DE3009643C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Scherenstromabnehmer für ein elektrisch antreibbares spurgebundenes Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs, wie er beispielsweise aus der Buchveröffentlichung Grünholz: Elektrische Vollbahnlo­ komotiven, 1930, Seite 118, 119 unter 5. "Tunnelstromabnehmer" als bekannt hervorgeht.

Man ist aus Kostengründen bestrebt, die Tunnelquer­ schnitte für unterirdisch verlegte Trassen des öffentli­ chen Nahverkehrs möglichst klein zu halten. Es ist be­ kannt, daß Omnibusse eine niedrigere Bauhöhe haben als Schienenfahrzeuge mit Drehgestellen. Es ist ferner be­ kannt, gummibereifte Omnibusse elektrisch anzutreiben und fahrdrahtabhängig mit Energie zu versorgen. Derarti­ ge Fahrzeuge würden gute Voraussetzungen für kleine Tun­ nelquerschnitte bieten. Bei Spurbindung der Omnibusse mittels eines geeigneten Querführungssystems kann der Nulleiter für die Energieversorgung fahrbahnseitig ver­ legt sein ähnlich wie bei schienengebundenen Fahrzeugen. Es braucht dann lediglich eine einzige Oberleitung ver­ legt zu werden, die in betriebssicherer Weise mit einem Schleifbügel kontaktiert werden kann. Kostenstudien ha­ ben ergeben, daß ein kreisförmiges Tunnelprofil mit 4,4 m lichtem Durchmesser nicht nur ausreichend groß ist, um das Fahrzeug, die Oberleitung und einen Flucht­ weg aufzunehmen, sondern daß sich Tunnelprofile dieser Abmessungen mittels zeit- und kostensparender Baumetho­ den wie z. B. durch das hydraulische Vorpressen vorge­ fertigter Stahlbetonrohre erstellen lassen. Zwar macht das Kreisprofil des relativ kleinen Tunnels einen schma­ len Schleifbügel am Stromabnehmer erforderlich, weil sonst bei extremen Seitenversatz und extremer Wankbewe­ gung des Fahrzeuges die Gefahr von Wandkollisionen be­ steht. Nachteilig an einem solchen schmalen Schleifbügel ist jedoch, daß bei spurgebundener Fahrt derartiger Fahr­ zeuge über öffentliche Straßen die Breite der Schleifbü­ gel zu gering ist. Auf öffentlichen Straßen müssen näm­ lich die Oberleitungen mindestens 5 m hoch verlegt wer­ den, damit Lastkraftwagen ungehindert darunter herfahren können. Wankbewegungen des fahrdrahtabhängig gespeisten Fahrzeuges führen jedoch in dieser Höhe schon zu erheb­ lichen Seitenverlagerungen des Schleifbügels. Dadurch ist ein relativ breiter Schleifbügel erforderlich. Ein aus Verschleißgründen erforderlicher leicht zickzackför­ miger Verlauf des Oberleitungsdrahtes vergrößert noch die erforderliche Breite für den Schleifbügel. Derartige Schleifbügel wären hingegen im Bereich von kreisförmigen Tunneln nicht ohne die Gefahr von Seitenkollision ver­ wendbar.

Die eingangs zitierte Buchveröffentlichung erwähnt für elektrische Vollbahnlokomotiven sogenannte Tunnelstromab­ nehmer, die in Wirklichkeit zwei unterschiedlich breite, ineinander verschachtelte Scherenstromabnehmer sind, bei denen hubabhängig bei niedriger Fahrdrahthöhe, also im Tunnel der schmalere Stromabnehmer und bei hoch liegenden Fahr­ draht, also im Freien der breitere Stromabnehmer zur An­ wendung kommt. Teilweise wird diese Wirkungsweise durch hubabhängige Energiebeaufschlagung der jeweiligen Stellele­ mente für die beiden unterschiedlichen, ineinander ver­ schachtelten Stromabnehmer sichergestellt oder die beiden Stromabnehmer sind auf sinnreiche Weise derart kinematisch aneinander gekoppelt, daß je nach Hublage des Stromabnehmers der breitere bzw. der schmalere Schleifbügel höher steht als der jeweils andere Schleifbügel. Nachteilig an dieser Anordnung ist der relativ große bauliche Aufwand, der den Stromabnehmer nicht nur teuer, sondern auch relativ schwer macht, was die zulässige Fahrgeschwindigkeit beeinträchtigt, weil ein schwerer Stromabnehmer nicht beliebig schnell dem girlandenartig durchhängenden Fahrdraht in Höhenrichtung zu folgen vermag. Es kann massebedingt zu gewissen Schwingungs­ aufschaukelungen am Fahrdraht und/oder am Stromabnehmer kommen, was nicht zugelassen werden kann.

Die CH-PS 3 59 155 zeigt einen Scherenstromabnehmer mit zwei parallel nebeneinanderliegenden Schleifbügeln, die quer zum Fahrdraht verschiebbar sind und jeweils mit einem Ver­ schiebeantrieb versehen sind. Auf nicht näher gezeigte Weise wird der Verschiebeantrieb durch das Dach hindurch vom Fahrerstand aus betätigt, so daß bedarfsweise die Schleif­ bügel auf schmal oder auf breit einstellbar sind. Nach­ teilig an dieser Ausführung ist, daß beim Übergang von Frei­ landfahrt zu Tunnelfahrt die Breite des Stromabnehmerbügels durch Eingreifen des Bedienungspersonales verändert werden muß, was auch einmal vergessen werden kann. In einem solchen Fall besteht die Gefahr einer Seitenkollision des Schleif­ bügels mit der Tunnelwandung und einer Beschädigung des Stromabnehmers.

Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäß zugrunde ge­ legten Scherenstromabnehmer dahingehend weiterzubilden, daß auf einfache und somit leicht bauende Weise die Breite des Schleifbügels selbsttätig und höhenabhängig veränderbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Dank der unterschied­ lichen Ankopplung der einzelnen querbeweglichen Schleifbügel über raumschräg verlaufende Koppelstangen an die oberen Scherenarme wird hubabhängig eine abgeleitete Verschiebe­ bewegung für die Schleifbügel erreicht, wodurch auf einfache Weise eine Breitenveränderung des wirksamen Schleifbügels zustande kommt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispieles noch erläutert; dabei zeigt

Fig. 1 und 2 Stirnansicht (Fig. 1) und Seitenansicht (Fig. 2) eines in einer Tunnelstrecke verkehrenden Fahrzeuges mit niedrig ein­ gestelltem Stromabnehmer und

Fig. 3 und 4 Stirn- bzw. Seitenansicht des gleichen Fahrzeuges bei Verkehr über oberirdische Trasse mit hocheingestelltem Stromabneh­ mer.

Das in den Figuren dargestellte Fahrzeug 1 ist ein elek­ trisch antreibbarer Omnibus, dem die Energie aus einem Oberleitungsdraht 2 und einem in der Höhe veränderbaren Stromabnehmer 11 zugeführt wird. Das Fahrzeug verkehrt spurgebunden auf einer Fahrbahn 3, an der spurbestimmende Querführungsstege 4 angeordnet sind, die mit fahrzeugseiti­ gen Querführungsrollen 5 zusammenarbeiten. An wenigstens einem der Querführungsstege ist ein Nulleiter 6 angebracht. Zur Fahrt über öffentliche Straßen, in denen Querführungs­ stege nicht möglich sind, ist ein Hilfsquerführungssystem vorgesehen, welches fahrbahnseitig aus einer Spurrille 7 und fahrzeugseitig aus einem vorzugsweise einziehbaren Fol­ georgan 8 besteht. Auch die Spurrille kann die Funktion eines Nulleiters übernehmen.

Der Stromabnehmer besteht im wesentlichen aus einem Paar von unteren (15) und einem Paar von oberen Scherenarmen 16, die spiegelbildlich zueinander angeordnet sind und die an der Anlenkstelle der oberen Scherenarme einen Schleifbügel 12 tragen. Die Scherenarme sind in bekannter Weise mit einem hier nicht näher bezeichneten Antrieb zum Andrücken des Stromabnehmers an den Oberleitungsdraht versehen. Dank der Höhenveränderbarkeit des Stromabnehmers kann ein be­ triebssicherer Kontakt auch mit dem relativ niedrig ver­ legten Oberleitungsdraht 2 im Bereich des Tunnels herge­ stellt werden. Mit Rücksicht auf den Tunnelbetrieb ist der Schleifbügel im niedrig eingestellten Betrieb des Stromab­ nehmers relativ schmal (Maß b). Dieses Maß ist so gewählt, daß unter Zugrundelegung eines maximalen Seitenversatzes des Fahrzeuges zuzüglich einer maximal möglichen Wankbewe­ gung - die entsprechende Fahrzeugstellung ist strichpunk­ tiert angedeutet - ein ausreichend großer Sicherheitsab­ stand der spannungsführenden Teile des Stromabnehmers von der Tunnelwandung erhalten bleibt.

Um beim Übergang auf Strecken mit hoch verlegtem Oberlei­ tungsdraht eine ausreichend große Breite des Schleifbügels zu haben, ist dieser gemäß der Erfindung in der Breite auf ein größeres Maß B selbsttätig veränderbar. Zu diesem Zweck sind in dem Schleifbügel Einzelbügel 13 bzw. 13′ parallel nebeneinander angeordnet, die in Querführungen 21 quer zur Fahrzeuglängsrichtung beweglich geführt sind. Die Einzelbügel 13 bzw. 13′ bestehen ihrerseits jeweils aus zwei parallel zueinander im Abstand liegenden Elemen­ ten, die jedoch mechanisch und elektrisch mittels Verbin­ dungsbügeln 14 bzw. 14′ miteinander verbunden sind.

Der Antrieb zum Querverschieben der Einzelbügel bei der Höhenverstellung des Stromabnehmers ist von den oberen Scherenarmen 16 abgeleitet. Und zwar sind - für jeden Einzelbügel 13 bzw. 13′ gesondert - zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Schubstangen 17 bzw. 17′ vorgese­ hen, die mit ihrem unteren Ende über sphärische Lager 18 mit dem oberen Scherenarm verbunden sind und die mit den einander zugekehrten Enden ebenfalls über ein sphärisches Gelenk mit dem zugehörigen Verbindungsbügel 14 bzw. 14′ an einer Anlenkstelle 20 angelenkt sind. Diese Anlenk­ stelle liegt im vertikalen Abstand unterhalb der Anlenk­ stelle 19 der oberen Scherenarme am Schleifbügel 12. Durch die Aufrichtbewegung der Scherenarme in die in Fig. 4 gezeigte Stellung wird der Abstand der beiden gegen­ überliegenden sphärischen Lager verringert, wodurch sich innerhalb des durch die drei Gelenke 18, 20, 18 gebilde­ ten Gelenkdreiecks ein größeres Maß für die Dreieckshöhe ergibt. Dadurch wird - in Stirnansicht gesehen - beim Aus­ fahren des Stromabnehmers die Anlenkstelle 20 der Einzel­ bügel in Richtung zur Fahrzeugaußenseite hin verschoben; die ineinandergeschobenen Einzelbügel werden also tele­ skopartig auseinandergezogen, wodurch sich eine insgesamt größere Schleifbügelbreite ergibt. Beim Einziehen des Stromabnehmers verkürzt sich durch ein Strecken des Ge­ lenkdreieckes die Dreieckshöhe, wodurch die Einzelbügel zur Fahrzeugmitte hin zurückgezogen werden, bis sie - in Stirnansicht gesehen - etwa deckungsgleich liegen. Die Veränderung des Höhenmaßes des geschilderten Gelenkdrei­ eckes muß nicht nur absolut erfolgen, sondern es muß sich auch eine relative Änderung des Maßes der Dreieckshöhe gegenüber dem aus den Punkten 18, 19, 18 gebildeten Ge­ lenkdreieckes ergeben. Diese relative Änderung des Maßes der Dreieckshöhe ist dadurch erreichbar, daß die Anlenk­ stelle 20 zwischen den Schubstangen 17 bzw. 17′ und dem Verbindungsbügel 14 bzw. 14′ in Vertikalrichtung tiefer gelegt wird als die Anlenkstelle 19 zwischen dem Schleif­ bügel 12 und den oberen Scherenarmen 16. Dieser Höhenver­ satz der beiden Anlenkstellen 19 und 20 ist in erster Li­ nie maßgebend für den Querverschiebeweg der Einzelbügel bei der Höhenverstellung des Stromabnehmers.

Es ist zweckmäßig, bei ausgefahrenem Stromabnehmer dem Schleifbügel eine möglichst große Breite, den Einzelbü­ geln also einen möglichst großen Verschiebeweg zu geben, damit sich eine möglichst große Schleifbügelbreite er­ gibt. Eine große Schleifbügelbreite erlaubt nämlich eine große Breitentoleranz des Oberleitungsdrahtes, was ins­ besondere in Kurven sich kostengünstig auswirkt, weil der Oberleitungsdraht nicht so oft abgespannt zu werden braucht.

Claims (1)

1. Scherenstromabnehmer für ein elektrisch antreibbares, spur­ gebundenes Fahrzeug, bei dem in Abhängigkeit von der Scheren­ bewegung selbsttätig unterschiedliche Breiten des Schleif­ bügels anwendbar sind, derart, daß die Breite des Schleifbü­ gels bei niedrig eingefahrenem Stromabnehmer gering und bei hohem Stromabnehmer groß ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schleifbügel (12) aus einem Paar von nebeneinander angeordneten, quer zur Fahrtrichtung beweglich geführten Ein­ zelbügeln (13, 13′) besteht, die jeweils mit einem Ver­ schiebeantrieb versehen sind, und daß der Verschiebeantrieb im wesentlichen aus einem Paar von ein Gelenkdreieck bilden­ den Schubstangen (17, 17′) besteht, die mit ihren einander zugekehrten Enden jeweils an etwa gleicher Stelle (20), die unterhalb des Anlenkpunktes (19) der oberen Scherenarme (16) am Schleifbügel (12) liegt, an einem der Einzelbügel (13, 13′) mit ihrem jeweils anderen Ende (18) an einem der beiden oberen Scherenarme (16) des Stromabnehmers (11) angelenkt sind.