DE19540914C2 - Stromabnehmer für die Energieübertragung zwischen einem Fahrdraht und einem Triebwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromabnehmer für die Energieübertragung zwischen einem Fahrdraht und einem Triebwagen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Stromabnehmer für die Energieübertragung zwischen einem Fahr­ draht und einem Triebwagen, mit mindestens einem Schleifstück und mit einem Tragarm zum Anheben des Schleifstücks und zum Aufbringen einer Kontaktkraft, mit der das Schleifstück bei der Energieübertragung von unten an dem Fahrdraht anliegt, wobei der Tragarm um eine horizontale Achse schenkbar an dem Triebwagen gelagert und mit einer Hubeinrichtung um die Achse aufrichtbar ist, finden bei Schienenfahrzeugen Verwendung. Die Erfindung betrifft insbesondere Stromabnehmer für sehr schnelle Schienen­ fahrzeuge.

Ein Stromabnehmer für die Energieübertragung zwischen einem Fahrdraht und einem Triebwagen, mit mindestens einem Schleif­ stück und mit einem Tragarm zum Anheben des Schleif stücks und zum Aufbringen einer Kontaktkraft, mit der das Schleifstück bei der Energieübertragung von unten an dem Fahrdraht anliegt, wobei der Tragarm um eine horizontale Achse schenkbar an dem Trieb­ wagen gelagert und mit einer Hubeinrichtung um die Achse aufrichtbar ist, ist aus dem Artikel "406,9 km/h" - Weltrekord auf der Schiene - Energieübertragung bei der Rekordfahrt des ICE der DB", in DE-Z: Elektrische Bahnen, 1988, H. 9, S. 268-289, bekannt. Der dort beschriebene Stromabnehmer SSS 87 weist eine Wippe auf, an der sich zwei Schleifstücke über jeweils zwei endseitige Federbeine abstützen. Die Wippe ist um eine horizon­ tale Achse verkippbar an einer Oberschere gelagert, bei der es sich um eine Viergelenkanordnung handelt. Diese Viergelenk­ anordnung ist mit einer weiteren Viergelenkanordnung, der Unterschere, derart gekoppelt, daß sich beim Aufrichten eines Tragarms, der um eine horizontale Achse schwenkbar an dem Triebwagen gelagert ist und einen Bestandteil der Unterschere bildet, der gesamte Stromabnehmer aufrichtet und die Wippe mit den Schleifstücken parallel nach oben führt, bis die Schleif­ stücke mit einer vorgegebenen Kontaktkraft an den Fahrdraht angepreßt werden. Die Hubeinrichtung des bekannten Strom­ abnehmers weist ein pneumatisches Betätigungselement auf, das über ein Zugseil an dem Tragarm angreift. Durch die von dem Betätigungselement aufgebrachte Kontaktkraft hebt sich der Fahrdraht in Abhängigkeit von seiner Abstützung nach oben an. Die Abstützung des Fahrdrahts erfolgt durch ein sogenanntes Kettenwerk. Dabei variiert die Härte der Abstützung des Fahrdrahts über seine Längserstreckung. In den Stützstellen des Kettenwerks ist die Härte der Abstützung maximal, zwischen den Stützstellen minimal. Entsprechend wird der Fahrdraht in den Stützstellen durch die Schleifstücke minimal und zwischen den Stützstellen maximal angehoben. Dies bedeutet bei fester Höhe der Wippe über dem Triebwagen, daß sich die Federbeine zwischen den Stützstellen teilweise entspannen, wodurch die Kontaktkraft der Schleifstücke an den Fahrdraht über die Längserstreckung des Fahrdrahts variiert. Durch die Variation der Kontaktkraft erfolgen dynamische Anregungen des Fahrdrahts sowie des dem Fahrdraht nachgeschalteten Kettenwerks und der Schleifstücke sowie des den Schleifstücken nachgeschalteten Stromabnehmers. Diese dynamischen Anregungen führen zu einer Vergrößerung der Variation der Kontaktkraft der Schleifstücke an den Fahrdraht. Darüberhinaus wird die Kontaktkraft der Schleifstücke an den Fahrdraht durch dynamische Einflüsse des den Stromabnehmer anströmenden Fahrtwinds variiert. Es ist zwar möglich, die aerodynamischen Einflüsse durch Windleitbleche auszugleichen. Derartige Windleitbleche haben aber unterschiedliche Aus­ wirkungen im Tunnel und auf freier Strecke. Darüberhinaus können bei der Tunneleinfahrt und der Tunnelausfahrt erhebliche Kraftspitzen bei der Kontaktkraft aufgrund der Leitbleche auftreten. Die unterschiedliche Anhebung des Fahrdrahts durch die Schleifstücke ist zwar dadurch reduzierbar, daß die Härte der Abstützung des Fahrdrahts durch das Kettenwerk erhöht wird. Hierdurch werden der Fahrdraht und das Kettenwerk jedoch stark beansprucht, da nennenswerte Einflüsse auf die Härte der Abstützung nur durch erhebliche Spannkräfte erreichbar sind.

Stromabnehmer für die Energieübertragung bei schnellen Schienen­ fahrzeugen zwischen einem Fahrdraht und einem Triebwagen, mit mindestens einem Schleifstück und mit einem Tragarm zum Anheben des Schleifstücks und zum Aufbringen einer Kontaktkraft, mit der das Schleifstück bei der Energieübertragung von unten an dem Fahrdraht anliegt, wobei der Tragarm um eine horizontale Achse schenkbar an dem Triebwagen gelagert und mit einer Hubein­ richtung um die Achse aufrichtbar ist, sind auch aus Bartels, Seifert: "Hochgeschwindigkeits-Stromabnehmer für den ICE", in DE-Z: Elektrische Bahnen, 1991, H. 11, S. 436-441, bekannt. Eine Weiterentwicklung dieser Stromabnehmer in Form eines Stromabnehmers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in Huber, Jörns, Tessun: "Aktive Stromabnehmer bei Hoch­ geschwindigkeitszügen", in DE-Z: Elektrische Bahnen, 1993, H. 11, S. 382-388 beschrieben. Dabei wird der pneumatische Hubzylinder des Stromabnehmers als Stellglied bzw. Aktuator verwendet, um die Kontaktkraft der Schleifstücke an den Fahrdraht konstant zu halten. Da der pneumatische Hubzylinder nicht nur relativ träge ist, sondern bei schneller Betätigung auch in Schwingungen versetzt werden kann, was nur durch eine Dämpfung des Hubzylinders, welche wiederum dessen Trägheit bei der Ansteuerung erhöht, verhindert werden kann, wird mit der vorbeschriebenen Anordnung das angestrebte Ziel jedoch nicht in dem gewünschten Umfang erreicht, insbesondere nicht bei schnellen Änderungen der Betriebsbedingungen des Stromabnehmers.

Aus Steger: "Anwendung von Piezotranslatoren", in DE-Z: VDI-Z, 1988, H. 6, S. 90-96, ist es bekannt, daß Piezotranslatoren, d. h. Piezoaktuatoren, in der Lage sind, völlig schwingungsfrei Bewegungen sehr schnell auszuführen und damit sehr große Kräfte sehr schnell aufzubringen. Für Piezotranslatoren ohne Über­ setzung sind Stellwege von 200 µm erwähnt.

In Laner: "Power + Präzision", in DE-Z: Elektrotechnik, 1992, H. 9, S. 36-45, sind für piezo-keramische Biegeelemente Auslenkun­ gen von plus/minus einem Millimeter erwähnt.

Piezoelektrische Aktuatoren aus als schnelle Stellglieder sind auch aus "Piezoelektrische Aktuatoren" in DE-Z: Mikroelektronik, 1990, H. 6, Fachbeilage Mikroperipherik, S. 88-91, bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromabnehmer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufzuzeigen, mit dem die Einhaltung einer weitgehend konstanten Kontaktkraft des Schleifstücks an den Fahrdraht auch unter schnell veränder­ lichen Betriebsbedingungen des Stromabnehmers möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch einen Stromabnehmer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Die Hubeinrichtungen bekannter Stromabnehmer weisen in der Regel einen hydraulisch oder pneumatisch betätigten Hubzylinder als Betätigungselement auf. Diesem Betätigungselement ist bei dem neuen Stromabnehmer ein piezoelektrischer oder magnetostriktiver Aktuator, d. h. ein schneller Aktuator, in Reihe geschaltet. Dabei bedeutet schnell, daß der Aktuator im Vergleich zu einer hydraulischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtung sehr schnell in der Lage ist, unterschiedliche Kräfte auf den Tragarm auszuüben. Die jeweils von dem Aktuator auf den Tragarm ausge­ übten Kräfte werden von der Steuerung in Abhängigkeit von dem Signal des an dem Stromabnehmer angeordneten Weg-, Kraft- oder Beschleunigungssensors festgelegt. Dabei kann die Steuerung adaptiv ausgebildet sein, so daß sie sich auch selbst an den aktuellen Betriebszustand des Stromabnehmers anpaßt. Derartige adaptive Steuerungen sind beispielsweise aus der DLR-veröffent­ lichung Adaptive Structures - Concepts and Prospects bekannt.

Dort werden sie als Mittel zur Schwingungsreduktion in elasti­ schen dynamischen Systemen beschrieben. Bei der vorliegenden konkreten Anwendung der Steuerung geht es darum, die Kontakt­ kraft des Schleifstücks in dem Fahrdraht konstant zu halten. Hierzu wird als Eingangssignal für die adaptive Steuerung ein Signal benötigt, das in Beziehung zu den oben erläuterten Stör­ einflüssen auf die Kontaktkraft steht. Ein solches Signal ist an dem Stromabnehmer selbst abzunehmen. Der hierfür erforderliche Sensor beeinflußt das dynamische Verhalten des Stromabnehmers nicht nennenswert. Dies gilt auch für den Aktuator, der im Bereich der Hubeinrichtung angeordnet ist. Durch diese Art der Anordnung wirkt der Tragarm wie ein übersetzender Hebelarm bezüglich der Einflüsse des Aktuators, damit nimmt der Aktuator gleichzeitig nur untersetzt an dem dynamischen Verhalten des Stromabnehmers teil. Insbesondere geht er in die trägen bzw. Schwingungsmassen des Stromabnehmers nicht nennenswert ein. Im Betrieb des neuen Stromabnehmers können bei geeigneter Abstim­ mung der Steuerung alle oben genannten Einflüsse auf die Kontaktkraft des Schleifstücks soweit sie separat erfaßbar sind einzeln und insbesondere in ihrer Summe kompensiert werden. D. h., der Tragarm wird mittels des Aktuators unterschiedlich weit aufgerichtet, um die unterschiedliche Anhebung des Fahrdrahts zu kompensieren, um dynamische Einflüsse auf den Fahrdraht auszu­ gleichen und um aerodynamische Kräfte bezüglich ihrer Auswirkung auf die Kontaktkraft zu neutralisieren.

Geeignete schnelle Aktuatoren für den neuen Stromabnehmer sind piezo-elektrische und magneto-striktive Aktuatoren. Insbesondere piezo-elektrische Aktuatoren sind in Ausführungsformen frei verfügbar, wie sie auch bei dem neuen Stromabnehmer vorteilhaft zur Anwendung kommen.

Die bekannten piezo-elektrischen und magneto-striktiven Aktuato­ ren sind vergleichsweise zugempfindlich. Sie können aber gleich­ zeitig auf sehr hohe Drücke belastet werden. Entsprechend ist der Aktuator so angeordnet, daß er durch die Zugpannung in dem Zugseil auf Druck belastet wird. Dies bedeutet, daß ein Einfluß des Aktuators auf die Zugspannung erst dann eintritt, wenn der Aktuator die Vorspannung durch die Zugspannung überwunden hat.

Der Aktuator kann in Richtung des Zugseils, d. h. parallel zu dem Zugseil angeordnet sein. So wirkt sich die durch den Aktuator aufgebrachte Kraft unmittelbar wie eine Erhöhung der Spannkraft des Zugseils aus.

Demgegenüber ergibt sich eine erhebliche Kraftverstärkung, wenn der Aktuator mit Abstand zu den Lagerpunkten des Zugseils senkrecht zu dem Zugseil angeordnet ist. Allerdings ist der Aktuator bei dieser Form der Untersetzung nicht geeignet, größere Wege zu kompensieren. Er ist vielmehr im wesentlichen auf die Kompensation von Kräften beschränkt.

In der Regel ist an dem Tragarm eine Führungskurve für das Zug­ seil ausgebildet, deren wirksamer Radius zwischen der Tangente des Zugseils und der Achse, um welche der Tragarm aufgerichtet wird, den Wirkhebel der Hubeinrichtung beim Aufrichten des Trag­ arms bestimmt. Insbesondere ist der Wirkhebel der Hubeinrichtung so abgestimmt, daß er beim anfänglichen Aufrichten des Tragarms vergleichsweise klein und beim Aufbringen der Kontaktkraft der Schleifstücke an dem Fahrdraht vergleichsweise groß ist. Der Aktuator des neuen Stromabnehmers kann dabei indirekt an dem Zugseil angreifen, indem er den wirksamen Radius der Führungs­ kurve verändert. Damit verändert er den Wirkhebel der Hubein­ richtung und damit wiederum das Übersetzungsverhältnis zwischen der Spannung des Zugseils und der Kontaktkraft der Schleifstücke an den Fahrdraht. Es versteht sich, daß der Aktuator den wirk­ samen Radius der Führungskurve in dem Bereich der Führungskurve beeinflussen muß, der dem Aufbringen der Kontaktkraft der Schleifstücke an dem Fahrdraht entspricht.

Das Signal des Kraft- oder Beschleunigungssensors an dem Strom­ abnehmer ist vorzugsweise direkt ein Maß für die Kontaktkraft zwischen dem Schleifstück und dem Fahrdraht. Zu diesem Zweck kann ein Kraft- oder Beschleunigungssensor direkt unterhalb des Schleifstücks angeordnet sein. Bei der Weiterentwicklung des bekannten Stromabnehmers mit den beiden Viergelenkanordnungen kann ein Weg-, Kraft- oder Beschleunigungssensor aber auch im Bereich der Kopplung der beiden viergelenkanordnungen angeordnet sein. Auch hier ist es möglich, ein Maß für die Kontaktkraft des Schleifstücks an dem Fahrdraht zu gewinnen. Gleichzeitig sind hier aber auch dynamische Anregungen des Stromabnehmers, die sich nicht unmittelbar auf die Kontaktkraft auswirken, meßbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 den Stromabnehmer in Seitenansicht,

Fig. 2 den triebwagenseitigen Endbereich des Tragarms des Stromabnehmers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine erste Anordnungsmöglichkeit eines Aktuators bei dem Stromabnehmer gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine zweite Anordnungsmöglichkeit eines Aktuators bei dem Stromabnehmer gemäß Fig. 1 und 2 sowie

Fig. 5 eine dritte Anordnungsmöglichkeit eines Aktuators bei dem Stromabnehmer gemäß Fig. 1 und 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromabnehmer 15 weist zwei Schleif­ stücke 1 auf. Beim Betrieb des Stromabnehmers 15 werden die Schleifstücke 1 soweit angehoben, bis sie mit einer vorgegebenen Kontaktkraft von unten an einem Fahrdraht 2 anliegen. Die Schleifstücke 1 stützen sich über Federbeine 4 an einer Wippe 5 ab, die um eine horizontale Achse 6 an einem Lagerstück 7 verkippbar gelagert ist. Das Lagerstück 7 ist Bestandteil einer Viergelenkanordnung, die als Oberschere 10 bezeichnet wird. Zu der Oberschere 10 gehören neben dem Lagerstück 7 ein Tragarm 8, eine Führungsstange 9 sowie das obere Ende eines weiteren Tragarms 11. Der Tragarm 11 ist auch Bestandteil einer weiteren Viergelenkanordnung, die als Unterschere 12 bezeichnet wird. Zu der Unterschere 12 gehören neben dem Tragarm 11 eine Führungsstange 13, ein drehfest mit dem Tragarm 8 verbundener Fortsatz 14 und der hier nicht zeichnerisch dargestellte Triebwagen, auf dem der Stromabnehmer 15 angeordnet ist. Gegenüber dem Triebwagen ist der Tragarm 11 mit einer Hubeinrichtung 3 in Richtung des Pfeils 16 um die Achse 17 aufrichtbar. Dabei wird die Wippe 5 parallel angehoben, und nach Anlage der Schleifstücke 1 an den Fahrdraht 2 die Kontaktkraft zwischen den Schleifstücken 1 und den Fahrdraht 2 aufgebracht. Hierauf hebt sich der Fahrdraht 2 in Abhängigkeit von der Härte seiner Abstützung an. Dabei wird die Kontaktkraft durch einen Kraftsensor 18 und/oder einen Beschleunigungssensor 19 im Bereich der Abstützung der Schleifstücke 1 bzw. der Kopplung der Unterschere 12 und der Oberschere 10 überwacht. Das Signal 20 bzw. 21 dieser Kraft- bzw. Beschleunigungssensoren 18 und 19 wird einer Steuerung 22 zugeführt. Die Steuerung 22 steuert einen Aktuator 23 an. Der Aktuator 23 bildet einen Bestandteil der Hubeinrichtung 3. Er ist jedoch nicht zum eigentlichen Aufrichten des Tragarms 11 um die Achse 17 vorgesehen. Hierfür sind andere Betätigungselemente vorhanden. Der Aktuator 23 dient vielmehr dazu, den Tragarm 11 zusätzlich zu diesen Betätigungselementen in Richtung des Pfeils 16 mit einer Kraft zu beaufschlagen, um die Einflüsse auf die Kontaktkraft der Schleifstücke 1 an den Fahrdraht 2 schnell auszugleichen, und zwar schneller, als es mit den eigentlichen Betätigungselementen der Hubeinrichtung 3 möglich wäre. Die Steuerung 22 ist zu diesem Zweck adaptiv ausgebildet, um sich auch selbst an den jeweiligen Betriebszustand des Stromabnehmers 15 anzupassen. Sie ist vor allem auch geeignet, höherfrequente Signale 20 und 21 zu verarbeiten und den Aktuator 23 entsprechend anzusteuern. Der Aktuator ist in der Regel ein piezoelektrischer Aktuator, wie er handelsüblich verfügbar ist. Es können aber auch magneto­ striktive Aktuatoren als schnelle Aktuatoren Verwendung finden.

Fig. 2 zeigt das triebwagenseitige untere Ende des Tragarms 11. Hier weist der Tragarm 11 zwei kurvenscheibenförmige Fortsätze 24 und 25 auf, an denen Führungsbahnen 26 und 27 für ein in den Fig. 2 und 3 nicht dargestelltes schlaufenförmiges Zugseil ausgebildet sind. Zwischen den Führungsbahnen 26 und 27 befindet sich ein Haken 28 zum Umgreifen des Führungsseils. Der Haken 28 dient zur Befestigung des schlaufenförmigen Führungsseils an dem Tragarm 11, wobei eine Ausnehmung 29 zur Aufnahme eines auf das schlaufenförmige Zugseil aufgesetzten Führungskörpers vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Tragarm 11 im Bereich der Führungsbahn 27. Die Führungsbahn 27 bestimmt den Wirkhebel, mit dem eine Zugspannung des Zugseils auf den Tragarm 11 einwirkt. D. h. die Kurvenbahn 27 legt den Radius fest, der das Drehmoment um die Achse 17 aufgrund der Spannkraft des Zugseils bestimmt. Dieser Radius ist der Abstand zwischen der Tangente der Führungskurve bzw. des auf die Führungskurve auflaufenden Zugseils und der Achse 17. Dieser wirksame Radius ist in einem Bereich 30 maximal. Der Bereich 30 entspricht der in Fig. 1 gezeigten aufgerichteten Stellung des Tragarms 11, bei dem die Kontaktkraft für die Schleifstücke 1 einen Fahrdraht 2 aufgebracht wird. In dem Bereich 30 der Führungsbahn 27 ist der Verlauf der Führungsbahn, d. h. ihr wirksamer Radius mittels des Aktuators 23 veränderbar. Dabei vergrößert der Aktuator 23 den Abstand eines Teils 31 der Kurvenbahn 27 zu der Achse 17.

Hierdurch wird unmittelbar das von der Spannkraft des Zugseils auf den Tragarm 11 ausgeübte Drehmoment verändert.

Fig. 4 zeigt das schlaufenförmige Zugseil 32, das von den Führungsbahnen 26 und 27 an dem Tragarm 11 geführt und von dem Haken 28 gehalten wird. Dabei greift das Führungsstück 33 in die Ausnehmung 29 in dem Haken 28 ein. Bei dem Zugseil 32 handelt es sich um ein hochbelastbares Drahtseil. Die freien Enden des Zugseils 32 sind an einer Halteplatte 34 über verschraubte Befestigungshülsen 35 befestigt. Die Halteplatte 34 wird von einem Betätigungselement 36 der Hubeinrichtung mit einer durch einen Pfeil 37 dargestellten Kraft beaufschlagt. Diese Kraft 37 bewirkt eine Spannkraft in dem Zugseil 32, woraus sich das Drehmoment zum Aufrichten des Tragarms 11 um die Achse 17 ergibt (Fig. 3). Der Aktuator 23 greift senkrecht an dem Zugseil 32 an und ist dabei mit Abstand zu den Lagerpunkten des Zugseils 32 angeordnet. Auf diese Weise ist eine Untersetzung für den Aktuator 23 ausgebildet. D. h. der Aktuator 23 ist zum Aufbringen großer zusätzlicher Spannkräfte auf das Zugseil 32 vorgesehen. Dabei ist es jedoch nicht möglich, größere Wege des Zugseils 32 bzw. größere Aufrichtwinkelunterschiede des Tragarms 11 mit dem Aktuator 23 abzudecken.

Eine alternative Anordnung des Aktuators 23 zeigt Fig. 5. Dort ist die Halteplatte 34 zweiteilig aufgebaut. An einem, ersten Teil 38 sind die freien Enden des Zugseils 32 befestigt. An einem zweiten Teil 39 greift die Kraft 37 des Betätigungs­ elements 36 an. Zwischen den Teilen 38 und 39 ist der Aktuator 23 vorgesehen, der hier seinerseits aus zwei parallel geschalteten Teilaktuatoren besteht. Die von dem Aktuator 23 aufgebrachte Kraft ist so direkt die Spannkraft des Zugseils 32. Eine Übersetzung findet nicht statt. Allerdings muß der Aktuator 23, bevor er überhaupt wirksam wird, die Gegenkraft zu der Kraft 37 aufbringen.

Bei sämtlichen Ausführungsformen der Fig. 3 bis 5 ist der Aktuator 23 unter Vorspannung gehalten, da piezo-elektrische Aktuatoren bekannterweise empfindlich gegenüber Zugbelastungen sind, Druckbelastungen hingegen gut verkraften. Bei den Auführungsformen gemäß der Fig. 3 und 5 ergibt sich die Druckbelastung des Aktuators 23 automatisch. Bei der Aus­ führungsform gemäß Fig. 4 kann der Aktuator 23 zu diesem Zweck seine beiden Angriffspunkte an dem Zugseil 32 etwas auseinander­ drücken. Vorteilhafterweise weist der Aktuator 23 eine inherente Vorspannung des ihm zugrundeliegenden piezo-elektrischen oder magneto-striktiven Kristalls auf.

Die konkrete Ausbildung der hier adaptiven Steuerung 22 ist an sich bekannt. Im einfachsten Fall steuert die Steuerung 22 den Aktuator im Sinne eines Differenzreglers für die Kontaktkraft der Schleifstücke 1 an den Fahrdraht 2 an. Adaptivität ist gegeben, wenn die Regelungsfaktoren von der Steuerung 22 selbsttätig auf den jeweiligen Betriebszustand des Stromabnehmers 15 abgestimmt werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Schleifstück

2

Fahrdraht

3

Hubeinrichtung

4

Federbein

5

Wippe

6

Achse

7

Lagerstück

8

Tragarm

9

Führungsstange

10

Oberschere

11

Tragarm

12

Unterschere

13

Führungsstange

14

Fortsatz

15

Stromabnehmer

16

Pfeil

17

Achse

18

Kraftsensor

19

Beschleunigungssensor

20

Signal

21

Signal

22

Steuerung

23

Aktuator

24

Fortsatz

25

Fortsatz

26

Kurvenbahn

27

Kurvenbahn

28

Haken

29

Ausnehmung

30

Bereich

31

Teil

32

Zugseil

33

Führungsstück

34

Halteplatte

35

Befestigungshülsen

36

Betätigungselement

37

Kraft

38

Teil der Halteplatte

39

Teil der Halteplatte

Claims (7)

1. Stromabnehmer für die Energieübertragung zwischen einem Fahrdraht und einem Triebwagen, mit mindestens einem Schleif­ stück und mit einem Tragarm zum Anheben des Schleifstücks und zum Aufbringen einer Kontaktkraft, mit der das Schleifstück bei der Energieübertragung von unten an dem Fahrdraht anliegt, wobei der Tragarm um eine horizontale Achse schwenkbar an dem Triebwagen gelagert und mit einer Hubeinrichtung um die Achse aufrichtbar ist, wobei die Hubeinrichtung ein hydraulisches oder pneumatisches Betätigungselement aufweist, das über ein Zugseil an dem Tragarm angreift, und wobei der Hubeinrichtung ein Aktuator zugeordnet ist, den eine Steuerung in Abhängigkeit von dem Signal mindestens eines an dem Stromabnehmer angeordneten Weg-, Kraft- oder Beschleunigungssensors ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (23) ein piezoelektrischer oder ein magnetostriktiver Aktuator ist, der mit dem Betätigungs­ element (36) in Reihe geschaltet ist, an dem Zugseil (32) angreift und durch die Zugspannung in dem Zugseil (32) auf Druck belastet wird.

2. Stromabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (23) parallel (32) zu dem Zugseil angeordnet ist.

3. Stromabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (23) mit Abstand zu den Lagerpunkten des Zugseils (32) senkrecht zu dem Zugseil (32) angeordnet ist.

4. Stromabnehmer nach Anspruch 1, wobei an dem Tragarm eine Führungskurve für das Zugseil vorgesehen ist, deren wirksamer Radius zwischen der Tangente des Zugseils und der Achse den Wirkhebel der Hubeinrichtung beim Aufrichten des Tragarms bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (23) den wirksamen Radius der Führungskurve (26, 27) verändert.

5. Stromabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (18 oder 19) des Kraft- oder Beschleunigungssensors (20 bzw. 21) ein Maß für die Kontaktkraft zwischen dem Schleifstück (1) und dem Fahrdraht (2) ist.

6. Stromabnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraft- oder Beschleunigungssensor (18) direkt unterhalb des Schleifstücks (1) angeordnet ist.

7. Stromabnehmer nach Anspruch 5, wobei der Tragarm Bestand­ teil einer ersten, unteren Viergelenkanordnung ist, wobei sich das Schleifstück auf einer zweiten, oberen Viergelenkanordnung abstützt und wobei die beiden Viergelenkanordnungen zum gemeinsamen Aufrichten miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraft- oder Beschleunigungssensor (19) im Bereich der Kopplung der beiden Viergelenkanordnungen (10 und 12) angeordnet ist.