Stromabnehmer
 |
 |
 |
Ein Stromabnehmer ist an Fahrzeugen oder anderen bewegten Objekten eine Vorrichtung zum Übertragen elektrischer Energie von einer fest montierten stromführenden Leitung zu den elektrischen Einrichtungen des Fahrzeugs bzw. bewegten Objekts.
Gelegentlich wird ein solcher Stromabnehmer auch als Pantograph bezeichnet. Das Wort stammt ursprünglich aus dem englischen Sprachraum.
Bauformen
Stromabnehmer sind je nach den Anforderungen sehr unterschiedlich gestaltet. Folgende Aspekte spielen hier eine Rolle: Größe der elektrischen Spannung und des Stromes, der Position am Fahrzeug, die Lage, Art (Oberleitung, Stromschiene) und Polzahl der stromführenden Leitung, Geschwindigkeit und ökonomische Überlegungen.
Es existieren zahlreiche unterschiedliche Bezeichnungen für spezielle Ausführungen, die zum Teil denselben Typ meinen.
Am bekanntesten ist der von vielen Bahnen verwendete Bügelstromabnehmer, auch Scherenstromabnehmer oder Pantographen-Stromabnehmer genannt. Zentrales Funktionsteil ist dabei das Schleifstück, das quer zur Fahrtrichtung gestellt den Fahrdraht der Oberleitung mit leichtem Druck berührt. Das Schleifstück besteht aus gepresster Kohle, die auf einem Metallbügel in ähnlicher Form wie ein Kleiderbügel angeordnet ist. Moderne Stromabnehmer haben meistens zwei Schleifstücke. Die Schleifstücke sind in der Wippe montiert. Die darunter angeordnete Scherenmechanik drückt den Bügel federnd gegen den Fahrdraht. Die Wippe kann ebenfalls federnde aufgehängt sein. Bei Betriebsruhe kann der Stromabnehmer heruntergeklappt werden. Die metallene Trag- und Stützkonstruktion des Stromabnehmers ist mit keramischen oder anderen Isolatoren auf dem meist metallenen Dach bzw. dem Fahrzeugkasten befestigt.
Mechanisch vereinfacht wurde der Scherenstromabnehmer in der Ausführung als Einbein-, Einholm- oder Lyra- Stromabnehmer. Bei Straßenbahnen waren früher neben dem Bügelstromabnehmer auch die technisch weniger aufwendigen Rollenstromabnehmer verbreitet. Statt des schleifenden Kohleblocks erfolgt die Stromübertragung hier über eine Rollenscheibe. O-Busse haben für die zweipolige Fahrleitung doppelte Stromabnehmer.
Funktionsweise und Überwachung
Während der Fahrt steht das Schleifstück in ständiger schleifender Berührung mit dem Fahrdraht, abgesehen von gelegentlichen kurzzeitigen Unterbrechungen durch Unebenheiten oder Fahrzeug-Stöße. Der Strom aus dem Fahrdraht fließt durch das Kohle-Schleifstück und die gegen das Dach isolierte metallene Stromabnehmer-Konstruktion bis zu einem Kabel, das den Strom zum außenliegenden Hauptschalter oder ins Fahrzeuginnere weiterleitet.
Sowohl das Schleifstück als auch der Fahrdraht unterliegen einem Verschleiß durch die Reibung. Fahrdraht und Schleifstück müssen daher bei entsprechendem Zustand regelmäßig erneuert werden. Jedoch ist die Konstruktion und die Wahl der Materialien so ausgelegt, so dass der Verschleiß auf Seiten des Abnehmers höher ist und der Fahrdraht geschont wird, da dieser sich nur mit erheblichem Aufwand wechseln läßt. Um den Verschleiß der Reibfläche des Abnehmers gleichmässgi zu gestalten und eine Einschneiden des Fahrdrahtes zu verhindern, ist die Oberleitung nicht gerade, sondern im sogenannten zick-zack-Verfahren gespannt.
Kommt es während der Fahrt zu einem Schleifleistenbruch, so kann die Oberleitung erheblich beschädedigt werden, da der Fahrdraht nicht mehr dem Zick-Zack seiner Aufhängung folgen kann. Moderne Lokomotiven wie bspw. die Baureihe 101 der DB haben daher eine Schleifleistenüberwachung. Hierbei wird der Zustand der Schleifkohle durch einen Kontrollsensor überwacht. Dieser ist ein Messingröhrchen, das längs in der Kohle eingelassen ist und vom Triebfahrzeug aus mit Druckluft beaufschlagt wird. Zerreißt das Röhrchen, wird der Druckabfall festgestellt und der Stromabnehmer automatisch gesenkt.
Die meisten Vollbahnlokomotiven verfügen über zwei Stromabnehmer. Üblicherweise wird davon nur der in Fahrtrichtung hinten liegende verwendet. Das hat seinen Grund darin, dass der hintere Stromabnehmer bei Beschädigung des vorderen Abnehmers von umherfliegenden Teilen getroffen werden könnte. Die Lok hätte dann keinen Reservestromabnehmer. Von dieser Regel wird allerdings wegen möglicher Abrissfunken abgewichen, wenn direkt hinter der Lok feuergefährliche Güter oder PKWs befördert werden bzw. ein Steuerwagen eingestellt ist. Bei Doppeltraktion werden die beiden am meisten entfernten Stromabnehmer verwenden, um Fahrdrahtschwingungen zu reduzieren, die den Kontakt beeinträchtigen. Bei vereisten Fahrdrähten werden oftmals alle Stromabnehmer gehoben. Ebenso werden die Fahrzeuge im Winter in der Regel mit zwei gehobenen Stromabnehmern aufgerüstet abgestellt, da so die Gefahr des ungewollten Senkens des Stromabnehmers durch Eisbildung geringer ist.