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Die meisten Stromabnehmer für elektrische Vollbahnen besitzen einen sogenannten Senkfederantrieb, der ein Heben bzw. Senken des Stromabnehmers durch Betätigen eines Bügelventils im Führerstand der Lokomotive ermöglicht.
Die Funktion dieser Antriebsart ist bekannt und besteht ein herkömmlicher Senkfederantrieb aus einem
Luftzylinder, welcher mit dem Luftbehälter der Lokomotive in Verbindung steht, wobei bei den meisten
Ausführungen im Zylinder auch gleichzeitig die sogenannten Senkfedern eingebaut sind. Wird dieser Luftzylinder mit Druckluft beaufschlagt, drückt dessen Kolben die Senkfeder zusammen, wobei die Kolbenstange über entsprechende mechanische Führungsteile den Stromabnehmer nach oben frei gibt. Wird durch Betätigen des
Bügelventils der Druckluftzylinder mit der Atmosphäre verbunden, drücken die im Zylinder eingebauten
Senkfedern unter überwindung der Stromabnehmer-Hauptfederkraft den Kolben des Zylinders in seine rückwärtige Endstellung, wodurch der Stromabnehmer in seine Senklage gezogen wird.
Die Senkfedern müssen daher erheblich stärker dimensioniert werden, als die Stromabnehmer-Hauptfedern, da einerseits die Forderung nach einem raschen Absenken des Stromabnehmers besteht und anderseits der Stromabnehmer in seiner Senklage noch genügend grosse Auflagekräfte besitzen muss.
Der Nachteil solcher Senkfederantriebe besteht darin, dass die aus vorgespannten Stahlspiral-Druckfedern bestehenden Senkfedern ein erhebliches Gewicht besitzen und falls diese direkt im Luftzylinder eingebaut sind, ein Zerlegen des Zylinders wegen der unter Vorspannung eingebauten Druckfedern mit Gefahren verbunden ist.
Ausserdem beschädigen diese im Zylinder befindlichen Stahlfedern des öfteren die Zylindergleitflächen, was dann zu unerwünschten Leckverlusten bzw. auch zu Betriebsausfällen führen kann.
Ein weiterer Mangel, welcher den gebräuchlichen Stromabnehmer-Senkfedern aus Stahl anhaftet, ist darin zu sehen, dass der Federkennlinienverlauf jeweils linear ist, wodurch eine erwünschte Senkverzögerung des
Stromabnehmers vor Auflegen desselben auf seine Senklagerpunkte unmöglich wird. Daher ist man gezwungen, durch zusätzlichen Dämpfereinbau eine Abfangverzögerung zu erzielen.
Das Ziel der nachfolgend beschriebenen Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Nachteile von
Stromabnehmer-Senkfederantrieben auszuschalten. Die Erfindung betrifft einen Senkfederantrieb für Stromabnehmer mit einem pneumatisch angetriebenen Druckluftzylinder für den Hebe- sowie auch den
Senkvorgang mit einer, oder auch mehreren vorgespannten Senlcfedern, welche beim Hebevorgang zusätzlich gespannt wird bzw. werden und mit dem Druckluftzylinder entweder konstruktiv vereinigt oder getrennt von diesem eingebaut sind, und ist dadurch gekennzeichnet, dass als Senkfeder bzw. Lenkfeder an sich bekannte Gasdruckfedern, welche in der Hauptsache aus einem, gegen seine Kolbenstange abgedichtetem Zylinder bestehen, welcher unter so hohem Gasdruck steht, dass dem Eindringen der Kolbenstange in den Zylinder der gewünschte Widerstand entgegengesetzt wird, eingebaut sind.
Der prinzipielle Aufbau solcher Gasdruckfedern ist so, dass, wie in Fig. 2 dargestellt, ein gegen eine Kolbenstange--a--abgedichteter Zylinder--c--unter hohem Druck steht (Stickstoff) wobei die Gasfüllung --f-- dem Eindrücken der Kolbenstange entsprechenden Widerstand bietet. An der Kolbenstange ist ein Kolben--d--befestigt, jedoch dient dieser nicht, wie vielfach fälschlich vermutet wird, zur Abdichtung, sondern hat dieser lediglich Führungsaufgaben übernommen.
Der Gasdruck wirkt also lediglich auf die Kolbenstange der Gasfeder, wobei links bzw. rechts des Kolbens gleiche Druckverhältnisse herrschen. Der Vorteil dieser Gasdruckfedern besteht darin, dass man durch entsprechende Wahl des Kolbenstangenquerschnittes bzw. auch des Fülldruckes den Verlauf der Federkennlinie viel weitgehender beeinflussen kann, als dies bei Stahlfedern der Fall ist. So kann man beispielsweise die Federkennlinie mit einem sehr steilen Verlauf festlegen, wodurch der Stromabnehmer sehr rasch vom Fahrdraht abgezogen wird, während er mit abnehmender Senkgeschwindigkeit auf seine Senklagerpunkte aufsetzt.
Prinzipiell kann aber festgestellt werden, dass alle bekannten Gasdruckfedern gut als Senkfedern geeignet sind, jedoch noch weitere Möglichkeiten ihrer exakten Anpassung an die Forderungen welche der Stromabnehmerbau stellt, gegeben sind. Eine nach der Erfindung besonders vorteilhafte Ausführungsform der Gasfedern (s. Fig. 2) besteht darin, dass der Kolben der Federn mit einer Düse--g--versehen ist und der Zylinder ausser mit Gas auch noch mit einer genau vorherbestimmten Ölmenge gefüllt ist.
Werden solche Gasfedern unter einer Schräglage eingebaut, kann die Ausschubgeschwindigkeit der Kolbenstange nach einem bestimmten Federweg sehr stark verzögert werden.
Die Funktion ist hier folgendermassen :
Durch die Schräglage der Gasdruckfedern befindet sich das öl--e--im Zylinder--c--der Feder
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bestimmten Federweg auf diese Olvorlage--e--wobei das öl durch eine im Kolben--d--der Feder angeordnete Düse--g--strömen muss. Hiedurch ergibt sich eine sehr starke Verzögerung der Ausschubgeschwindigkeit der Kolbenstange.
Die Fig. l der Zeichnungen zeigt einen erfindungsgemässen Senkfederantrieb im Schnitt. Im Luftzylinder --l-- ist ein Kolben--2--und eine rohrförmige Kolbenstange --4-- angeordnet. Um diese Kolbenstange sind die Gasdruckfedern --3-- mit Hilfe von am Kolben, bzw. an der Kolbenstange angebrachten
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Befestigungselementen-6 und 7-angeordnet. Selbstverständlich können auch mehrere Gasdruckfedern um die Kolbenstange angeordnet werden, wobei die Zahl der verwendeten Federn einerseits von deren Ausführung und anderseits von der benötigten Senkfederkraft abhängig ist.
Im Inneren der hohlen Kolbenstange --4-befindet sich, wie in den Zeichnungen beliebig dargestellt, eine schwenkbare Zugstange--5--, welche am Kolben --2-- drehbeweglich gelagert ist.
Wird über die Luftzuführung-8--der Zylinder-l-mit Druckluft beaufschlagt, wandert der
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--2-- unter überwindungZylinder--l--entlüftet und damit druckfrei gemacht, wobei die Gasfedern --3-- den Kolben in seine rückwärtige Endstellung bewegen. über die Zugstange--5--wird der Stromabnehmer vom Fahrdraht abgezogen, wobei bei entsprechender Schrägstellung des gesamten Antriebszylinders mit Hilfe der Gasfedern eine Abfangdämpfung des Stromabnehmers erzielt werden kann.
Es ist selbstverständlich, dass nach der Erfindung die Gasfedern auch getrennt vom Druckluftzylinder angeordnet werden können, wobei diese aber dann staub- und wassergeschützt eingebaut werden müssen. Auch kann natürlich entsprechend den Gegebenheiten nur eine einzige Gasdruckfeder zum Einsatz kommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Senkfederantrieb für Stromabnehmer mit einem pneumatisch angetriebenen Druckluftzylinder für den Hebe- sowie auch den Senkvorgang mit einer, oder auch mehreren vorgespannten Senkfedern, welche beim Hebevorgang zusätzlich gespannt wird bzw. werden und mit dem Druckluftzylinder entweder konstruktiv
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abgedichteten Zylinder bestehen, welcher unter so hohem Gasdruck steht, dass dem Eindringen der Kolbenstange in den Zylinder der gewünschte Widerstand entgegengesetzt wird, eingebaut sind.