WO2019158507A1 - Stromabnehmeranordnung für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2019158507A1
WO2019158507A1 PCT/EP2019/053390 EP2019053390W WO2019158507A1 WO 2019158507 A1 WO2019158507 A1 WO 2019158507A1 EP 2019053390 W EP2019053390 W EP 2019053390W WO 2019158507 A1 WO2019158507 A1 WO 2019158507A1
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WO
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spring
pantograph
vehicle
carrier
current collector
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PCT/EP2019/053390
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English (en)
French (fr)
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Marco Ernst
Gerald FÜRLINGER
Erhard ROSSMANN
Harald STEINBACH
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Siemens Ag Österreich
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Publication date
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    • B60L5/36—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles with means for collecting current simultaneously from more than one conductor, e.g. from more than one phase

Definitions

  • the invention relates to a pantograph assembly for a vehicle having a pantograph with a sanding pad for power take-off from a bus bar, wherein the pantograph is spring-mounted connected to the vehicle.
  • Pantographs whose sanding shoes are pressed onto busbars must be designed to be liftable to prevent undue wheel release of the vehicle, i. an invalid
  • Radentlastungen can occur, for example, height errors or ice accumulation on the busbar.
  • WO 2016/071065 A1 describes a current collector for a rail vehicle. It is a swing arm provided with a sanding pad, the can be pressed from below against a busbar.
  • the invention has for its object to provide a comparison with the prior art further developed pantograph assembly.
  • Pantograph eg vertical accelerations due to track gradients
  • the pretensioning forces are selected to be high enough for the current-collector track to follow a busbar profile, ie to prevent the current-collector from lifting off a busbar over longer periods of time.
  • a compensation of vertical accelerations due to a Track layout with appropriate tolerances corresponds to a normal operating condition of
  • Pantograph arrangement can, for example, at a
  • the first spring and the second spring therefore have at least one reserve spring length range, ie they are more compressible or expandable than the degree of compression or expansion that occurs in normal operating states due to suitable adjustment of the first spring and the second spring to determine extraordinary distances or distance changes between the pantograph and the
  • the ordinary excursions and the extraordinary excursions may basically occur up and down (i.e., in the mathematically positive and negative directions), and therefore, in mathematical terms, are absolute amounts of the extraordinary excursions, which are absolute amounts of the ordinary excursions
  • first spring and the second spring can be provided on friction clutches, for the correspondingly high release forces to unintentional release in
  • pantograph arrangement Visually inspecting and manually resetting the pantograph assembly as required after a slip clutch has been triggered may be dispensed with since both ordinary deflections of the pantograph and extraordinary deflections of the pantograph due to the first spring and the second spring are reversible.
  • the first spring is a first
  • Biasing device and the second spring has a second biasing device.
  • the biasing forces of the first spring and the second spring can also be subsequently adjusted or readjusted (for example, during maintenance or servicing activities).
  • a subsequent adaptation of the pantograph arrangement for example, to changed track layouts possible. This may be required if the vehicle is e.g. in relation to its original range of use, new routes is used.
  • biasing forces can be readjusted if operating experience shows that, for example, in
  • first spring is arranged around a first rod and the second spring is arranged around a second rod, wherein the first rod and the second rod are designed as guides of the carrier and are pivotally connected to the vehicle ,
  • first rod and the second rod By means of the first rod and the second rod a receiving function for the first spring and the second spring and at the same time a guiding function for the carrier is effected. As a result, a structural simplification and a weight and cost reduction can be achieved.
  • the carrier rests on a first elastic element and a second elastic element which are connected to the vehicle.
  • Elastic element as supports is a high mechanical stability and a vibration control decoupling of the pantograph assembly of the vehicle or a
  • the carrier has a recess through which at least one vehicle component is guided.
  • pantograph of the pantograph is connected via at least a third spring to a base frame of the pantograph, wherein the third spring has a lower rigidity than the first spring and the second spring.
  • the invention is based on
  • Fig. 1 An oblique view of a carrier connected to a chassis frame of an exemplary
  • Fig. 2 a side view of an exemplary
  • Embodiment of a pantograph assembly according to the invention wherein a current collector has a nominal position and position, and
  • Fig. 3 A side view of an exemplary
  • Embodiment of a pantograph arrangement according to the invention wherein a current collector has a deflected position and position.
  • FIG. 1 An illustrated in Fig. 1 as an oblique view carrier 3 an exemplary embodiment of a current collector according to the invention is connected by means of a joint 6, which is designed as a pivot with a chassis frame 9 of a chassis of a rail vehicle and is located on a first elastic member 10 and a second
  • Elastic element 11 which are formed as a buffer on.
  • the first elastic element 10 is connected to a first bracket 14, the second elastic element 11 to a second bracket 15.
  • the first bracket 14 and the second bracket 15 are welded to the chassis frame 9.
  • Console 15 are connected to the car body.
  • a first rod 7 is pivotally mounted about an axis which is parallel to a longitudinal axis of the chassis or parallel to the direction of travel of the chassis.
  • a first threaded bolt 18 is provided on the first rod 7, which is guided on a not visible in Fig. 1 first thread of the first rod 7.
  • a second threaded bolt 19 is provided on the second rod 8, which is guided on a second thread of the second rod 8, not visible in FIG.
  • Threaded bolt 19 thus biasing forces of the first spring 4 and the second spring 5 are generated.
  • the first rod 7 and the first threaded bolt 18 are thus the first
  • Biasing device for the second spring 5 is formed.
  • Threaded bolt 18 and the second threaded bolt 19 is rotated in a manner that the first spring 4 and the second spring 5 relax.
  • the carrier 3 has a recess 12 through which
  • the recess 12 is dimensioned in such a way that even with deflections of the carrier 3 no collisions between the roll support 20 and the carrier 3 can occur.
  • the carrier 3 has a first adapter 21 and a second adapter 22, with which a current collector 1, not shown in FIG. 1, but which is shown in FIG. 2 and FIG.
  • Fig. 2 discloses a side view of an exemplary embodiment of an inventive
  • a current collector arrangement wherein a current collector 1 screwed to a carrier 3 via a first adapter 21 and a second adapter 22 shown in FIG. 1 has a nominal position and position.
  • the current collector 1 has a base frame 13, with which a sanding pad 2 is connected via a third spring, not shown.
  • the sanding pad 2 contacts the
  • Busbar and can due to the third spring, which has a lower stiffness than a first spring 4 and a second spring 5, which are arranged on the carrier 3, small track position error and small height error of
  • the carrier 3 is connected via a joint 6, which is described in connection with FIG. 1, to a chassis frame 9 of a chassis of a rail vehicle or is rotatably mounted and rests on a first elastic element 10 of a first console 14 and one shown in FIG second elastic element 11 of a second bracket 15.
  • the first bracket 14 and the visible in Fig. 1 second console 15 are welded to the chassis frame 9.
  • a first spring 4 and a second spring 5, which is visible in Fig. 1, are provided which have biasing forces of 2 kN.
  • the first spring 4 is arranged around a first rod 7 and the second spring 5 around a second rod 8, which is shown in Fig. 1, around.
  • the first rod 7 is articulated on the first bracket 14, the second rod 8 articulated on the second bracket 15.
  • the first rod 7 and the second rod 8 are therefore pivotally connected to the chassis about an axis appearing projecting in FIG.
  • first rod 7 and the second rod 8 are guided through the carrier 3 and act at
  • first rod 7, a first end stop 16 and a first biasing device for the first spring 4 formed first threaded bolt 18 and the second rod 8 a visible in Fig. 1 second end stop 17 and a formed as a second biasing device for the second spring 5 and also shown in Fig. 1 second threaded bolt 19.
  • the first threaded bolt 18 and the second threaded bolt 19 are described in terms of their operation in connection with FIG.
  • the first spring 4 is connected on its underside to the carrier 3 and on its upper side with the first end stop 16.
  • the second spring 5 is connected on its underside to the carrier 3 and on its upper side with the second end stop 17th
  • the carrier 3 pivots with the current collector 1 upwards, whereby the first spring 4 and the second spring 5 are stretched or Spring forces in the first spring 4 and the second spring 5 are increased.
  • a maximum spring force of 8 kN and a maximum vertical deflection of the current collector of 50.8 mm can be achieved.
  • the support 3 pivots back downwards due to the spring forces in the first spring 4 and the second spring 5 and bears against the first elastic element 10 and the second elastic element 11.
  • the carrier 3 is thus reset and the current collector 1 is applied to the busbar, without any maintenance intervention is required to restore the current collector assembly.
  • FIG. 3 shows a side view of a current collector arrangement according to the invention, wherein one with a carrier 3
  • screwed pantograph 1 has a deflected position and location.
  • the pantograph arrangement corresponds to that
  • the carrier 3 Due to an ice accumulation on a bus bar, not shown, to which the pantograph 1 with his Sanding pad 2 is pressed, the carrier 3 is compared to its shown in Fig. 2, nominal position and position shifted upward and rotated counterclockwise about an axis appearing in Fig. 3 projecting axis. In Fig. 3, an extraordinary deflection is shown, in which the current collector 1 is arranged obliquely and from top left to bottom right.
  • a first spring 4 and a second spring 5 shown in FIG. 1 have spring forces of 8 kN for this extraordinary deflection, and the current collector 1 is raised by 50.8 mm in comparison to that of the deflection state of FIG. Further lifting beyond this 50.8 mm is not possible, a reserve spring length range mentioned in connection with FIG. 2 is complete in this deflection
  • Power rail pressed and the first spring 4 and the second spring 5 have spring forces of 2 kN.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromabnehmeranordnung für ein Fahrzeug, die einen Stromabnehmer (1) mit einem Schleifschuh (2) zur Stromabnahme von einer Stromschiene aufweist, wobei der Stromabnehmer (1) gefedert mit dem Fahrzeug verbunden ist. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Stromabnehmer (1) und dem Fahrzeug ein Träger (3) angeordnet ist, welcher über eine erste Feder (4) und eine zweite Feder (5) sowie ein Gelenk (6) mit dem Fahrzeug verbunden ist, und dass die erste Feder (4) und die zweite Feder (5) jeweils zumindest einen Reserve-Federlängenbereich für außergewöhnliche Auslenkungen des Stromabnehmers (1), wobei Absolutbeträge der außergewöhnlichen Auslenkungen Absolutbeträge gewöhnlicher Auslenkungen des Stromabnehmers (1) überschreiten, aufweisen. Dadurch ist eine in einem außergewöhnlichen Betriebszustand erreichte Auslenkung des Stromabnehmers (1) reversibel und muss nicht manuell rückgestellt werden.

Description

Stromabnehmeranordnung für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Stromabnehmeranordnung für ein Fahrzeug, die einen Stromabnehmer mit einem Schleifschuh zur Stromabnahme von einer Stromschiene aufweist, wobei der Stromabnehmer gefedert mit dem Fahrzeug verbunden ist.
Stromabnehmer, deren Schleifschuhe auf Stromschienen gepresst werden, müssen anhebbar ausgeführt sein, um eine unzulässige Radentlastung des Fahrzeugs, d.h. eine unzulässige
Verringerung einer Radaufstandskraft, welche eine Reduktion der Entgleisungssicherheit bewirkt, zu vermeiden.
Radentlastungen können beispielsweise bei Höhenfehlern oder Eisansatz auf der Stromschiene auftreten.
Zur Vermeidung von unzulässigen Radentlastungen ist häufig eine Rutschkupplung eingesetzt, welche in einem gewöhnlichen Betriebszustand den Stromabnehmer an die Stromschiene presst und in einem außergewöhnlichen Betriebszustand auslöst, d.h. den Stromabnehmer entlastet bzw. anhebt.
Dieser Ansatz weist in seiner bekannten Form den Nachteil auf, dass die Rutschkupplung irreversibel wirkt, d.h. der Stromabnehmer muss nach seiner Entlastung (d.h. nach einem Auslösen der Rutschkupplung) manuell wieder an die
Stromschiene geführt bzw. spielfrei eingerichtet werden.
Um Fehlauslösungen der Rutschkupplung (z.B. bei hohen
Vertikalbeschleunigungen, die nicht durch den
außergewöhnlichen Betriebszustand bedingt sind) zu
verhindern, ist daher häufig eine hohe Auslösekraft für die Rutschkupplung eingestellt, wodurch der Stromabnehmer bzw. dessen Komponenten sowie Lagervorrichtungen zur Verbindung des Stromabnehmers mit dem Fahrzeug stark belastet werden und die Radentlastung innerhalb zulässiger Grenzen stark
ansteigen kann.
Nach dem Stand der Technik beschreibt beispielsweise die WO 2016/071065 Al einen Stromabnehmer für ein Schienenfahrzeug. Es ist ein Schwingarm mit einem Schleifschuh vorgesehen, der von unten gegen eine Stromschiene gedrückt werden kann.
Weiterhin ist ein Anschlag angeordnet, mittels dessen
Auslenkungen des Schwingarms eingeschränkt werden können. Dieser Anschlag ist im Betrieb belastungsabhängig
positionierbar .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelte Stromabnehmeranordnung anzugeben .
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einer
Stromabnehmeranordnung der eingangs genannten Art, bei der zwischen dem Stromabnehmer und dem Fahrzeug ein Träger angeordnet ist, welcher über eine erste Feder und eine zweite Feder sowie ein Gelenk mit dem Fahrzeug verbunden ist, und bei der die erste Feder und die zweite Feder jeweils
zumindest einen Reserve-Federlängenbereich für
außergewöhnliche Auslenkungen des Stromabnehmers, wobei Absolutbeträge der außergewöhnlichen Auslenkungen
Absolutbeträge gewöhnlicher Auslenkungen des Stromabnehmers überschreiten, aufweisen.
Aufgrund einer Kopplung des Trägers an das Fahrzeug über die erste Feder und die zweite Feder und entsprechende
Einstellung von Federsteifigkeiten und Vorspannkräften ist ein definiertes Ausmaß an Beweglichkeit des Stromabnehmers gegeben. Dadurch wird eine vorteilhafte Anpassbarkeit bzw. Anpassung der Stromabnehmeranordnung an zu erwartende
Beschleunigungen bzw. Verzögerungen im Bereich des
Stromabnehmers (z.B. Vertikalbeschleunigungen aufgrund von Gleislageverläufen) erzielt. Lässt der Gleislageverlauf einer bestimmten Strecke oder eines bestimmten Streckennetzes beispielsweise ein hohes Vertikalbeschleunigungsniveau erwarten, so werden die Vorspannkräfte entsprechend hoch gewählt, damit der Stromabnehmer einem Stromschienenverlauf gut folgt, d.h. damit vermieden wird, dass der Stromabnehmer über längere Zeiträume von einer Stromschiene abhebt. Eine Kompensation von Vertikalbeschleunigungen aufgrund eines Gleislageverlaufs mit entsprechenden Toleranzen entspricht einem gewöhnlichen Betriebszustand der
Stromabnehmeranordnung .
Ein außergewöhnlicher Betriebszustand der
Stromabnehmeranordnung kann beispielsweise bei einem
Eisansatz auf der Stromschiene oder einem Höhenfehler der Stromschiene vorliegen. In einem außergewöhnlichen
Betriebszustand können höhere Beschleunigungen bzw.
Verzögerungen auftreten, als in einem gewöhnlichen
Betriebszustand. Die erste Feder und die zweite Feder weisen daher zumindest einen Reserve-Federlängenbereich auf, sind also über jenes Maß an Stauchung bzw. Dehnung, das aufgrund geeigneter Einstellung der ersten Feder und der zweiten Feder in gewöhnlichen Betriebszuständen auftritt, hinaus weiter stauch- bzw. dehnbar, um außerordentliche Distanzen oder Distanzänderungen zwischen dem Stromabnehmer und der
Stromschiene kompensieren zu können. Stauchungen und
Dehnungen der ersten Feder und der zweiten Feder in
gewöhnlichen Betriebszuständen führen zu gewöhnlichen
Auslenkungen des Stromabnehmers, Stauchungen und Dehnungen der ersten Feder und der zweiten Feder in außergewöhnlichen Betriebszuständen zu außergewöhnlichen Auslenkungen des Stromabnehmers .
Die gewöhnlichen Auslenkungen und die außergewöhnlichen Auslenkungen können grundsätzlich nach oben und nach unten (d.h. in mathematisch positive und negative Richtung) auftreten, weshalb es, in einer mathematischen Betrachtung, Absolutbeträge der außergewöhnlichen Auslenkungen sind, welche Absolutbeträge der gewöhnlichen Auslenkungen
überschreiten .
Aufgrund der ersten Feder und der zweiten Feder kann auf Rutschkupplungen, für die entsprechend hohe Auslösekräfte vorzusehen sind, um ein unbeabsichtigtes Auslösen in
gewöhnlichen Betriebszuständen zu verhindern, verzichtet werden. Dadurch wird wiederum der Träger entlastet und es werden stark ansteigende Radentlastungen des Fahrzeugs verhindert . Weiterhin bewirkt der Verzicht auf Rutschkupplungen eine einfache, robuste, wartungsfreundliche und somit
kostengünstige Stromabnehmeranordnung. Auf Sichtinspektionen und ein manuelles Wiederandrücken der Stromabnehmeranordnung, wie es nach Auslösen einer Rutschkupplung erforderlich ist, kann verzichtet werden, da sowohl gewöhnliche Auslenkungen des Stromabnehmers als auch außergewöhnliche Auslenkungen des Stromabnehmers aufgrund der ersten Feder und der zweiten Feder reversibel sind.
Es ist günstig, wenn die erste Feder eine erste
Vorspannvorrichtung aufweist und die zweite Feder eine zweite Vorspannvorrichtung aufweist.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Vorspannkräfte der ersten Feder und der zweiten Feder auch nachträglich eingestellt bzw. nachgestellt werden können (beispielsweise während Wartungs- oder Instandhaltungstätigkeiten) . Dadurch ist eine nachträgliche Anpassung der Stromabnehmeranordnung beispielsweise an geänderte Gleislageverläufe möglich. Dies kann erforderlich sein, wenn das Fahrzeug z.B. auf, in Bezug auf dessen ursprüngliches Einsatzspektrum, neuen Strecken eingesetzt wird.
Weiterhin können die Vorspannkräfte nachjustiert werden, wenn Betriebserfahrungen zeigen, dass beispielsweise in
außergewöhnlichen Betriebszuständen höhere Beschleunigungen bzw. Verzögerungen im Bereich der Stromabnehmeranordnung auftreten als ursprünglich angenommen.
Eine vorteilhafte Lösung wird erreicht, wenn die erste Feder um eine erste Stange herum angeordnet ist und die zweite Feder um eine zweite Stange herum angeordnet ist, wobei die erste Stange und die zweite Stange als Führungen des Trägers ausgeführt sind und schwenkbar mit dem Fahrzeug verbunden sind .
Mittels der ersten Stange und der zweiten Stange werden eine Aufnahmefunktion für die erste Feder und die zweite Feder und zugleich eine Führungsfunktion für den Träger bewirkt. Dadurch werden eine konstruktive Vereinfachung sowie eine Gewichts- und Kostenreduktion erzielt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn das Gelenk als Drehzapfen ausgeführt ist.
Es ist weiterhin günstig, wenn der Träger auf einem ersten Elastikelement und einem zweiten Elastikelement, die mit dem Fahrzeug verbunden sind, aufliegt.
Durch Ausführung des Gelenks als Drehzapfen wird eine, beispielsweise im Vergleich mit einem elastischen Gelenk, robuste und wartungsarme Anordnung erzielt.
Aufgrund des ersten Elastikelements und des zweiten
Elastikelements als Auflagen wird eine hohe mechanische Stabilität sowie eine schwingungstechnische Entkopplung der Stromabnehmeranordnung von dem Fahrzeug bzw. eine
vorteilhafte Dämpfungswirkung erzielt.
Es ist günstig, wenn der Träger eine Ausnehmung aufweist, durch welche zumindest eine Fahrzeugkomponente hindurch geführt ist.
Dadurch wird eine besonders gute Ausnutzung eines vorhandenen Bauraumbudgets erreicht.
Eine vorteilhafte Lösung wird erzielt, wenn der Schleifschuh des Stromabnehmers über zumindest eine dritte Feder mit einem Grundrahmen des Stromabnehmers verbunden ist, wobei die dritte Feder eine geringere Steifigkeit aufweist als die erste Feder und die zweite Feder.
Durch diese Maßnahme werden kleine Veränderungen einer
Höhenlage der Stromschiene bzw. kleine Höhenfehler
kompensiert, ohne dass die erste Feder, die zweite Feder und der Träger ausgelenkt werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1: Einen Schrägriss eines mit einem Fahrwerksrahmen verbundenen Trägers einer beispielhaften
Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung,
Fig. 2: Eine Seitenansicht einer beispielhaften
Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung, wobei ein Stromabnehmer eine nominelle Position und Lage aufweist, und
Fig. 3: Eine Seitenansicht einer beispielhaften
Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung, wobei ein Stromabnehmer eine ausgelenkte Position und Lage aufweist.
Ein in Fig. 1 als Schrägriss dargestellter Träger 3 einer beispielhaften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung ist mittels eines Gelenks 6, das als Drehzapfen ausgeführt ist, mit einem Fahrwerksrahmen 9 eines Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs verbunden und liegt auf einem ersten Elastikelement 10 und einem zweiten
Elastikelement 11, die als Puffer ausgebildet sind, auf. Das erste Elastikelement 10 ist mit einer ersten Konsole 14 verbunden, das zweite Elastikelement 11 mit einer zweiten Konsole 15. Die erste Konsole 14 und die zweite Konsole 15 sind mit dem Fahrwerksrahmen 9 verschweißt.
Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, den Träger 3 mit einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs zu koppeln, wobei in diesem Fall das Gelenk 6, die erste Konsole 14 und die zweite
Konsole 15 mit dem Wagenkasten verbunden sind.
Auf der ersten Konsole 14 ist eine erste Stange 7 um eine Achse, die parallel zu einer Längsachse des Fahrwerks bzw. parallel zur Fahrtrichtung des Fahrwerks verläuft, schwenkbar gelagert .
Auf der zweiten Konsole 15 ist eine zweite Stange 8
vorgesehen, welche ebenfalls um eine Achse, die parallel zu einer Längsachse des Fahrwerks bzw. parallel zur
Fahrtrichtung des Fahrwerks verläuft, schwenkbar gelagert ist .
Um die erste Stange 7 herum ist eine erste Feder 4
angeordnet, welche auf einer Unterseite mit dem Träger 3 und auf einer Oberseite mit einem ersten Endanschlag 16 verbunden ist .
Um die zweite Stange 8 herum ist eine zweite Feder 5
angeordnet, welche auf einer Unterseite mit dem Träger 3 und auf einer Oberseite mit einem zweiten Endanschlag 17
verbunden ist.
Im Bereich der Oberseite der ersten Stange 7 bzw. der ersten Feder 4 ist auf der ersten Stange 7 ein erster Gewindebolzen 18 vorgesehen, welcher auf einem in Fig. 1 nicht sichtbaren ersten Gewinde der ersten Stange 7 geführt ist. Im Bereich der Oberseite der zweiten Stange 8 bzw. der zweiten Feder 5 ist auf der zweiten Stange 8 ein zweiter Gewindebolzen 19 vorgesehen, welcher auf einem in Fig. 1 nicht sichtbaren zweiten Gewinde der zweiten Stange 8 geführt ist .
Mittels Anziehen des ersten Gewindebolzens 18 gegen die erste Feder 4 wird diese vorgespannt, mittels Anziehen des zweiten Gewindebolzens 19 gegen die zweite Feder 5 wird die zweite Feder 5 vorgespannt.
Mittels des ersten Gewindebolzens 18 und des zweiten
Gewindebolzens 19 werden somit Vorspannkräfte der ersten Feder 4 und der zweiten Feder 5 erzeugt. Die erste Stange 7 und der erste Gewindebolzen 18 sind somit als erste
Vorspannvorrichtung für die erste Feder 4, die zweite Stange 8 und der zweite Gewindebolzen 19 als zweite
Vorspannvorrichtung für die zweite Feder 5 ausgebildet.
Zur Reduktion der Vorspannkräfte werden der erste
Gewindebolzen 18 und der zweite Gewindebolzen 19 in einer Weise verdreht, dass die erste Feder 4 und die zweite Feder 5 entspannen .
Der Träger 3 weist eine Ausnehmung 12 auf, durch die
Komponenten einer Wankstütze 20 des Schienenfahrzeugs hindurch geführt sind. Die Ausnehmung 12 ist in einer Weise dimensioniert, dass auch bei Auslenkungen des Trägers 3 keine Kollisionen zwischen der Wankstütze 20 und dem Träger 3 auftreten können.
Weiterhin weist der Träger 3 einen ersten Adapter 21 und einen zweiten Adapter 22 auf, mit welchen ein in Fig. 1 nicht dargestellter Stromabnehmer 1, der jedoch in Fig. 2 und Fig.
3 gezeigt ist, verbunden ist.
Der Stromabnehmer 1 ist aufgrund der Vorspannkräfte der ersten Feder 4 und der zweiten Feder 5 von oben auf eine nicht dargestellte Stromschiene gepresst und folgt ihrem Höhenverlauf, d.h. der Träger 3 und der Stromabnehmer 1 können auslenken. Fig. 2 offenbart eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen
Stromabnehmeranordnung, wobei ein mit einem Träger 3 über einen ersten Adapter 21 und einen in Fig. 1 gezeigten zweiten Adapter 22 verschraubter Stromabnehmer 1 eine nominelle Position und Lage aufweist.
In dieser Position sind der Träger 3 und der Stromabnehmer 1 vertikal ausgerichtet und der Stromabnehmer 1 drückt mit einer definierten Kraft von oben auf eine nicht dargestellte Stromschiene .
Der Stromabnehmer 1 weist einen Grundrahmen 13 auf, mit dem ein Schleifschuh 2 über eine nicht gezeigte dritte Feder verbunden ist. Der Schleifschuh 2 kontaktiert die
Stromschiene und kann aufgrund der dritten Feder, welche eine geringere Steifigkeit als eine erste Feder 4 und eine zweite Feder 5, die auf dem Träger 3 angeordnet sind, aufweist, kleine Gleislagefehler und kleine Höhenfehler der
Stromschiene, welche zu Relativbewegungen zwischen der
Stromabnehmeranordnung und der Stromschiene führen,
kompensieren .
Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich, auf die dritte Feder zu verzichten.
Der Träger 3 ist über ein Gelenk 6, das im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist, mit einem Fahrwerksrahmen 9 eines Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs verbunden bzw. drehbar gelagert und liegt auf einem ersten Elastikelement 10 einer ersten Konsole 14 und einem in Fig. 1 gezeigten zweiten Elastikelement 11 einer zweiten Konsole 15 auf. Die erste Konsole 14 und die in Fig. 1 sichtbare zweite Konsole 15 sind mit dem Fahrwerksrahmen 9 verschweißt.
Auf dem Träger 3 sind eine erste Feder 4 und eine zweite Feder 5, die in Fig. 1 sichtbar ist, vorgesehen, welche Vorspannkräfte von 2 kN aufweisen. Die erste Feder 4 ist um eine erste Stange 7 und die zweite Feder 5 um eine zweite Stange 8, die in Fig. 1 dargestellt ist, herum angeordnet. Die erste Stange 7 ist gelenkig auf der ersten Konsole 14, die zweite Stange 8 gelenkig auf der zweiten Konsole 15 gelagert. Die erste Stange 7 und die zweite Stange 8 sind daher um eine in Fig. 2 projizierend erscheinende Achse schwenkbar mit dem Fahrwerk verbunden.
Weiterhin sind die erste Stange 7 und die zweite Stange 8 durch den Träger 3 hindurch geführt und fungieren bei
Schwenkbewegungen des Trägers 3 als Führung des Trägers 3. Ferner weist die erste Stange 7 einen ersten Endanschlag 16 sowie einen als erste Vorspannvorrichtung für die erste Feder 4 ausgebildeten ersten Gewindebolzen 18 und die zweite Stange 8 einen in Fig. 1 sichtbaren zweiten Endanschlag 17 sowie einen als zweite Vorspannvorrichtung für die zweite Feder 5 ausgebildeten und ebenfalls in Fig. 1 gezeigten zweiten Gewindebolzen 19 auf.
Der erste Gewindebolzen 18 und der zweite Gewindebolzen 19 sind im Hinblick auf ihre Funktionsweise im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.
Die erste Feder 4 ist auf ihrer Unterseite mit dem Träger 3 verbunden und auf ihrer Oberseite mit dem ersten Endanschlag 16.
Die zweite Feder 5 ist auf ihrer Unterseite mit dem Träger 3 verbunden und auf ihrer Oberseite mit dem zweiten Endanschlag 17.
Bei einer sich verkleinernden Höhendifferenz zwischen der Stromabnehmeranordnung und der Stromschiene, beispielsweise aufgrund eines Eisansatzes auf der Stromschiene oder eines Höhenfehlers der Stromschiene, schwenkt der Träger 3 mit dem Stromabnehmer 1 nach oben, wodurch die erste Feder 4 und die zweite Feder 5 gespannt werden bzw. Federkräfte in der ersten Feder 4 und der zweiten Feder 5 vergrößert werden. Dabei können eine maximale Federkraft von 8 kN und eine maximale vertikale Auslenkung des Stromabnehmers von 50,8 mm erreicht werden. Gewöhnliche Auslenkungen aufgrund von
Gleislagetoleranzen und Toleranzen bezüglich Höhendifferenzen der Stromschiene betragen für diese beispielhafte Ausführungsvariante des Stromabnehmers 1 bis zu 20 mm. Über die gewöhnlichen Auslenkungen von bis zu 20 mm hinaus ist, bis die maximale vertikale Auslenkung von 50,8 mm erreicht ist, demnach ein Reserve-Federlängenbereich von 30,8 mm für außergewöhnliche Auslenkungen des Stromabnehmers 1 (z.B.
aufgrund eines Eisansatzes auf der Stromschiene) vorgesehen.
Vergrößert sich die Höhendifferenz wieder, so schwenkt der Träger 3 aufgrund der Federkräfte in der ersten Feder 4 und der zweiten Feder 5 wieder nach unten und legt sich an das erste Elastikelement 10 und das zweite Elastikelement 11 an. Der Träger 3 wird also rückgestellt und der Stromabnehmer 1 liegt an der Stromschiene an, ohne dass ein Wartungseingriff zur Rückstellung der Stromabnehmeranordnung erforderlich ist.
Erfindungsgemäß ist es auch vorstellbar, dass in der
nominellen Position und Lage des Trägers 3 dieser nicht auf dem ersten Elastikelement 10 und dem zweiten Elastikelement 11 aufliegt, sondern dass zwischen dem Träger 3 einerseits sowie dem ersten Elastikelement 10 und dem zweiten
Elastikelement 11 andererseits ein Abstand vorgesehen ist, welcher als weiterer Reserve-Federlängenbereich für
außergewöhnliche Auslenkungen des Stromabnehmers 1 nach unten (z.B. bei sich vergrößernden Höhendifferenzen zwischen der Stromabnehmeranordnung und der Stromschiene aufgrund von Höhenfehlern der Stromschiene) fungiert.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stromabnehmeranordnung, wobei ein mit einem Träger 3
verschraubter Stromabnehmer 1 eine ausgelenkte Position und Lage aufweist.
Die Stromabnehmeranordnung entspricht jener
Ausführungsvariante, die auch in Fig. 2 offenbart ist. Es sind daher in Fig. 3 gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2 eingesetzt .
Aufgrund eines Eisansatzes auf einer nicht dargestellten Stromschiene, an welche der Stromabnehmer 1 mit seinem Schleifschuh 2 gepresst ist, ist der Träger 3 im Vergleich zu seiner in Fig. 2 gezeigten, nominellen Position und Lage nach oben verschoben und gegen den Uhrzeigersinn um eine in Fig. 3 projizierend erscheinenden Achse verdreht. In Fig. 3 ist eine außergewöhnliche Auslenkung dargestellt, in welcher der Stromabnehmer 1 schräg angeordnet ist und von links oben nach rechts unten verläuft.
Eine erste Feder 4 und eine in Fig. 1 gezeigte zweite Feder 5 weisen für diese außergewöhnliche Auslenkung Federkräfte von 8 kN auf und der Stromabnehmer 1 ist im Vergleich zu jenem Auslenkungszustand von Fig. 2 um 50,8 mm angehoben. Ein weiteres Anheben über diese 50,8 mm hinaus ist nicht möglich, ein im Zusammenhang mit Fig. 2 genannter Reserve- Federlängenbereich ist in dieser Auslenkung komplett
aufgebraucht .
Bewegt sich das Schienenfahrzeug in einen Bereich, in dem die Stromschiene keinen Eisansatz mehr aufweist, so bewirken die Federkräfte eine Rückstellung des Trägers 3 bzw. des
Stromabnehmers 1 und seines Schleifschuhs 2 in die nominelle Position und Lage, d.h. der Schleifschuh 2 ist an die
Stromschiene gepresst und die erste Feder 4 und die zweite Feder 5 weisen Federkräfte von 2 kN auf.
Liste der Bezeichnungen
1 Stromabnehmer
2 Schleifschuh
3 Träger
4 Erste Feder
5 Zweite Feder
6 Gelenk
7 Erste Stange
8 Zweite Stange
9 Fahrwerksrahmen
10 Erstes Elastikelement 11 Zweites Elastikelement 12 Ausnehmung
13 Grundrahmen
14 Erste Konsole
15 Zweite Konsole
16 Erster Endanschlag 17 Zweiter Endanschlag 18 Erster Gewindebolzen
19 Zweiter Gewindebolzen
20 Wankstütze
21 Erster Adapter
22 Zweiter Adapter

Claims

Patentansprüche
1. Stromabnehmeranordnung für ein Fahrzeug, die einen
Stromabnehmer mit einem Schleifschuh zur Stromabnahme von einer Stromschiene aufweist, wobei der Stromabnehmer gefedert mit dem Fahrzeug verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stromabnehmer (1) und dem Fahrzeug ein Träger (3) angeordnet ist, welcher über eine erste Feder (4) und eine zweite Feder (5) sowie ein Gelenk (6) mit dem
Fahrzeug verbunden ist, und
dass die erste Feder (4) und die zweite Feder (5) jeweils zumindest einen Reserve-Federlängenbereich für
außergewöhnliche Auslenkungen des Stromabnehmers (1), wobei Absolutbeträge der außergewöhnlichen Auslenkungen
Absolutbeträge gewöhnlicher Auslenkungen des Stromabnehmers (1) überschreiten, aufweisen.
2. Stromabnehmeranordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Feder (4) eine erste
Vorspannvorrichtung aufweist und die zweite Feder (5) eine zweite Vorspannvorrichtung aufweist.
3. Stromabnehmeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder (4) um eine erste Stange (7) herum angeordnet ist und die zweite Feder (5) um eine zweite Stange (8) herum angeordnet ist, wobei die erste Stange (7) und die zweite Stange (8) als Führungen des
Trägers (3) ausgeführt sind und schwenkbar mit dem Fahrzeug verbunden sind.
4. Stromabnehmeranordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) mit einem Fahrwerksrahmen (9) des Fahrzeugs verbunden ist.
5. Stromabnehmeranordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) mit einem Wagenkasten des Fahrzeugs verbunden ist.
6. Stromabnehmeranordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (6) als Drehzapfen ausgeführt ist.
7. Stromabnehmeranordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3,
4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) auf einem ersten Elastikelement (10) und einem zweiten
Elastikelement (11), die mit dem Fahrzeug verbunden sind, aufliegt .
8. Stromabnehmeranordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) eine Ausnehmung (12) aufweist, durch welche zumindest eine Fahrzeugkomponente hindurch geführt ist.
9. Stromabnehmeranordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3,
4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Schleifschuh (2) des Stromabnehmers (1) über zumindest eine dritte Feder mit einem Grundrahmen (13) des Stromabnehmers (1) verbunden ist, wobei die dritte Feder eine geringere Steifigkeit aufweist als die erste Feder (4) und die zweite Feder (5) .
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