DE3719214A1 - Elektrisch leitende verbindung zwischen aneinanderstossenden einzelabschnitten von stromschienen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitende Verbindung zwischen aneinanderstoßenden Einzelabschnitten von Strom­ schienen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie bei­ spielsweise aus der Zeitschrift "Elektrische Bahnen" 1976, Heft 7, Seite 157 bis 159 als bekannt hervorgeht.

Stromschienen der hier zugrundeliegenden Art werden nicht nur für Krananlagen, sondern auch für bodennahe Stromver­ sorgungen von elektrisch antreibbaren Fahrzeugen des öffent­ lichen Personennahverkehrs angewandt. Die Stromschienen wer­ den aus transportablen Einzelabschnitten stückweise zusam­ mengesetzt, wobei an den Stoßstellen eine elektrisch gut leitende Verbindung zwischen den einzelnen Abschnitten ge­ schaffen werden muß. Je nach klimatischen Umgebungsverhält­ nissen muß alle 20 bis 50 m ein Dehnstoß vorgesehen werden, der thermischbedingte Längendehnungen der Stromschienen auffangen kann. Zumindest derartige Dehnstöße wurden bis­ her mit Stromübergangskabeln überbrückt. Bei den normalen Stößen zwischen den Einzelabschnitten der Stromschienen wurden feste Verschraubungen oder Schweißverbindungen vor­ gesehen.

Nachteilig an den bekannten elektrisch leitenden Verbindungen ist, daß sie über die Außenkontur des Profiles der Strom­ schienen hinausstehen und eine schraubenlose Verlegung der Stromschienen innerhalb einer prismatischen, elektrisch iso­ lierenden Abschirmung verhindern. Letztere wäre aber für eine kostengünstige Verlegung derartiger Stromschienen besonders zweckmäßig.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsmäßig zugrundege­ legte elektrisch leitende Verbindung der Stromschienenab­ schnitte dahingehend zu verbessern, daß sie rationell an­ bringbar ist und die Außenkontur der Stromschienen im Stoß­ bereich nicht vergrößert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danach wird die elektrisch leitende Verbindung ins Innere der Stromschienen verlegt und eine rationell herstellbare Stecktechnik angewandt. Die für die Stecktechnik erforderliche Ausnehmung in den Stromschie­ nen ist meist ohnehin vorhanden, weil in neurer Zeit die Stromschienen als stranggepreßtes Hohlprofil aus Aluminium hergestellt werden. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Ver­ bindung auf Vollprofil-Stromschienen müßte im Stirnseiten­ bereich eine axial verlaufende Bohrung angebracht werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unter­ ansprüchen entnommen werden. lm übrigen ist die Erfindung anhand verschiedener in den Zeichnungen dargestellter Aus­ führungsbeispiele nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine hängend angeordne­ te zweipolige Stromversorgung für ein Fahrzeug mit einem kontaktierend angreifenden zweipoli­ gen Stromabnehmerkopf,

Fig. 2 eine Schrägansicht auf den Stoßbereich zweier Stromschienenabschnitte beim Anbringen der elek­ trisch leitenden Verbindung,

Fig. 3 die Anwendung einer elektrisch leitenden Verbin­ dung mit unrundem Steckerquerschnitt auf ein anderes Stromschienenprofil und

Fig. 4a bis c eine Einzeldarstellung des Stromübergangskabels nach Fig. 2 in unterschiedlichen Zuständen.

Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer zweipoligen Stromver­ sorgung, wie sie beispielsweise für gummibereifte spurführ­ bare elektrisch antreibbare Omnibusse oder ähnliche Fahrzeu­ ge des öffentlichen Personennahverkehrs eingesetzt werden kann. Die Stromversorgung ist bodennah angeordnet. Die spannungsführenden Stromschienen 1 müssen elektrisch gut isoliert befestigt sein, der vorgegebenen Fahrzeugspur spur­ treu bei konstantem Höhenverlauf folgen; außerdem soll die Verlegung möglichst kostengünstig durchführbar sein. Zu diesem Zweck ist eine schraubenlose Befestigung der Strom­ schienen 1 innerhalb einer Abschirmung 2 vorgesehen, die als integrierter Längsträger, Isolator und Kanal zur Auf­ nahme der einzelnen Stromschienen 1 ausgebildet ist. Auf der Oberseite ist eine T-Nut angebracht, in die Hammerkopfschrau­ ben zur Befestigung an einzelnen Tragarmen 4 eingeführt wer­ den können. Die Abschirmung bildet zwei relativ tiefe, nach unten offene Kanäle, in die die Stromschienen 1 schrauben­ los befestigt und gehaltert werden können. Und zwar sind die Stromschienen aufgrund einer entsprechenden Profilierung der Innenkontur der Abschirmung 2 bzw. der Außenkontur der Strom­ schienen axial einschiebbar, wobei Längsrillen bzw. Halte­ wülste ineinandergreifen. Die mit Edelstahlauflagen versehenen Kontaktbahnen der Stromschienen sind V-förmig zueinander ge­ neigt und bilden gewissermaßen ein Stromschienenprisma, welches selbstzentrierend auf einen entsprechend geformten Stromabnehmerkopf 3 wirkt. Diese Art der Stromschienenhal­ terung ist aufgrund der Mehrfachfunktion der Abschirmung 2 billig herstellbar und rationell montierbar, setzt jedoch eine gegenseitige Kontaktierung der Einzelabschnitte der Stromschienen 1 im Bereich der Stoßstellen voraus, die die Querschnittskontur der Stromschienen nicht nach außen über­ ragt.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Stromübergangskabel vor, welches durch ein kurzes Stück einer Litze 7 und durch an beiden Enden angebrachte Steckerstifte 6 gebildet ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bzw. Fig. 4 sind die­ se Steckerstifte von kreisrundem Querschnitt, die den Aus­ nehmungen 5 in den Stromschienen 1 entsprechen. Die Stecker­ stifte sind mit ihrer Außenfläche kontaktierend in die Aus­ nehmung 5 einsteckbar, wobei für eine elektrisch gute Lei­ tungsverbindung ein strammer Sitz vorgesehen wird.

Bei einem normalen, nicht durch Wärmedehnungen beanspruchten Stromschienenstoß braucht das Stromübergangskabel keine Längs­ bewegungen der Stecker zueinander zuzulassen, so daß die Ein­ stecktiefe der Stecker in die schienenseitigen Ausnehmungen in solchen Fällen irrelevant wäre. Bei Dehnstößen kann eine Relativbewegung der eingesteckten Steckerstifte dadurch auf­ gefangen werden, daß - ausgehend von einem stark gestreckten Zustand der Litze und extrem geweitetem Dehnstoß - die Litze bei Verringerung des Dehnstoßes in sich zusammengeschoben wird, wobei sie sich im Durchmesser aufweitet. Auch bei An­ wendung des Stromübergangskabels auf Dehnstöße braucht die Einstecktiefe der Steckerstifte in die schienenseitige Aus­ nehmung nicht besonders beachtet zu werden, weil bei Auftre­ ten extremer Kälte die Steckerstifte sich bedarfsgerecht aus den Ausnehmungen herausziehen, sofern sie bei der ursprüng­ lichen Montage zu tief eingesteckt waren.

Um eine gute Kontaktierung zwischen den Steckerstiften und der inneren Oberfläche der Ausnehmung 5 auch bei relativ gro­ ben Durchmessertoleranzen zu erreichen, ist der Steckerstift 6 mit Längsschlitzen 9 versehen, so daß dieser sich im Durch­ messer elastisch dem Durchmesser der Ausnehmung 5 anpassen kann.

Zur Reduzierung des Materialeinsatzes und um die Stecker­ stifte 6 leichter mit der Litze 7 vercrimpen zu können, ist der Steckerstift 6 hohl ausgebildet, wobei die Vercrimpung 10 zwischen Steckerstift 6 und Litze 7 am Ende des Steckerstif­ tes angebracht ist. In besonders zweckmäßiger Weise erstrecken sich dabei die beiden gegenüberliegenden Steckerstifte 6 von den Enden der Litze 7 aus aufeinander zu, wobei die Litze 7 im Innern der hohlen Stecker 6 verläuft. Dadurch kann die Ein­ stecktiefe der Steckerstifte möglichst gering gehalten wer­ den.

Ungeachtet einer zweckmäßigerweise vorzusehenden hohlen Aus­ bildung der Steckerstifte muß in jedem Fall die Litze 7 in einem Hohlraum 8 verlaufen, der im lichten Querschnitt deut­ lich größer ist als der Querschnitt der Litze im gestrecktem Zustand gemäß Fig. 4b mit dem Litzendurchmesser d; die Litze ist bei diesem Zustand um die Dehnstrecke s gegenüber dem in Fig. 4a dargestellten gestauchten Zustand (Litzen­ durchmesser D) gedehnt. Der die Litze 7 umgebende Hohlraum ist im lichten Querschnitt wenigstens etwa 15 bis 40% größer als die vom Außenumriß um die Litze 7 in gestrecktem Zu­ stand eingeschlossene Querschnittsfläche; dieses Übermaß des Hohlraumes ist zur sicheren Aufnahme der Litze 7 in ge­ stauchtem Zustand gemäß Fig. 4a mit dem Litzendurchmesser D erforderlich. Das Aufweitungsmaß der Litze beim Übergang in den gestauchten Zustand hängt sicher auch von der Länge der Litze 7 selber ab. Wird ein sehr langes Litzenstück verwendet, so wird die Durchmesseraufweitung sich auf eine größere Litzenlänge verteilen und die Durchmesserzunahme ge­ ringer ausfallen. Bei kurzen Litzen wird man deswegen mehr Spielraum für eine Durchmesseraufweitung vorsehen müssen als bei langen Litzen. Zweckmäßig wird die Länge des Hohlraumes, der zur Aufnahme der sich aufweitenden Litze geeignet ist, etwa dem 5 bis 20-fachen des Litzendurchmessers d entsprechen. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist diese Hohl­ raumlänge auf einen dem einen und dem anderen Steckerstift 6 zuzuordnenden Hohlraumabschnitt 8 verteilt.

Die Länge der Steckerstifte wird sich nach der erforder­ lichen Litzenlänge zur Aufnahme der Dehnstrecke s richten. Diese Steckerstift-Länge wird zweifellos größer sein als es einer Auslegung einer zulässigen Strombelastung im Kontaktbereich der Oberfläche des Steckerstiftes entspricht. Die Steckerstifte sind, damit die erforderliche Seillänge sich genügend tief in die Ausnehmungen 5 einstecken läßt, halb so lang wie die erforderliche Litzenlänge in gestauch­ tem Zustand der Litze.

Nachdem der freie Rand der hohlen Steckerstifte beim Ein­ stecken desselben in die Ausnehmungen, was bei strammem Sitz unter Umständen ein Einschlagen erfordert, besonders hoch belastet sind, ist zur Stabilisierung des hohlen Steckerstiftes in diesem Bereich beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4a bis c ein aufgebördelter Rand 12 an­ gebracht.

Um die Litze 7 im Stoßbereich der Stromschiene bzw. im Stoß­ bereich der hohlen Steckerstifte 6 vor Anscheuerungen oder mechanischer Verletzung bei gedehntem Stoß zu schützen, ist die Litze im Stoßbereich mit einer fest haftenden Hülse 11 umgeben, die sich in den hohlen Steckerstift 6 hinein er­ streckt. Zur Befestigung ist die Hülse 11 auf einem kurzen mittig liegenden Bereich vercrimpt; im übrigen Bereich um­ schließt sie die Litze nur lose. Dadurch kann ein all­ mählicher Übergang vom zusammengepreßten Litzendurchmesser zu einem aufgeweiteten Druchmesser im gestauchten Litzenzu­ stand zustande kommen. Die Hülse 11 kann auch aus elektrisch isolierendem Werkstoff bestehen.

Mit dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel soll veran­ schaulicht werden, daß die Erfindung auch mit unrunden Steckerstiften realisierbar ist. Die Stromschiene 1′ weist entsprechend ihres Doppel-T-Profiles eine im wesentlichen hammerförmige Ausnehmung 5′ auf. Zum einstecken des Strom­ übergangskabels wird der untere quer liegende Flächenanteil der hammerförmigen Ausnehmung 5′ ausgenutzt. Das unrunde Profil des Steckerstiftes kann durch entsprechende Außen­ verformung eines Rohrabschnittes oder auch durch herstellen eines entsprechenden Strangpreßprofiles erzeugt werden. Im Kantenbereich ist jeweils ein Längsschlitz 9 angebracht, der sich jedoch nur auf ein Teilbereich der Länge des Stecker­ stiftes erstreckt. Die zwischen den Schlitzen 9 sich er­ streckenden Wandungspartien des Steckerstiftes 6′ sind zu­ vor leicht nach außen gewölbt, um eine innige Kontaktierung mit der inneren Oberfläche der Ausnehmung 5′ sicherzustellen. Abgesehen von dem unrunden Querschnitt der Steckerstifte 6′, der Hülse 11′ und der Litze 7′ ist jedoch das Sromübergangs­ kabel nach Fig. 3 grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie das Stromübergangskabel nach Fig. 2 bzw. Fig. 4a bis c.

Claims (7)

1. Elektrisch leitende Verbindung zwischen aneinanderstoßen­ den Einzelabschnitten von Stromschienen, mit einem aus einer vieladrigen Litze und aus zwei an deren Enden symmetrisch, elektrisch leitend und dauerhaft angebrachten Kontaktschuhen gebildeten Stromübergangskabel, welche Kontaktschuhe mit den Stromschienen im Stoßbereich ruhend kontaktierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelschuhe jeweils in Form eines zylindrischen oder prismatischen Steckerstiftes (6, 6′)ausgebildet sind, die mit ihrer Außenfläche kontaktierend in eine formentsprechende zylindrische bzw. prismatische, zumindest im Stoßbereich der Einzelabschnitte der Stromschienen (1, 1′) stirnseitig vor­ handene, axial verlaufende Ausnehmung (5, 5′) einsteckbar sind.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Litze (7, 7′) auf einer etwa dem 5- bis 20-fachen ihres Durchmessers (d) entsprechenden Länge (L) in einem Hohlraum (8) verläuft, der im lichten Querschnitt wenigstens etwa 15 bis 40% größer als die vom Außenumriß um die Litze (7, 7′) in gestrecktem Zustand eingeschlossene Querschnittsfläche ist. 3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerstifte (6, 6′) längsgeschlitzt (Schlitz 9) sind.

4. Verbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerstifte (6, 6′) hohl ausgebildet sind.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Litze (7, 7′) im Innern des hohlen Steckerstiftes (6, 6′) verläuft und die elektrisch leitende, dauerhafte Verbindung (Vercrimpung 10, 10′) zwischen Litze (7, 7′) und Steckerstift (6, 6′) jeweils am äußersten Ende des Steckerstiftes (6, 6′) angebracht ist, wobei dieser sich zum gegenüberliegenden Steckerstift (6, 6′) hin erstreckt.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß im Stoßbereich der Stromschiene (1, 1′) bzw. der hohlen Steckerstifte (6, 6′) die Litze (7, 7′) mit einer fest haf­ tenden Hülse (11, 11′) geschützt ist.

7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11, 11′) auf einem kurzen, mittig liegenden Bereich vercrimpt ist und im übrigen die Litze (7, 7′) lose umschließt.

8. Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des hohlen Steckerstiftes (6) aufgebördelt oder mit einem kleinen flanschartigen Rand (12) versehen ist.