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Bisher bekannte Scheren- bzw. Halbscherenstromabnehmer sind an ihren
Scherengelenken mit Wälz-oder Gleitlagem bzw. aber auch mit solchen Lagern ausgerüstet,
bei welchen die Gleitbuchsen in Gummi
eingebettet sind, um unzulässig hohe,
auf das Lager wirkende Druckspitzen zu vermeiden.
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Zur Gruppe der sehr häufig Anwendung findenden Wälzlager ist festzustellen,
daß es sich im Stromabnehmerbau durchwegs um oszillierende Bewegungen handelt, welche
bekanntlich für Wälzlager sehr unangenehm sind, da sich ein und dieselben Rollkörper
immer an den gleichen Stellen ihrer Gleitbahn abwälzen, wodurch es bald zu einer
bleibenden Verformung der Gleitbahnen bzw. der Rollkörper kommt. Allein schon aus
diesen Gründen ist die Verwendung von Wälzlagem im Stromabnehmerbau sehr problematisch.
Zur Gruppe der Gleitlager ist festzustellen, daß auch dieser Lagertyp für die bei
Stromabnehmern auftretende Belastungsart nur beschränkt geeignet ist. Vor allem
sind es die nötige Schmierwartung, die bei einem modernen Stromabnehmer unerwünscht
ist, sowie die zu den normalen Lagerbeanspruchungen hinzukommenden
Stoßüberlagerungen,
welche für ein Abreißen des Schmierfilmes sorgen und somit einen frühzeitigen Verschleiß
bedeuten. Jene Lager, bei welchen die Gleitbuchsen in Gummi eingebettet sind, besitzen
wohl etwas bessere Eigenschaften als starr ausgebildete Gleitlager, doch besteht
auch hier wieder der Nachteil einer unbedingt nötigen Schmiehvartung. Gerade aber
die für solche Lager besonders geeigneten Gummisorten sind gegen Fette und Öle sehr
empfindlich, wodurch sehr häufig durch Zerstörung des Gummis die Lebensdauer solcher
Lager stark beeinträchtigt wird. Diese angeführten Nachteile weitgehend auszuschalten
ist das Ziel der Erfindung.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Scherenstromabnehmer oder Halbscherenstromabnehmer
mit Gummiteile enthaltenden Gelenken. Erfindungsgemäß ist ein solcher Stromabnehmer
so ausgebildet, daß dessen Scheitelgelenk und Kniegelenke, gegebenenfalls sämtliche
Gelenke aus mindestens zwei mechanisch in Serie geschalteten Gummiverdrehungselementen
bestehen, deren Rückstellkraft gegenüber der Hubkraft der Stromabnehmerfedern klein
ist. Um die Beanspruchung der Gummiverdrehungseleinente klein zu halten, ist es
dabei zweckmäßig, wenn in Ausgestaltung der Erfindung die Guminiverdrehungselemente.
in einer Stromabnehmerhöhenlage, welche annähernd dem Mittel zwischen tiefster und
höchster Stromabnehmerlage entspricht, keiner Torsionsverformung unterworfen sind.
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Durch eine solche sinnvolle Verwendung von in Reihe geschalteten Gunirniverdrehungseleinenten
werden die bisher im Stromabnehmerbau üblichen Wälz- bzw. Gleitlager ersetzt. Bei
diesen Gummiverdrehungselementen werden die Winkelverdrehungen der einzelnen Stromabnehmergestängeteile
ausschließlich durch Gummi übernommen, d. h. durch die Formänderung
des Gummis wird die Beweglichkeit der Scherenteile erzielt. Ein Gleiten oder auch
Abwälzen von Lagermaterialien aufeinander, wie es bei Gleit- oder Wälzlagern der
Fall ist, ist hier ausgeschaltet.
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Der Einsatz von solchen Gummiverdrehungseleinenten für die Lagerung
von Stromabnehmerteilen war bisher auf Grund der relativ kleinen zulässigen Verdrehungswinkel,
welche diese Elemente besitzen, unmöglich, da die Verdrehungswinkel der Gestängeteile
zueinander ein Mehrfaches der zulässigen Verdrehungswinkel der Elemente betrug.
Außerdem wachsen die Rückstellmomente der Gununiverdrehungselemente mit zunehmendem
Verdrehungswinkel stark an, so daß dadurch die Federkennlinie des Stromabnehmers
über seine gesamte Steighöhe zu stark beeinflußt würde. Erst die Reihenschaltung
der Guminiverdrehungseleinente, ermöglicht deren Einsatz im Stromabnehmerbau als
Lagerstellen.
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Die Reihenschaltung von Gummiverdrehungselementen zum ausschließlichen
Zwecke der Lagerung einzelner Gelenkteile ist zwar an sich aus der Kraftfahrzeugtechnik
bekannt (deutsche Patentschrift 420 783). Im Stromabnehmerbau dagegen wurden
an Lagerstellen eingesetzte Gummiverdrehungselemente bisher immer zur Erzielung
einer Federwirkung herangezogen (schweizerische Patentschrift 377 879
und
französische Patentschrift 1012 083). Durch den hier vorgeschlagenen
Einsatz von in Reihe geschalteten Guminiverdrehungseleinenten zu reinen Lagerungszwecken
in den Scherengelenken von Stromabnehmern werden besondere Wirkungen erzielt: So
ist durch die Spielfreiheit dieser Lagerung eine wesentliche Verbesserung der Zwangsführung
des gesamten Stromabnehmers möglich. Durch die Eigenschaften der Gummilager ist
eine Dämpfung der im Betrieb auftretenden Schwingungen des Scherengestänges gegeben.
Vor allem nehmen die Gummilager ohne weiteres innerhalb des Stromabnehmergestelles
auftretende Verkantungen auf, die sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage
des Stromabnehmers auf der Lokomotive unvermeidbar sind und bei den bisherigen Stromabnehmerlagerungen
zum vorzeitigen Verschleiß der Lagerstellen führen.
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F i g. 1 der Zeichnung zeigt eine beispielsweise AusfÜhrungsform
eines Scherenstromabnehmers gemäß der Erfindung in Seitenansicht. Mit
1 sind die unteren, mit 2 die oberen Scherenanne bezeichnet. 3
a und 4 a bzw. 3 b und 4 b sind die in Serie geschalteten Guminiverdrehungseleinente.
5 a und 5 b bedeuten ebenfalls zwei in Serie geschaltete
Gummiverdrehungseleinente, welche zusammen das Scheitelgelenk der Schere
bilden. Die Teile 6 bzw. 7 stellen die Verbindung der in Serie geschalteten
Lagerstellen her.
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Die Gununiverdrehungseleinente sind vorzugsweise in der gezeichneten
Stromabnehmerhöhenlage, welche annähernd dem Mittel zwischen höchster und tiefster
Stromabnehmerstellung entspricht, keiner Torsionsverformung unterworfen. In dieser
Scherenstellung werden hierzu die Gummiverdrehungselemente gemäß F i g. 2
durch eine Spannschraube f mit dem zusammenarbeitenden Gelenkteil fixiert.
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Das Gummiverdrehungselement, bestehend aus der Innenhülse a, dem Gummi
b und der Außenhülse c, ist in die Lagerhülse d, welche am Ende jedes Seherenarmes
aufgeschweißt ist, verdrehungssicher eingepreßt. Mit Hilfe der Spannschraube f wird
das U-Stück e so an die Bundflächen der Innenhülse a angepreßt, daß diese verdrehsicher
eingespannt ist. Der zwischen Innenhülse a und Außenhülse c einvulkanisierte oder
auch eingepreßte Gummi b Über-nimm alle auftretenden Verformungskräfte.
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Durch diese Art der Fixierung der Guminiverdrehungselemente ist es
möglich, den gesamten Ausschwenkwinkel
eines Stromabnehmers, der
im allgemeinen max. 1200 beträgt, belastungsmäßig für die Gummilager in vier Teilwinkel
aufzutrennen, wobei jedes der in Serie geschalteten Gummiverdrehungselemente lediglich
einen Verdrehungswinkel von etwa 30' zu übernehmen hat. Es ist nach der Erfindung
natürlich nicht notwendig, daß, wie in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt,
die Gelenkpunkte 3 b und 4 b
übereinander liegen, sondern
es kann vielmehr zweckmäßig sein, daß man diese Gelenkpunkte in an sich bekannter
Weise nebeneinander legt, wobei dann die in Serie geschalteten Gummiverdrehungselemente
eine gemeinsame Achse besitzen. Auch die in den Scheitelpunkten der Schere vorgesehenen,
in Serie geschalteten Gummiverdrehungselemente können in gleicher Weise auf gemeinsamer
Achse nebeneinanderliegend angeordnet sein. Ebenso können auch die übrigen Lagerstellen
einer Schere oder Halbschere durch in Serie geschaltete Guminiverdrehungselemente
ersetzt werden, unabhängig von deren konstruktiver Anordnung, also unabhängig davon,
ob die in Serie geschalteten Gummiverdrehungselemente auf einer gemeinsamen Achse
nebeneinander liegen oder ob diese Lager, wie in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt,
je eine getrennte Achse besitzen.