DE1563951A1 - Kohleschleifleiste - Google Patents

Description

• Kohleschleifleiste Um die starken Schläge, die im Fahrbetrieb elektrischer Fahrzeuge auf die Kohleleisten bei hohen Geschwindigkeiten, an Fahrdrahtrampen, insbesondere bei Höhenänderungen vor Tunnels, an Brücken usw. auftreten, ausreichend zu dämpfen und möglichst ohne Beschädigung aufnehmen zu können, ist es bekannt, elastische Stromabnehmerkohlen, beispielsweise nach dem Prinzip der Spannkohle, oder Schleifstücke mit abnutzbarer Kupferfassung in Form der Mehrstoffschleifleisten einzusetzen. Einerseits stehen bei diesen Ausführungen einer. breiten Anwendung die im Vergleich zum wirtschaftlichen Nutzeffekt hohen Herstellungskosten im Wege, andererseits bedeutet beispielsweise der Schutz durch eine Kupferummantelung - abgesehen von ungünstigen elektrischen Einflüssen auf die Stromverteilung - bei den heutigen leisten geringen Querschnittes eine nennenswerte Vergrößerung des Gewichtes. Gerade aber das Gewicht des Schleifstückes soll möglichst niedrig sein, damit der Stromabnehmer den Unebenheiten dde Fahrdrahtes weitgehend trägheitslos folgen kann. Zusätzlich zu der durch die technischen Anforderungen der aus aerodynamischen und schwingungsmäßigen Gesichtspunkten bedingten Querschnittsverkleinerung des Kohleprofils entfallen mit der aus wirtschaftlichen Erfordernissen heraus-geschaffenen Einwegausführung bei manchen Konstruktionen metallische Profilachutzelemente, so daß die Kohleleiste spezifisch größeren mechanischen Schlagbelastungen ausgesetzt ist. Vor allem die durch schadhafte Oberleitungsaufhängeelemente in Fahrtrichtung auf die Seitenfläche der Kohleleiste auftreffenden Schläge, . führen häufig zum Ausbrechen größerer Kohlepartien bzA. zum völligen Bruch der Leiste. Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun eine weitestgehende Schlagsicherheit für Schleifleisten, indem deren Profilseiten-, mit einem erfindungsgemäßen Stoß und Schlag dämpfenden und verteilenden Schutz geringen Gewichtes versehen sind, der beispielsweise auf die fertig bearbeitete Kohleleiste durch Kleben, Spritzen, Si#.tern oder sonstige Befestigungsarten aufgebracht wird.
• Von einer solchen elastischen Panzerschicht muß verlangt werden, daß sie den Stromübergang nicht ungünstig beeinflußt, witte- rungsbeständig ist, ohne wesentliche Veränderungen der Eigenschaften den auftretenden Temperaturen standhält, beim Auftreten von Lichtbögen selbstlöschend ist und sich ohne Störungen mechanisch beim Betrieb durch den Fahrdraht abarbeiten läßt.
• Die Zersetzungstemperaturen der Kunststoffe liegen in jedem Fall weit unter den im Lichtbogen auftretenden Temperaturen. Es ist daher wichtig, daß sich der erfindungsgemäße Stoßschutz im Falle einer Lichtbogenbeeinflussung günstigerweise durch Krustenbildung mit einer Deckschicht schützt, die den Lichtbogen weitgehend abhält. Dies wird in bekannter Weise durch die Wahl geeigneter Plaste und/oder auch durch Behandlung und/oder Einbau von flammwidrigen Stoffen, wie beispielsweise halogenhaltigen Komponenten sowie Ammoniumphosphat, Zinkchlorid usw. und/oder Pigmenten, wie beispielsweise Antimontriozyd, erreicht. Erfindungsgemäß konnten für den elastischen Schutz geeignete Stoffe, die den vorstehenden Anforderungen genügen, aus drei Hauptrichtungen herangezogen werden: 1. Plaste im fertigen oder reaktiven Zustand, 2. Laminate, Verbundstoffe, gefüllte Plante und anorganische Schichtstoffe, 3. Gewebe, Filze, Schaumstoffe.
• Bei den Plasten, die auf die seitlichen Stirnflächen erfindungegemäß in 7orm von Bändern, Schläuchen, Hohlkörpern, gefestigt oder als Schichten aufgetragen oder gesintert werden, entsprechen -mit oder ohne. Plammeehutzsunats den hier gewünschten technischen Anforderungen halogenhaltige Plaste, wie beispielsweise Polytetrafluoräthyle.n, Polytrifluoräthylen, Polyvinylfluorid und -ohlorid, Polyvinylidenchlorid, Chlorkautschuk usw., 'weiterhin.Polymere mit der CO-NH-Gruppierung, wie-Polyamide, ferner Kunststoffe mit.nitrilischen Seitenketten, wie Polyarylnitril, Polymethacryl oder kondensierte Plaste mit der Estergruppierung. Ester #önnen in fertiger Form mit Flämmschutzmitteln, beispielsweise als dünne Bänder oder auch als Reaktionsharze, beispielsweise unter Mitverwendung von Anteilen mit einpolymerisierenden Verbindungen und/oder Füllstoffen, wie Graphit, Quarzmehl, Aluminium und Kupfer, eingesetzt werden. Polysulf id-Kautschuke lassen sich beispielsweise mit flammhemmenden Zusätzen in einer zähelastischen Schicht auf der Stirnfläche auftragen und ausvulkanisieren. Diese Schicht kann in der Dicke den-jeweiligen Beanspruchungen angepaßt werden. Weitere Beispiele von Plasten, die den gewünschten Anforderungen entsprechen, kommen aus der Gruppe der halogenfreien Polythe ne. Beispielsweise haben sich Polyvinylcarbazole, Polystyrole, Polyäthylen, Polyisobutylen, Polybutadiene mit/oder ohne einkombinierte Komponenten flammhämmender Zusätze und/oder Füllstoffe günstig für die erfindungsgemäße Ausführung des Schlagschutzes bei Kohleleisten erwiesen.
• Additionsprodukte von Diisocyanaten und Polyisocyanaten an Gruppen mit aktivem Wasserstoff, die beispielswäise mit Polyestern kombiniert werden, ergeben mit oder ohne Zusätze guten Schlagschutz.
• Manche Siliconkautschuke können selbst bei höchsten Schlagbeanspruchungen und extremen Witterungsverhältnissen noch ungewöhnlich guten Schutz in der erfindungsgemäßen Anordnung für die Kohleleiate bieten.
• Die aufgeführten Beispiele sollen andeuten, welche Vielzahl von Plasten, auf die Profilseite der Kohleleiste aufgebracht, Schutz gewährleisten; sie sind mit den genannten Einzelstoffen bzw. Gruppen keineswegs erschöpft, denn grundsätzlich kann jeder Stoff und jede Kombination für den erfindungsgemäßen Schutz angewandt werden, die die bereits erläuterten, für den erfindungsgemäßen Einsatz erforderlichen folgenden Eigenschaften besitzt: Elastisches, stoßdämpfendes Verhalten, keine ungünstige Beeinflussung des Stromüberganges vom Fahrdraht zur Kohleleiste bzw. der Weiterleitung des Stromes zur Armierung-, lichtbogenlöschendes Verhalten, Flammfestigkeit, Gleiteigenschaften, kein mechanischer oder chemischer Angriff-des Fahrdrahtes bzw. der Kohle oder Armierung, Witterungsbeständigkeit, Temperaturfestigkeit.
• Daher können auch die Eigenschaften durch beispielsweise Schichtung verschiedener Plaste mit oder ohne Zwischenlagen von besonderen Schichten, beispielsweise mit Füllern, Geweben, Fasern aus.Metallen, organischen Stoffen, Kohle und Graphit, Siliciumsauerstoffverbindungen usw., mit Vorteil den erfindungsgemäßen Schutz erzeugen. Der Einbau von Metallgeweben aus beispielsweise Kupfer oder Aluminium erhöht ebenfalls die mechanische Festigkeit sehr stark und ermöglicht gleichzeitig eine gute Wärmeabfuhr von überhitzten Kontaktpunkten der Kohleleiste. Bei Schaffung guter Übergänge in bekannter Weise kann die Kohleleiste selbst in den Wärmeausgleich mit_einbezogen werden. Dies läßt sich auch durch Zusatz leitender Füllstoffe erzielen, die in Art und Menge zudem noch so gewählt werden können, daß die seitliche Panzerung ähnliche elektrische Leitfähigkeitsverhältnisse wie die erfindungsgemäß geschützte Kohle aufweist.
• Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Stoß- und Schlagschutzes besteht im.Aufbringen von Geweben, Filzen, Schaumstoffen allein oder in Kombination untereinander und/oder mit Plasten, Zaminaten, Verbundstoffen und gefüllten Plasten.
• Als Beispiel sei aus dieser Gruppe ein Mineralfaserband herausgegriffen, das direkt oder über eine Plastschicht auf die Stirnflächen der Kohle aufgebracht ist. Sehr guten Schutz bieten beispielsweise für diese Zwecke Glas-, Schlacken- und .Quarz-Kohle- und Graphitfaserbänder oder -filze allein oder in Kombination. Metallfasern, -gewebe, -filze sowie die gleichen Materialien aus nichtmetallischen Stoffen, wie Quarz, Glas, Kohle, Graphit und ihre Vorprodukte, lassen sich bereits an die Oberflächen der sog. grünen Kohleleiste vor dem Brennprozeß anbringen bzw. gleich in das Profil mit einpressen. Zur besseren Verankerung der Schutzschicht kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das Kohleprofil mit einer geriefelten, gezackten, aufge-rrauhten oder sonstwie unebenen Oberfläche versehen sein. In besonderen Fällen, beispielsweise beim Betrieb auf starren und nichtstoßfreien- Fahrleitungen, bei dem im allgemeinen mit häufiger Lichtbogenbildung zu rechnen ist, kann die zerstörende Wirkung des Lichtbogens auf die Leistenfassung bzw. auf den Kohleträger dadurch vermindert werden, daß der Schutzbelag erfindungsgemäß auch den elektrisch gefährdeten Teil der Fassung überzieht .=und so die vorher ungeschützten Zündstellen für den Lichtbogen abschirmt und isoliert.
• In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele chr Erfindung , dargestellt: Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die in einer Blechar- . matur (2) gefaßte Kohleleiste (1) an den seitlichen Profilflächen mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schutzschicht (3) versehen.
• Die 7ig. 2 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der die Schutzschicht (3) sowohl die Seitenflächen der Kohleleist-e, als auch Teile des metallischen Trägers abdeckt.

  Pig. 3 zeigt die mit einer stoßdämpfenden Schicht (3) beArte

  Kohleleiste (1), bei der die Seitenflächen (4) zur besseren Verankerung der Schutzschicht wellenförmig ausgebildet sind. Mit der vorliegenden Erfindung eines. Stoß sowie Schlag dämmenden Schutzes von Kohleleisten - natürlich auch in imprägnierter Ausführung - für elektrische Triebfahrzeuge ist eine Möglichkeit gegeben, selbst bei Höchstgeschwindigkeiten einen-besonders sicheren und störungsfreien Betrieb mit Kohleschleifatücken zur gewährleisten.

Claims (7)

1. 'Patentansprüche: 1. Kohleschleifleiste für Stromabnehmer an elektrischen Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß sie an den Profilseiten mit einem Stoß und Schlag dämpfenden sowie verteilenden elastischen Schutz geringen Gewichtes versehen ist.
2. 2. Kohlesehleifleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßdämpfende Schicht aus Plasten im fertigen oder reaktiven Zustand oder l,aminaten oder Verbundstoffen oder gefüllten Plasten oder Geweben oder Filzen oder Schaumstoffen oder anorganischen'Schichtstoffen und/oder Kombinationen untereinander besteht.
3. 3. Kohleschleifleiste nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutz auf die Seitenprofile der fertig bearbeiteten und/oder armierten Kohleleiste aufgebracht wird.
4. 4. Kohleschleifleiste nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbelag auch die Blecharmierung bzw. den Träger der Kohleleiste oder Teile davon überzieht.
5. 5. Kohleschleifleiste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß silikatische, kohlenstoffartige sowie graphitische Faser-, Filz- und Gewebematerialien allein oder in Kombination in fertiger Form oder in Vorstufen beim oder nach dem Preßprozeß an oder in den Seitenflächen des Profils angebracht sind.
6. 6. Kohleschleifleiste nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Verankerung der Schutzschicht die Seitenflächen der Kohleleiste uneben, z. B. geriefelt, gezackt oder aufgerauht sind.
7. 7. Kohleschleifleiste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 und 6, da- durch gekennzeichnet, daß die Plaste zum Stoßaohutz aus lichtbogeneelbatlöaohenden Stoffen, wie halogenhaltigen . Verbindungen, bestehen. B. Kohleschleifleiste nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, S und dadurch gekennzeichnet,-daß der Stoß- sowie Schlagschutz ein flammwidriges Mittel enthält. -