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Kontaktvorrichtung für Schienenfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung für einen Stromabnehmer für Schienenfahrzeuge, wobei die Kontaktvorrichtung zumindest ein Kohleschleifstück aufweist, das zur Anlage gegen eine Fahrleitung auf einem gegen die Fahrleitung verfahrbaren Schleifstückgestell angeordnet ist. Des weiteren betrifft die Erfindung einen mit einer derartigen Kontaktvorrichtung versehenen Stromabnehmer.

Kohleschleifstücke, wie sie konventionell zur Kontaktierung der Fahrleitung eingesetzt werden, zeichnen sich dadurch aus, dass sie zum einen aufgrund der guten elektrischen Leitfähigkeit des Kohleschleifstücks bzw. des für das Kohleschleifstück verwendeten Kohlenstoffmaterials eine sichere Kontaktierung mit der Fahrleitung ermöglichen und darüber hinaus aufgrund der Festschmierstoff-Eigenschaften des Kohleschleifstücks für eine gute Anschmiegung im Kontaktbereich zur Fahrleitung sorgen und nur wenig abrasiv auf die Fahrleitung einwirken, wodurch sich ein besonders verschleiß armer Kontakt zur Fahrleitung ergibt. Nachteilig an den bekannten Kohleschleifstücken ist jedoch, dass sie insbesondere bei hohen Strömen entweder im Fahrbetrieb oder im Still- stand, also insbesondere dann, wenn der Stromabnehmer in Ladestationen als stationärer Stromleiter verwendet wird, eine vergleichsweise reduzierte Stromleitfähigkeit aufweisen. Daher ist man teilweise dazu übergegangen, Hybridlösungen für das Schleifstück zu verwenden, bei denen insbesondere sogenannte„Kasparowski-Schleifstücke" oder hochleitfähige Schleifstücke mit Kupfereinsätzen in der Kohle verwendet werden. Hierbei besteht die Gefahr, dass Kohle und Kupfer ungleichmäßig verschleißen und somit sich nur unzureichende Kontaktflächen zwischen der Fahrleitung und dem Schleifstück ausbilden und die Fahr- leitung sich aufgrund des Kontakts zu den Kupfereinsätzen stark erwärmen oder sogar beschädigt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktvorrichtung für einen Stromabnehmer bzw. einen Stromabnehmer mit einer Kontaktvorrichtung vorzuschlagen, die einen verschleiß armen und dennoch betriebssicheren Kontakt zwischen der Fahrleitung und dem hochleitfähigen Schleifstück ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Kontaktvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Stromabnehmer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist die Kontaktvorrichtung zumindest ein Kohleschleifstück auf, das zur Anlage gegen eine Fahrleitung auf einem gegen die Fahrleitung verfahrbaren Schleifstückgestell angeordnet ist, wobei das Kohleschleifstück zusammen mit einem zweiten Schleifstück auf einem gelenkig mit dem Schleifstückgestell verbundenen Schleifstück- träger angeordnet ist, der als Doppelhebel ausgebildet ist und um eine Schwenkachse quer zur Längsrichtung der Fahrleitung gegenüber dem Schleifstückgestell verschwenkbar ist, derart, dass das Kohleschleifstück und das zweite Schleifstück, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schwenkachse angeordnet sind, in einer Betriebskonfiguration des Stromabnehmers gleichzeitig und beabstandet von einander in Kontakt mit der Fahrleitung sind. Die erfindungsgemäße Zuordnung eines zweiten Schleifstücks zu dem Kohleschleifstück, die beide gleichzeitig in Anlage mit der Fahrleitung gebracht werden, ermöglicht es, gleichzeitig die positiven Verschleiß mindernden Eigenschaften des Kohleschleifstücks kombiniert mit den guten elektrisch leitenden Eigenschaften des zweiten Schleifstücks, das beispielsweise als Kupfer-Schleifstück ausgeführt sein kann, zu nutzen. Die gleichzeitige Anordnung des Kohleschleifstücks und des zweiten Schleifstücks gegen die Fahrleitung mittels des als Doppelhebel ausgebildeten Schleifstückträgers ermöglicht im Fahrbetrieb einerseits eine ausreichende Schmierung über das Kohleschleifstück und andererseits über das zweite Schleifstück einen betriebssicheren elektrischen Kontakt zwischen dem elektrisch besonders gut leitenden zweiten Schleifstück, das insbesondere aus Kupfer ausgeführt sein kann, unter zwischenliegender Anordnung eines den Verschleiß mindernden Feststoffschmierfilms auf der Fahrleitung. Vorzugsweise ist der Doppelhebel so ausgebildet, dass das Kohleschleifstück und das zweite Schleifstück mit gleicher Kontaktkraft gegen die Fahrleitung anliegen.

Bei dem vorstehend als Kohleschleifstück bezeichneten Schleifstück handelt es sich um ein konventionell zur Kontaktierung von Fahrleitun- gen eingesetztes Schleifstück, das aus einem Kohlenstoffmaterial mit vorzugsweise hohem Graphitanteil besteht und darüber hinaus noch weitere Anteile besitzen kann. Im Gegensatz zu dem Kohleschleifstück, bei dem die Erzielung eines Verschleiß an der Fahrleitung mindernden Effekts eine wesentliche Ro lle spielt, kommt es hierauf bei dem„zweiten Schleifstück" nicht an. Das„zweite Schleifstück" kann daher vorteilhaft zur Erfüllung einer abweichenden Funktion optimiert werden, beispielsweise kann es besonders witterungs- oder alterungsbeständig beschaffen sein ohne Rücksicht auf eine möglicherweise schlechte Schmierwirkung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das zweite Schleifstück gegenüber dem Kohleschleifstück eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist, die vorzugsweise über einen Metallanteil bzw. einen gegebenenfalls vergleichsweise höheren Metallanteil erreicht wird.

Vorzugsweise ist das zweite Schleifstück als Kupferschleifstück ausgeführt ist, so dass zusätzlich zur hohen Leitfähigkeit eine hohe Alterungs- beständigkeit erzielt wird.

Wenn das Schleifstückgestell mit einem zweiten Kohleschleifstück versehen ist, derart, dass das zweite Schleifstück in Längsrichtung der Fahrleitung zwischen den beiden Kohleschleifstücken angeordnet ist, ergibt sich der vorteilhafte, vorstehend beschriebene verschleißmindern- de S chmierstoffeffekt unabhängig von der Fahrtrichtung, in der das mit dem Stromabnehmer versehene Schienenfahrzeug betrieben wird.

Um den elektrisch leitenden Kontakt des zweiten, insbesondere aus Kupfer ausgeführten Schleifstücks noch weiter zu verbessern, ist es möglich, zwischen dem zweiten Schleifstück und dem Schleifstückträger eine Federeinrichtung vorzusehen.

Um gegebenenfalls den Verschleiß an der Fahrleitung beeinflussen zu können, kann das zweite S chleifstück mit einer Kontaktkrafteinstellein- richtung versehen sein.

Vorzugsweise weist die Kontaktkrafteinstelleinrichtung eine fahrge- schwindigkeitsabhängige Betätigungseinrichtung auf, die als eine aerodynamische Auftriebseinrichtung ausgebildet sein kann, beispielsweise derart, dass durch einen Spoiler bei Erreichen einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit eine Abtriebskraft, also ein negativer Auftrieb, erzeugt wird, die die Kontaktkraft reduziert oder gar aufhebt, so dass ab dieser Geschwindigkeit kein Kontakt mehr zwischen dem zweiten Schleifstück und der Fahrleitung besteht.

Ebenso können auch mechanische, also etwa fahrtrichtungs- oder reibungsabhängig reagierende Vorrichtungen, die die Kontaktkraft, mit der das zweite Schleifstück gegen die Fahrleitung anliegt, aufheben oder reduzieren zur Minimierung des Verschleißes an der Fahrleitung beitragen.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das gemeinsam mit dem zweiten Schleifstück auf dem Schleifstückträger angeordnete Kohleschleifstück und das zweite Kohleschleifstück auf einem gegenüber einem unteren Gestellteil des Stromabnehmers mittels einer Federeinrichtung abgestützten oberen Gestellteil des Stromabnehmers angeordnet sind, wobei das untere

Gestellteil mittels einer Schwenkachse an eine höhenverstellbare Gestellbasis des Stromabnehmers angeschlossen ist. Eine besonders vorteilhafte Montage wird möglich, wenn das zweite

Schleifstück und die beiden Kohleschleifstücke an eine in der Schwenkachse an der Gestellbasis ausgebildete zentrale Stromführungseinrichtung angeschlossen sind.

Der erfindungsgemäße Stromabnehmer weist eine Kontaktvorrichtung auf, die zumindest ein Kohleschleifstück aufweist, das zur Anlage gegen eine Fahrleitung auf einem gegen die Fahrleitung verfahrbaren Schleifstückgestell angeordnet ist, wobei das Kohleschleifstück zusammen mit einem zweiten Schleifstück auf einem gelenkig mit dem Schleifstückgestell verbundenen Schleifstückträger angeordnet ist, der als Doppelhebel ausgebildet ist und um eine Schwenkachse quer zur Längsrichtung der

Fahrleitung gegenüber dem Schleifstückgestell verschwenkbar ist, derart, dass das Kohleschleifstück und das zweite Schleifstück, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schwenkachse angeordnet sind, in einer Betriebskonfiguration des Stromabnehmers gleichzeitig und beabstandet von einander in Kontakt mit der Fahrleitung sind.

Nachfo lgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des Stromabnehmers anhand der Zeichnung näher erläutert:

Der beispielhaft in der Zeichnung dargestellte, als Pantograf ausgebildete Stromabnehmer weist eine Kontaktvorrichtung 1 0 auf, die in der beispielhaft dargestellten Ausführungsform mit einem Schleifstückgestell 12 versehen ist, das mittels einer Schwenkachse 23 drehgelenkig mit einer Gestellbasis 1 1 verbunden ist, an dem mittels einer Schwenkachse 14 drehgelenkig ein Schleifstückträger 13 angeschlossen ist. Der Schleifstückträger 13 ist als Hebelwippe ausgebildet, mit zwei Schleifstückhebeln 15 und 16, an deren Ende ein Kohleschleifstück 17 bzw. ein Kupferschleifstück 1 8 angeordnet sind.

Weiterhin befindet sich an dem Schleifstückgestell 12 ein zweites Kohleschleifstück 19, das über einen starr an dem Schleifstückgestell 12 angeordneten zweiten Schleifstückträger 20 mit dem Schleifstückgestell 12 verbunden ist.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist im vorliegenden Fall die Anordnung des Kupferschleifstücks 1 8 so gewählt, dass sich dieses zwischen dem ersten Kohleschleifstück 17 und dem zweiten Kohleschleifstück 19 befindet. Darüber hinaus bewirkt die Anordnung des Kupferschleifstücks 1 8 und des Kohleschleifstücks 17 auf dem als Hebelwippe ausgebildeten Schleifstückträger 13 , dass unabhängig von der Schwenkstellung des Schleifstückgestells 12 das Kohleschleifstück 17 und das Kupferschleifstück 1 8 stets mit derselben Kontaktkraft gegen die Fahrleitung anliegen. Weiterhin ergibt sich aus der in der Zeichnung dargestellten Ausgestaltung des Schleifstückgestells 12 mit zwei gegeneinander abgefederten Gestellteilen 21 und 22, dass auch das zweite Kohleschleifstück 19 mit derselben Kontaktkraft gegen die Fahrleitung anliegt wie das erste Kohleschleifstück 17 und das Kupferschleifstück 1 8. Zur elektrisch leitenden Verbindung der Kohleschleifstücke 17 und 19 sowie des Kupferschleifstücks 1 8 mit der Gestellbasis 1 1 des Stromabnehmers sind das Kupferschleifstück 1 8 und die Kohleschleifstücke 17 und 19 über Litzen mit einer in einer Schwenkachse 23 an der Gestellbasis 1 1 ausgebildeten zentralen Stromführungseinrichtung verbunden.