DE2450016A1 - Stromrueckleitvorrichtung fuer elektrische schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Es wird die Priorität der Patentanmeldung Nr. 73 38404 vom 23. Oktober 1973 in Frankreich in Anspruch genommen.

Stromrückleitvorrichtung für elektrische Schienenfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromrückleitvorrichtung für Achsen von elektrisch betriebenen Schienenfahrzeugen mit außerhalb der Räder liegender Laufbüchse, in der die Achse längsverschieblich gelagert ist,und mit einer an einer von der Achse unabhängigen Lagerung drehbar angeordneten Scheibe, zwischen welcher und der Achse federnde Verbindungsmittel für den Gleichlauf eingesetzt sind, sowie mit einem mit der Lagerung der Scheibe fest verbundenen Bürstenhalter, in dem ein oder mehrere auf der Scheibe aufliegende Bürsten angeordnet sind.

Solche Stromrückleitvorrichtungen sind notwendig, um zu veündern, daß der Motorenstrom über die Achslager zum Gleis zurückgelangt.

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Deshalb umfassen im allgemeinen diese Vorrichtungen zumindest eine Bürste, die auf der mit der betreffenden Achse verbundenen Scheibe schleift.

Bei einem Schienenfahrzeug mit innerhalb der Räder liegenden Laufbüchsen kann der eigentliche Bürstenhalter praktisch nicht an der nächstgelegenen Laufbüchse angebracht werden, er ist daher an dem über das Rad hinausragenden Untergestell anzuordnen, wobei sich die Drehachse der Bürstenscheibe in Bezug auf den Bürstenhalter mit komplizierten Flatterbewegungen insbesondere in lotrechter Richtung und in Querrichtung sowie um eine Längsachse drehend bewegt.

Um die von solchen Relativbewegungen verursachten Nachteile zu vermeiden, ist es bereits aus der auf die Anmelderin zurückgehenden französischen Patentschrift 1 594 731 bekannt, die Bürstenscheibe in einer mit dem Bürstenhalter fest verbundenen Lagerung anzubringen, wobei sie andererseits mit der Achse über gleitende oder federnde, ihren Gleichlauf mit dieser sicherstellende Mittel verbunden wird und weitere Mittel vorgesehen sind, um den Stromübergang zwischen der Scheibe und der Achse zu ermöglichen.

Die Erfindung bezieht sich dagegen auf solche Schienenfahrzeuge mit außerhalb der Räder angeordneten Laufbüchsen, in denen die Achsen ein gewisses Spiel in Längsrichtung haben, wobei dann gegebenenfalls der Längsverschieblichkeit der Achsen entgegen-_ ^

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wirkende federnde Rückziehvorrichtungen vorgesehen sind. In diesem Fall scheint lediglich das Problem vereinfacht, da der Bürstenhalter an der angrenzenden Laufbüchse angebracht werden kann, wodurch alle sich aus der Aushängung ergebenden Flatterbewegungen behoben werden. Man kann somit die Scheibe auf der Achse befestigen und sich auf das Gleiten der Bürste in ihrer Führung zum Ausgleich der Längsbewegungen der Achse verlassen. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß einerseits die bei diesen Bewegungen einsetzenden Beschleunigungen so erheblich sind, z.B. beim Durchfahren von Weichen oder bei der Einfahrt in Kurven, daß zur Vermeidung des Rückspringens der Bürste von der Scheibe übertrieben starke Andrückkräfte mit vorzeitiger Abnützungswirkung aufgebracht werden müssen, während andererseits die Bürsten einem ständigen Wechselspiel auf ihrer Gleitfläche unterworfen sind, was einen raschen Verschleiß der Bürste und der Gleitfläche herbeiführt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfache und raumsparende Vorrichtung zu schaffen, die ohne die verschiedenen Arten von Flatterbewegungen zwischen der Achse und dem Bürstenhalter aufzuheben, arbeitet, sich aber vollkommen den Längsverschiebungen der Achse anpaßt und sich somit für Achsen mit außerhalb der Räder liegenden Achsbuchsen eignet, um einen wesentlichen Freiheitsgrad in Längsrichtung zuzulassen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Stromrückleitvorrichtung dadurch gelöst, daß die Lagerung der Scheibe an der

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jeweiligen Laufbüchse befestigt ist und die federnden Verbindungsmittel für den Gleichlauf der Scheibe mit der Achse aus einer diametral angeordneten Blattfeder mit in radialer Richtung zurückgebogenen Enden bestehen, deren mittlerer Teil an einem dieser beiden Teile befestigt ist, während ihre um-etwa 180° zurückgebogenen Enden am jeweils anderen Teil befestigt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Enden der Blattfeder an einer Platte befestigt, die an dem Achsende mittels einiger der Schrauben festgemacht ist, welche an der Achse zur Befestigung der der LängsverschiebIichkeit entgegenwirkenden elastischen Vorrichtungen vorgesehen sind, um die Achse jeweils in eine mittlere Lage zurückzuführen. Die Köpfe der üblgen Befestigungsschrauben für diese Rückstellvorrichtung sind einfach in Durchgangslöchern dieser Platte angeordnet. Vorteilhaft ist der mittlere Teil der Blattfeder in einer auch ihrerseits an der Scheibe befestigten Spannvorrichtung festgehalten. Die Zentrierung kann durch einen Zapfen eines Organs erfolgen, das unter Zwang in eine mittlere Bohrung der Spannvorrichtung eingeseztt ist und einen elektrisch isolierten, überstehenden Kopf mit eingearbeiteten) Schlitz aufweist, der ein Anschlußstück zum schraubenzieherartigen Einsetzen einer biegsamen Welle bildet, die anderersets mit einem Tachometer oder einem anderen Gerät verbunden ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Stromrückleitvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 in gesprengter, perspektivischer Darstellung die Kupplungsteile zwischen der Achse und der damit umlaufenden Scheibe und

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine Einzelheit, die eine der Befestigungsschrauben des die Blattfeder tragenden Tellers am Achsende betrifft.

In Fig. 1 ist eines der Enden 1 einer der Achsen einer elektrischen Lokomotive mit an der Außenseite der Räder angeordneten Laufbüchsen wiedergegeben. Mit 2 ist die Hauptwand der entsprechenden Laufbüchse bezeichnet. Die Achse ist dort drehbar in einem Lager mit Rollen 3 angeordnet, die zwangsläufig in Längsrichtung durch einen gekröpften Außenring 4 geführt werden und andererseits auf einem glatten zylindrischen Innenring 5 abrollen, auf dem sie sich frei abwälzen können. Die Achse ist somit in ihrer Längsrichtung beweglich,es sind jedoch federnde Vorrichtungen zu ihrer Rückrührung in ihre.Mittellage vorgesehen. Diese Vorrichtungen, die von jeder geeigneten Art sein können, (mit Metallfeder, Gummiringen usw.) sind im einzelnen nicht wiedergegeben, um die Zeichnung nicht unnütz zu überladen. Es genügt der Hinweis, daß sie einen Topf 6 aufweisen, der über das Ende 1 der Achse greift und daran mittels Schrauben 7 befestigt ist.

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Die Achsbuchse umfaßt noch einen durch einen Deckel 9 abgeschlossenen Hohlkörper 8, wobei der Deckel 9 in seiner Mitte eine öffnung aufweist, die durch einen mittels Schrauben 11 befestigten Nebendeckel 10 abgedeckt ist.

Zwischen dem Hohlkörper 8 und dem Deckel 9 ist ein Ring 12 eingesetzt, der durch Schrauben 13 festgehalten wird. Dieser Ring 12 ist mit Armen 13a fest verbunden, die ihn an einen Innenring 13b anschließen, wobei die Anordnung 13 - 13a - 13b aus einem Stück besteht. Der Innenring 13b ist mit einer Isolierschicht 14 abgedeckt. An seiner der Achse zugekehrten Seite sind zwei ringförmige Teile 15 und 16 angeordnet, zwischen denen der Außenring eines nachstehend erläuterten Lagers 18 eingeschlossen ist, während an seiner entgegengesetzten Seite ein Flansch 19 angebracht ist, wobei dieser Flansch und die Teile 15 und 16 mit dem Ring 13b durch Schrauben 20 zusammengehalten werden, die ihrerseits von Dichtungen 21 und 22 zu ihrer Isolierung gegen den Ring 13b und den Flansch 19 umgeben sind.

Das Lager 18 besitzt einen zweiteiligen Innenring, in den eine Kontaktscheibe 23 eingesetzt ist, wobei dieser Ring zwischen die vorerwähnte Scheibe 23 und eine Planscheibe 24 mit einer eingearbeiteten Nut 24a (Fig. 2) eingespannt ist. In dieser Nut 24a ist mit verringertem Spiel der mittlere Teil einer Feder 25 gelagert, die in Form übereinanderliegender einzelner Blätter (Lamellen) aus federnder Bronze, z.B. Berylliumbronze)ausgebildet ist. Der vorerwähnte mittlere Teil der Feder 25 ist in die Nut

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24a mittels einer runden Platte 26 mit einer Rippe 26a eingespannt, wobei die Rippe 26a in die Nut 24a der Planscheibe 24 oberhalb der Feder 25 eingreift und die Verriegelung durch Schrauben 27 erfolgt, die durch Löcher 26b der runden Platte 26 und durch Löcher 24b der Planscheibe 24 greifen und in Gewindebohrungen der Scheibe 23 eingeschraubt sind.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist die Feder 25 an jedem ihrer Enden um mehr als 180° eingebogen und endet dort in einer Querplatte 25a mit Löchern 25b. Diese Querplatten 25a legen sich gegen zwei ebene Schrägflächen 28a, die einander gegenüberliegend an der einen Stirnseite eines runden Tellers 28 abgefräst sind, der auf den Boden des Topfes 6 aufgesetzt ist. Bei dem dargestellten Beispiel wurde, um diese Befestigung vornehmen zu können, vorgesehen, sechs der den Topf 6 an der Achse festhaltenden acht Schrauben 7 herauszunehmen und sie dann durch Senklöcher 28b (Fig. 3) des Tellers 28 hindurch wieder anzubringen, wobei diese Senklöcher 28b den Schraubenkopf aufnehmen, aber noch einen entsprechend dem Durchmesser des Schraubenschaftes gelochten Grund 28c aufweisen. Die beiden anderen Schrauben 7 werden nicht entnommen, da ihre Köpfe In Löchern 28d gelagert werden, die beiderseits den ringförmigen Teller 28 durchsetzen. Dadurch wird die Anbringung des Tellers 28 ermöglicht, ohne daß die entsprechende federnde Vorrichtung ausgebaut und gegebenenfalls die Gegenkräfte der in ihr enthaltenen elastischen Organe überwunden werden müssen. Die Enden der Feder 25 sind auf den Schrägflächen 28a mittels in Löcher 28c eingezogener Schrauben 25d

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- 8 befestigt.

Am Flansch 19 ist ein Bürstenhalter 29 angeordnet, der durch Schrauben 30 festgespannt ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist dieser Bürstenhalter von der Art, wie sie in dem am 4. Oktober 1967 auf den Namen der Anmelderin angemeldeten französischen Patents1 547 620 beschrieben ist. Sie enthält somit drei Bürsten 31, die regelmäßig um die allgemeine Achse des Bürstenhalters angeordnet sind und von Federn 32 in der Art eines aufgerollten , Federbandes nach links gedrückt werden, um sich gegen die Scheibe 23 anzulegen.

Der Teller 24 hat eine Axialbohrung 24c (Fig. 2), in die unter Zwang ein Metallzapfen 33 (Fig. 1). eingesetzt ist, der mit einer Spitze 33a fest verbunden ist, die in Richtung der Achse überragt, um durch eine in der Mitte der Feder 25 vorgesehene Zentrierbohrung 25c und in eine weitere Zentrierbohrung 26c der kleinen Platte 26 einzugreifen. Der Zapfen 33 ist noch mit einer Isoliernabe 34 fest verbunden, die ihrerseits mit einem rohrförmigen Kopf 35 verbunden ist, in den ein Schraubenzieherspalt eingeschnitten und in den ein geschnitzter Stift 36 eingesetzt ist.

Schließlich ist am Umfang des Flansches 19 eine Fläche vorgesehen, auf der eine Rohrschelle 37 zur Aufnahme des entblößten Endes eines Kabels 38 angeordnet ist, das durch den Außenring 12 und eine Dichtungsstopfbüchse 39 verläuft.

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Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben:

Wenn sich die Achse 1 dreht, führt sie den ringförmigen Teller und die Feder 25 mit sich. Letztere ist in Querrichtung starr genug, um ihrerseits den Teller 24 und die Scheibe 23 mitzunehmen. Der von den Motoren durch das Kabel 38 kommende Strom kann so durch die Bürsten 31 und die Scheibe 23 zur Achse und zu den Rädern bis zur Schiene fließai, ohne die Lager durchqueren zu müssen. Wegen der hohen Leitfähigkeit der Bronze bewirkt die Feder 25 keinen merklichen Spannungsabfall. Man kann sie übrigens mit großem Querschnitt unter Verwendung einer großen Zahl von Einzellamellen von geringer Dicke herstellen. Bewegt sich die Achse axial, dann werden ihre Flatterbewegungen durch die Feder 25 aufgenommen, ohne daß sie auf die Scheibe 23 oder die Bürsten 31 übertragen werden, wobei der Reibkontakt trotz der Querbeschleunigungen der Achse vollkommen bleibt. Der Kopf 35 ermöglicht das Einrücken des Endes einer mit einem Tachometer fest verbundenen übersetzung, einer Schleuderschutzeinrichtung oder dergleichen in die Vorrichtung, die dann an die Stelle des Nebendeckels 10 tritt und dort befestigt wird.

Selbstverständlich ist die vorstehende Beschreibung nur beispielshalber gegeben und schränkt in keiner Weisenden Erfindungsbereich ein, der auch nicht überschritten wird, wenn die beschriebenen Ausführungseinzelheiten durch alle anderen Äquivalente ersetzt werden .

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Wenn der Ausgang der Motoren direkt an das Untergestell angeschlossen wird, kann das Kabel 38 gleichzeitig mit den oben beschriebenen Isolierdichtungen weggelassen werden, wobei der Strom-durchfluß vorteilhaft durch die Vorrichtung nach der Erfindung anstatt durch die Lager erfolgt, die dann selbst zwischen ihren Außenringen 4 und der Laufbüchse 2 is&iert werden können.

Die Anbringung der Blattfeder 25 kann auch umgekehrt erfolgen, wobei ihr mittlerer Teil dann an dem Topf 6 und ihre rückgebogenen Enden an dem dazu entsprechend ausgebildeten Teller 24 angebracht werden. Die Mitnehmerfeder 25 ist in jedem Falle diametral zur Achse bzw. zur Scheibe 23 angeordnet. Es können auch mehrere Mitnehmerfedern 25 vorgesehen werden, die dann abweichend von der diametralen Anordnung einer Einzelfeder eine drehsymmetrische Anordnung erfahren.

Der verwendete Bürstenhalter kann von beliebiger Gestalt sein.

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Claims (6)

Patentansprüche

1.)] Stromrückleitvorrichtung für Achsen von Schienenfahrzeugen mit außerhalb der Räder liegender Laufbüchse, in der die Achse längsverschieblich gelagert ist, und mit einer an einer von der Achse unabhängigen Lagerung drehbar angeordneten Scheibe, zwischen welcher und der Achse federnde Verbindungsmittel für den Gleichlauf eingesetzt sind, sowie mit einem mit der Lagerung der Scheibe fest verbundenen Bürstenhalter, in dem ein oder mehrere auf der Scheibe aufliegende Bürsten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Scheibe (23) an der jeweiligen Laufbüchse befestigt ist und die federnden Verbindungsmittel für den Gleichlauf der Scheibe (23) mit der Achse aus einer diametral angeordneten Blattfeder (25) mit in radialer Richtung zurückgebogenen Enden bestehen, deren mittlexr Teil an einem dieser beiden Teile befestigt ist, während ihre um etwa 180° zurückgebogenen Enden am jeweils anderen Teil befestigt sind.

2.) Stromrückleitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (25) gleichzeitig die Mittel für die elektrische Verbindung zwischen Achse und Scheibe T23) bildet.

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3.) Stromrückleitvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (25) aus übereinanderliegenden dünnen Blättern (Lamellen) besteht, wobei mindestens einige dieser Blätter aus federnder Bronze, wie Berylliumbronze, gefertigt sind.

4.) Stromrückleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Achsen mit am Ende mittels Schrauben aufgesetzter topfartiger Kuppeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Blattfeder (25) auf einem Teller (28) befestigt sind, der seinerseits an dem Topf (6) mittels einiger der Befestigungsschrauben (7) desselben angebracht ist, wobei die Köpfe der übrigen Schrauben in den zu diesem Zweck im Teller (28) vorgesehenen Löchern (28d) angeordnet sind.

5.) Stromrückleitvorrichtung nach einemdsr vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil der Blattfeder (25) an der Scheibe (23) mittels einer Spannvorrichtung befestigt ist, die aus einem Teller (24) mit einer Nut (24a) zur Aufnahme der Feder (25) und einer kleinen Platte (26) mit einer Rippe (26a) besteht, die in die Nut (24a) des Tellers (24) greift, um dort die Feder (25) festzuhalten, während die Gesamtanordnung des TEllers (24) und der kleinen Platte (26) an der Scheibe (23) durch Schrauben befestigt ist.

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6.) Stromrückleitvorrichtung nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß der an der Scheibe (23) angeordnete TEller (24) zur Befestigung der Blattfeder (25) mit einem axialen Organ (33) festverbunden ist, das einerseits aus einer Spitze (33a) besteht, die in ein Loch (25c) des mittleren Teils der Feder (25) zu deren Zentrierung greift, und andererseits aus einem Kopf (35) zur Bildung eines Anschlusses, der über die Scheibe (23) hinausragt und mit geeigneter Bohrung zur Aufnahme einer übersetzung zwecks Antriebes eines Tachometers oder anderen auf dem Deckel der Achsbuchse oder auf dem Fahrzeug selbst angebrachten Gerätes, wobei dieser Kopf (35) gegen das übrige Organ isoliert ist.

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