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Dokumentenidentifikation DE10124045C2 30.04.2003
Titel Wippe
Anmelder Schunk Bahntechnik GmbH, Bergheim, bei Salzburg, AT
Erfinder Pachler, Alexander, Bergheim, AT;
Rabacher, Franz, Salzburg, AT;
Santner, Josef, Bergheim, AT
Vertreter Stoffregen, H., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 63450 Hanau
DE-Anmeldedatum 16.05.2001
DE-Aktenzeichen 10124045
Offenlegungstag 05.12.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.2003
IPC-Hauptklasse B60L 5/18

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wippe für Stromabnehmer für elektrisch antreibbare Fahrzeuge umfassend zwei quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende untereinander durch in Fahrzeuglängsachse verlaufende Tragelemente verbundene Schleifstückträger mit von diesen aufgenommenen Schleifstücken, wobei die Tragelemente mit einem quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Tragorgan wie Scheitelrohr über Federkräfte erzeugende Verbindungselemente verbunden sind.

Eine entsprechende Wippe für Stromabnehmer ist der DE 42 19 112 A1 zu entnehmen. Dabei sind die Tragelemente als Druckstäbe ausgebildet, von denen elastische Zugmittel ausgehen, die zu dem Tragorgan in Form eines Scheitelrohres führen. Als Zugmittel kommen gewellte Flachfedern, elastische Druckstäbe oder ähnliches in Frage. Durch die Wahl der Zugmittel ist eine feste Federkennlinie vorgegeben, die gewünschte Veränderungen der von den Schleifleisten auf einen Fahrdraht ausübenden Drücke nicht ermöglichen.

Um gewünschte Federungscharakteristika bei einer Wippe für Stromabnehmer elektrisch angetriebener Fahrzeuge zu erzielen, ist nach der EP 0 844 131 A1 vorgesehen, dass die federnden Verbindungselemente durch zwei aus einem stabförmigen Material bestehenden U- förmig verlaufenden Federbügeln gebildet sind, wobei die U-Schenkel jedes Federbügels quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen und der U-Bogen jedes Federbügels in Fahrzeuglängsrichtung weist. Zusätzlich ist es erforderlich, dass der Federbügel an einem starr an einer Scheitelwelle angebrachten Haltebalken befestigt ist.

Eine weitere federnde Lagerung einer Wippe ist aus der DE 31 38 264 A1 bekannt. Dabei sind Schleifstückträger über von übereinanderliegend parallel verlaufende Federn mit einem Tragorgan wie Scheitelrohr verbunden.

In dem Aufsatz von G. Wößner und S. Schwarz: "Entwicklung eines Zukunftsantriebs auf der Basis Fluidic Muscle (Kontraktionsmuskel) zum Einsatz in Leichtfahrzeugen", horizonte, Ausg.-Nr. 17/Nov. 2000, wird ein Schlauchelement (fluidic muscle) beschrieben, das bei Druckbeaufschlagung eine geringere Länge als bei Druckentlastung aufweist. Die Einstellung einer gewünschten Federkennlinie ist in dem Aufsatz nicht angesprochen.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine Wippe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Maßnahmen eine sichere Führung der Schleifstücke möglich ist, wobei gleichzeitig die Möglichkeit gegeben sein soll, die die Federkräfte erzeugenden Verbindungselemente in ihrer Kennlinie im gewünschten Umfang einzustellen.

Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass das Verbindungselement ein druckbeaufschlagbares Schlauchelement derart ist, dass dieses bei Druckbeaufschlagung eine geringere Länge als bei Druckentlastung aufweist und dass das Schlauchelement derart mit Druck beaufschlagbar ist, dass dieses eine gewünschte Federkennlinie in vertikaler Richtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung aufweist.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Lehre können die die Federkräfte erzeugenden Verbindungselemente in Form der druckluftbeaufschlagbaren Schlauchelemente in ihren Federkennlinien eingestellt bzw. variiert werden, so dass eine Anpassung an z. B. Geschwindigkeit des Fahrzeuges, Fahrleitungstyp oder Position der Wippe selbst - sei es eine solche eines vor- oder eine nachlaufenden Stromabnehmers - erfolgen kann.

Dabei kann die Fluiddruckversorgung über ein Proportional-Ventil erfolgen, so dass der Fluiddruck in Abhängigkeit einer Stellgröße einstellbar wie regelbar ist. Dabei kann die Stellgröße in Abhängigkeit erwähntermaßen von Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrdrahteigenschaften und/oder Anpressdruck der Schleifleiste auf einen Fahrdraht einstellbar sein, wobei insbesondere ein kontinuierliches Einstellen möglich ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schlauchelement von einem Schutzelement wie Schutzkäfig umgeben ist, um eine Zerstörung durch z. B. Funkenbildung zwischen Schleifstück und Fahrdraht zu verhindern. Des Weiteren kann zwischen dem Tragelement und dem Tragorgan ein ein Herabfallen der Wippe verhinderndes mechanisches Element vorgesehen werden.

Schließlich sieht ein weiterer Vorschlag der Erfindung vor, dass die Tragelemente quer zur Fahrzeuglängsachse geführt sind, da die erfindungsgemäß eingesetzten Schlauchelemente im Wesentlichen allein in vertikaler Richtung bzw. parallel zur Fahrzeuglängsachse eine Führungsfunktion ausüben.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Wippe eines Stromabnehmers und

Fig. 2 eine Vorderansicht auf den Abschnitt der Wippe gemäß Fig. 1.

Den Figur ist ein Ausschnitt einer Wippe 10 eines Stromabnehmers für elektrisch betriebene Fahrzeuge zu entnehmen, die in bekannter Weise parallel zueinander und quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Schleifstückträger 12, 14 mit von diesen ausgehenden Schleifstücken 16, 18 umfasst.

Die Schleifstückträger 12, 14 gehen ihrerseits von insbesondere parallel zueinander und in Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufenden z. B. U-förmigen Träger 20 aus, die über eine Federkraft erzeugende Verbindungselemente in Form von druckbeaufschlagbaren Schlauchelementen 22, 24 gelenking oder starr mit einer Halterung 26 verbunden sind, die ihrerseits von einem Scheitelrohr 28 ausgeht, das mit einem Oberarm 31 des Stromabnehmers verbunden ist.

Die druckbeaufschlagbaren Schlauchelemente 22, 24 sind dergestalt ausgebildet, dass bei Druckbeaufschlagung eine geringere Länge als bei Druckentlastung gegeben ist. Folglich handelt es sich bei den Schlauchelementen 22, 24 um solche, die unter der Bezeichnung Fluidic Muscle als fluidisch betätigte Antriebe angeboten werden. Werden folglich die Schlauchelemente 22, 24 mit einem Fluid wie Druckluft beaufschlagt, so verkürzen sich diese mit der Folge, dass die Träger 20 angehoben und somit die Schleifleisten 16, 18 unter gewünschten Druckbedingungen an einem Fahrdraht anliegen.

Wie aus der Darstellung der Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Schlauchelemente 22, 24 einerseits im Eckbereich 30, 32 der eine U-Form aufweisenden Träger 20 und andererseits an der Halterung 26 angelenkt, wobei die Anlenkpunkte an der Halterung 26 oberhalb der Anlenkpunkte in den Eckbereichen 30, 32 des Trägers 20 verlaufen. Die Anlenkpunkte der Halterung 26 sind mit den Bezugszeichen 34 und 36 versehen.

Die Einspeisung mit Druckluft in die Schlauchelemente 22, 24 erfolgt über Zuluftleitungen 38, 40, die über gesonderte Druckregelventile wie Proportionaldruckregler mit Druckluft beaufschlagt werden. Die Druckluftleitungen werden dabei über das Stromabnehmergestell zur Wippe 10 geführt.

Des Weiteren können die Schlauchelemente 22, 24 mit einem Funkenschutz abgedeckt sein, um ein Zerstören durch Funkenbildung zwischen Schleifstück und Fahrdraht zu verhindern.

Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme gegen ein Herabfallen der Wippe 10 können mechanische Sicherungselemente vorgesehen werden, wodurch sichergestellt ist, dass auch beim Zerstören eines oder beider Schlauchelemente 22, 24 die Wippe 10 in einer angehobenen Position verbleibt.

Da die Schlauchelemente 22, 24 im Wesentlichen eine Führungsfunktion der Wippe 10 in vertikaler Richtung und in Fahrzeuglängsachsenrichtung ausüben, sollte in Fahrzeuglängsrichtung entlang der Träger 20 eine Führung verlaufen, um eine gewünschte Querführung zu ermöglichen.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Lehre können die Federkennlinien der Schlauchelemente 22, 24 durch Einstellen des Druckes verändert bzw. verschoben werden, wobei der Druck manuell vorgegeben und/oder auf einen konstanten Wert eingestellt werden kann, um die Kennlinien in Abhängigkeit von Parametern wie Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder Fahrdrahtart einzustellen, wobei insbesondere zur Druckregulierung ein Proportionaldruckregler zum Einsatz kommen kann.

Daher besteht auch problemlos die Möglichkeit, die Federkennlinien in Abhängigkeit von der Position der Wippe einzustellen, ob also eine solche von einem vor- oder einem nachlaufenden Stromabnehmer ausgeht.

Des Weiteren kann durch komplettes Entlüften der Schlauchelemente 22, 24 die Wippe in Senklage des Stromabnehmers abgesenkt werden, wodurch insgesamt die Bauhöhe des Stromabnehmers verringert wird.

Ferner können von den Schlauchelementen 22, 24 Signale abgeleitet werden, um im Falle einer Beschädigung oder eines Zerstörens ein automatisches Absenken des Stromabnehmers sicherzustellen.


Anspruch[de]
  1. 1. Wippe (10) für Stromabnehmer für elektrisch betriebene Fahrzeuge umfassend zwei quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende untereinander durch in Fahrzeuglängsachse verlaufende Tragelemente (20) verbundene Schleifstückträger (12, 14) mit von diesen aufgenommenen Schleifstücken (16, 18), wobei die Tragelemente mit einem quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Tragorgan (28) wie Scheitelrohr über Federkräfte erzeugende Verbindungselemente (22, 24) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (22, 24) ein druckbeaufschlagbares Schlauchelement derart ist, dass dieses bei Druckbeaufschlagung eine geringere Länge als bei Druckentlastung aufweist und dass das Schlauchelement (22, 24) derart mit Druck beaufschlagt ist, dass dieses eine gewünschte Federkennlinie in vertikaler Richtung und/oder in Fahrzeuglängsachsenrichtung aufweist.
  2. 2. Wippe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlauchelement (22, 24) über einen Proportionaldruckregler mit Druck beaufschlagbar ist.
  3. 3. Wippe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Federkennlinie in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder Art des mit den Schleifleisten (16, 18) wechselwirkenden Fahrdrahtes einstellbar ist.
  4. 4. Wippe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlauchelement (22, 24) von einem Schutzelement wie Schutzkäfig bzw. Funkenschutz zumindest abschnittsweise umgeben ist.
  5. 5. Wippe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tragelement (20) und dem Tragorgan (28) ein ein Herabfallen der Wippe (10) verhinderndes Sicherungselement wie Seil verläuft.
  6. 6. Wippe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlauchelement (22, 24) mit einer entlang des Ober- und Unterarms des Stromabnehmers geführten Druckleitung verbunden ist.
  7. 7. Wippe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Schlauchelement (22, 24) herrschende Druck in Abhängigkeit einer Stellgröße einstellbar wie regelbar ist.
  8. 8. Wippe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrdrahteigenschaften und/oder Anpresskraft der Schleifleiste (16, 18) an dem Fahrdraht einstellbar ist.
  9. 9. Wippe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (20) in Richtung zur Fahrzeuglängsachse geführt ist.
  10. 10. Wippe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug einen vor- und einen nachlaufenden Stromabnehmer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchelemente (22, 24) der Wippen (10) der Stromabnehmer derart druckbeaufschlagt sind, dass sich voneinander abweichende Federkennlinien in Bezug auf die Wippe des vorlaufenden Stromabnehmers und der Wippe des nachlaufenden Stromabnehmers ergeben.






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