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Drehbar gelagertes hohles Stromabnehmerschleifstück mit einer oder
mehreren Schleifflächen für elektrische Gleisfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein
Stromabnehmerschleifstück fürelektrische Bahnen mit einer oder mehreren Schleifflächen,
welches umeine das Innere des Schleifstückes durchsetzende Achse drehbar gelagert
und mit einem außerachsig liegenden Rückführgewicht versehen ist.
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Die Verwendung von Blechstromabnehmern mit flacher Kontaktfläche ist
wegen der verhältnismäßig großen Berührungsfläche wünschenswert, mit welcher der
Stromabnehmer auf die Fahrleitung aufliegt, weil dies einerseits die Abnutzung des
Stromabnehmers verringert und es andererseits ermöglicht, große Stromstärken mittels
eines einzigen Stromabnehmers abzunehmen. Dieses Ergebnis kann jedoch nur dann erreicht
werden, wenn dafür gesorgt wird, daß der Stromabnehmer an der in der Fahrtrichtung
genommenen ganzen Länge seiner Kontaktfläche tatsächlich die Fahrleitung berührt.
Deshalb ist es wichtig, daß der Stromabnehmer .eine möglichst geringe Masse besitze
und möglichst leicht schwingbar gelagert sei. Ein derart leicht schwingbar gelagerter
flacher Schleifkörper kippt jedoch leicht um, weshalb zur Verhinderung des Umkippens
besondere Rückführgewichte verwendet wurden, ferner auch eine auf die vertikale
Achse des hohlen Schleifstückes bezogene außermittige Lagerung desselben vorgeschlagen
wurde, wobei die nicht als Schleifflächen wirkenden Teile der Wandung des Hohlkörpers
selbst das Rückführgewicht bilden.
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Trotz dieser Ausbildung wurde bisher eine einwandfreie Auflage des
Schleifstückes auf den Fahrdraht nicht erreicht, weil die schräge Resultierende
des Druckes und ,der Reibung an dem Fahrdraht zur Erzielung des Gleichgewichtes
durch die Drehrolle und nicht durch die Mitte der Kontaktfläche ging. Infolgedessen
war der Druck entlang der Breite der Kontaktfläche ungleichmäßig, und zwar am vorderen
Teil am höchsten, was eine vorzeitige Abnutzung des letzteren verursachte.
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Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß das
Schleifstück aus einem geschlossenen Blechkörper besteht, dessen Schwerpunktachse
bei Arbeitsstellung, in der Fahrtrichtung gesehen, vor der Drehachse des Schleifstückes
liegt, so daß während der Fahrt .ein gleichmäßiger Anpressungsdruck über die ganze
Breite des Schleifstückes erzielt wird. Dabei müssen aber die -Drehachse und Schwerpunktsachse
nicht in einer zu dem Fahrdraht parallelen Ebene lieäen, v ielmehr kann die Schwerpunktachse
auch
in einem größeren Abstande von der in Arbeitsstellung befindlichen
Kontaktfläche liegen. als die Drehachse des Schleifkörpers.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des neuen Stromabnehmers
in lotrechtem Schnitt dargestellt.
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In Abb. i ist ein zweiflächiger Stromabnehmer mit außermittiger Lagerung
des Stromabnehmerstabes dargestellt.
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Abb. 2 und 3 zeigen Abänderungen der Gestalt des Querschnittes des
Stabes.
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Aus Abb. q. ist ein zentral gelagerter Kontaktstab mit einem im Innern
desselben untergebrachten exzentrischen Gewicht ersichtlich.
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Abb. 5 und 6 zeigen außermittig gelagerte Kontaktstäbe mit im Innern
angebrachten Federn und Abb. 7 einen außermittig gelagerten dreiseitigen Kontaktstab.
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In Abb. i ist h das Stromabnehmergestell, welches bei l an der Fahrzeugdecke
oder am Kopfgelenk eintes Scherenstromabnehanergesbelles angielenkt ist. a ist der
Kontaktstab, der bei o am Stromabnehm;ergestell h drehbar gelagert ist.
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v ist der Fahrdraht, und i bezeichnet die Fahrtrichtung.
Die das Gestell k und das Kontaktstück a gegen den Fahrdraht drückenden Federn sind
nicht dargestellt.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, besteht der Kontaktstab aus einem dünnwandigen,
flachen Blechhohlkörper, der zwei miteinander parallele Arbeitsflächen a, und a2
aufweist, die einerseits durch,die Schmiernuten d und andererseits durch die bogenförmig
gebogenen Teile a3 und ä4 der Rohrwandung versteift sind.
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Wenn beim Abheben des Stromabnehmers vom Fahrdrahte in die mit gebrochenen
Linien angedeutete Stellung und beim nachträglichen Wiederauflegen des Stromabnehmers
an die Fahrleitung der Schleifbügel umkippt, so daß die Seite a2 mit dem Fahrdraht
in Berührung gelangt, so ist dies belanglos, weil beide Seiten als gleichwertige
Kontaktflächen ausgeführt sind.
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Gemäß Abb. i ist die in der wagerechten Mittelebene z-x liegende Drehachse
o in Bezug auf den Schwerpunkt G außermittig angeordnet.
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Wenn der Stromabnehmer vom Fahrdrahte -in der mit gebrochenen Linien
dargestellten Lage abgehoben wird, so nimmt das Kontaktstück infolge der außermittigen
Lage seines Schwerpunktes eine lotrechte Stellung ein. Wenn das Kontaktstück wieder.
in die Arbeitsstellung gebracht wird, so gelangt die der Drehachse o nähere Kante
zuerst mit dem Fahrdrahte in Berührung. Da die Drehachse o während :des Steigens
eine kreisförmige Bahn beschreibt, wird diejenige Arbeitsfläche des Kontaktstückes
nach oben gekehrt, bei welcher der Schwerpunkt G vor die Drehwelle o zu liegen kommt.
Der Vorteil dieser Einrichtung ist der folgende: Bei den bisher bekannten Ausführungen
mußte die Resultierende R durch die Drehwelle o durchgehen, um das Gleichgewicht
des Kontaktstückes zu sichern, und konnte deshalb die Kontaktfläche a1 nicht im
Mittelpunkt d schneiden. Infolgedessen besaß der Druck an der Vorderkante der Kontaktfläche
seinen Höchstwert und nahm gegen die Hinterkante allmählich ab, wodurch die Vorderkante
einer vorzeitigen Abnutzung unterworfen war.
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Gemäß der oben beschriebenen Einrichtung wird, trotzdem der Kontaktstab
an einem in beiden Fahrtrichtungen unter einem spitzen Winkel zum Fahrdraht gestellten
Stromabnehmergestell benutzt werden kann, leine gleichmäßige Verteilung des Anpressungsdruckes
längs der ganzen Breite der Kontaktfläche erreicht, weil die die außermittige Drehachse
o schneidende Resultierende R durch die Mittelebene y-y, also durch -den Punkt d
der Arbeitsfläche a1 dies Kontaktstückes geht. Es entsteht also infolge der außermittigen
Lagerung ein auf das Kontaktstück wirkendes Drehmoment, welches die jeweilig in
der Fahrtrichtung vorn liegende Kante des Kontaktstabes zu senken trachtet.
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Abb.2 und 3 zeigen Varianten des Querschnittes des Kontaktstabes,
bei denen zwecks Verminderung des Luftwiderstandes die Querschnittshöhe gegen die
Hinterkante abnimmt.
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Die die Vorder- und Hinterkante des Kontaktstabes bildenden Teile
a2 und a4 können aus anderem Stoffe und mit anderer Stärke ausgeführt werden wie
die Arbeitsflächen a, und a2.
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Gemäß Abb. i befindet sich der Schwerpunkt G in der geometrischen
Achse des Kontaktstabes, wobei die Drehachse o außerhalb der geometrischen Achse
liegen muß. Gemäß Abb. q. liegt dagegen die Drehachse o in der geometrischen Achse
des Kontaktstabes, während die Außerachsigkeit des Schwerpunktes G dadurch erreicht
-wird; daß im Innern des Rohres ein besonderes Gewicht g befestigt ist.
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Bei den Ausführungsbeispielen Abb. i bis q. nimmt der Kontaktstab
nach-Abziehen vom Fahrdraht, wie dies Abb. i mit gebrochenen Linien zeigt, .eine
lotrechte Stellung ein und wird dadurch in die richtige Arbeitsstellung gebracht,
daß die Drehachse o beim Steigen des Stromabnelhnergestelles k eine kreisbogenförmige
Bahn beschreibt.
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Da jedoch der Kontaktstab während des Stielgens Schwingungen ausführen
kann, so genügt die Kreisbahn .der Drehachse nicht, um unbedingt die richtige Kontaktseite
dem Fahrdrahte
zuzukehren, weshalb man im Innern des Kontaktstabes
eine Feder r, oder zweckmäßig zwei Federn rl und r2 (Abb. 5) vorsehen kann, die
mit dem einen Ende an die Achse o befestigt sind und mit ihrem anderen Ende gegen
die Wandung des Kontaktstückes drücken. Wenn ein außermittiges Gesicht g entsprechender
Größe im hohlen Kontaktstabe angeordnet ist (Abb.6), so genügt eine einzige Feder
r.,.
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Die Federn r, und r2 der außermittigen Achse des Kontaktstabes sind
derart bemessen, daß der Kontaktstab nach Verlassen des Fahrdrahtes die mit gebrochenen
Linien angedeutete Stellung annimmt, in der seine Längsmittelebene in die Ebene
des Stromabnehmergestelles k fällt.
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In Abb.6 sind an der Arbeitsfläche des Kontaktstabes besondere Schleifstücke
b lösbar befestigt, die an ihren äußeren Rändern c in der mit gebrochenen Linien
angedeuteten Weise abgerundet sind. Die Schleifstücke b können leicht ausgewechselt
werden.
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In Abb.7 ist ein hohler Kontaktstab mit dreieckigem Querschnitt und
mit drei Arbeitsflächen a1, a2, a3 dargestellt. Die zur Aufnahme der Welle
o dienende Bohrung ist außermittig angebracht und kann in einer Walze fliegen, an
,der die die Kontaktflächen bildenden Blechwände mittels Schrauben befestigt sind,
wobei der Schwerpunkt G in der geometrischen Achse liegt.
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In der in Abb.7 dargestellten Lage der Welle o arbeiten die Kontaktflächen
a1 und a3 abwechselnd, je nachdem der Stromabnehmer in der Fahrtrichtung i oder
in entgegengesetzter Richtung läuft. Wird nach Entfernung der Schrauben
1, die Walze so gedreht, daß die Welle o in den durch zwei andere Arbeitsflächen,
z. B. a2 und a3, gebildeten Winkel zu liegen kommt, so werden diese letzteren
je nach der Fahrtrichtung abwechselnd zur Wirkung gelangen. Die Kontaktfläche des
dreiseitigen Stromabnehmers kann aus drei besonderen Teilen g1, g2, g3 bestehen.
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Während die in den vorhergehenden Abbildungen dargestellten Stromabnehmerstäbe
geschlossene, also rohrförmige Hohlkörper bilden, weist der in Abb. 7 dä.rgestellte
mehrteilige Hohlkörper an den Stellen, wo die Schraubenfliegen, Längsschlitze auf,
so daß dieser Hohlkörper offen ist.
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Die bei der in Abb. 7dargestellten Ausführungsform verwendete Gestalteines
dreiseitigen Prismas ist besonders zweckmäßig, da in diesem Falle der Stromabnehmerstab
stets eine gegen die Fahrtrichtung unter einem spitzen Winkel geneigte Fläche aufweist,
auf die der Winddruck in einer derart schiefen. Richtung wirkt, daß stets eine lotrechte
Komponente entsteht, die -den Stromabnehmerstab an die Arbeitsleistung anzudrücken
trachtet. Durch geeignete Wahl der Stelle der Drehachse des Stabes hat man @es,
in .der Hand, dals erforderliche Drehmoment der Resultierenden des Winddruckes zu
erhalten.