(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
滑動ストリップキャリア（１３、３９）上に配置されかつカーボン成型品（１８）と前記カーボン成型品の中に配列され局所的に伝導率の増大をもたらす目的を有する少なくとも１つの金属伝導素子（２３、４０）とを有する滑動ストリップ（１４）を備える、特に鉄道車両に電流を供給するために予圧式にトロリー線（１６）に当接してこれを支える滑り接触装置（１０）用の集電ストリップ（１２、３８）であって、
前記伝導素子が、１つの平面において滑動方向（１９）を横断してかつ予圧力の方向へ延びかつ前記滑動ストリップキャリアにおける一体構造の前記カーボン成型品のせん断に強い配列体を保証するように前記滑動ストリップキャリアに接続されて一体構造の前記カーボン成型品に形成されたスロット（２２）に挿入することによって前記スロット（２２）の中をディスク状に前記滑動ストリップの接触面（２１）まで延びる少なくとも１つの伝導素子として一体構造の前記カーボン成型品とは別個に形成され、
前記伝導素子（２３）が、前記滑動ストリップキャリア（１３）と結合できかつ前記滑動ストリップキャリアへの接続のための接続部と前記カーボン成型品（１８）に形成された前記スロット（２２）に取り付けるためのディスク部（２９）とを有する構成要素として実現され、
前記接続部が、前記滑動ストリップキャリア（１３）の下面に平行に延びかつ前記下面に当接する取付けストッパ（３０）を有し、かつ前記取付けストッパに隣接する前記ディスク部（２９）が前記滑動ストリップキャリアの取付けスロット（３３）を貫通して前記カーボン成型品（１８）に形成された前記スロット（２２）の中に延び、
前記伝導素子（２３）の前記接続部が、前記ディスク部（２９）に平行にかつ前記取付けストッパ（３０）によって前記ディスク部から離間されて配置され、前記滑動ストリップキャリア（１３）の前記下面に形成されたロックスロット（３６）にロック式に係合する目的を持つ係合部（３１）を有することを特徴とする、集電ストリップ。
【請求項２】
前記伝導素子（２３）を前記滑動ストリップキャリア（１３）に接続するために前記取付けストッパ（３０）が前記滑動ストリップキャリアに接続されることを特徴とする、請求項１に記載の集電ストリップ。
【請求項３】
前記伝導素子（２３）と前記滑動ストリップキャリア（１３）が異なる材料から形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の集電ストリップ。
【請求項４】
前記伝導素子（２３）が銅板で作られることを特徴とする、請求項３に記載の集電ストリップ。
【請求項５】
前記滑動ストリップキャリア（１３）が、前記伝導素子が前記滑動ストリップキャリアの長手軸（２６）に沿って平行線（２７、２８）上に配列されるように複数の伝導素子（２３）を備え、２つの連続する伝導素子の前記ディスク部が前記滑動ストリップキャリアの前記長手軸の前記滑動方向（１９）に関する異なる側にそれぞれ配列されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の集電ストリップ。
【請求項６】
滑動ストリップキャリア（１３、３９）上に配置されかつカーボン成型品（１８）と前記カーボン成型品の中に配列され局所的に伝導率の増大をもたらす目的を有する少なくとも１つの金属伝導素子（２３、４０）とを有する滑動ストリップ（１４）を備える、特に鉄道車両に電流を供給するために予圧式にトロリー線（１６）に当接してこれを支える滑り接触装置（１０）用の集電ストリップ（１２、３８）であって、
前記伝導素子が、１つの平面において滑動方向（１９）を横断してかつ予圧力の方向へ延びかつ前記滑動ストリップキャリアにおける一体構造の前記カーボン成型品のせん断に強い配列体を保証するように前記滑動ストリップキャリアに接続されて一体構造の前記カーボン成型品に形成されたスロット（２２）に挿入することによって前記スロット（２２）の中をディスク状に前記滑動ストリップの接触面（２１）まで延びる少なくとも１つの伝導素子として一体構造の前記カーボン成型品とは別個に形成され、
前記伝導素子（４０）が前記滑動ストリップキャリア（３９）に一体的に接続されて形成されることを特徴とする、集電ストリップ。
【請求項７】
前記伝導素子（４０）が前記滑動ストリップキャリア（３９）のキャリア形材（４２）の少なくとも１つのプロフィルウェブによって実現されることを特徴とする、請求項６に記載の集電ストリップ。
【請求項８】
前記滑動ストリップキャリア（３９）が、複数の伝導素子（４０）が少なくとも２本の平行線（２７、２８）上に配列される伝導素子の直列配列体を有することを特徴とする、請求項６または７に記載の集電ストリップ。
【請求項９】
各線（２７、２８）が少なくとも２つの離間した伝導素子（４０）を有することを特徴とする、請求項８に記載の集電ストリップ。
【請求項１０】
隣り合う線上に配列された前記伝導素子（２３、４０）が前記滑動ストリップキャリア（１３、３９）の前記長手軸（２６）の方向に相互にオフセットして配列されることを特徴とする、請求項５に記載の集電ストリップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に鉄道車両に電流を供給するために予圧（ prestressed ）式にトロリー線に当接して支える滑り接触装置用の集電ストリップに関する。集電ストリップは、滑動ストリップキャリアの上に配置されかつカーボン成型品と少なくとも１つの金属伝導素子とを有する滑動ストリップを有し、伝導素子は、カーボン成型品の中に配列され、局所的な伝導率の増大をもたらすと言う目的を有する。
【背景技術】
【０００２】
電動機によって駆動される鉄道車両に電流を供給するために、滑動ストリップを備える滑り接触装置（技術用語ではパンタグラフとも呼ばれる）が使用される。滑動ストリップは、磨耗部品として、パンタグラフによって生成された予圧力（ prestressing force ）によって牽引電流線（トロリー線）に押し付けられ、滑り接触によって車両の運転時に電力を供給できるようにする。
【０００３】
鉄道車両の動的運転時にできる限り持続的に滑動ストリップとトロリー線との間の滑り接触を維持できるようにするために、パンタグラフの質量慣性力をできる限り低く抑えることが有利であることが知られている。この慣性力は、実質的に特に集電ストリップの質量の影響を受ける。電動機によって駆動される車両の効果的運転のためには、同時に滑動ストリップの十分な電気伝導率及び低い電気抵抗率を与える必要がある。この理由で、多孔質カーボンの金属含浸の場合、それによって得られる高い電気伝導率には、含浸によって滑動ストリップに形成される金属含有のために滑動ストリップの測定値に望ましくない増大が伴うので、多孔質カーボンの金属含浸は要求を満たさないことが明らかになっている。
【０００４】
このような技術の現状を想定して、以前に欧州特許第１４９１３８５Ａ１号は、滑動ストリップの低い比電気抵抗率すなわち優れた電気伝導率を実現しながら、同時に、密度をできる限り低く抑えるすなわち滑動ストリップの低い質量を維持できるようにする手法を講じることを提案した。
【０００５】
このための解決策として、欧州特許第１４９１３８５Ａ１号は、カーボン層の間に金属性編物格子が配列された層構造体を持つ複合材料をベースとする滑動ストリップの製造を提案している。層構造体は、滑動ストリップの滑動方向を横断する平面において、滑り接触装置を介して滑動ストリップに作用する予圧力の方向に延びる。
【０００６】
既知の滑動ストリップの上述の層構造体のために、まず個々のカーボン層を生産し、その後個々のカーボン層の間に編物格子を配列することによって上記の層状構造体を確立しなければならず、その後初めて、複合体またはカーボン成型品（全体として滑動ストリップを形成する）を生産できるので、この滑動ストリップの生産は、比較的複雑である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、滑動ストリップの生産を単純化できるようにする滑動ストリップ及びその生産方法を提案することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を解決するために、集電ストリップは、請求項１に記載の特徴を持つ。
【０００９】
本発明に係わる集電ストリップにおいて、伝導素子は、少なくとも１つのディスク形伝導素子として形成される。伝導素子は、１つの平面において滑動方向を横断しかつ予圧力の方向に延び、滑動ストリップキャリアに接続されて、カーボン成型品に形成されたスロットの中を滑動ストリップの接触面まで延びる。
【００１０】
本発明に係わる集電ストリップの設計により、一体的に形成されたカーボン成型品をベースとする滑動ストリップを生産できる。カーボン成型品とは別個に形成された伝導素子が用意され、伝導素子は、ディスク形に形成され、滑動ストリップキャリアを起点としてカーボン成型品のスロットの中を延びる。滑動ストリップキャリアへのディスク形伝導素子の接続によって、カーボン成型品は、伝導素子とは別個に一体構造体として製造できる。集電ストリップの形成は、ディスク形伝導素子をカーボン成型品に設置されたスロットに挿入することによって単純に行われる。
【００１１】
このようにして、ディスク形伝導素子は、カーボン成型品において要望される局所的な電気伝導率の増大を可能にするだけでなく、滑動ストリップキャリアにおけるカーボン成型品のせん断に強い配列体となる。
【００１２】
現状技術の集電ストリップと異なり、層状複合材を製作する必要なく生産できる滑動ストリップを使用できる。層状複合材を生成する代わりに、カーボン成型品の少なくとも１つのスロットにディスク形伝導素子を上述のように配列するだけで、空間的に形成された配列体の伝導素子が実現される。
【００１３】
滑動ストリップキャリアと組み合わせ可能であり滑動ストリップキャリアに接続するための接続部分とカーボン成型品に形成されたスロットに収容するためのディスク部分を備える構成要素として伝導素子が形成される場合、特に有利である。このようにして、カーボン成型品とは別個に伝導素子を形成することが可能であり、また滑動ストリップキャリアを別個に形成することも可能なので、例えば様々に形成された伝導素子及びカーボン成型品と組み合わせて単一形状に形成された滑動ストリップキャリアを用いて、異なる集電ストリップを生産することが可能である。例えば、規格に準拠して形成された滑動ストリップキャリアは、異なって形成された集電ストリップ用のプラットフォームとして使用される。
【００１４】
好ましい実施形態に従って接続部が滑動ストリップキャリアの下面に平行に延びかつ下面に当接する取付けストッパを備え、これに隣接するディスク部が滑動ストリップキャリアの取付けスロットを貫通してカーボン成型品によって形成されたスロットの中へ延びる場合、ディスク部は、滑動ストリップキャリアに対して相対的な配列において単純な方法で正確に画定される。さらに、下面に当接する取付けストッパは、同時に、ディスク部の形状または断面に影響を与えることなく、滑動ストリップキャリアにディスク部を取り付けるために取付けストッパを使用する選択肢を与える。従って、取付けのタイプによって形状が損なわれることなくディスク部の形状を正確にスロットに合わせるようにディスク部を形成することが可能になる。このようにして、ディスク部の電気伝導特性及び電気抵抗を、その高さ全体に亘って、従ってカーボン成型品の高さ全体に亘って、常に規定できる。
【００１５】
伝導素子の接続部が、さらにディスク部に平行に配列され取付けストッパによってディスク部から離間しかつ滑動ストリップキャリアの下面に形成されたロックスロットにロック式に係合する目的を持つ係合部を備える場合、滑動ストリップキャリアに対して相対的な伝導素子の特に正確な配列が保証され、このような配列は、不完全な位置決めを防止する。
【００１６】
例えば溶接接合またははんだ接合によって、滑動ストッパキャリアへの伝導素子の接続のために滑動ストリップキャリアへの取付けストッパの直接接続が行われると、有利である。
【００１７】
一方において集電ストリップの所望の機械的特性に関して、また他方において所望の良好な電気伝導特性に関して、伝導素子と滑動ストリップキャリアが異なる材料から形成される場合、特に有利であることが判明した。この場合、特に有利な選択肢は、伝導素子を銅板から形成するものである。
【００１８】
カーボン成型品において複数の伝導素子を均等に分散して配列するために、伝導素子が滑動ストリップの長手軸に沿って平行線に配列されると有利であることが判明している。この場合、２つの連続する伝導素子のディスク部はそれぞれ滑動ストリップキャリアの長手軸の異なる側に配置される。
【００１９】
滑動ストリップキャリアとは別個に形成された伝導素子を持つ集電ストリップの上述の実施形態の代わりに、結合生産工程において伝導素子と一緒に滑動ストリップキャリアを生産できるように滑動ストリップキャリアに一体的に接続された伝導素子を形成する有利な選択肢もある。
【００２０】
例えば連続成型工程において滑動ストリップキャリアに一体的に接続された伝導素子を製造できるように、滑動ストリップキャリアのキャリア形材の少なくとも１つのプロフィルウェブ（profile web）によって伝導素子が形成される場合、伝導素子と滑動ストリップキャリアを複合品として結合生産する特に有利な選択肢となる。
【００２１】
滑動ストリップキャリア上に均等な間隔の複数の伝導素子の配列を確立するために、滑動ストリップキャリアが複数の伝導素子が少なくとも２本の平行線上に配列された伝導素子の直列配列を持つと特に有利である。特に、各平行線は少なくとも２つの離間した伝導素子を備えることができる。
【００２２】
隣り合う線に配列された伝導素子が滑動ストリップキャリアの長手軸の方向に相互にオフセットして配列される場合、滑動ストリップの接触面全体に亘って伝導素子の均等な間隔が得られる。
【００２３】
以下において、集電ストリップの好ましい実施形態について、図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】集電ストリップを備える滑り接触装置の斜視図である。
【図２】滑り接触装置の構成要素として形成された図１の集電ストリップの第一の実施形態の斜視図である。
【図３】図２の線III −III に沿って見た図２の集電ストリップの断面図である。
【図４】図１の滑り接触装置の構成要素として形成された第二の実施形態の集電ストリップの斜視図である。
【図５】図４の集電ストリップの部分図である。
【図６】図４及び５の集電ストリップに使用される滑動ストリップキャリアの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、連結装置１１の上に配置された集電ストリップ１２を有する滑り接触装置１０を示す。連結装置１１への配置及びこれとの接続のために、集電ストリップ１２は、滑動ストリップ１４と嵌合される滑動ストリップキャリア１３を備える。連結装置１１は、集電ストリップ１２を取付けベース１５に接続する。取付けベース１５は、例えば鉄道車両の車両（図示せず）に配置できる。滑動ストリップ上方を長手方向に案内されるトロリー線１６に集電ストリップ１２、滑動ストリップ１４を弾性的に押し付けることができる予圧力を生成するために、滑り接触装置１０は、この場合にはばね／ダンパーの結合装置として実現されかつ取付けベース１５と滑動ストリップキャリア１３との間で効力を持つ押圧接触（ press-on ）装置１７を備える。
【００２６】
図１に示す滑動ストリップ１４は、スロット２２を有するカーボン成型品１８を備える。スロット２２は、トロリー線１６の長手延長方向によって定義される滑動方向１９を横断してかつプレスオン装置１７によって滑動ストリップ１４に対して作用する予圧力Ｆｖの方向に延びて、滑動ストリップキャリア１３からカーボン成型品１８を通過して滑動ストリップの接触面２１まで延びる。スロット２２の中で、それぞれ金属材料から形成された１つの伝導素子２３が、滑動ストリップキャリア１３から滑動ストリップ１４の接触面２１まで延びる。
【００２７】
特に図２から分かるように、滑動ストリップキャリア１３は、その上に滑動ストリップが配置されるキャリア上面２５を持つ箱型形材２４を有する。滑動ストリップ１４は、カーボン成型品１８から成り、カーボン成型品において、中央長手軸２６の両側にそれぞれスロット２２がスロット距離ｓで等間隔に配列される。スロット距離ｓは、スロット長さｌ（エル）より小さいように選択される。さらに図２から分かるように、スロット２２は、長手軸２６の両側の、それぞれ軸に平行の２本のスロットライン２７、２８上に配列される。スロットライン２７、２８は、長手軸２６の方向にほぼスロットの長さの半分だけ相互にオフセットするので、滑動方向１９においてスロットライン２８のスロット距離ｓは隣のスロットライン２７のスロット２２と重なりが生じる。その結果、滑動ストリップ１４の接触面２１に対するトロリー線１６の相対的方向に関係なくすなわち図１に示す方向から逸れても、トロリー線１６とスロットライン２７及び２８のスロット２２内に配列された伝導素子の少なくとも１つとの間に間断の無い確実な導電接触が生じる。
【００２８】
図３に示すように、集電ストリップの例示的実施形態において、伝導素子２３は、滑動ストリップキャリア１３とは別個に形成され、嵌め合い及び圧入式に滑動ストリップキャリア１３の箱型形材２４に接続される。このために、説明される実施形態において、伝導素子２３は、各々、取り付けストッパ３０を介して係合部３１に接続されるディスク部２９を有する。上述の部分（係合部とディスク部）は、実質的にＵ字形の相対的配列体を形成する。伝導素子２３を箱型形材２４に接続するために、各伝導素子２３のディスク部２９は、箱型形材２４のキャリア表面２５並びに取付け表面３２に形成された取付けスロット３２、３３を貫通し、これに整列する滑動ストリップ１４のスロット２２を貫通して延びる。ディスク部２９の長さＬｓは、取付けストッパ３０が取付け表面３２に当接して停止したとき、伝導素子２３の接触端３５が滑動ストリップ１４の接触面２１と同平面上になるように定められる。伝導素子２３が所定の位置に固定されて滑動ストリップキャリア１３の箱型形材２４に接続されるように、ディスク部２９とは反対側の取付けストッパ３０の端部において、伝導素子２３の係合部３１は、取付け表面３２の取付けスロット３３と平行に形成されたロックスロット３６に係合する。
【００２９】
取付けストッパ３０によって、画定された垂直位置決めが得られ、また、ディスク部２９と箱型形材に係合する係合部３１の組合せによって、垂直軸３４に対する特に正確かつ確実な回転角度方向の位置決めが得られる。特に図３から分かるように、カーボン成型品１８を貫通するディスク部２９の配列は、トロリー線１６と滑動ストリップ１４との間の滑り接触の結果として滑動ストリップ１４に作用する横断力ＦQを確実に滑動ストリップキャリア１３へ伝達できるようにするので、滑動ストリップ１４と箱型形材２４のキャリア表面２５との間の境界面にスラスト荷重が実質的にまったく生じない。
【００３０】
図３が示すように、ディスク部２９及び係合部３１と滑動ストリップキャリア１３の箱型形材２４との間の上述の嵌め合いを基にして、対応する圧入嵌め合いを保証するには、ねじ接続体２０によって箱型形材２４の取付け表面３２に当接する取付けストッパ３０の相対的位置（図３に示す）を固定するだけで充分である。ねじ接続体２０自体は、実質的に荷重を受けない。同時に、ねじ接続体２０は、図１に示す連結装置１１に接続するための接続要素３７の接続に役立つ。
【００３１】
図４は、図１及び３を参照して前に説明したものに対応する滑動ストリップ１４を有する集電ストリップ３８の別の実施形態を示す。この滑動ストリップは、相互にかつ長手軸２６に対して平行の２本のスロットライン２７、２８上にスロット２２を備える。
【００３２】
集電ストリップ１２とは異なり、集電ストリップ３８は、滑動ストリップキャリア３９のキャリア形材４２に一体的に接続される伝導素子４０を有する滑動ストリップキャリア３９を備える。キャリア形材は箱型断面４１を有する。
【００３３】
このために、特に図５及び６から分かるように、キャリア形材４２は、伝導素子４０として形成されかつキャリア形材４２（この場合には箱型形材として形成される）のキャリア表面４３に形成されかつカーボン成型品１８に形成されたスロット２２の高さＨｓに合致する高さＨを有するプロフィルウェブを備える。さらに、プロフィルウェブとして形成された伝導素子４０は、滑動ストリップ１４の長手軸２６の方向におけるその長さＬがスロット２２の長さＬｓに合致し、キャリア形材４２のキャリア表面４３におけるその配列において、伝導素子は滑動ストリップのスロットライン２７、２８に対応する方向を向くので、滑動ストリップ１４の長さ全体に亘って、滑動ストリップ１４のスロット２２への伝導素子４０の嵌め合い式係合が得られる。
【００３４】
図１〜３及び図４〜６で説明される本発明の２つの実施形態の比較が示すように、図４〜６の集電ストリップ３８の場合、滑動ストリップ１４と滑動ストリップキャリア３９との間に機械的接続が行われる。この接続は、伝導素子２３、伝導素子２３のディスク部２９と滑動ストリップ１４との間の詳細に説明した機械的接続と同様に、滑動ストリップ１４と滑動ストリップキャリア３９のキャリア表面４３との間に境界面を形成し、この境界面は、実質的にせん断荷重またはスラスト荷重を受けない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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