichtung 110 befestigt.
Fig. 12 stellt ein Halteelement 119 eines hier nicht dargestellten Halters einer nicht weiter dargestellten Ableitungseinrichtung dar, wobei das Halteelement 119 zur Aufnahme hier nicht dargestellter Leiterabschnitte der Ableitungseinrichtung geeignet ist. Zur Aufnahme des nicht gezeig ten Leiterabschnitts weist das Halteelement 1 19 Vertiefungen 121 auf.
Es ist vorgesehen, dass eine derartige Ableitungseinrichtung zur stirnsei tigen Kontaktierung einer hier nicht dargestellten Welle verwendet werden kann. Die Kontaktierung kann dann unter anderem in einem
Zentrum oder aber auch an einem Randbereich einer Stirnseite der Welle erfolgen.
Die Zusammenschau in Fig. 13 und Fig. 14 zeigt ein weiteres Halteele ment 122 eines in Fig. 16 dargestellten Halters 130 mit einem Leiter 123. Der Leiter 123 ist dabei als Leiterabschnitt 125 ausgebildet, dessen gegenüberliegende Enden 126 in das Halteelement 122 eingesteckt bzw. an diesen befestigt sind. Das Halteelement 122 ist dabei quaderförmig ausgebildet.
Fig. 15 zeigt beispielhaft einen weiteren Leiter 127 für eine nicht darge- stellte Ableitungseinrichtung, welcher alternativ zu dem Leiter in Fig. 13 bzw. 14 verwendet werden kann. Der Leiter 127 ist dabei als Leiterab schnitt 128 ausgebildet, wobei dessen gegenüberliegende Enden 129 zweimal abgewinkelt bzw. abgeknickt sind. Eine derartige Ausbildung des Leiters 127 erlaubt ein vereinfachtes Einsetzen in ein hier nicht dargestelltes Halteelement.
In Fig. 16 ist ein Halter 130 gezeigt, welcher einen Haltering 131 um fasst, der insgesamt vier Ausnehmungen 132 zur Aufnahme von nicht weiter dargestellten Halteelementen aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Ableitungseinrichtung (10, 22, 31, 44, 53, 62, 68, 110, 200) zur Ableitung elektrostatischer Ladung von einer Welle (11, 71, 209), wobei die Ableitungseinrichtung einen Halter (13, 28, 40, 50, 59, 118, 130, 152,205) sowie eine Leiteranordnung (14, 25, 32, 47, 55,
63, 69, 111, 203) umfasst, wobei die Leiteranordnung zumindest einen an dem Halter angeordneten biegeelastischen Leiter (15, 24, 33, 46, 54, 64, 70, 112, 123, 127, 202) aufweist, wobei der Leiter aus einer Kohlenstofffaseranordnung (16) ausgebildet ist und einen Wellenkontaktabschnitt (21, 29, 37, 52, 61, 66, 76, 208) zur Kon taktierung der Welle aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass über den Leiter die Welle axial an einer Stirnseite der Welle mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist. 2. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstofffaseranordnung aus einem Geflecht aus Kohlen stofffasern ausgebildet ist, wobei die Kohlenstofffaseranordnung mit pyrolytischem Kohlenstoff infiltriert ist, wobei die Kohlenstoff faseranordnung (16) durch die Infiltration mit pyrolytischem Koh- lenstoff derart formstabil ist, dass über die Kohlenstofffaseranord nung die Welle (11, 71, 209) mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist.
3. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz ei chnet, dass der Leiter (15, 24, 33, 46, 54, 64, 70, 112, 123, 127,, 202) als ein Leiterabschnitt (17, 23, 34, 45, 56, 65, 74, 113, 125, 128, 201) mit zwei gegenüberliegenden Enden (18, 19, 26, 35, 48, 51, 57, 115, 116, 126, 129, 204, 207) ausgebildet ist. 4. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (26, 126, 129) des Leiterabschnitts (23, 125, 128) an dem Halter (28, 130) befestigt sind.
5. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennz ei chnet, dass der Leiterabschnitt (17, 34, 45, 56, 65, 74, 113, 201) zumindest ein freies Ende (18, 19, 36, 51, 75, 115, 207) aufweist.
6. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterabschnitt (45, 56, 65, 74, 113, 201) ein an dem Hal ter (50, 59, 118, 152, 205) befestigtes Ende (26, 48, 57, 116, 126, 129, 204) aufweist.
7. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterabschnitt (17, 34) zumindest einen Abschnitt (20, 38) zwischen den Enden (18, 19, 35) aufweist, an welchem der Leiterab schnitt an dem Halter (13, 40) befestigt ist.
8. Ableitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenkontaktabschnitt (21, 29, 37, 52, 61, 66, 76, 208) an dem freien Ende (36, 51, 75, 115, 207) des Leiterabschnitts (34, 45, 56, 65, 74, 113, 201) oder zwischen den Enden (18, 19, 26, 51, 57, 126, 129) des Leiterabschnitts (17, 23, 125, 128) ausgebildet ist.
9. Ableitungseinrichtung nach einem Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterabschnitt (17, 23, 34, 45, 56, 65, 74, 113, 125, 128, 201) im Wesentlichen stabförmig oder kreisbogenförmig ausgebildet oder eine Kombination daraus ist.
10. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennz ei chnet, dass der Leiterabschnitt (45, 56, 65, 128, 201) zumindest ein abge winkeltes oder gebogenes Ende (48, 57, 129, 204) aufweist.
11. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterabschnitt (45, 201) an zumindest einem Ende (51,
204) bogenförmig ausgebildet ist, wobei der restliche Leiterab schnitt im Wesentlichen stabförmig ausgebildet ist, wobei das bo genförmige Ende den Wellenkontaktabschnitt (52, 208) ausbildet.
12. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennz ei chnet, dass der Leiterabschnitt (56, 65) im Wesentlichen stabförmig ausge- bildet ist, wobei der Leiterabschnitt einen bogenförmigen Abschnitt (60) zwischen den Enden (57) aufweist, wobei der bogenförmige Abschnitt den Wellenkontaktabschnitt (61, 66) ausbildet.
13. Ableitungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranordnung (14, 25, 63, 69) zwei, bevorzugt vier, be sonders bevorzugt sechs, oder mehr Leiter (15, 24, 64, 70, 123, 127) umfasst.
14. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (15, 24, 64, 70, 123, 127) im Wesentlichen symme trisch an einem Haltering (12, 27, 42, 58, 131, 151) des Halters (13, 28, 59, 106, 130, 152) angeordnet sind.
15. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass über die Leiter (15, 24, 64, 70, 123, 127) die Welle (11, 71) mit einer jeweils übereinstimmenden oder einer verschieden großen Kontaktkraft beaufschlagbar ist.
16. Ableitungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (40, 50, 78, 118, 130) zumindest ein Halteelement
(39, 49, 117, 119, 122) zum Halten des Leiters (33, 46, 112, 123, 127) aufweist, wobei das Haltelement mit dem Leiter kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden ist. 17. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (39, 49, 117, 119, 122) und der Leiter (33, 46, 112, 123, 127) lösbar verbindbar sind.
18. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (39, 49, 117, 119, 122) an einem Innenumfang
(140) eines Halterings (42, 131) des Halters (40, 50, 78, 118, 130) oder an einer Stirnseite des Halterings angeordnet ist.
19. Ableitungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (39, 49, 119, 122) in eine entsprechend dem
Haltelement geformte Ausnehmung (41, 132) des Halterrings (42, 131) eingesetzt und mit dieser kraftschlüssig und/oder formschlüs sig verbindbar ist.
20. Ableitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (39, 49, 117, 119, 122) quader- oder zylinder förmig ist.
21. Ableitungseinrichtung nach einem Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement als ein Federelement ausgebildet ist, wobei durch das Federelement der Leiter in Richtung der Welle mit einer Kraft beaufschlagbar ist.
22. Ableitungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (40, 50, 78, 118, 130) einen Haltering (12, 27, 42,
58, 131, 151) mit einem Durchmesser aufweist, der kleiner oder größer als ein Durchmesser eines Umfangs der Welle (11, 71, 209) ist.
23. Schienenfahrzeug mit zumindest einer Ableitungseinrichtung (10,
22, 31, 44, 53, 62, 68, 110, 200) nach einem der vorangehenden An- Sprüche.
24. Verfahren zur Ableitung elektrostatischer Ladung von einer Welle mit einer Ableitungseinrichtung (10, 22, 31, 44, 53, 62, 68, 110, 200), wobei die Ableitungseinrichtung einen Halter (13, 28, 40, 50, 59, 118, 130, 152,205) sowie eine Leiteranordnung (14, 25, 32, 47, 55, 63, 69, 111, 203) umfasst, wobei die Leiteranordnung zumindest einen an dem Halter angeordneten biegeelastischen Leiter (15, 24, 33, 46, 54, 64, 70, 112, 123, 127, 202) aufweist, wobei der Leiter aus einer Kohlenstofffaseranordnung (16) ausgebildet wird und einen Wellenkontaktabschnitt (21, 29, 37, 52, 61, 66, 76, 208) zur Kontaktierung der Welle aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass über den Leiter die Welle axial an einer Stirnseite der Welle mit einer Kontaktkraft beaufschlagt wird.
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