Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleifstück für eine mit Vorspannung gegen einen Fahrdraht anliegende Gleitkontakteinrichtung, insbesondere zur Stromversorgung von Schienenfahrzeugen, mit einer auf einem Schleifleistenträger angeordneten Schleifleiste, die einen Kohlenstoff-Formkörper und zumindest eine in dem Kohlen- stoff-Formkörper angeordnete, metallische Leiteinrichtung zur Ausbildung einer lokal erhöhten Leitfähigkeit aufweist.

Zur Stromversorgung von schienengebundenen, mit Elektromotoren betriebenen Fahrzeugen, werden Gleitkontakteinrichtungen verwendet, die fachterminologisch auch als„Panthographen" bezeichnet werden und mit einer Schleifleiste versehen sind, die als Verschleißteil vermittels einer von dem„Panthographen erzeugten Vorspannkraft gegen einen Fahrstromleiter (Fahrdraht) gedrückt werden und durch Ausbildung eines Gleitkontakts eine Stromzuführung während der Fahrt des Fahrzeuges ermöglichen. Um auch während des dynami schen Fahrbetrieb s von derartigen schienengebundenen Fahrzeugen eine möglichst kontinuierliche Aufrechter- haltung des Gleitkontakts zwischen der Schleifleiste und dem Fahrdraht zu ermöglichen, ist es bekanntermaßen von Vorteil, die Massenträgheitskräfte des Panthographen, die wesentlich durch die Masse des Schleifstücks mitbestimmt werden, möglichst gering zu halten. Gleichzeitig ist es für einen effektiven B etrieb der mit Elektromotoren betriebenen Fahrzeuge notwendig, für eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit bzw. einen niedrigen elektrischen Widerstrand der Schleifleiste zu sorgen. Aus diesem Grund hat sich eine Metallimprägnierung des porösen Kohlenstoffs als nicht befriedigend erwiesen, da eine hierdurch erzielte gute elektrische Leitfähigkeit einhergeht mit einer an sich nicht erwünschten Erhöhung der Maße der Schleifleiste aufgrund des durch die Imprägnierung ausgebildeten Metallanteil s in der Schleifleiste.

Ausgehend von diesem Stand der Technik wurde daher bereits in der EP 1 491 385 AI vorgeschlagen, Maßnahmen zu ergreifen, die bei einer möglichst niedrigen Dichte, also einer entsprechend geringen Masse der Schleifleiste, die gleichzeitige Ausbildung eines niedrigen spezifischen elektrischen Widerstands der Schleifleiste, also einer guten elektrischen Leitfähigkeit, ermöglicht.

Als Lösung hierzu wird in der EP 1 491 385 AI vorgeschlagen, Schleif- leisten basierend auf einem Materialverbund herzustellen, der einen Lagenaufbau aus Kohlenstofflagen aufwei st, zwischen denen j eweils metallische Gittergewebe angeordnet sind, die sich in einer Ebene quer zur Gleitrichtung der Schleifleiste und in Richtung der durch die Gleitkontakteinrichtung auf die Schleifleiste wirkenden Vorspannkraft erstre- cken.

Aufgrund des vorstehend wiedergegebenen Lagenaufbaus der bekannten Schleifleiste erweist sich deren Herstellung als relativ aufwendig, da zunächst einzelne Kohlenstoff-Lagen hergestellt werden müssen, dann der vorstehend wiedergegebene Lagenaufb au durch Anordnung der Gittergewebe zwischen den einzelnen Kohlenstofflagen hergestellt und erst anschließend ein Verbundkörper oder Kohlenstoff-Formkörper hergestellt werden kann, der in seiner Gesamtheit die Schleiflei ste ausbildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleifleiste sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifleiste vorzuschlagen, die bzw. das eine vereinfachte Herstellung einer Schleifleiste ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Schleifstück die Merkmale des Anspruchs 1 auf.

Bei dem erfindungsgemäßen Schleifstück ist die Leiteinrichtung als zumindest eine sich in eine Ebene quer zur Gleitrichtung und in Richtung einer Vorspannkraft erstreckende scheibenförmige Leiteinrichtung ausgebildet, die mit dem Schleifleistenträger verbunden ist und sich in einem im Kohlenstoff-Formkörper ausgebildeten Schlitz bis zu einer Kontaktfläche der Schleifleiste erstreckt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Schleifstücks ist es möglich, die Schleifleiste basierend auf einem einstückig ausgebildeten Kohlenstoff-Formkörper herzustellen, in dem eine unabhängig vom Kohlenstoff-Formkörper ausgebildete Leiteinrichtung vorgesehen ist, die scheibenförmig ausgebildet ist und sich ausgehend von dem S chleifleis- tenträger in einem S chlitz des Kohlenstoff-Formkörpers erstreckt.

Aufgrund des Verbunds der scheibenförmigen Leiteinrichtung mit dem Schleifleistenträger kann der Kohlenstoff-Formkörper unabhängig von der Leiteinrichtung als monolithischer Körper hergestellt werden. Die Ausbildung des Schleifstücks erfolgt auf einfacher Art und Weise durch Einsetzen der scheibenförmigen Leiteinrichtung in den dafür im Kohlenstoff-Formkörper vorgesehenen Schlitz.

Auf dieser Art und Weise ermöglicht die scheibenförmige Leiteinrichtung nicht nur die gewünschte lokal erhöhte elektrische Leitfähigkeit im Kohlenstoff-Formkörper, sondern dient auch gleichzeitig zur abscherfes- ten Anordnung des Kohlenstoff-Formkörpers auf dem Schleifleistenträger.

Im Unterschied zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Schleifstück kann somit eine Schleifleiste verwendet werden, die ohne die Erzeugung eines Lagenverbunds herstellb ar ist. Vielmehr erfolgt die räumlich definierte Anordnung der Leiteinrichtung allein durch die vorbeschriebene Anordnung der scheibenförmigen Leiteinrichtung in den zumindest einen Schlitz des Kohlenstoff-Formkörpers.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leiteinrichtung als ein mit dem Schleifleistenträger kombinierbares Bauteil ausgebildet ist, das einen Verbindungsteil zur Verbindung mit dem Schleifleistenträger und einen Scheibenteil zur Aufnahme in dem im Kohlenstoff-Formkörper ausgebildeten Schlitz aufweist. Hierdurch ist es möglich, die Leiteinrichtung sowohl unabhängig vom Kohlenstoff-Formkörper als auch unabhängig vom Schleifleistenträger auszubilden, um somit beispielsweise einheitlich ausgebildete Schleifleistenträger durch Kombination mit unterschiedlich ausgebildeten Leiteinrichtungen und Kohlenstoff-Formkörpern zur Herstellung unterschiedlicher Schleifstücke verwenden zu können. Somit kann also beispielsweise ein standardisiert ausgebildeter Schleif- leistenträger als Plattform für unterschiedlich ausgebildete Schleifstücke verwendet werden.

Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Verbindungsteil einen parallel zu einer Unterseite des Schleifleistenträgers verlaufenden und gegen die Unterseite anliegenden Montageanschlag aufweist, und sich der daran anschließende Scheibenteil durch einen Aufnahmeschlitz im Schleifleistenträger in den im Kohlenstoff-Formkörper ausgebildeten Schlitz hinein erstreckt, ist auf einfacher Art und Weise der Scheibenteil in seiner Relativanordnung gegenüber dem Schleifleistenträger exakt definiert. Darüber hinaus bietet der gegen die Unterseite anliegende Montageanschlag gleichzeitig di e Möglichkeit, den Montageanschlag zur Befestigung des Scheibenteils an dem Schleifleistenträger zu verwenden, ohne dass hierdurch die Geometrie bzw. der Querschnitt des Scheibenteils beeinflusst würde. Damit wird es möglich, den Scheibenteil in seiner Geometrie exakt korrespondierend mit dem Schlitz auszubilden, ohne eine Beeinträchtigung dieser Geometrie durch die Art der Befesti- gung. Somit ist es möglich, die elektrischen Leiteigenschaften bzw. den elektrischen Widerstand des Scheibenteils über seine gesamte Höhe bzw. über die gesamte Höhe des Kohlenstoff-Formkörpers konstant zu definieren.

Wenn der Verbindungsteil der Leiteinrichtung darüber hinaus einen parallel zum Scheibenteil angeordneten und durch den Montageanschlag vom Scheibenteil beabstandeten Eingriffsteil zum verriegelnden Eingriff in einen auf der Unterseite des Schleifleistenträgers ausgebildeten Riegelschlitz aufweist, ist eine besonders exakte und Fehlpositionierungen vermeidende Relativanordnung der Leiteinrichtung gegenüber dem Schleifleistenträger gewährleistet.

Vorteilhaft erfolgt zur Verbindung der Leiteinrichtung mit dem S chleifleistenträger eine unmittelbare Verbindung des Montageanschlags mit dem S chleifleistenträger, beispielsweise mittels einer Schweiß- oder Lötverbindung. Als besonders vorteilhaft hinsichtlich der einerseits gewünschten mechanischen Eigenschaften des Schleifstücks und andererseits hinsichtlich der gewünschten guten elektrischen Leiteigenschaften erweist es sich, wenn die Leiteinrichtung und der Schleifleistenträger aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. Dabei besteht eine besonders vorteilhafte Möglichkeit darin, die Leiteinrichtung aus Kupferblech auszubilden.

Zur Erzielung einer gleichmäßig verteilten Anordnung einer Mehrzahl von Leiteinrichtungen im Kohlenstoff-Formkörper erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Leiteinrichtungen entlang der Längsachse des Schleifleistenträgers in parallelen Reihen angeordnet sind, wobei j eweils die Scheibenteile von zwei aufeinanderfolgenden Leiteinrichtungen auf unterschiedlichen Seiten der Längsachse des Schleifleistenträgers angeordnet sind.

Alternativ zu der bereits vorstehend erläuternden Ausführungsform des Schleifstücks mit einer unabhängig vom S chleifleistenträger ausgebilde- ten Leiteinrichtung besteht auch die vorteilhafte Möglichkeit, die Leiteinrichtung einstückig zusammenhängend am Schleifleistenträger auszubilden, so dass der Schleifleistenträger zusammen mit der Leiteinrichtung in einem gemeinsamen Herstellungsvorgang herstellbar ist.

Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit der gemeinsamen Herstellung der Leiteinrichtung und des Schleifleistenträgers in einem Verbund ergibt sich, wenn die Leiteinrichtung durch zumindest einen Profilsteg eines Trägerprofils des Schleifleistenträgers gebildet ist, so dass beispielsweise die Leiteinrichtung einstückig zusammenhängend mit dem Schleifleistenträger in einem Stranggießverfahren herstellbar ist. Zur Herstellung einer gleichmäßig verteilten Anordnung einer Mehrzahl von Leiteinrichtungen am Schleifleistenträger erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Schleifleistenträger eine Reihenanordnung von Leiteinrichtungen mit mehreren in zumindest zwei parallelen Reihen angeordneten Leiteinrichtungen aufweist, wobei insbesondere j ede Reihe zumindest zwei voneinander beab standete Leitereinrichtungen aufweisen kann.

Wenn die in benachbarten Reihen angeordneten Leiteinrichtungen in Richtung der Längsachse des Schleifleistenträgers versetzt zueinander angeordnet sind, ist eine gleichmäßige Verteilung der Leiteinrichtungen über die gesamte Kontaktfläche der Schleifleiste möglich. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Schleifstücks anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine mit einem Schleifstück versehene Gleitkontakteinrichtung in isometrischer Darstellung;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines entsprechend der Darstellung in Fig. 1 als B estandteil einer Gleitkontakteinrichtung ausgebildeten Schleifstücks in isometrischer Darstellung;

Fig. 3 das in Fig. 2 dargestellte Schleifstück in Schnittdarstellung gemäß Schnittlinienverlauf III-III in Fig. 2;

Fig. 4 ein entsprechend der Darstellung in Fig. 1 als Bestandteil einer Gleitkontakteinrichtung ausgebildetes Schleifstück in einer zweiten Ausführungsform in isometrischer Darstellung;

Fig. 5 eine Teildarstellung des in Fig. 4 dargestellten Schleifstücks;

Fig. 6 eine Seitenansicht des bei den Schleifstücken gemäß Fig. 4 und Fig. 5 verwendeten Schleifleistenträgers.

Fig. 1 zeigt eine Gleitkontakteinrichtung 10 mit einem auf einer Gelenkeinrichtung 1 1 angeordneten Schleifstück 12. Das Schleifstück 12 weist zur Anordnung und Verbindung mit der Gelenkeinrichtung 1 1 einen Schleifleistenträger 13 auf, der mit einer Schleifleiste 14 bestückt ist. Die Gelenkeinrichtung 1 1 verbindet das S chleifstück 12 mit einer Montagebasis 1 5 , die beispielsweise auf einem hier nicht näher dargestellten Triebwagen eines Schienenfahrzeugs angeordnet sein kann. Zur Erzeugung einer Vorspannkraft, mit der das Schleifstück 12 bzw. die Schleifleiste 14 federnd gegen einen oberhalb der Schleiflei ste 14 längs geführten Fahrdraht 16 andrückbar ist, weist die Gleitkontakteinrichtung 10 eine hier als kombinierte Feder-/Dämpfereinrichtung ausgebildete Andruckeinrichtung 17 auf, die zwischen der Montagebasis 1 5 und dem Schleifleistenträger 13 wirksam ist. Die in Fig. 1 dargestellte Schleifleiste 14 besteht aus einem Kohlenstoff-Formkörper 1 8, der quer zu einer durch die Längserstreckung des Fahrdrahtes 16 definierten Gleitrichtung 1 9 und in Richtung einer durch die Andruckeinrichtung 17 auf die Schleifleiste 14 wirkenden Vorspann- kraft F _v verlaufende und Schlitze 22 aufweist, die sich ausgehend vom Schleifleistenträger 13 durch den Kohlenstoff-Formkörper 1 8 bis in eine Kontaktfläche 21 der Schleifleiste 14 erstrecken. In den Schlitzen 22 erstreckt sich ebenfalls ausgehend vom Schleifleistenträger 13 bis in die Kontaktfläche 21 der Schleiflei ste 14 j eweil s eine Leiteinrichtung 23 , die aus einem metallischen Material gebildet i st.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 zu ersehen ist, weist der Schleifleistenträger 13 ein Kastenprofil 24 auf, mit einer oberen Trägerfläche 25 , auf der die Schleifleiste 14 angeordnet ist. Die Schleifleiste 14 besteht aus dem Kohlenstoff-Formkörper 1 8, in dem beidseitig einer mittigen Längs- achse 26 die Schlitze 22 j eweils äquidistant mit einem S chlitzabstand s angeordnet sind. Dabei ist der Schlitzab stand s im vorliegenden Fall so gewählt, dass er kleiner ist, als die Schlitzlänge 1. Wie ferner Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die Schlitze 22 j eweil s in zwei Schlitzreihen 27, 28 zu beiden Seiten der Längsachse 26 und parallel zu dieser angeordnet. Dabei sind die Schlitzreihen 27, 28 in Richtung der Längsachse 26 um etwa die halbe Schlitzlänge 1/2 zueinander versetzt, so dass sich in Gleitrichtung 19 gesehen eine Überdeckung der Schlitzab stände s der Schlitzreihe 28 durch die Schlitze 22 der benachbarten Schlitzreihe 27 ergibt. Dies hat zur Folge, dass unabhängig - also auch abweichend - von einer in Fig. 1 dargestellten Relativausrichtung des Fahrdrahtes 16 gegenüber der Kontaktfläche 21 der Schleifleiste 14 stets ein zuverlässiger, elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen dem Fahrdraht 16 und zumindest einer der in den S chlitzen 22 der Schlitzreihen 27 und 28 angeordneten Leiteinrichtungen 23 einstellt. Wie Fig. 3 zeigt, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Schleifstücks 12 die Leiteinrichtungen 23 vom Schleifleistenträger 13 unabhängig ausgebildet und sowohl form- als auch kraftschlüssig mit dem Kastenprofil 24 des Schleifleistenträgers 1 3 verbunden. Hierzu weisen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Leiteinrichtungen 23 j eweils einen Scheibenteil 29 auf, der über einen Montageanschlag 3 0 mit einem Eingriffsteil 3 1 verbunden ist. Dabei bilden die vorgenannten Teile eine im Wesentlichen U-förmige Relativanordnung aus. Zur Verbindung der Leiteinrichtungen 23 mit dem Kastenprofil 24 erstreckt sich der Scheibenteil 29 j eder Leiteinrichtung 23 durch sowohl in der Trägerfläche 25 al s auch in einer Montagefläche 3 2 des Kastenprofil s 24 ausgebildete Montageschlitze 3 2 , 3 3 und den fluchtend hierzu angeordneten Schlitz 22 in der Schleifleiste 1 4 hindurch. Dabei ist die Länge Ls des Scheibenteils 29 so bemessen, dass bei einem Anschlag des Montageanschlags 3 0 gegen die Montagefläche 3 2 ein Kontaktrand 3 5 der Leiteinrichtung 23 bündig in der Kontaktfläche 2 1 der Schleifleiste 1 4 angeordnet ist. An dem gegenüberliegend zum S cheibenteil 29 angeordneten Rand des Montageanschlags 3 0 greift der Eingriffsteil 3 1 der Leiteinrichtung 23 in einen parallel zum Montageschlitz 3 3 in der Montagefläche 3 2 ausgebildeten Riegelschlitz 3 6 ein, so dass die Leiteinrichtung 23 positionssicher mit dem Kastenprofil 24 des Schleifleistenträgers 1 3 verbunden ist.

Durch den Montageanschlag 3 0 wird eine definierte vertikale Positionierung und durch den Eingriff des Scheibenteils 29 in Kombination mit dem Eingriffsteil 3 1 in das Kastenprofil 24 eine besonders genaue und sichere Drehwinkelpositionierung gegenüber einer vertikalen Achse 3 4 erreicht. Wie insbesondere aus der Darstellung in Fig. 3 deutlich wird, ermöglicht die dargestellt den Kohlenstoff-Formkörper 1 8 durchdringende Anordnung des Scheibenteils 29 auch eine sichere Überleitung der infolge des Gleitkontakts zwischen dem Fahrdraht 1 6 und der Schleifleiste 1 4 auf die S chleifleiste 1 4 wirkenden Querkräfte FQ in den

Schleifleistenträger 1 3 , so dass in der Grenzfläche zwischen der Schleifleiste 1 4 und der Trägerfläche 25 des Kastenprofils 24 im Wesentlichen keine Schubbeanspruchung entsteht. Wie Fig. 3 zeigt, ist es ausgehend von dem vorstehend erläuterten Formschluss zwischen dem S cheibenteil 29 und dem Eingriffsteil 3 1 mit dem Kastenprofil 24 des Schleifleistenträgers 13 zur Sicherung eines entsprechenden Kraftschlusses ausreichend, die in Fig. 3 dargestellte, gegen die Montagefläche 32 des Kastenprofils 24 anliegende Relativposition des Montageanschlags 30 durch eine Schraubverbindung 20 zu sichern. Dabei bleibt die Schraubverbindung 20 selb st im Wesentlichen belastungsfrei. Gleichzeitig kann die Schraubverbindung 20 zum An- schluss eines Verbindungselements 37 dienen, zur Verbindung mit der in Fig. 1 dargestellten Gelenkeinrichtung 1 1 .

Fig. 4 zeigt in einer weiteren Ausführungsform ein Schleifstück 38, das eine übereinstimmend mit der bereits zuvor bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 3 beschriebene Schleifleiste 14 aufwei st, die in zwei zueinander und zur Längsachse 26 parallelen Schlitzreihen 27 und 28 mit Schlitzen 22 versehen ist.

Abweichend vom Schleifstück 12 weist das Schleifstück 38 einen

Schleifleistenträger 39 auf, der mit Leiteinrichtungen 40 versehen ist, die einstückig mit einem einen Kastenprofilquerschnitt 41 aufweisenden Trägerprofil 42 des Schleifleistenträgers 39 verbunden sind. Hierzu weist das Trägerprofil 42, wie insbesondere den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, als Leiteinrichtungen 40 ausgebildete Profilstege auf, die an eine Trägerfläche 43 des hier als Kastenprofil ausgebildeten Trägerprofils 42 angeformt sind und eine Höhe H aufweisen, die der Höhe Hs der in dem Kohlenstoff-Formkörper 1 8 ausgebildeten Schlitze 22 ent- spricht. Weiterhin entsprechen die als Profilstege ausgebildeten Leiteinrichtungen 40 in ihrer Länge L in Richtung der Längsachse 26 der Schleifleite 14 der Länge Ls der Schlitze 22 und sind in ihrer Anordnung auf der Trägerfläche 43 des Trägerprofil s 42 entsprechend den Schlitzreihen 27, 28 in der Schleiflei ste ausgerichtet, so dass sich über die gesamte Länge der Schleiflei ste 14 ein formschlüssiger Eingriff der Leiteinrichtungen 40 in die Schlitze 22 der Schleifleiste 14 ergibt. Wie ein Vergleich der in den Fig. 1 bis 3 und 4 bis 6 dargestellten beiden Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist bei dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Schleifstück 38 eine mechanische Verbindung zwischen der Schleifleiste 14 und dem S chleifleistenträger 39 realisiert, die in gleicher Weise wie die ausführlich erläuterte mechanische Verbindung zwischen den Leiteinrichtungen 23 bzw. dem S cheibenteil 29 der Leiteinrichtungen 23 und der Schleifleiste 14 für die Ausbildung einer im Wesentlichen von einer Scher- oder Schubbeanspruchung freien Grenzfläche zwischen der Schleifleiste 14 und der Trägerfläche 43 des Schleifleistenträgers 39 sorgt.