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Zwillingsschleifstück für Stromabnehmer elektrischer Triebfahrzeuge
Das Patent Nr. 197865 betrifft ein Zwillingsschleifstück für Stromabnehmer von elektrischen Fahrdraht-Triebfahrzeugen. Das Schleifstück besteht aus zwei Einzelschleifstücken, die an durch eine Federkupplung miteinander verbundenen Schwenkhebeln angeordnet sind. Bei dieser Anordnung arbeitet jedes Schleifstück im wesentlichen selbständig, indem sein doppelarmiger Schwenkhebel Bewegungen um den gemeinsamen Drehpunkt ausführt. Dabei wird durch die Kupplungsfeder zwischen den beiden Schwenkhebeln erreicht, dass jede Bewegung eines Schleifstückes bzw. seines Schwenkhebels eine durch die Kupplungsfeder übertragene entsprechende Bewegung des andern Schwenkhebels bzw. Schleifstückes auslöst.
Von Vorteil ist, dass jedes Schleifstück eine kleine Masse hat und daher sehr schnelle Auf- und Abbewegungenmachenkann. Weil jeder Schwenkhebel in dem Winkelbereich von 0 bis 42 zur Waagrechten arbeitet, hat das entsprechende Schleifstück ausserdem eine grössere Schwingungsamplitude in lotrechter Richtung. Durch diese Bauform können die dynamischen Verhältnisse auch bei alten Fahrleitungen und hohen Fahrgeschwindigkeiten beherrscht werden.
Allerdings hat dieses Schleifstück eine labile Lage, als Ganzes betrachtet, hinsichtlich der gemeinsamen Drehachse der beiden Schwenkhebel. Dies hat zur Folge, dass bei abgezogenem Stromabnehmer das Zwillingsschleifstück entweder auf die vordere oder die hintere Seite des Scherenstromabnehmers kippt. Auch schon bei der Fahrt können die Windeinflüsse - wenn nicht eine genaue Kompensierung der Windkräfte vorgesehen ist-bewirken, dass sich das Zwillingsschleifstück entgegen der Fahrtrichtung schief stellt. Dadurch ergeben sich bei beiden Schleifstücken verschiedene Bügeldrücke.
Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Zwillingsschleifstückes nach dem Stammpatent, das aus Einzelschleifstücken besteht, die an durch eine Kupplungsfeder miteinander verbundenen Schwenkhebeln angeordnet sind, wobei die die Schleifstücke tragenden Schwenkhebel um den oberen Bolzen eines Scherenstromabnehmers bzw. um den Bolzen einer Wippe drehbar ge- lagert sind. Erfindungsgemäss sind die Schwenkhebel ausserdem noch durch je eine Wippenfeder belastet, deren Längsachse bei der höchsten Stellung der Schleifstücke etwa parallel zur Mittellinie der Schwenkhebel liegt.
Anschläge, die sich an den Schwenkhebeln oberhalb ihres Drehpunktes befinden, begrenzen den Schleifstückhub nach oben so, dass die Schwenkhebel zwischen der tiefsten und der höchsten Lage der Schleifstücke mit der Waagrechten einen Winkel von etwa 0 bis 450 bilden. Zur Versteifung des Zwillingsschleifstückes quer zur Fahrtrichtung befinden sich Rohre sowohl zwischen dem linken und rechten Drehpunkt der Schwenkhebel als auch zwischen den unteren Enden der zueinandergehörenden Schwenkhebel. Ein Ausführungsbeispiel für ein Zwillingsschleifstück nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 die Bauform des Zwillingsschleifstückes, während an Hand der Fig. 2 die Kräfteverhältnisse erläutert werden.
Das Zwillingsschleifstück nach Fig. 1 besteht aus den beiden doppelarmigen Schwenkhebeln 1 und 2, die um die gemeinsame Achse 3 drehbar sind. Die Achse 3 befindet sich entweder am oberen Gelenk eines nicht dargestellten Scherenstromabnehmers oder am oberen Gelenk seiner Wippe. An den Schwenkhebeln 1 und 2 sind Anschläge 4 und 5 angebracht. An den oberen Enden der doppelarmigen Schwenkhebel und 2 befinden sich Drehpunkte 6 bzw. 7 für die Schleifstücke 8 bzw. 9. Die beiden unteren Enden der Schwenkhebel 1 und 2 sind durch eine Kupplungsfeder 10 miteinander verbunden. Ausserdem greift an jedem Schwenkhebel bzw. 2 eine Wippenfeder 11 bzw. 12 an, deren oberes Ende mit einer geeigneten Öse versehen ist.
Das untere Ende jeder Wippenfeder 11 bzw. 12 ist in die Schere des Stromabnehmers eingehängt.
Für die Ösen der Wippenfedern dienen zum Einhängen entweder die Bolzen 13 bzw. 14 an den Schwenkhebeln 1 bzw. 2 oder Ansatzstücke 15 bzw. 16 mit mehreren Löchern, die es gestatten, den Angriffspunkt der Wippenfedern 11 und 12 auch etwas ausserhalb der Mittellinie der Schwenkhebel zu legen.
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Durch diese Anordnung wird dem Zwillingsschleifstück eine stabile Lage gegeben, die es auch bei abgezogenem Stromabnehmer beibehält. Ferner wird erreicht, dass jedes Schleifstück 8 bzw. 9 bei der Abwärtsbewegung eine steigende, bei der Aufwärtsbewegung jedoch eine sinkende Federbelastung erhält. Dies bedeutet, dass der Druck des Schleifstückes gegen den Fahrdraht bei der Abwärtsbewegung stärker wird, so dass Stösse von der Fahrleitung aus weich aufgenom- men werdenkönnen.
Wenn die Kupplungsfeder C so bemessen wird, dass die Schleifstücke 8 und 9 mit dem normalen statischen Bügeldruck in der mittleren Arbeitslage liegen, kann jedes Schleifstück einer plötzlichen Höhenänderung des Fahrdrahtes folgen, so dass auch Streckentrenner mit grösserer Masse so befahren werden können, dass der Kontakt zwischen Schleifstück und Fahrdraht nicht unterbrochen wird.
Bei der im Stammpatent beschriebenen Anordnung arbeitet jedes Schleifstück im wesentlichen selbständig, wodurch keine Gewähr dafür gegeben ist, dass beide Schleifstücke ständig am Fahrdraht anliegen. Bei der Weiterbildung der Erfindung ist durch die zusätzliche Anbringung der Wippenfedern 11 und 12 sichergestellt, dass sich die beiden Schwenkhebel 1 und 2 in ihren Bewegungen gegenseitig beeinflussen. Hiedurch wird erreicht, dass jedes Schleifstück immer gegen den Fahrdraht gedrückt wird. Ein Abspringen eines Schleifstückes ist daher nahezu ausgeschlossen. Die Anordnung hat weiter den grossen Vorteil, dass die beiden Schleifstücke unabhängig von der Lage der Drehachse 3 gegenüber dem Fahrdraht bzw. dem Triebfahrzeug sind. Die Masse des Stromabnehmers und die Massen der Schleifstücke sind daher nahezu unabhängig voneinander.
In Fig. 2 ist das Zwillingsschleifstück mit den Schwenkhebeln 1 und 2 schematisch dargestellt.
Diese tragen an ihren oberen Enden die Schleifstücke 8 bzw. 9 und sind an den unteren Enden durch die Kupplungsfeder 10 miteinander verbunden. An jedem Schwenkhebel ist das Ansatzstück 15 bzw. 16 erkennbar, an dem die Wippenfeder 11 bzw. 12 angreift. Die unteren Enden der beiden Wippenfedern sind, wie schon gesagt, an der Stromabnehmerschere eingehängt.
In Fig. 2 ist unten links bzw. rechts das Federdiagramm eingezeichnet, u. zw. die Kennlinie pro der Kupplungsfeder 10, ferner die Kennlinien Pu der linken Wippenfeder 11 bzw. P12 der rechten Wippenfeder 12 und schliesslich die resultierenden Kennlinien Pr. In der Mitte von Fig. 2 unten ist in Abhängigkeit von der Federkraft der halbe Hub der Kupplungsfeder 10 dargestellt.
Aus der Fig. 2 ergibt sich, dass an dem Schleifstückdruck gegen den Fahrdraht sowohl die Kupplungsfeder 10 als auch die Wippenfedern 11 und 12 beteiligt sind. Die Summe der beiden Kräfte ergibt den Bügeldruck des Schleifstückes gegen den Fahrdraht. Da der statische Bügeldruck für beide Schleifstücke zusammen 6 kg und für ein Schleifstück 3 kg beträgt, ergibt sich, dass das Schleifstück beim Anliegen mit dem statischen Bügeldruck schon einen Hub von 2 bis 3 cm abwärts gemacht hat. Beim Hochschnellen des Fahrdrahtes kann daher jedes Schleifstück um diesen Hub von 2 bis 3 cm folgen. Die Federn können aber auch so bemessen werden, dass andere Hübe entstehen. Aus Fig. 2 geht weiter hervor, dass bei 9 cm Hub jedes Schleifstück mit etwa 8 kg gegen den Fahrdraht drückt, beide Schleifstücke also zusammen einen Druck von 16 kg gegen den Fahrdraht erzeugen.
Es lässt sich nachrechnen, dass bei höheren Geschwindigkeiten und bei Stromabnehmern mit grösserer Masse Bügeldrücke dieser Grössenordnung entstehen können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zwillingsschleifstück für Stromabnehmer von elektrischen Fahrdraht-Triebfahrzeugen, das aus Einzelschleifstücken besteht, die an durch eine Kupplungsfeder miteinander verbundenen Schwenkhebeln angeordnet sind, wobei die die Schleifstücke tragenden Schwenkhebel um den oberen Bolzen eines Scherenstromabnehmers bzw. um den Bolzen einer Wippe drehbar gelagert sind nach Patent Nr. 197865, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel durch je eine Wippenfeder (11, 12) belastet sind, deren Längsachse bei der höchsten Stellung der Schleifstücke etwa parallel zur Mittellinie der Schwenkhebel liegt.