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Pantographellstromabnehmer.
Die Einrichtungen, die zum Bewegen von Stromabnehmern dienen, müssen derart beschaffen sein, dass sie den Stromabnehmer auch bei grösster Fahrtgeschwindigkeit mit dem erwünschten gleichmässigen Druck gegen die Oberleitung drücken können. Der Hauptfehler der bekannten Pantographeneinrichtungen besteht darin, dass sie nur mit sehr grossem Gewicht gebaut werden können und dass in den Gelenken ihres Gestänges grosse Kräfte auftreten, so dass, wenn auch teuere Kugellager in die Gelenke der Gestänge zwecks Vermeidung der Reibung eingebaut werden, sie wegen der grossen Masse den Stromabnehmer doch nicht mit gleichmässigem Druck gegen die Oberleitung drücken können, wenn die aus der Schwankung der Höhe der Oberleitung, aus der Wagenfederung,
aus der Unebenheit der Bahn oder aus andern Gründen sich ergebenden Beschleunigungen von vertikaler Richtung gegen sie einwirken.
Gemäss der Erfindung werden durch eine eigenartige Federanordnung die Beanspruchung der Pantographenstangen und die in den Gelenken auftretenden Kräfte auf ein Mindestmass herabgesetzt, so dass der Einbau von Kugellagern überflüssig wird und durch Verwendung von aus leichtem Material angefertigten Rohren das Gewicht des Pantographenrahmens noch weiter verringert werden kann.
Zwei verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig. 1 und 3 in der Seitenansicht, in Fig. 2 in gemeinsamer Vorderansicht veranschaulicht,"Fig. 4 zeigt die Kräfteverteilung bei einem bekannten und Fig. 5 die Kräfteverteilung beim erfindungsgemässen Pantographenrahmen.
Gemäss Fig. 1 ist der Kipprahmen a auf dem oberen Gestänge c des Pantographen auf der in
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Arm d der Welle t befestigt. Der Stromabnehmer kann auf der oberen horizontalen Seite des Rahmens a angeordnet werden. Die kleinen Schwankungen der Oberleitung verursachen das Kippen des Rahmens a, während die grösseren Schwankungen das Auf-und Abbewegen des aus den Seiten c und f bestehenden, unter der Einwirkung der erfindungsgemäss angeordneten Federn re und r-stehenden Pantographen verursachen. Nachdem die Feder re, die Seite e und der Arm d ein Dreieck bilden und ebenso auch die Seite f, der Arm g und die Feder r, wird in den Seiten e und f nur eine Druckbelastung vorhanden sein.
Da die Federn r,. bzw. 'E am oder nahe dem Gelenkkopf der Stangen angreifen, können sie die Stangen nicht auf Biegung beanspruchen, wie es bei bekannten Pantographen der Fall ist, bei denen Befestigungfedern für den Kipprahmen nicht im Gelenkpunkt, sondern an irgendeiner andern Stelle der Stangen angreifen.
Die Federn 1'c können mittels ihrer Spannschlösser e so eingestellt werden, dass durch die Gelenke D nur Belastungen in vertikaler Richtung, das sind vor allem das Gewicht der oberhalb von D liegenden Rahmenteile und der Druck der Fahrtleitung, auf die unteren Rahmenteile übertragen werden, während bei den bisher verwendeten Pantographen alle auf das Gelenk wirkenden Kräfte, also auch waagrecht gerichtete, auch die unteren Rahmenstangen beanspruchten.
Aus den Kräfteplänen in der Zeichnung sind diese Verhältnisse deutlich zu erkennen.
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Es <SEP> bedeutet <SEP> : <SEP> P <SEP> r= <SEP> Anpressungsdruck <SEP> der <SEP> Oberleitung,
<tb> Gl <SEP> = <SEP> die <SEP> Summe <SEP> der <SEP> im <SEP> Gelenk <SEP> A <SEP> auftretenden <SEP> Gewiehtsbelastungen,
<tb> GD <SEP> = <SEP> Eigengewicht <SEP> des <SEP> Gelenkes <SEP> D,
<tb> Pe <SEP> = <SEP> Summe <SEP> der <SEP> durch <SEP> eine <SEP> Stange <SEP> c <SEP> übertragenen <SEP> Kräfte,
<tb> R <SEP> = <SEP> Resultierende <SEP> in <SEP> D,
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<tb> RL=Reaktionskraft <SEP> im <SEP> Gelenk <SEP> D,
<tb> F'= <SEP> Federkraft <SEP> im <SEP> Gelenk <SEP> C,
<tb> F <SEP> = <SEP> Federkraft <SEP> im <SEP> Gelenk <SEP> D.
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werden.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass im Gelenk D eine schräg gerichtete Reaktionskraft RI, auftreten muss, um der Resultierenden aus P, und G ! J das Gleichgewicht zu halten, deren lotreehte Komponente
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werden. Es ergibt sich hiebei die Kräfteverteilung nach Fig. 5.
Die waagrechten Komponenten Feder im Punkte C angreifenden Federkräfte F'der Federn 1', heben einander auf, während deren lotrechte Komponenten F'V den Druck auf A vergrössert. Dementsprechend wird auch die lotrechte Komponente der im Punkte D wirkenden Kräfte (P"Gl,) um den
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Sie muss daher, gleiche Belastungen vorausgesetzt, bei Pantographen mit abgefederten oberen Rahmen- seiten immer kleiner sein als beim gewöhnlichen Pantographen ; auch die Biegungsbeanspruehung der unteren Rahmenstangen l'durch die Reaktionslraft RD ist bei der erfindungsgemässen Anordnung
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waagrechte Komponente der Federkraft, desto schwächer kann die Feder dimensioniert werden.
Um die Biegungsbelastungen der unteren Rahmenstangen f weiter zu vermindern, können nach Fig. 3 die Gelenkpunkte. E, zwischen denen die Feder tE liegt, durch mittels der spannschlösser e in ihrer Länge verstellbare Seile mit je einem Gelenk D verbunden werden ; in diesem Falle muss der Arm g, der um das Gelenk G frei drehbar ist, alle Bewegungen von l'mitmachen.
Zur Erreichung des gleichen Zweckes kann je eine Feder rE, die entsprechend kleiner dimensioniert wird, je zwischen die Ge'enke D und. E verlegt werden, wobei die Gelenke E durch ein ebenfalls mit einem Spannsehloss e versehenes Seil h miteinander verbunden werden (Fig. 1) ; der Arm g nimmt dann an der Bewegung der Stangen l'nicht teil.
Die Rahmenstangen f können entweder durch die Scheiben j und die biegsame Verbindung t (Fig. 1) oder durch die Arme j'und die Stange z :' (Fig. 3) miteinander gekuppelt werden.
Die Lager k werden bei jeder Ausführungsform am Wagendach oder an einer besonderen Halteeinrichtung befestigt.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 sind zwei kippbare Rahmen a1 und a2 am Pantographen vorgesehen. Die Kipprahmen a1, a2 sind mit Fortsätzen q1, q2 versehen, deren Enden gegen die Seiten e des Pantographen reichen, zu dem Zweck, damit beim Hinunterlassen des Pantographen-in Tunnels od. dgl. - die sich horizontal legenden Seiten c auch den Rahmen a, niederlegen, damit das Schleif- stuck in genügende Entfernung von der Oberleitung kommt. Das Versteifen der Seitenebenen des Pantographen kann durch Kreuzbindungen l erfolgen (Fig. 2).
Aus den obigen Ausführungen geht hervor, dass in den Stangen des Pantographenrahmens geringere Beanspruchungen auftreten, weshalb die Stangen schwächer dimensioniert werden können und ihr Gewicht noch durch Verwendung von Rohren aus leichtem Metall weiter verringert werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Pantographenstromabnehmer, dadurch gekennzeichnet, dass in oder nahe den gemeinsamen Gelen1. -punkten (D) der oberen und unteren Rahmenstangen je mindestens eine Feder (1'..) angreift, deren andere Enden miteinander verbunden sind, wobei diese Verbindungspunkte (C) in konstantem, lotrechtem Abstand von den zugehörigen gemeinsamen Gelenken (A) der oberen Rahmenstangen gehalten werden.