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Einrichtung zur Stromabnahme bei elektrischen Bahnen mit mehreren
Stromabnehmern. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Stromabnahme bei elektrischen
Bahnen mit mehreren Stromabnehmern. Der Erfindung gemäß sind die Stromabnehmer auf
dem Wagen oder Zuge über eine Länge von mehr als dem halben und vorteilhaft weniger
als dem ganzen Abstand der Fahrdrahtaufhängung an der Strecke verteilt. Vorzugsweise
werden dabei drei Stromabnehmer benutzt mit einem Ab-Stande voneinander von 1/3
des Abstandes der Fahrdrahtaufhängung. Durch eine derartige Anordnung wird erreicht,
daß mindestens einer der Abnehmer sich in günstiger Lage in bezug auf den frei durchhängenden
Fahrdraht befindet, d. h. daß mindestens ein Stromabnehmer sich im ersten Bogenabschnitt
des Durchhanges befindet, dergestalt, daß er bei sich fortbewegendem Fahrzeug durch
den Fahrdraht
herabgedrückt wird, so daß der Stromabnehmer mit
erheblich höherem Druck gegen den Fahrdraht anliegt, als durch die Auftriebsvorrichtung
allein bedingt wird. Mindestens einer der Stromabnehmer weist also einen sehr innigen
Kontakt mit dem Fahrdraht auf. Durch diese Einrichtung wird die kostspielige Mehrfachaufhängung
des Fahrdrahtes überflüssig.
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Um eine Minderung des Andruckes durch Längsschwingungen zu vermeiden,
wird dabei vorteilhaft die Fahrdrahtaufhängung, wie es für Brückenunterführungen
u. dgl. bekannt ist, auf der ganzen Strecke starr ausgebildet, derart, daß die Fahrdrahtaufhängung
sowohl wagerecht als auch senkrecht zum Fahrdraht unnachgiebig ist. Längsschwingungen
können sich infolgedessen über die Aufhängepunkte nicht fortpflanzen.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, die Fahrdrahtfassun; derart gekrümmt
auszubilden, daß an der Aufhängestelle ein allmählicher Übergang in den durch den
Durchhang gebildeten Bogen erzielt wird.
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Schließlich wird bei verhältnismäßig hohem Fahrdrahtgewicht ein Bügel
geringen Eigengewichts benutzt und die Stärke der dem Bügel einen Auftrieb erteilenden
Antriebsvorrichtung derart gewählt, daß die Auftriebsgeschwindigkeit des Bügels
den Wert
nicht überschreitet. Dabei ist c die Geschwindigkeit des Fahrzeuges in Metern pro
Sekunde, d die Höhendifferenz zwischen Aufhängestelle und Bogenmitte des Fahrdrahtes
und s der Abstand zweier Tragmasten in Metern.
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Auf der Zeichnung zeigt Abb. i schematisch eine Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes; Abb. 2 zeigt beispielsweise die Ausbildung der Fahrdrahtfassung
gemäß der Erfindung und Abb. 3 einen Querschnitt durch die Fassung. Bei Abb. i sind
a die schematisch angedeuteten Masten, b ist der Fahrdraht, der an diesen Masten
aufgehängt ist, c ist die elektrische Lokomotive, und d sind die Stromabnehmer.
Es sind drei Stromabnehmer vorgesehen, von denen je zwei einen Abstand von des Abstandes
der Masten besitzen.
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In vielen Fällen, besonders bei verhältnismäßig kleinen Lokomotiven,
wird es schwer möglich sein, sämtliche Stromabnehmer in einem derartigen Abstand
voneinander auf der Lokomotive selbst anzubringen. Im vorliegenden Falle sind auf
dem Dach der Lokomotive, um die Anbringung zu ermöglichen, Ausleger f vorgesehen.
Statt dessen könnte einer der Stromabnehmer oder auch zwei derselben auf dem Dach
der der Lokomotive benachbarten Wagen, gegebenenfalls abnehmbar, montiert sein.
Die Vorteile der der Erfindung entsprechenden Anordnung der Stromabnehmer ergeben
sich aus Folgendem Wenn der Fahrdraht durchaus gerade ist, ist die Stärke des Andruckes
des Stromabnehmers an dem Fahrdraht abhängig von der Federspannung, da dann während
der ganzen Fahrt die Lage des Stromabnehmers unverändert ist.
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Ist dagegen, wie es gewöhnlich der Fall ist, der Fahrdraht infolge
des Durchhangcs bogenförmig gestaltet, so wird der Stromabnehmer bei Bewegung von
einem höheren Punkt zu einem niedrigeren Punkt des Fahrdrahtes durch diesen nach
abwärts gedrückt, und zwar ist die Geschwindigkeit des Nachabwärtsdrückens abhängig
von der Größe des Durch'_ianges und von der Geschwindigkeit des Fahrzeuge. Durch
das Nachabwärtsdrücken wird der Andruck vergrößert.
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Im Kulminationspunkt des Fahrdrahtes herrschen die Verhältnisse wie
beim geraden Fahrdraht; unmittelbar nach dem Kulminationspunkt dagegen, also bei
Bewegung von einem niedrigeren Punkt des Fahrdrahtes zu einem höher gelegenen, muß
sich der Stromabnehmer unter der Wirkung der Federkraft nach aufwärts bewegen. Ein
Teil der Federkraft wird also durch die erforderliche Beschleunigung des Stromabnehmers
aufgebraucht und steht für den Andruck desselben nicht mehr zur Verfügung. Der Andruck
ist an diesen Stellen infolgedessen erheblich vermindert.
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Die Vermehrung des Andruckes im ersten Falle und die Verminderung
des Andruckes im letzten Falle ist außer von den angegebenen Faktoren noch abhängig
von dem Gewicht des Stromabnehmers. Auch spielt das Gewicht des Fahrdrahtes eine
Rolle, da ein schwererer Fahrdraht eher in der Lage sein wird, dem Stromabnehmer
die nach abwärts gerichtete Beschleunigung zu erteilen als ein leichterer Fahrdraht.
Der leichtere Fahrdraht würde vielmehr stärker ausweichen. Die dadurch entstehenden
erheblichen Schwingungen würden einer ständigen Anlage des Stromabnehmers an den
Fahrdraht entgegenwirken.
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Die Abb. i läßt erkennen, daß bei der der Erfindung entsprechenden
Anordnung mindestens einer der Stromabnehmer sich in der günstigsten Lage, d. h.
in der Lage des stärksten Andruckes befindet, so daß dauernd für eine gute Stromabnahme
gesorgt ist.
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Um das Fortpflanzen der infolge der Fortbewegung des angedrückten
Stromabnehmers unvermeidlichen Longitudinalschwingungen zu verhindern, sind, wie
oben erwähnt wurde, die Aufhängungen an den Masten starr ausgebildet, so daß sie
seitlich unnachgiebig sind und infolgedessen ein Fortpflanzen der Longitudinalschwingungen
über
die Aufhängepunkte verhindern. Weiterhin sind, wie in Abb. 2 dargestellt, die den
Fahrdraht aufnehmenden Fassungen g gekrümmt ausgebildet, so daß ein allmählicher
Übergang der an den Aufhängepunkten zusammenstoßenden Bögen ineinander erzielt wird
und ein Abheben oder Abspringen der Stromabnehmer vom Fahrdraht an den Aufhängepunkten
-nach Möglichkeit vermieden wird.
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Wie oben erwähnt wurde, muß die Andruckfeder beim Überstreichen des
aufsteigenden Fahrdrahtteiles dem Stromabnehmer einen Auftrieb erteilen.
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Ist beispielsweise der Fahrdraht in Abständen von 40m an den Drahtmasten
befestigt, und hat er sich infolge seines Eigengewichtes,. der Erwärmung usw. von
q. m Höhe an den Tragmastbefestigungen auf 3,8o m in der Bogenmifte, also um o,-.o
m gesenkt, so muß, falls das Fahrzeug mit 2o m/sek. (normale Schrellzuggeschwindigkeit)
dahineilt in der einen Sekunde; die das Fahrzeug zum Zurücklegen des. Weges von
Bogenmitte zum Tragmast gebraucht, der Bügel um 2o cm durch die Auftriebsvorrichtung
gehoben werden, andernfalls würde der Bügel schon vor Erreichung des toten Punktes
den Fahrdraht nicht mehr berühren.
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Wenn c die Meterzahl bezeichnet, die das Fahrzeug in der Sekunde zurücklegt,
d die Differenz in Metern zwischen Tragmast und Bogenmittenhöhe des Fahrdrahtes,
s den Weg in Metern zwischen zwei Tragmasten und a die gesuchte Auftriebsgeschwindigkeit
des Bügels in der Sekunde in Metern ist, so gilt folgende Formel
Bei s = 5o m, d = o,40 m, c = lo m/sek. ergibt sich a = o,16 m/sek., der Bügel muß
also in diesem Fall imstande sein, in der Sekunde sich um o,16 m zu heben.
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Die Auftriebsgeschwindigkeit a ist im konkreten Falle naturgemäß nach
der größten Geschwindigkeit zu berechnen, für die das Fahrzeug auf der Strecke vorgesehen
ist unter Zugrundelegung des bei größter Erwärmung auftretenden Wertes für d. Der
so gefundene Wert ist im einzelnen Falle die Mindestauftriebsgeschwindigkeit, die
der Bügel haben muß, oder anders ausgedrückt, der geringste Druck des Bügels gegen
den Fahrdrabt.
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Dieser Bügeldraht liegt besonders bei geringeren Fahrgeschwindigkeiten
unter den heute üblichen. Dieser geringe Andruck in Verbindung mit einem hohen Fahrdrahtgewicht
bietet Gewähr dafür, daß Longitudinalwellen nur in geringem Maße entstehen.
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Soweit diese Wellen noch entstehen, werden sie durch die obenerwähnte
starre Aufhängung des Fahrdrahtes an den Masten an der Fortpflanzung gehindert.
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Weiterhin wird es vorteilhaft sein, den Bügel aus Leichtmetall herzustellen,
um sein Eigengewicht zu mindern und damit die zu seiner Beschleunigung erforderlichen
Kräfte zu verringern.