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Diese
Erfindung bezieht sich auf die Aufrechterhaltung und Reparatur von
Eisenbahn-Kettenleitungen.
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Eine
derartige Kettenleitung enthält
wenigstens einen elektrischen Leiterdraht, welcher von einer Stützstruktur
mittels einer Reihe von voneinander beabstandeten flexiblen Elementen
herabhängt
und mit einer Elektrizitätsquelle
verbunden ist, wobei der Draht zum Angriff auf seiner Unterseite
durch elektrische Kontakte positioniert ist, welche durch Scherenstromabnehmer
getragen werden, welche an Lokomotiven oder Antriebseinheiten von
Zügen angebracht
sind, welche entlang von Spuren unterhalb der Kettenleitung fahren.
Der Draht ist üblicherweise
mit einander gegenüberliegenden
Längsnuten
entlang seiner jeweiligen Seiten ausgebildet.
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Häufig werden
Abschnitte des Drahtes abgenutzt und sind zu ersetzen. Dies geschieht
durch Herausschneiden des abgenutzten Abschnittes, Einsetzen eines
neuen Drahtabschnittes an dessen Stelle und Verbinden der einander
gegenüberliegenden
Enden des neuen Abschnittes mit den jeweiligen benachbarten Enden
der Längen
des alten Drahtes mittels Verbindern.
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Die
folgende Erfindung betrifft insbesondere Verbinder, welche zu diesem
Zweck eingesetzt werden.
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Die
Verbinder, welche derzeit auf dem Markt erhältlich sind, werden durch Klemm-
oder Crimpverfahren eingebaut. Um eine richtige Installation eines neuen
Drahtabschnittes zu erreichen, ist es wesentlich, dass seine Enden
mit den Enden der existierenden Abschnitte in solcher Weise verbunden
werden, dass Diskontinuitäten
in dem Draht und/oder plötzliche
Stufen auf der Unterseite des Drahtes möglichst gering gehalten werden,
welche entstehen können, wenn
die Abschnitte zueinander ausgerichtet werden, da die existierenden
Abschnitte üblicherweise noch
ein Maß an
Abnutzung auf ihren Unterseiten haben. Dies geschieht, um heftige
Stöße zwischen
den Drähten
und den Kontakten der Stromabnehmer zu vermeiden. Derartige heftige
Stöße verursachen
ein Trennen des Stromabnehmers von dem Draht, so dass elektrische
Bögen entstehen,
welche übermäßige Beschädigung an
den Oberflächen
sowohl des Stromabnehmerkontakts als auch des Drahtes verursachen.
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Seit
der Entwicklung von Hochgeschwindigkeitszügen, welche elektrische Lokomotiven
verwenden, welche durch genutete Drähte mit Strom versorgt werden,
ist es zunehmend wichtig, irgendwelche derartigen heftigen Stöße zu begrenzen,
welche durch die hohe Geschwindigkeit betont würden. Derartige heftigen Stöße würden eine
unerwünschte
Abnutzung und Beanspruchung sowohl des Stromabnehmers als auch des
Drahtes hervorrufen.
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Bis
jetzt wurde dieses Problem auf zwei Arten gelöst:
- 1.
Gegenseitiges Ausgleichen der Unterseite des neuen Drahtabschnittes,
so dass sie in derselben Ebene und auch von gleicher Gestalt ist,
wie die Unterseiten der angrenzenden Enden der existierenden Drahtabschnitte.
Zu diesem Zweck benutzen Bedienungskräfte typischerweise Werkzeuge,
wie Feilen, Schleifsteine, Scheuerscheiben usw.. Diese Lösung ist
relativ schwierig und zeitaufwendig, wenn sie korrekt ausgeführt wird,
und hängt
stark von der Fähigkeit
der Bedienungskraft ab.
- 2. Verwenden elektrischer Verbinder, welche eine gegenseitige
mechanische Einstellung des einen oder beider jeden Paares von angrenzenden
Enden der Abschnitte zulassen, wodurch die Oberflächen unter
den Enden ausgerichtet werden, um einen glatten kontinuierlichen Übergang
zwischen abgenutzten und neuen Abschnitten zu bilden. Diese zweite
Lö sung
erfordert die Benutzung eines komplexen und kostspieligen elektrischen Verbinders
und erfordert ein Bedienungspersonal mit Geschick und Sorgfalt,
um eine korrekte Ausrichtung bei der Installation zu erreichen.
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Der
Gegenstand der Erfindung ist, einen Verbinder für den angegebenen Zweck zu
schaffen, welcher ein einfaches und korrektes Verbinden der Enden
zweier aneinandergrenzender Drahtabschnitte erlaubt.
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Nach
der Erfindung ist ein Verbinder zum Verbinden einander gegenüberliegender
Enden zweier Abschnitte eines Drahtes in einer Kettenleitung vorgesehen,
welcher für
eine Anbringung an den genannten Enden der beiden Drahtabschnitte angepasst
ist, so dass die beiden Abschnitte miteinander verbunden werden,
wobei die Unterseite des Körpers
ausgebildet ist, um eine Oberfläche
zu bilden, welche, wenn der Verbinder an den Enden der beiden Drahtabschnitte
angebracht ist, sich zwischen den Unterseiten der Endteile der Drahtabschnitte
erstreckt, um einen kontinuierlichen Übergang zwischen den genannten
Unterseiten für
die Bewegung eines elektrischen Kontaktes eines Scherenstromabnehmers
entlang des Drahtes vorzusehen.
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Die
Oberfläche,
welche von dem Verbinderkörper
vorgesehen ist, kann so angeordnet sein, dass sie an ihrem einen
Ende mit der Unterseite des angrenzenden Endteiles eines der Drahtabschnitte, an
welchem der Verbinder angebracht ist, bündig ist, wobei sich die Oberfläche von
dem genannten Ende unter einer Neigung zu der Länge des anderen Drahtabschnittes
erstreckt, so dass sie eine Ebene schneidet, welche die Unterseite
des genannten anderen Drahtabschnittes enthält, unabhängig von der Position der genannten
Ebene relativ zu einer Ebene, welche die Unterseite des genannten
einen Drahtabschnittes enthält.
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Bei
einer anderen Anordnung kann die Oberfläche, welche von dem Verbinderkörper vorgesehen ist,
zwei Längsabschnitte
aufweisen, welche sich in entgegengesetzten Richtungen von einem
mittleren Teil der Oberfläche
erstrecken, jeder unter einer Neigung zu der Länge eines jeweiligen Drahtabschnittes,
so dass sie eine Ebene schneidet, welche die Unterseite des genannten
Drahtabschnittes enthält, unabhängig von
der Position der genannten Ebene relativ zu einer Ebene, welche
die Unterseite des anderen Drahtabschnittes enthält.
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Die
Idee ist, dass, wenn der Verbinder benutzt wird, um einen neuen
Drahtabschnitt mit einem alten Drahtabschnitt zu verbinden, welcher
teilweise abgenutzt sein kann, wird dieser bei der zuerst beschriebenen
Anordnung an den angrenzenden Enden der Abschnitte angebracht, wobei
das genannte Ende der Oberfläche
zu der Unterseite des neuen Drahtabschnittes ausgerichtet ist. Da
sich die Oberfläche
von einem genannten Ende unter einer Neigung zu der Länge des
anderen Drahtabschnittes erstreckt, schneidet sie dann die Ebene,
welche die Unterseite des alten Abschnittes enthält, unabhängig von dem Maß, zu welchem
die Unterseite abgenutzt worden ist und demzufolge von dem Abstand,
durch welchen die beiden Ebenen voneinander beabstandet sind. Bei
der zweiten Anordnung wirken, wenn der Verbinder an einem alten
Drahtabschnitt und einem neuen Drahtabschnitt angebracht wird, beide Längsabschnitte
der Oberfläche
in dieser Weise. In beiden Fällen
sorgt die Oberfläche
für einen
glatten kontinuierlichen Übergang
für einen
Stromabnehmerkontakt, welcher entlang des Drahtes von einem Abschnitt
des Drahtes zu dem anderen übergeht. Dies
wird ohne irgendein Fehlerrisiko durch eine Person, welche den Verbinder
installiert, erreicht.
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Der
Verbinder hat vorzugsweise Mittel zum Platzieren zweier Drahtabschnitte,
welche in Ende-zu-Ende-Ausrichtung miteinander zu verbinden sind.
Wenn sie zum Einsatz bei genuteten Drähten gestaltet sind, sind diese Mittel
vorzugsweise einander gegenüberliegende
Rippen oder andere Vorsprünge,
welche angeordnet sind, um in die jeweiligen Nuten auf einander
gegenüberliegenden
Seiten der Drahtabschnitte einzugreifen. Diese Rippen oder anderen
Vorsprünge
oder/und angrenzende Teile des Verbinders, welche angeordnet sind,
um die Drahtabschnitte zu kontaktieren, sind vorzugsweise geriffelt
oder aufgerauht, um den Oberflächenbereich des
Verbinders in Kontakt mit den Drahtabschnitten zu erhöhen.
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Der
Verbinder ist vorzugsweise dazu angepasst, an den Drahtabschnitten
durch Ergreifen an den Drahtabschnitten angebracht zu werden. Üblicherweise
ist der Verbinder in zwei Teilen ausgebildet, welche angeordnet
sind, um mit den Drahtabschnitten zwischen ihnen zusammengeklemmt
zu werden. Die einander gegenüberliegenden
Flächen der
beiden Teile sind vorzugsweise auf ihrer einen Seite mit ineinandergreifenden
Formationen ausgebildet, beispielsweise einer Rippe bzw. einer Nut, dazu
ausgebildet, als ein Scharnier zu wirken, wenn die beiden Teile
mit den Drahtabschnitten zwischen ihnen positioniert und die Formationen
zusammengebracht sind, wodurch die Teile auf den Abschnitten geschlossen
werden können.
Der Verbinder kann deswegen einfach montiert werden, was die Montagezeit
minimiert. Die beiden Teile sind vorzugsweise mittels Bolzen zusammengeklemmt,
welche sich durch die Teile erstrecken, obgleich andere geeignete
Formen von Befestigern verwendet werden können.
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Die
Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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1 eine
Seitenansicht ist, welche einen alten Abschnitt und einen neuen
Abschnitt eines Kettenliniendrahtes in einer Position bereit für ihre Verbindung
durch einen Verbinder zeigen,
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2 ein
Querschnitt des neuen Abschnitts ist, entlang der Linie II-II in 1,
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3 eine
Seitenansicht einer Form eines Verbinders ist, welcher die Erfindung
verkörpert,
welche diesen an den Drahtabschnitten von 1 angebracht
zeigt,
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4 eine
Endansicht eines Verbinders ist, welche in der Richtung des Pfeiles
IV in 3 genommen ist,
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5 eine
perspektivische Ansicht des Verbinders entsprechend 3 ist
und eine Folge von Positionen zeigt, welche durch den elektrischen
Kontakt eines Stromabnehmers eingenommen werden, während dieser
unterhalb des Verbinders vorbeifährt,
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6 eine
perspektivische Ansicht ähnlich der
von 5 ist, welche von der gegenüberliegenden Seite genommen
ist,
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7 eine
Seitenansicht des Verbinders ähnlich
der 3 ist und Querschnittsansichten an den jeweiligen
Positionen des Stromabnehmerkontaktes zeigt,
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8 eine
Seitenansicht einer anderen Form des Verbinders ist, welcher die
Erfindung verwirklicht und der diesen verbunden mit den Drahtabschnitten
von 1 zeigt,
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9 eine
Endansicht des Verbinders ist, welcher in 8 dargestellt
ist,
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10 eine
perspektivische Ansicht von einer Seite des Verbinders ist, welcher
in 8 gezeigt ist, und
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11 eine
perspektivische Ansicht von der anderen Seite des Verbinders ist,
welcher in 8 gezeigt ist.
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In
den Zeichnungen zeigen die 1 und 2 einen
neuen Drahtabschnitt W1, welcher mit einem alten Drahtabschnitt
W2 in einer Eisenbahnkettenleitung verbunden werden muss. Der Draht
ist an einander gegenüberliegenden
Seiten mit Nuten G ausgebildet. Es ist festzustellen, dass die Unterseite U1
des neuen Drahtabschnittes W1 konkav in der Form ist, während die
Unterseite U2 des alten Abschnitts W2 teilweise abgenutzt und flach
ist.
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Die
beiden Formen des Verbinders zum Verbinden der Drahtabschnitte miteinander,
welche in den Zeichnungen dargestellt sind, weisen jeder einen Körper auf,
welcher aus den Teilen 1 und 2 gebildet ist. Die
beiden Teile sind aus einer Kupferlegierung hergestellt, welcher
den besten Kompromiss zwischen den Eigenschaften eines mechanischen
Widerstandes und einer elektrischen Leitung ist. Die beiden Teile
sind an die Drahtabschnitte geklemmt, um sie miteinander zu verbinden
und eine elektrische Leitung zwischen ihnen herzustellen.
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Die
einander gegenüberliegenden
Innenflächen
der beiden Teile 1 und 2 des Körpers des Verbinders sind angrenzend
an eine ihrer Seiten mit einander gegenüberliegenden Längsrippen 3 ausgebildet,
welche so gestaltet sind, dass sie genau in die jeweiligen Nuten
G an den gegenüberliegenden
Seiten der Drahtabschnitte W1 und W2 eingreifen. Diese Rippen sind
geriffelt oder aufgerauht, so dass der Flächenbereich des Körpers in
Kontakt mit den Drahtabschnitten vergrößert ist, wodurch die elektrische
und mechanische Verbindung verbessert ist. Wie in 4 gezeigt,
sind die Innenflächen
der bei den Teile des Körpers
ebenfalls angrenzend an die gegenüberliegende Seite mit ineinandergreifenden Formationen
ausgebildet, welche eine konkave Rippe 4 an dem Teil 2 und
eine komplementäre
Nut 5 in dem Teil 1 aufweisen.
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In
der Ausführungsform
der 3 bis 7 sind die unteren Bereiche
der Teile 1, 2 benachbart der Rippen 3 von
rechteckigem Querschnitt, wie man in 4 sehen
kann, während
in der Ausführungsform
der 8 bis 11 diese Bereiche gekrümmt verjüngende Form
haben, wie in 9 dargestellt, so dass sie dem
Profil des Drahtes dichter folgen, was die Kontaktpunkte eines Stromabnehmerkontaktes dichter
an der Mitte des Drahtes hält,
was bevorzugt ist.
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Der
Teil 2 des Verbinders ist in beiden Ausführungsformen
mit einem Auge 6 versehen, an welchem eines der flexiblen
Elemente angebracht wird, welche den Draht von der Stützstruktur
der Kettenleitung herabhängen
lässt.
Alternativ könnte
das Auge an dem Teil 1 vorgesehen sein. Das Auge ist so
dicht wie möglich
bei dem Schwerpunkt positioniert.
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Das
Verfahren zum Verbinden der beiden Drahtabschnitte W1 und W2 durch
den Verbinder nach der Erfindung erfordert zunächst, die einander gegenüberliegenden
Enden der Abschnitte, wie in 1 gezeigt,
zusammenzubringen und sie in dieser Position mittels einer Einspannung
oder einer anderen vorübergehenden
Vorrichtung (nicht gezeigt) zusammenzuhalten. Die beiden Teile des
Verbinders werden dann in einer offenen Position zusammengebracht,
wobei die Rippe 4 in die Nut 5 eingreift. Die beiden
Teile werden dann auf die Stoßendteile
der Drahtabschnitte in der Weise eines Klemmbackenpaares geschlossen,
wobei die Rippen- und Nutformationen 4 und 5 als
eine Art Scharnier wirken. Die beiden Teile des Verbinders werden
dann mittels Bolzen 7 zusammengeklemmt, welche durch Löcher in den
beiden Teilen hindurchführen
und mit Muttern 8 oder anderen Befestigungsmitteln an ihren äußeren Enden
ausgestattet sind, wobei eine genügende Anzahl von Bolzen vorhanden
ist, um eine starke und effektive mechanische und elektrische Verbindung
zwischen dem Verbinder und den Drahtabschnitten sicherzustellen.
Die beiden Teile können
nur in korrekter Weise miteinander verbunden werden.
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Aus
den Zeichnungen wird deutlich, dass, da die beiden Drahtabschnitte
W1 und W2 mit ihren Nuten G in Ausrichtung zueinander verbunden
werden, die Unterseiten U1 und U2 der Abschnitte (1)
in parallelen Ebenen angeordnet sind, welche im Abstand voneinander
liegen. Es ist deswegen eine Stufe S an der Verbindungsstelle der
beiden Abschnitte (1) vorhanden, welche, wenn ein
elektrischer Kontakt eines Stromabnehmers über sie laufen gelassen wird,
einen heftigen Stoß und
eine zeitweilige Unterbrechung in dem elektrischen Kontakt verursachen
würde,
was zu einer Bogenbildung führt.
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Um
zu verhindern, dass dies geschieht, ist der Verbinder nach der Erfindung
mit einer Oberfläche 20 ausgebildet,
welche so angeordnet ist, dass ein glatter kontinuierlicher Übergang
für den
elektrischen Kontakt eines Stromabnehmers vorgesehen ist, wenn dieser
unter dem Verbinder von einem Abschnitt zu dem anderen fährt. Ein
solcher Kontakt C ist diagrammatisch in den 5, 6 und 7 und
in den 10 und 11 dargestellt,
welche eine Folge von Positionen C1 ... C5 zeigen, welche von dem
Kontakt eingenommen werden, während dieser
sich unterhalb des Verbinders vorbei bewegt.
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Die
genannte Oberfläche
des Verbinders weist zwei Oberflächenteile 9, 10 auf,
welche an den jeweiligen Teilen 1, 2 des Verbindungskörpers ausgeformt
und, bei Benutzung, auf einander gegenüberliegenden Seiten des Drahtes
angeordnet sind.
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Bei
der Ausführungsform
nach den 3 bis 7 ist die
Oberfläche 20 so
angeordnet, dass ihr Ende benachbart dem neuen Drahtabschnitt W1
mit der Unterseite dieses Abschnitts bündig ist, wie in der Position
C3 in 7 gezeigt. Die Oberfläche erstreckt sich von diesem
Ende unter einer Neigung zu der Länge des alten Drahtabschnittes
W2 derart, dass unabhängig
von dem Ausmaß,
zu dem dieser Abschnitt abgenutzt ist, die Oberfläche die
Ebene schneidet, welche die Unterseite des alten Abschnittes enthält. Im Ergebnis
wird der elektrische Kontakt des Stromabnehmers durch die Oberfläche in einer glatten
kontinuierlichen Bewegung von oder zu (abhängig von der Wegrichtung) einer
Position in Kontakt mit dem alten Abschnitt W2 zu oder von seiner Position
in Kontakt mit der Unterseite des neuen Abschnitts W1 geführt.
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Bei
der Ausführungsform
der 8 bis 11 weist die Oberfläche 20 zwei
Längsabschnitte 20a, 20b auf,
welche sich in entgegengesetzten Richtungen von einem mittleren
Teil 20c der Oberfläche
erstrecken. Der Abschnitt 20b erstreckt sich unter einer
Neigung zu der Länge
des neuen Drahtabschnitts W1 und der Abschnitt 20a erstreckt
sich in einer entgegengesetzten ähnlichen
Neigung zu der Länge
des alten Drahtabschnitts W2. Die beiden Abschnitte 20a, 20b schneiden
deswegen die jeweiligen Ebenen, welche die Unterseiten der Drahtabschnitte W2,
W1 enthalten, unabhängig
von den Positionen der genannten Unterseiten relativ zu dem Verbinder. Dies
erzeugt ebenfalls eine glatte kontinuierliche Bewegung in beiden
Wegrichtungen eines Stromabnehmerkontaktes unterhalb der Verbindung
zwischen den beiden Drahtabschnitten. Diese Anordnung ermöglicht es,
dass der Verbinder zur Verbindung zweier alter Drahtabschnitte eingesetzt
werden kann, von welchen der eine mehr abgenutzt ist als der andere.
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Der
mittlere Teil 20c der Oberfläche ist an der Verbindungsstelle
zwischen den beiden Drahtabschnitten platziert, wobei die Position
an dem Verbinder durch eine vertikale Linie und zwei entgegengerichtete
Pfeile markiert ist, um eine Hilfe zur korrekten Ausrichtung der
Drahtabschnitte und Anordnung des Verbinder vorzusehen.
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Vorteile
der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass die Variabilität der Verbindungsstelle zwischen
zwei Drahtabschnitten durch die Bedienungsperson ausgeschlossen
ist, der Zusammenbau des Verbinders einfach und die Installationszeit
deswegen minimiert sind, was zu einer Reduktion der Gesamtkosten
führt.
Der Verbinder sorgt automatisch für eine glatte geneigte Übergangsoberfläche zwischen
der Unterseite eines abgenutzten Drahtabschnittes und der Unterseite
eines neuen Drahtabschnittes oder eines anderen, weniger abgenutzten alten
Abschnittes, so dass geometrische Unstetigkeiten oder Stufen vermieden
sind, welche sonst übermäßig heftige
Stöße zwischen
einem Stromabnehmer und Stromversorgungsdrähten führen würde. Die Erfindung ermöglicht eine
Minimierung des Gewichtes und der Dimensionen des Verbinders, der
Installationszeit und -kosten und das erforderliche Maß an Bedienergeschicklichkeit.