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Patent Searching and Data


Title:
EARTHING CONTACT AND METHOD FOR DISSIPATING ELECTRIC CURRENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/224762
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an earthing contact (10) and to a method for dissipating electric currents from a rotor part (17), which is formed with an axis, of a vehicle, in particular of a rail vehicle or the like, into a stationary stator part (13) of the vehicle, comprising a holding apparatus (12) and a contact element (11), wherein the holding apparatus can be electrically conductively connected to the stationary stator part of the vehicle, wherein the contact element is arranged on the holding apparatus and is electrically conductively connected to said holding apparatus, wherein the contact element is formed predominantly from graphite, wherein, by means of a spring device (47) of the holding apparatus, the contact element can be acted on by a contact force for the purpose of forming an electrically conductive sliding contact (22) between a sliding contact face (21), which is provided for forming the sliding contact, of the contact element and a contact face (20) of the rotor part, wherein the contact element is formed at least in sections with a cross section in the form of a segment of a circle, wherein an outer face of the cross section forms the sliding contact face at least in sections, wherein the sliding contact face is designed to bear radially against the contact face of the rotor part.

Inventors:
SCHNEIDER LOTHAR (DE)
SCHNEIDER ANNETTE (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/061594
Publication Date:
November 12, 2020
Filing Date:
May 06, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SCHUNK TRANSIT SYS GMBH (DE)
International Classes:
H01R39/26; B61F15/28; H01R4/64; H01R39/64
Domestic Patent References:
WO2018019725A12018-02-01
Foreign References:
EP0168676A21986-01-22
DE102010039847A12012-03-01
DE102010039847A2010-08-26
Attorney, Agent or Firm:
ADVOTEC. PATENT- UND RECHTSANWÄLTE (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Erdungskontakt ( 10) zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil ( 17) eines Fahrzeuges, insbe- sondere Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden

Statorteil ( 13) des Fahrzeugs, umfassend eine Haltevorrichtung ( 12) und ein Kontaktelement ( 1 1 ), wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil des Fahrzeugs elektrisch leitend verbindbar ist, wobei das Kontaktelement an der Haltevorrichtung angeordnet und mit dieser elektrisch leitend verbunden ist, wobei das Kontakt element überwiegend aus Graphit ausgebildet ist, wobei mittels einer Federeinrichtung (47) der Haltevorrichtung das Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontaktes (22) zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehenen Schleifkon- taktfläche (21 ) des Kontaktelements und einer Kontaktfläche (20) des

Rotorteils mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das Kontaktelement zumindest abschnittsweise mit einem kreis segmentförmigen Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Außenflä- che des Querschnitts zumindest abschnittsweise die Schleifkontakt- fläche ausbildet, wobei die Schleifkontaktfläche zur radialen Anlage an der Kontaktfläche des Rotorteils ausgebildet ist.

2. Erdungskontakt nach Anspruch 1,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass das Rotorteil (17) an einem axialen Ende der Achse einen kreis ringförmigen Querschnitt ausbildet, dessen Innenfläche (19) zumin dest abschnittsweise die Kontaktfläche ausbildet.

3. Erdungskontakt nach Anspruch 2,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Innenfläche (19) von einer Ausnehmung an dem axialen En de der Achse ausgebildet ist.

4. Erdungskontakt nach Anspruch 2,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Innenfläche (19) von einer Hülse (14) des Erdungskon- takts (10) ausgebildet ist, wobei die Hülse in eine Ausnehmung an dem axialen Ende der Achse einpressbar ist.

5. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass eine Hohlwelle die Achse ausbildet. 6. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Haltevorrichtung (12) einen feststehenden Basiskörper (23) aufweist.

7. Erdungskontakt nach Anspruch 6,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kontaktelement (11) an einer am Basiskörper (23) ausgebil deten Kontaktelementaufnahme (24) der Haltevorrichtung (12) gehal tert ist.

8. Erdungskontakt nach Anspruch 7,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Haltevorrichtung (12) eine Führungseinrichtung (25) zur be wegbaren Führung des Kontaktelements (11) in radialer Richtung an der Kontaktelementaufnahme (24) aufweist.

9. Erdungskontakt nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Kontaktelementaufnahme (24) eine radial am Basiskör per (23) verlaufende Führungsnut (27) ausbildet, in die ein an dem Kontaktelement (11) angeordneter Führungsstift (28) oder ein am Kontaktelement ausgebildeter Vorsprung eingreift. 10. Erdungskontakt nach einem der Ansprüche 6 bis 9,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass der Erdungskontakt (10) zumindest zwei Kontaktelemente (11) umfasst, die relativ zu einer Rotationsachse (26) der Achse koaxial an dem Basiskörper (23) angeordnet sind. 11. Erdungskontakt nach einem der Ansprüche 6 bis 10,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Haltevorrichtung (12) eine Anschlusseinrichtung (37) zur elektrisch leitenden Verbindung von Haltevorrichtung und Kontakt element (11) ausbildet, wobei die Anschlusseinrichtung von einem Fortsatz (33) des Basiskörpers (23) ausgebildet ist und ein Verbin dungselement (36) umfasst mit dem zumindest eine am Kontaktele ment befestigte Litze (30) an dem Fortsatz befestigt ist. 12. Erdungskontakt nach Anspruch 11,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass der Fortsatz (33) ein innerhalb einer Ausnehmung an einem axialen Ende der Achse anordbares distales Ende (34) des Basiskör- pers (23) ausbildet.

13. Erdungskontakt nach einem der Ansprüche 6 bis 12,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Haltevorrichtung (12) eine Lagereinrichtung (16) zur dreh beweglichen Lagerung des Basiskörpers (23) an einer radialen Innen- fläche (19) des Rotorteils aufweist, wobei die Lagereinrichtung ein

Wälzlager (39) oder Gleitlager umfasst.

14. Erdungskontakt nach Anspruch 14,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Lagereinrichtung (16) eine den Basiskörper (23) abschnitts- weise umgebende Dichtscheibe (15) umfasst, die mit einem axialen

Ende der Achse verbindbar ist und eine den Basiskörper zumindest teilweise aufnehmende Ausnehmung an dem axialen Ende der ver schließt.

15. Erdungskontakt nach Anspruch 14 oder 15,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Lagereinrichtung (16) eine Drehmomentstütze (43) umfasst, mit der der Basiskörper (23) an dem feststehenden Statorteil (13) be festigbar ist.

16. Erdungskontakt nach Anspruch 15,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Drehmomentstütze (43) eine an dem Basiskörper (23) dreh fest befestigte Strebe (44) ist, über die der Basiskörper mit dem Sta torteil (13) elektrisch leitend verbindbar ist. 17. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass die Federeinrichtung (47) zumindest ein Federelement, bevor zugt eine Spiralfeder, Druckfeder (48), Blattfeder, Kegelfeder, Mem- branfeder, aufweist, wobei das Federelement an einer der Schleifkon taktfläche (21) abgewandten Andruckseite des Kontaktelements (11) angeordnet ist.

18. Schienenfahrzeug mit einem Erdungskontakt (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Ableitung elektrischer Ströme von ei- nem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil (17) in einen feststehen den Statorteil (13) des Schienenfahrzeugs.

19. Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil (17) eines Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Stator- teil (13) des Fahrzeugs, wobei eine Haltevorrichtung (12) eines Er dungskontaktes (10) mit dem feststehenden Statorteil des Fahrzeugs elektrisch leitend verbunden wird, wobei ein überwiegend aus Gra phit ausgebildetes Kontaktelement (11) des Erdungskontaktes an der Haltevorrichtung angeordnet und mit dieser elektrisch leitend ver- bunden wird, wobei mittels einer Federeinrichtung (47) der Haltevor richtung das Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leiten den Schleifkontaktes (22) zwischen einer zur Ausbildung des Schleif kontaktes vorgesehenen Schleifkontaktfläche (21) des Kontaktele ments und einer Kontaktfläche (20) des Rotorteils mit einer Kontakt- kraft beaufschlagt wird,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass das Kontaktelement zumindest abschnittsweise mit einem kreis segmentförmigen Querschnitt ausgebildet wird, wobei die Schleif kontaktfläche zur radialen Anlage an der Kontaktfläche des Rotor- teils zumindest abschnittsweise von einer Außenfläche des Quer schnitts ausgebildet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18,

dadurch g ek ennz e i c hn et ,

dass ein Strom von mindestens 100 A, bevorzugt 250 A abgeleitet wird.

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 17. April 2020 (17.04.2020)

1 . Erdungskontakt ( 10) zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil ( 17) eines Fahrzeuges, insbe- sondere Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden

Statorteil ( 13) des Fahrzeugs, umfassend eine Haltevorrichtung ( 12) und ein Kontaktelement ( 1 1 ), wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil des Fahrzeugs elektrisch leitend verbindbar ist, wobei das Kontaktelement an der Haltevorrichtung angeordnet und mit dieser elektrisch leitend verbunden ist, wobei das Kontakt element überwiegend aus Graphit ausgebildet i st, wobei mittels einer Federeinrichtung (47) der Haltevorrichtung das Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontaktes (22) zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehenen Schleifkon- taktfläche (21 ) des Kontaktelements und einer Kontaktfläche (20) des

Rotorteils mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das Kontaktelement zumindest abschnittsweise mit einem kreis segmentförmigen Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Außenflä- che des Querschnitts zumindest abschnittsweise die Schleifkontakt-

GEAENDERTES BLATT (ARTIKEL 19) fläche ausbildet, wobei die Schleifkontaktfläche zur radialen Anlage an der Kontaktfläche des Rotorteils ausgebildet ist.

2. Erdungskontakt nach Anspruch 1,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass das Rotorteil (17) an einem axialen Ende der Achse einen kreis ringförmigen Querschnitt ausbildet, dessen Innenfläche (19) zumin dest abschnittsweise die Kontaktfläche ausbildet.

3. Erdungskontakt nach Anspruch 2,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Innenfläche (19) von einer Ausnehmung an dem axialen En de der Achse ausgebildet ist.

4. Erdungskontakt nach Anspruch 2,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Innenfläche (19) von einer Hülse (14) des Erdungskon- takts (10) ausgebildet ist, wobei die Hülse in eine Ausnehmung an dem axialen Ende der Achse einpressbar ist.

5. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass eine Hohlwelle die Achse ausbildet. 6. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Haltevorrichtung (12) einen feststehenden Basiskörper (23) aufweist.

7. Erdungskontakt nach Anspruch 6,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

GEAENDERTES BLATT (ARTIKEL 19) dass das Kontaktelement (11) an einer am Basiskörper (23) ausgebil deten Kontaktelementaufnahme (24) der Haltevorrichtung (12) gehal tert ist.

8. Erdungskontakt nach Anspruch 7,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Haltevorrichtung (12) eine Führungseinrichtung (25) zur be wegbaren Führung des Kontaktelements (11) in radialer Richtung an der Kontaktelementaufnahme (24) aufweist.

9. Erdungskontakt nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Kontaktelementaufnahme (24) eine radial am Basiskör per (23) verlaufende Führungsnut (27) ausbildet, in die ein an dem Kontaktelement (11) angeordneter Führungsstift (28) oder ein am Kontaktelement ausgebildeter Vorsprung eingreift. 10. Erdungskontakt nach einem der Ansprüche 6 bis 9,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass der Erdungskontakt (10) zumindest zwei Kontaktelemente (11) umfasst, die relativ zu einer Rotationsachse (26) der Achse koaxial an dem Basiskörper (23) angeordnet sind. 11. Erdungskontakt nach einem der Ansprüche 6 bis 10,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Haltevorrichtung (12) eine Anschlusseinrichtung (37) zur elektrisch leitenden Verbindung von Haltevorrichtung und Kontakt element (11) ausbildet, wobei die Anschlusseinrichtung von einem Fortsatz (33) des Basiskörpers (23) ausgebildet ist und ein Verbin dungselement (36) umfasst mit dem zumindest eine am Kontaktele ment befestigte Litze (30) an dem Fortsatz befestigt ist.

GEAENDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 12. Erdungskontakt nach Anspruch 11,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass der Fortsatz (33) ein innerhalb einer Ausnehmung an einem axialen Ende der Achse anordbares distales Ende (34) des Basiskör- pers (23) ausbildet.

13. Erdungskontakt nach einem der Ansprüche 6 bis 12,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Haltevorrichtung (12) eine Lagereinrichtung (16) zur dreh beweglichen Lagerung des Basiskörpers (23) an einer radialen Innen- fläche (19) des Rotorteils aufweist, wobei die Lagereinrichtung ein

Wälzlager (39) oder Gleitlager umfasst.

14. Erdungskontakt nach Anspruch 13,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Lagereinrichtung (16) eine den Basiskörper (23) abschnitts- weise umgebende Dichtscheibe (15) umfasst, die mit einem axialen

Ende der Achse verbindbar ist und eine den Basiskörper zumindest teilweise aufnehmende Ausnehmung an dem axialen Ende der ver schließt.

15. Erdungskontakt nach Anspruch 13 oder 14,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Lagereinrichtung (16) eine Drehmomentstütze (43) umfasst, mit der der Basiskörper (23) an dem feststehenden Statorteil (13) be festigbar ist.

16. Erdungskontakt nach Anspruch 15,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Drehmomentstütze (43) eine an dem Basiskörper (23) dreh fest befestigte Strebe (44) ist, über die der Basiskörper mit dem Sta torteil (13) elektrisch leitend verbindbar ist.

GEAENDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 17. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass die Federeinrichtung (47) zumindest ein Federelement, bevor zugt eine Spiralfeder, Druckfeder (48), Blattfeder, Kegelfeder, Mem- branfeder, aufweist, wobei das Federelement an einer der Schleifkon taktfläche (21) abgewandten Andruckseite des Kontaktelements (11) angeordnet ist.

18. Schienenfahrzeug mit einem Erdungskontakt (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Ableitung elektrischer Ströme von ei- nem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil (17) in einen feststehen den Statorteil (13) des Schienenfahrzeugs.

19. Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil (17) eines Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Stator- teil (13) des Fahrzeugs, wobei eine Haltevorrichtung (12) eines Er dungskontaktes (10) mit dem feststehenden Statorteil des Fahrzeugs elektrisch leitend verbunden wird, wobei ein überwiegend aus Gra phit ausgebildetes Kontaktelement (11) des Erdungskontaktes an der Haltevorrichtung angeordnet und mit dieser elektrisch leitend ver- bunden wird, wobei mittels einer Federeinrichtung (47) der Haltevor richtung das Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leiten den Schleifkontaktes (22) zwischen einer zur Ausbildung des Schleif kontaktes vorgesehenen Schleifkontaktfläche (21) des Kontaktele ments und einer Kontaktfläche (20) des Rotorteils mit einer Kontakt- kraft beaufschlagt wird,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass das Kontaktelement zumindest abschnittsweise mit einem kreis segmentförmigen Querschnitt ausgebildet wird, wobei die Schleif kontaktfläche zur radialen Anlage an der Kontaktfläche des Rotor-

GEAENDERTES BLATT (ARTIKEL 19) teils zumindest abschnittsweise von einer Außenfläche des Quer schnitts ausgebildet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19,

dadurch g e k e n n z e i c h n et ,

dass ein Strom von mindestens 100 A, bevorzugt 250 A abgeleitet wird.

GEAENDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
Erdungskontakt und Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme

Die Erfindung betrifft einen Erdungskontakt und ein Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs oder derglei chen, in einen feststehenden Statorteil des Fahrzeugs, umfassend eine Haltevorrichtung und ein Kontaktelement, wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil des Fahrzeugs elektrisch leitend ver bindbar ist, wobei das Kontaktelement an der Haltevorrichtung angeord net und mit dieser elektrisch leitend verbunden ist, wobei das Kontakt element überwiegend aus Graphit ausgebildet ist, wobei mittels einer Federeinrichtung der Haltevorrichtung das Kontaktelement zur Ausbil dung eines elektrisch leitenden Schleifkontakts zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontakts vorgesehenen Schleifkontaktfläche des Kontaktelements und einer Kontaktfläche des Rotorteils mit einer Kon taktkraft beaufschlagbar ist. Erdungskontakte werden regelmäßig an Achsen von Schienenfahrzeugen, insbesondere elektrisch angetriebenen Schienenfahrzeugen verwendet. Sie dienen zur Übertragung von elektrischen Strömen über eine Achse eines Radsatzes in eine Schiene. Die bekannten Erdungskontakte sind re gelmäßig an einer Axialseite einer Achse an dieser angeordnet und dreh fest mit einer Achshalterung des Schienenfahrzeugs bzw. relativ zur Axi alseite mit dieser drehbar verbunden. Diese Erdungskontakte umfassen ein Gehäuse mit einem axialseitig angeordneten, flanschartig ausgebilde ten Gehäusedeckel bzw. einer Gehäuseabdeckung, wobei innerhalb des Gehäuses Kontaktstücke aus Graphit mit der Achse bzw. entsprechenden Schleifringen oder - Schleifscheiben zur Übertragung eines Stromes kontaktiert sind. Ein derartiger Erdungskontakt mit Kontaktelementen aus Graphit, die an einem axialen Ende einer Achse anliegen, ist bei spielsweise aus der DE 10 2010 0039 847 Al bekannt.

Eine Schleifkontaktfläche eines Schleifkontakts zwischen dem Kontakt element bzw. den Kontaktelementen und einer Kontaktfläche an der Achse muss vergleichsweise groß sein, um hohe Ströme von bis zu 250 A über den Erdungskontakt zu übertragen bzw. dauerhaft ableiten zu können. Hieraus ergibt sich nachteilig ein vergleichsweise großer Bau raum für den Erdungskontakt an einem axialseitigen Ende der betreffen den Achse.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Erdungskontakt und ein Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil eines Fahrzeugs vorzu schlagen, bei dem der Erdungskontakt platzsparend ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Erdungskontakt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 8 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.

Der erfindungsgemäße Erdungskontakt zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Statorteil des Fahrzeugs, umfasst eine Haltevorrichtung und ein Kontakt element, wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil des Fahrzeugs elektrisch leitend verbindbar ist, wobei das Kontaktelement an der Haltevorrichtung angeordnet und mit dieser elektrisch leitend ver bunden ist, wobei das Kontaktelement überwiegend aus Graphit ausgebil det ist, wobei mittels einer Federeinrichtung der Haltevorrichtung das Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkon takts zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontakts vorgesehenen Schleifkontaktfläche des Kontaktelements und einer Kontaktfläche des Rotorteils mit einer Kontaktdrahtkraft beaufschlagbar ist, wobei das Kontaktelement zumindest abschnittsweise mit einem kreissegmentförmi gen Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Außenfläche des Quer schnitts zumindest abschnittsweise die Schleifkontaktfläche ausbildet, wobei die Schleifkontaktfläche zur radialen Anlage an der Kontaktfläche des Rotorteils ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist das Kontaktelement des Erdungskontakts so ausge bildet, dass bezogen auf den Querschnitt des Kontaktelements in axialer Richtung des Rotorteils bzw. der Achse des Fahrzeugs der Querschnitt kreissegmentförmig ausgebildet ist. Eine radiale Außenfläche des Quer schnitts bzw. des Kontaktelements kann dann die Schleifkontaktfläche ausbilden, da die radiale Außenfläche an einer radialen Innenfläche des Rotorteils bzw. der Achse anliegen kann. Demnach wird es möglich den Erdungskontakt zumindest teilweise innerhalb einem axialen Ende der Achse anzuordnen. Gegenüber einer Anordnung an einer radialen Außen fläche oder einer axialen Stirnfläche an dem axialen Ende der Achse kann so ein Bauraum des Erdungskontakts wesentlich verringert werden. Gleichwohl ist es möglich, dennoch eine ausreichend große Schleifkon taktfläche zur dauerhaften Übertragung großer Ströme auszubilden.

Demnach kann das Rotorteil an einem axialen Ende der Achse einen kreisringförmigen Querschnitt ausbilden, dessen radiale Innenfläche zumindest abschnittsweise die Kontaktfläche ausbilden kann. Es kann dann auch vorgesehen sein, dass das Kontaktelement vollständig in das axiale Ende der Achse eingesetzt ist. Das Kontaktelement kann dann über die Haltevorrichtung drehfest mit einer Achshalterung des Fahr zeugs verbunden sein.

Weiter kann die Innenfläche von einer Ausnehmung an dem axialen Ende der Achse ausgebildet sein. Die Ausnehmung kann dann in Art einer zylindrischen Bohrung in einer Stirnfläche des axialen Endes der Achse ausgebildet sein. Da das axiale Ende der Achse nur geringen statischen Belastungen ausgesetzt ist, kann in dem axialen Ende die Ausnehmung ohne Einfluss auf eine Festigkeit der Achse ausgebildet werden. Die Ausnehmung kann so tief ausgebildet werden, dass der Erdungskontakt zu einem überwiegenden Teil, vorzugsweise nahezu vollständig in die Ausnehmung eingesetzt werden kann. Die radiale Innenfläche der Aus nehmung kann dann auch besonders einfach zur Anlage an einer radialen Außenfläche des Kontaktelements genutzt werden. Die Ausbildung einer besonders großen Schleifkontaktfläche ist ebenfalls dadurch möglich, dass das Kontaktelement und die Ausnehmung in einer axialen Richtung der Achse vergleichsweise groß bzw. tief ausgebildet werden kann. Die Innenfläche der Ausnehmung kann mit einer geringen Oberflächenrauheit ausgebildet sein, sodass das Kontaktelement direkt an der Innenfläche anliegen kann, ohne dass das Kontaktelement einem großen Verschleiß ausgesetzt wäre.

Alternativ kann die Innenfläche von einer Hülse des Erdungskontakts ausgebildet sein, wobei die Hülse in einer Ausnehmung an dem axialen Ende der Achse eingepresst werden kann. Dann ist es möglich die Aus nehmung an dem axialen Ende der Achse einfacher herzustellen, ohne dass eine Oberfläche der Innenfläche der Achse mit einer besonderen Rauheit ausgebildet werden müsste. Zwischen der Hülse des Erdungskon takts und der Ausnehmung in dem axialen Ende kann dann eine Presspas sung ausgebildet sein, sodass die Hülse in der Ausnehmung durch Ein pressen einfach befestigt werden kann. Da über die Hülse nur ein sehr geringes Drehmoment übertragen wird, ist bereits die Ausbildung einer leichten Presspassung für eine Fixierung der Hülse ausreichend. Die Innenfläche der Hülse kann mit einer zur Anlage des Kontaktelements geeigneten Oberflächenrauheit ausgebildet sein. Durch die Hülse wird darüber hinaus ein Bauraum des Erdungskontakts nicht weiter vergrö ßert, da eine Wandung der Hülse vergleichsweise dünn ausgebildet sein kann. Gleichzeitig ist es möglich den Erdungskontakt als eine in sich geschlossene Baugruppe auszubilden, wodurch eine Montage des Er dungskontakts an dem axialen Ende der Achse wesentlich erleichtert werden kann.

Die Achse kann auch als eine Hohlwelle ausgebildet sein, sodass es nicht zwangsläufig erforderlich ist innerhalb der Achse eine Ausnehmung alleine zum Zweck der Aufnahme des Erdungskontakts auszubilden.

Die Haltevorrichtung kann einen feststehenden Basiskörper aufweisen. Der Basiskörper kann zur drehfesten Verbindung mit einer Achshalte- rung und zur Anordnung des Kontaktelements genutzt werden. Gleichzei- tig kann eine Übertragung eines Stroms über den Basiskörper einfach erfolgen. Vorzugweise kann der Basiskörper daher aus einem elektrisch leitenden Metall ausgebildet sein. Das Kontaktelement kann aus Graphit ausgebildet sein bzw. bestehen. Das Kontaktelement kann an einer am Basiskörper ausgebildeten Kontaktelementaufnahme der Haltevorrich- tung gehaltert sein. Der Basiskörper kann beispielsweise mit einer

Ausnehmung ausgebildet sein, in die das Kontaktelement gesetzt ist. Die Haltevorrichtung kann eine Führungseinrichtung zur bewegbaren Füh rung des Kontaktelements in radialer Richtung an der Kontaktelement aufnahme aufweisen. Auch kann vorgesehen sein, dass am Basiskörper eine quer oder längs zur Rotationsachse der Achse verlaufenden Nut ausgebildet ist. Die Nut kann so groß bemessen sein, dass das Kontakt element an Seitenflächen der Nut anliegt und so an dem Basiskörper zumindest in einer möglichen Bewegungsrichtung fixiert ist. Die in der Haltevorrichtung befindliche Nut bildet dann die Führungseinrichtung aus . Die Kontaktelementaufnahme kann eine radial am Basiskörper verlaufen de Führungsnut ausbilden, in die ein an dem Kontaktelement angeordne ter Führungsstift oder ein an dem Kontaktelement ausgebildeter Vor sprung eingreifen kann. Die radial am Basiskörper verlaufende Füh rungsnut ermöglicht eine Führung des Führungsstifts innerhalb der Führungsnut so, dass das Kontaktelement nur in radialer Richtung bezogen auf eine Innenfläche der Achse bewegbar ist. Es kann dann auch über die Federeinrichtung eine Kontaktkraft auf das Kontaktelement bewirkt werden, die in der radialen Richtung auf die Kontaktfläche wirkt. So kann die Ausbildung einer ausreichend großen Schleifkontakt fläche sichergestellt werden, ohne dass es zu einem Verkippen oder einer Verschiebung des Kontaktelements kommt. Innerhalb des Kontaktele ments kann eine Bohrung ausgebildet sein, in die der Führungsstift eingesetzt ist. Alternativ ist es möglich an dem Kontaktelement einen Vorsprung auszubilden, beispielsweise durch spanende Bearbeitung des Kontaktelements, wobei der Vorsprung dann in der Führungsnut geführt ist. Weiter ist es auch denkbar, dass in dem Kontaktelement die Füh rungsnut und an dem Basiskörper der Vorsprung bzw. Führungsstift ausgebildet bzw. angeordnet ist.

Der Erdungskontakt kann zumindest zwei Kontaktelemente umfassen, die relativ zu einer Rotationsachse der Achse koaxial an dem Basiskörper angeordnet sind. Dies ist besonders vorteilhaft, da dann der Basisköper zwischenliegend den beiden Kontaktelementen angeordnet ist. Hierdurch erfolgt eine Zentrierung des Basiskörpers und gleichzeitig eine gleich mäßige Abnutzung der beiden gegenüberliegenden Kontaktelemente. Prinzipiell ist es auch möglich drei, vier, fünf oder auch mehr Kontakt elemente an dem Basiskörper entsprechend anzuordnen. Dadurch kann eine besonders große Schleifkontaktfläche zur Übertragung elektrischer Ströme ausgebildet werden. Die Federeinrichtung kann dann auch so ausgebildet sein, dass eine gleichmäßige Andruckkraft bzw. Kontaktkraft für alle Kontaktelemente ausgebildet wird. Die Haltevorrichtung kann eine Anschlusseinrichtung zur elektrisch lei tenden Verbindung von Haltevorrichtung und Kontaktelement ausbilden, wobei die Anschlusseinrichtung von einem Fortsatz des Basiskörpers ausgebildet sein kann und ein Verbindungselement umfassen kann, mit dem zumindest eine am Kontaktelement befestigte Litze an dem Fortsatz befestigt sein kann. In dem Fortsatz des Basiskörpers kann beispielswei se eine Bohrung mit einem Gewinde ausgebildet sein, in die eine Schrau be eingesetzt ist. Weiter kann die Schraube auch mit einer Mutter an einer Durchgangsbohrung an dem Fortsatz befestigt sein. Die Schraube bildet dann das Verbindungselement aus, mit dem die Litze an dem

Fortsatz geklemmt und elektrisch kontaktiert werden kann. An der Litze kann ein Kabelschuh befestigt sein, sodass der Kabelschuh mit dem Verbindungselement dann an dem Fortsatz befestigt ist. Weiter ist es auch denkbar, auf das Verbindungselement zu verzichten und die Litze an dem Fortsatz stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten zu befestigen. Die Litze selbst kann an dem Kontaktelement in bekannter Weise befes tigt sein. Beispielsweise durch Einsetzen und Befestigen in einer Boh rung am Kontaktelement oder Verlöten am Kontaktelement. Da eine Übertragung hoher Ströme beabsichtigt ist, können am Kontaktelement auch mehrere Litzen, beispielsweise zwei Litzen befestigt sein. Dann können am Basiskörper eine entsprechende Anzahl Verbindungselemente vorgesehen sein.

Der Fortsatz kann ein innerhalb einer Ausnehmung an einem axialen Ende der Achse anordbares distales Ende des Basiskörpers ausbilden.

Der Fortsatz kann sich somit weit in die Ausnehmung an dem axialen Ende der Achse erstrecken. Es steht dann auch ausreichend Raum zur Anordnung der Litzen und Verbindungselemente innerhalb der Ausneh mung zur Verfügung. Da die Ausnehmung in diesem Bereich nicht zur Kontaktierung mit einem Kontaktelement dient, kann hier ein Innen durchmesser der Ausnehmung geringer bemessen und eine Oberfläche einer Innenfläche der Ausnehmung von beliebiger Qualität sein. Die Haltevorrichtung kann eine Lagereinrichtung zur drehbeweglichen Lagerung des Basiskörpers an einer radialen Innenfläche des Rotorteils aufweisen, wobei die Lagereinrichtung ein Wälzlager oder ein Gleitlager umfassen kann. Das Wälzlager oder das Gleitlager können dann an der radialen Innenfläche des Rotorteils innerhalb der Kontaktfläche angeord net sein. Innerhalb des Wälzlagers oder des Gleitlagers kann der Basis körper befestigt sein, sodass das Wälzlager oder das Gleitlager den Basiskörper zentrisch, in Richtung einer Rotationsachse der Achse drehfest haltert und relativ zu der Rotationsachse der Achse bzw. zu dem Rotorteil positioniert. Das Wälzlager oder das Gleitlager kann unmittel bar an einer Innenfläche der Achse oder auch an einer Innenfläche einer Hülse des Erdungskontakts anliegen.

Die Lagereinrichtung kann eine dem Basiskörper abschnittsweise umge bende Dichtscheibe umfassen, die mit einem axialen Ende der Achse verbindbar ist und eine dem Basiskörper zumindest teilweise aufnehmen de Ausnehmung an dem axialen Ende verschließen kann. Die Dichtschei be kann kreisringförmig ausgebildet sein und den Basiskörper koaxial umgeben. Weiter kann die Dichtscheibe, beispielsweise über Schrauben, mit dem axialen Ende der Achse verbunden werden, sodass die Dicht scheibe zusammen mit der Achse bzw. dem Rotorteil drehbar ist, wobei der Basiskörper dann drehfest ist. Die Dichtscheibe kann die dem axialen Ende der Achse ausgebildete Ausnehmung vollständig verschließen und gegenüber unzuträglichen Umwelteinflüssen, wie Feuchtigkeit oder Schmutz, abdichten. Der Basiskörper, der durch eine zentrische Bohrung in der Dichtscheibe hindurchtritt kann an der Dichtscheibe mittels einer weiteren Dichtung, die an der Dichtscheibe oder an dem Basiskörper befestigt ist, abgedichtet sein. Die weitere Dichtung kann beispielsweise ein O-Ring oder ein radialer Wellendichtring sein.

Die Lagereinrichtung kann eine Drehmomentstütze umfassen, mit der der Basiskörper an dem feststehenden Statorteil befestigbar ist. Die Drehmo mentstütze kann dann ein Mitdrehen des Basiskörpers mit der Achse verhindern und diesen drehfest an eine Achshalterung des Schienenfahr zeugs haltern. Folglich kann die Drehmomentstütze mit der Achshalte rung des Schienenfahrzeugs fest verbunden werden.

Die Drehmomentstütze kann eine an dem Basiskörper drehfest befestig bare Strebe sein, über die der Basiskörper mit dem Statorteil elektrisch leitend verbindbar ist. Die Strebe kann daher aus einem elektrisch leitenden Metall ausgebildet und beispielsweise mit einem axialen Ende des Basiskörpers verschraubt sein. Eine Schraube kann exzentrisch relativ zu einer Rotationsachse der Achse in das axiale Ende des Basis körpers eingesetzt sein. Alternativ oder ergänzend kann die Strebe auch formschlüssig mit dem axialen Ende des Basiskörpers verbunden sein. Durch diese unmittelbare Verbindung von Strebe und Basiskörper wird es möglich einen elektrischen Strom von dem Basiskörper direkt über die Strebe auf die Achshalterung des Schienenfahrzeugs abzuleiten.

Die Federeinrichtung kann zumindest ein Federelement, bevorzugt eine Spiralfeder, Druckfeder, Blattfeder, Kegelfeder, Membranfeder, aufwei sen, wobei das Federelement an einer der Schleifkontaktfläche abge wandten Andruckseite des Kontaktelements angeordnet sein kann. Das Federelement kann demnach zwischenliegend einem Basiselement zur Halterung des Kontaktelements und dem Kontaktelement angeordnet sein, so dass das Kontaktelement in einer radialen Richtung relativ zu einer Rotationsachse der Achse an eine Innenfläche des Rotorteils mit einer Kontaktkraft angedrückt werden kann. Wenn es sich beispielsweise um eine Druckfeder handelt, kann die Druckfeder auch in eine Bohrung, die in dem Kontaktelement ausgebildet ist, einfach eingesetzt werden. Eine Montage des Kontaktelements mit der Druckfeder wird so wesent lich erleichtert. Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von Federelementen zur Ausbildung der Federeinrichtung Verwendung finden, beispielsweise durch Anordnen von vier Druckfedern an dem Kontaktelement, wenn eine ausreichend große und gleichmäßig verteilte Kontaktkraft aufge bracht werden soll. Sofern zwei Kontaktelemente koaxial relativ zu der Rotationsachse angeordnet sind, kann die Federeinrichtung auch zwi schen diesen beiden Kontaktelementen ausgebildet sein, das heißt das Federelement kann gleichzeitig eine Kontaktkraft auf beide Kontaktele mente bewirken. Demzufolge kann das Federelement zwischenliegend den Kontaktelementen angeordnet sein. Es wird dann eine geringere Anzahl Federelemente benötigt.

Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug weist einen erfindungsgemäßen Erdungskontakt zur Ableitung elektrischer Strömung von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil in einen feststehenden Statorteil des Schienenfahrzeugs auf. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Schienenfahrzeugs ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen, der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogene Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Ableitung elektri scher Ströme von einem mit einer Achse ausgebildeten Rotorteil eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Statorteil des Fahrzeugs, wobei eine Haltevorrichtung eines Erdungskontakts mit dem feststehenden Statorteil des Fahrzeugs elektrisch leitend verbunden wird, wobei ein überwiegend aus Graphit ausgebildetes Kontaktelement des Erdungskontakts an der Haltevorrich tung angeordnet und mit dieser elektrisch leitend verbunden wird, wobei mittels einer Federeinrichtung der Haltevorrichtung das Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontakts zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontakts vorgesehenen Schleifkontaktfläche des Kontaktelements und einer Kontaktfläche des Rotorteils mit einer Kontaktkraft beaufschlagt wird, wobei das Kontaktelement zumindest abschnittsweise mit einem kreissegmentförmigen Querschnitt ausgebildet wird, wobei die Schleifkontaktfläche zur radialen Anlage an der Kontakt fläche des Rotorteils zumindest abschnittsweise von einer Außenfläche des Querschnitts ausgebildet wird. Zu den Vorteilen des erfindungsgemä ßen Verfahrens wird auf Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen. Insbesondere kann mit dem Erdungskontakt im Rahmen des Verfahrens ein Strom von mindestens 100 A, bevorzugt 250 A über den Erdungskon takt von dem Rotorteil auf den Statorteil des Fahrzeugs dauerhaft abge leitet werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich durch die Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Erdungskontakts;

Fig. 2 eine Unteransicht eines Kontaktelements;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Kontaktelements aus Fig. 4 ent lang einer Linie III-III;

Fig. 4 eine Draufsicht des Kontaktelements;

Fig. 5 eine Rückansicht des Kontaktelements.

Die Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Erdungskontakts 10, mit zwei Kontaktelementen 1 1 , wobei das Kontaktelement 1 1 in den Fig. 2 bis Fig. 5 näher dargestellt ist. Der Erdungskontakt 10 dient zur Ableitung elektrischer Ströme von einer hier nicht näher dargestellten Achse eines Fahrzeugs bzw. Schienenfahrzeugs. Der Erdungskontakt 10 umfasst eine Haltevorrichtung 12 zur Halterung der Kontaktelemente 1 1 des Erdungs kontakts 10, wobei die Kontaktelemente 1 1 und die Haltevorrichtung 12 im Wesentlichen einem Statorteil 13 des hier nicht näher dargestellten Fahrzeugs zuzurechnen sind. Der Erdungskontakt 10 weist weiter eine

Hülse 14 und eine Dichtscheibe 15 als Teil einer Lagereinrichtung 16 des Erdungskontakts 10 auf, die mit einem hier nicht dargestellten axialen Ende der Achse verbunden sind und so einem Rotorteil 17 des Fahrzeugs zugeordnet werden können. Die Hülse 14 ist in eine hier nicht dargestell te Ausnehmung an dem axialen Ende der Achse eingepresst. Die Dicht scheibe 15 ist über hier andeutungsweise dargestellte Schrauben 18 mit der Hülse 14 und/oder der Achse fest verbunden. Die Hülse 14 weist eine Innenfläche 19 auf, die eine Kontaktfläche 20 des Rotorteils 17 ausbil det. Die Kontaktelemente 1 1 weisen eine Schleifkontaktfläche 21 zur Anlage an der Kontaktfläche 20 auf, sodass zwischen dem jeweiligen Kontaktelement 1 1 und der Innenfläche 19 ein elektrisch leitender Schleifkontakt 22 ausgebildet ist.

Die Haltevorrichtung 12 weist einen aus elektrisch leitendem Metall ausgebildeten Basiskörper 23 auf, der für jedes der Kontaktelemente 1 1 eine Kontaktelementaufnahme 24 ausbildet. Die Kontaktelementaufnah me 24 sichert das Kontaktelement 1 1 vor einer axialen Verschiebung und bildet ihrerseits eine Führungseinrichtung 25 zur bewegbaren Führung des Kontaktelements 1 1 in radialer Richtung relativ zu einer Rotations achse 26 aus. Die Führungseinrichtung 25 ist durch eine Führungsnut 27 an dem Basiskörper 23 und einen Führungsstift 28, der in eine Bohrung 29 im Kontaktelement 1 1 eingesetzt ist, ausgebildet. An jedem der Kontaktelemente 1 1 sind weiter zwei Fitzen 30 mit Kabel schuhen 3 1 befestigt. Die Fitze 30 ist in eine Bohrung 32 im Kontaktele ment 1 1 eingesetzt und dort beispielsweise mittels Stampfpulver befes tigt. An dem Basiskörper 23 ist ein Fortsatz 33 angeformt und an einem distalen Ende 34 des Fortsatzes 33 ist eine Durchgangsbohrung 35 ausgebildet. Die Kabelschuhe 3 1 sind mittels einer Schraubverbin dung 36 an dem distalen Ende 34 des Fortsatzes 33 fest fixiert. So ist zwischen den Kontaktelementen 1 1 und dem Basiskörper 23 eine elek trisch leitende Verbindung durch eine derart ausgebildete Anschlussein richtung 37 hergestellt. Die Haltevorrichtung 12 weist die Fagereinrichtung 16 zur drehbewegli chen Fagerung des Basiskörpers 23 an der radialen Innenfläche 19 auf, wobei die Lagereinrichtung 16 ein Wälzlager 39 aufweist. Die Lagerein richtung 16 umfasst weiter die Dichtscheibe 15 mit einer Dichtung 40. Der Basiskörper 23 ist durch die Dichtscheibe 15 hindurch geführt und die Dichtung 40 liegt an einem Durchmesser 41 des Basiskörpers 23 dicht an. Ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in einen Innen raum 42 der Hülse 14 kann so verhindert werden.

Die Lagereinrichtung 16 umfasst weiter eine Drehmomentstütze 43 , die aus einer Strebe 44 ausgebildet ist. Die Strebe 44 ist mit einer Schrau be 45 an einem axialen Ende 46 des Basiskörpers 23 befestigt. Die Schraube 45 ist exzentrisch relativ zu der Rotationsachse 26 angeordnet. So kann eine elektrische Verbindung von dem Basiskörper 23 über die Strebe 44 zu einer Achshalterung des Schienenfahrzeugs einfach herge stellt werden.

Zur Ausbildung einer Kontaktkraft der jeweiligen Kontaktelemente 1 1 auf die Innenfläche 19 weist die Haltevorrichtung 12 eine Federeinrich tung 47 auf. Die Federeinrichtung 47 umfasst eine Anzahl Druckfedern 48, die jeweils in eine Bohrung 49 im Kontaktelement 1 1 gegenüberlie gend der Schleifkontaktfläche 21 eingesetzt sind. Die Druckfedern 48 sind an dem Basiskörper 23 abgestützt, sodass das Kontaktelement 1 1 mittels der Druckfedern 48 gegen die Kontaktfläche 20 mit der Kontakt kraft gedrückt wird.

Das Kontaktelement 1 1 besteht aus Graphit. Im Kontaktelement 1 1 bzw. in der Schleifkontaktfläche 21 sind in axialer Richtung verlaufende Rillen 50 ausgebildet. Die Rillen 50 dienen zur Verminderung einer Reibung und Erwärmung, sowie zur Ableitung von Bürstenstaub. Mit dem Erdungskontakt 10 kann ein Dauerstrom von bis zu 250A abgeleitet werden.