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Halbscheren-Stromabnehmer Die Anordnung betrifft einen aus einem Scherenunterarm
und zwei Scherenoberarmen bestehenden, durch die Kraft eines Federkraftspeichers
an eine Fahrleitung angepreßten Halbscheren-Stromabnehmer für elektrische Triebfahrzeuge,
dessen gelenkig miteinander verbundene Scherenarme zwangläufig stets in entgegengesetzt
gleicher Neigung zur Waagerechten geführt sind.
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Es sind bereits Gelenkstromabnehmer bekannt, die keine zusätzlichen
Gestänge aufweisen und bei denen zwei gelenkig miteinander verbundenen Stangen unter
der Wirkung einer Zugfeder, die auf das Oberteil und einer Druckfeder, die auf das
Unterteil wirkt, vorgesehen sind, und bei denen sich bei Höhenveränderungen der
Stromabnehmerrollen die Winkel des oberen Teiles und des unteren Teiles des Stromabnehmers
zur Waagerechten etwa um gleiche Beträge ändern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Bauhöhe solcher auf dem Dach
von Triebfahrzeugen aufgebauten Stromabnehmern so weit zu verringern, daß im abgesenkten
Zustand das obere und das untere Teil in einer Ebene liegen und bei hohen Geschwindigkeiten
eine einwandfreie Kontaktgabe zwischen dem Schleifstück des Stromabnehmers und dem
Fahrdraht gewährleistet ist, und zu verhindern, daß Staub und Feuchtigkeit in die
Getriebeteile des Stromabnehmers gelangen können. Eine niedrige Bauhöhe des Stromabnehmers
ist vor allem bei Triebfahrzeugen, die in Tunnels, z. B. von Stadtschnellbahnen
verkehren sollen, von großer Bedeutung.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Führung der
Scherenarme ein Kettentrieb dient, dessen Kette einerseits auf einem Kettenrad kämmt,
das auf einer mit den Lagerböcken fest verbundenen nicht drehbaren Welle aufgekeilt
ist, und dessen Kette andererseits mit einem Kettenrad kämmt, das auf- einer mit
den oberen Scherenarmen fest verbundenen Welle verkeilt ist, die in Lagern des unteren
Scherenarmes drehbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Stromabnehmers gemäß der Erfindung ist
in den F i g. 1 und 2 dargestellt. In den F i g. ist mit 1 der T-förmig ausgebildete
untere Scherenarm bezeichnet. Mit 2 ist die Grundplatte, die isoliert auf dem Dach
des Triebfahrzeuges befestigt sein kann, mit 3 sind die beiden Lagerböcke und mit
4 ist die mit den Lagerböcken, z. B. durch eine Verkeilung fest verbundene Achse
bezeichnet. Um die Achse 4 ist der untere, als Hohlkörper ausgebildete Scherenarm
1 schwenkbar angeordnet. Mit 5 ist der obere Scherenarm bezeichnet. Er ist im Ausführungsbeispiel
gabelförmig aus zwei Rohren aufgebaut. Er kann aber auch anders ausgebildet sein.
Mit 6 ist das schwenkbar am oberen Scherenarm 5 angeordnete Schleifstück bezeichnet,
das in bekannter Weise mittels einer Wippe am oberen Scherenarm 5 befestigt ist.
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In Bohrungen 10 des oberen Scherenarmes 5 ist die Welle 7 eingesteckt
und verstiftet, so daß eine Drehung der Welle 7 eine Schwenkung des oberen Scherenarmes
5 ergibt, wobei die Höhenlage des Schleifstückes 6 verändert wird. Die Welle 7 ist
in Lagern 8 des als Hohlkörper ausgebildeten unteren Scherenarmes 1 drehbar gelagert.
Auf der Welle 7 ist ein Kettenrad 9 fest verkeilt, so daß bei einer Drehung des
Kettenrades 9 der obere Scherenarm um die Achse der Welle 7 verschwenkt wird.
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Auf der fest, nicht drehbar in den Lagerböcken 3 angeordneten Welle
4. ist ein Kettenrad 11 verkeilt, also ebenfalls nicht drehbar angeordnet. Die Lagerböcke
3 sind mit der Grundplatte 2 fest verbunden. Auf das Kettenrad 11 ist die Kette
12 aufgelegt.
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Im Ausführungsbeispiel sind als Federkraftspeicher zwei symmetrisch
zur Mittelachse des Triebfahrzeuges angeordnete Schraubenfedern 13 konzentrisch
zu der fest mit den Lagerböcken verbundenen Achse 4 angeordnet. Jeweils das eine
Ende der Schraubenfedern 13 ist mit dem als Hohlkörper ausgebildeten unteren Scherenarm
1 verbunden und das andere Ende in einer Bohrung des Kettenrades 11
fixiert.
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Die Schraubenfedern 13 sind bei abgesenktem Stromabnehmer gespannt
und damit bestrebt, den unteren Scherenarm 1 nach oben zu bewegen. Da das Kettenrad
11 aber fest über die Welle 4 mit den Lagerböcken 3 verbunden ist, kann eine solche
Bewegung nach oben nur stattfinden, wenn die Kette 12 sich auf dem Kettenrad 11
abrollt. Bei einer Bewegung des unteren Scherenarmes nach oben findet also eine
Bewegung des Kettentriebes statt, und zwar
bewegt sich das untere
Trum der Kette nach unten, so daß das Kettenrad 9 und damit die Welle 7 eine Drehung
entgegen dem Uhrzeigersinn durchführen. Somit wird der mit der Welle 7 verbundene
obere Scherenarm 5 nach oben geschwenkt.
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Je nach dem Übersetzungsverhältnis der beiden Kettenräder
9 und 11, also dem Verhältnis ihrer Zähnezahlen bzw. ihrer Teilkreisdurchmesser
erfolgt eine mehr oder weniger große Drehung des oberen Scherenarmes 5 relativ zum
unteren Scherenarm. Wenn der Winkel zwischen den beiden Scherenarmen 5 und 1 immer
gerade doppelt so groß ist, wie der Winkel des unteren Scherenarmes 1 zur Horizontalen,
ist auch der Winkel des oberen Scherenarmes 5 gegenüber der Horizontalen genauso
groß, wie der Winkel des unteren Scherenarmes 1 gegenüber der Horizontalen.
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Bei einem übersetzungsverhältnis der beiden Kettenräder
11 und 9 von 2 : 1 ergeben sich dann stets gleiche Winkel des unteren und
des oberen Scherenarmes zur Horizontalen. Der obere Scherenarm ist in einer solchen
Weise gabelförmig ausgebildet, daß es bei einer Absenkung des Stromabnehmers in
die unterste Lage in dem Raum zwischen dem gabelförmig ausgebildeten Gestänge und
dem Schleifstück den zwischen den Lagerböcken 3 und den aus den Teilen 4, 11, 12
und 13 bestehenden Antriebsmechanismus einschließt. Auf diese Weise ist es möglich,
eine Absenkung des Stromabnehmers bis in eine Lage vorzunehmen, in der sowohl der
untere als auch der obere Scherenarm eine horizontale Lage einnehmen. Durch diese
Anordnung ergibt sich für den Stromabnehmer gemäß der Erfindung eine außerordentlich
niedrige Bauhöhe.
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Bei der Absenkung des Stromabnehmers werden die entweder von der schwankenden
Fahrleitungshöhe hervorgerufenen dynamischen Kräfte oder die beim Abziehen des Stromabnehmers
von der Fahrleitung entstehenden Kräfte als Drehmoment auf die Welle 7
übertragen.
Damit dreht sich auch das Kettenrad 9,
und die Kette 12 kommt in Bewegung,
wobei sich die Kette über das feststehende Kettenrad 11 abwälzt, so daß eine Abwärtsbewegung
des unteren Scherenarmes gegen die Kraft der Schraubenfedern 13 erfolgt.
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Zur Verstärkung der Federkraft der Schraubenfedern 13 können parallel
zu diesen Federn weitere konzentrisch zu diesen liegende gleichartige Federn kleineren
oder größeren Durchmessers hinzugefügt werden.
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Zur Erzielung eines gleichbleibenden Anpreßdruckes des Schleifstückes
6 an den Fahrdraht können die Kettenräder 9 und 11 auch exzentrisch auf den Wellen
7 bzw. 4 angeordnet sein.
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Gegenüber den bekannten Stromabnehmern weist der Stromabnehmer gemäß
der Erfindung wesentliche Vorteile auf. Von größter Bedeutung ist die geringe Bauhöhe
zu nennen, so daß sich bei der Anlage von in Tunnels verkehrenden Schnellbahnen,
die mit Triebfahrzeugen mit auf dem Dach angeordneten Stromabnehmern betrieben werden,
erhebliche Einsparungen in den Baukosten erzielen lassen, da durch die erfindungsgemäße
Stromabnehmerbauart die erforderliche Tunnelhöhe verkleinert werden kann. Weiterhin
sind bei dieser Stromabnehmerbauart der die Bewegung der beiden Scherenarme hervorrufende
Federkraftspeicher und die die Bewegung vermittelnden Glieder abgeschlossen im unteren
Scherenarm angeordnet, so daß keine Verschmutzung oder im Winter eine Vereisung
der krafterzeugenden und der kräfteweiterleitenden Teile eintreten kann. Hierdurch
ergibt sich eine Erhöhung der Betriebssicherheit, und die Unterhaltungskosten können
gesenkt werden. Schließlich ergibt sich dadurch, daß die genannten Teile unsichtbar
im unteren Scherenarm eingeschlossen sind, ein gefälliges Aussehen des Stromabnehmers,
was die werbende Wirkung eines modernen Triebfahrzeuges auf den Fahrgast erhöht.