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Schleifstück für Stromabnehmerbügel mit einer oder mehreren geraden
oder gewölbten Schleifflächen aus Kohlestücken Die Erfindung betrifft ein Schleifstück
für Stromabnehmerbügel mit einer oder mehreren geraden oder gewölbten Schleifflächen
aus Kohlestücken, die im Metallrahmen gefaßt sind und mit diesem bündig abschließen.
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Es sind bereits Schleifstücke für Bügelstromabnehmer bekannt, bei
welchen die Kohle in der Querrichtung unterteilt ist, und zwar derart, daß die Schleifstücke
ganz oder teilweise aus Lamellen mit gerader, quer oder schräg zum Bügel liegender
Stoßfläche oder beliebig kurvenförmiger Begrenzung aufgebaut sind. Dabei sind die
durch Stege voneinander getrennten einzelnen Lamellen zwischen zwei durch Endfassungen
vereinten Seitenwänden gefaßt.
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Da es bei diesen bekannten Schleifstücken in erster Reihe auf die
leichte Auswechselbarkeit der Kohlestücke ankommt, schließen die Kohlestücke mit
dem Metallrahmen nicht bündig ab; vielmehr überdecken die mit Zapfen versehenen,
dicht aneinanderschließenden breiteren Köpfe der Kohlenstücke den Metallrahmen.
Sonst würde der Metallrahmen gleichzeitig mit den Kohlenstücken eine Abnutzung erleiden.
Ein Auswechseln der Kohlestücke allein hätte dann keinen Sinn, weil dann die Bündigkeit
aufgehoben würde.
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Demgegenüber kommt es bei der vorliegenden Erfindung darauf an, daß
die Fassungsrahmen mit ihnen bündig liegende, unterteilte, nicht auswechselbare
Kohlestücke allseitig umrahmen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung, bei der sich infolge geeigneter Wahl
des Materials eine gleichmäßige Abnutzung vori Metall und Kohle ergibt, hat eine
wesentliche Herabsetzung der Strombeanspruchung der Kohlestücke zur Folge. Die Metallumrahmung
der einzelnen Kohlestücke stellt nämlich einen elektrischen Nebenschluß für den
Strom dar, der erheblich zur elektrischen Entlastung der Kohle beiträgt. Die Anordnung
ist somit besonders geeignet für Schleifstücke mit hoher Strombelastung, wie sie
im besonderen für elektrische Vollbahnen in Betracht kommen. Im besonderen wird
durch den elektrischen metallischen Nebenschluß erreicht, daß die sonst bei Kohlenschleifstücken
auftretende Kraterbildung infolge des plötzlichen Einschaltens des Stromes beim
Abheben des Bügels infolge von Unebenheiten der Drahtleitung vermieden wird.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die einzelnen oder gruppenweise
angeordneten Kohlenstücke von dem Metallrahrnen umgossen.
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Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung von Schleifstücken.
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Bei einem zweckmäßigen Verfahren werden in einer Form stellenweise
Kohlenstücke unter Belassung von Zwischenräumen verlegt
und die
Zwischenräume mit einer Metalllegierung, zweckmäßig einer Aluminiumlegierung, ausgegossen.
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Man kann auch in einen Kohlekörper Metallstücke einbetten oder aber
die Kohlestücke in entsprechende Aussparungen eines Metallkörpers auch nachträglich
verlegen, wo sie in geeigneter Weise, beispielsweise durch die elastische Deformation
des Metallrahmens, festgehalten werden. Man wird dann den Metallrahmen mit geeigneten
Mitteln dehnen, die Kohlenstücke einsetzen und den Metallrahmen sich elastisch zusammenziehen
lassen. Auch kann diese elastische Befestigung durch Einpressen geeigneter Kohlenstücke
erfolgen, oder man kann die Metallstücke, die die Kohlenstücke halten, zusammenstauchen
oder die Kohlenstücke in die Metallrahmen einschrumpfen.
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Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform, bei der die Schleifstücke'hinsichtlich
der Breite und Stärke gegen die Enden sich verjüngende Kohlestücke enthalten, wird
gemäß der Erfindung auch die Breite und Stärke des Metallrahmens oder zumindest
eine dieser Abmessungen, gegen die Enden des Schleifstücks verjüngt. Erst durch
die Anordnung gemäß der Erfindung gelingt es überhaupt, praktisch brauchbare, gewölbte
Kohleschleifstücke herzustellen, was früher überhaupt nicht möglich war.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Abb. i ein erfindungsgemäßes Schleifstück
im Längsschnitt, die Abb. 2 und 3 eine Schleiffläche desselben in z«ei verschiedenen
Ausführungsformen.
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Abb. q. zeigt in Seitenansicht bzw. im Schnitt ein in einen Rahmen
fest eingebautes Schleifstück, Abb. 5 eine Einzelheit in größerem Maßstab.
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Die Abb. 6 und 7 stellen Schleifkörper mit nur einer Kontaktfläche
in zwei verschiedenen Ausführungsformen dar.
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Abb. 8 zeigt ein Schleifstück mit abgerundeten Enden im Querschnitt.
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Die Abb. 9 und ro zeigen geschlossene Hohlkörper, deren sämtliche
Schleifflächen abwechselnd aus Metall und Kohle bestehen.
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Das beispielsweise auf dem schwingbaren Bügel k drehbar gelagerte
Schleifstück a weist nebeneinandergereiht nicht auswechselbare, unterteilte
Kohlestücke s auf, die durch Stege g voneinander getrennt und von dem Fassungsrahmen
f allseitig gefaßt sind und diesen bündig abschließen. Abb. 2 und 3 zeigen beispielsweise
Ausführungsformen im Grundriß. Die Breite des Fassungsrahmens f ist bei beiden gegen
die Enden zu verjüngt. In den Fassungsrahmen sind mit seiner Oberfläche bündig abschließende
Kohlestücke s1, s2 eingebettet. In Abb.2 links sind sie zweireihig angeordnet und
weisen die Form von rechteckigen Vierecken auf, die gegeneinander versetzt sind.
In den verjüngten Enden der Metallrahmen sind die Kohlestücke trapezförmig. Einzelne
Kohlestücke weisen die Form von schiefwinkligen Parallelogrammen, etwa verschiedener
Länge, Trapezoiden usw. auf. An den Längskanten des Fassungsrahmens sind Schmiernuten
x vorgesehen, die mit Schmiermaterial gefüllt sind, das die Kohle- und die Metallfläche
gleich gut schmiert.
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Während gemäß Abb.2 jedes Kohlestück von einem Metallrahmen umgeben
ist, ist bei der Ausführungsform nach Abb. 3 links die Anordnung derarf getroffen,
daß die Kohlestücke s3 gruppenweise umrahmt sind.
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'Zwecks gleichmäßiger Abnutzung ist es zweckmäßig, nicht bloß die
Breite, sondern auch die Stärke der Kohlestücke s und des Metallrahmens f gegen
die Enden des Stromabnehmers hin zu verjüngen, wie dies in Abb. r veranschaulicht
ist.
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Die Erfindung kann auch bei zwei-, drei-und mehrflächigen Schleifstücken
für Stromabnehmer Verwendung finden.
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Abb. q. zeigt in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, ein in den schwingbaren
Bügel h fest eingebautes Schleifstück a, das in Abb. 5 im Querschnitt in größerem
Maßstäbe dargestellt ist. In dem durch eine Rippe b verstärkten Fassungsrahmen f
von winkelförmigem Querschnitt schließen die Kohlestücke s mit der Oberfläche des
Fassungsrahmens bündig ab. Die Kohlestücke sind im Querschnitt sechseckig, um ihr
Herausfallen aus dem Fassungsrahmen zu verhindern. Diese Kohlestücke werden unter
Belassung von Zwischenräumen in einer Form verlegt und von dem Metallrahmen f umgossen.
Die Schmiernuten sind auch hier mit x bezeichnet.
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Die Abb. 6 zeigt ein um die Achse t schwingbares Schleifstück b, auf
dem der die Kohlestücke s enthaltende Fassungsrahmen f mittels Schrauben c befestigt
ist. Die Kohlestücke s werden durch die schrägen Seitenkanten des Fassungsrahmens
f gegen das Schleifstück b gepreßt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 7 werden die Kohlestücke s durch
eine an ihren beiden Enden mittels Schrauben p1, p2 befestigte Feder m gegen
den Metallfassungsrahmen f gepre&t. Die Feder liegt gegen die breitere Fläche
der trapezförmigen Kohlestücke s an. Das Schleifstück ist um die Achse c schwingbar
und der Fassungsrahmen f durch eine Rippe b verstärkt. Die Kohlestücke
werden
bei dieser Ausführungsform zweckmäßig in den erhitzten Fassungsrahmen eingesetzt
und nach dessen Abkühlung durch dessen elastische Deformation (Schrumpfung) festgehalten.
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Bei großen Fahrgeschwindigkeiten ist es zweckmäßig, das Schleifstück
zwecks Verringerung des Luftwiderstandes geschlossen zu halten und seine Seitenkanten
so abzurunden, daß es beim Kanten wieder auf die Schleiffläche zurückgelangt (Abb.8).
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Abb. 9 stellt ein hohles, geschlossenes Schleifstück dar, das um Achse
t exzentrisch gelagert ist. In der Mitte der Schleifflächen sind zwischen den Fassungsrahmen
der Kohlestücke s das Gewicht des Stromabnehmers verringernde Durchbrechungen e
vorgesehen. Die als Schleifflächen nicht verwendeten Seiten r des Schleifstückes
sind dachförmig gestaltet. Auch diese dachförmig gestalteten Seiten sind mit das
Gewicht verringernden Durchbrechungen d versehen.
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Abb. io stellt ein um Achse t schwingbares; zentrisch gelagertes Schleifstück-b
von polygonalem Querschnitt dar, das stellenweise Durchbrechungen d aufweist. An
diesem Grundkörper sind mittels Schrauben c Fassungsrahmen f1 für die in den Hohlräumen
zwischen den Rahmen und Schleifstück b gefaßten Kohlestücke s befestigt.
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Bei der Ausführungsform, die in der linken Ecke von Abb. io veranschaulicht
ist, ist das Kohlestück s1 muldenförmig gestaltet, wobei die Mulde. die Spitze des
Dreiecks umgibt. Die freien, zweckmäßig abgeschrägten Kanten der Kohlestücke s1
können von einer zweiten Fassungsleiste f2 umgeben sein.
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Bei der Ausführungsform (rechte Ecke des Dreiecks) liegen besondere
Kohlestücke s2 an den benachbarten Flächen des Dreiecks.