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Kohlenschleifstück für Stromabnehmer elektrischer Bahnen Kohlenschleifbügel
für Schnellbahnbetriebe sind sowohl in gerader als auch gewölbter Form mit Innenfassung
und Außenfassung bekannt. Ferner sind Kohlenschleifbügel bekannt, deren Einzelkohlenstücke
federnd auf einen Draht oder bandförmigen Körper aufgereiht sind. Solche Bügel sollen
sich den atfftretenden Unebenheiten der Oberleitung im Betrieb anpassen. Derartigen
Bauarten hängen viele Nachteile an, weil man, wenn das Federn des Bügels in sich
überhaupt Zweck haben soll, die aneinandergereihten K,ohlenstücke an ihren Stoßflächen
oben abrunden muß. Durch diese Kantenbrechung aber ergibt sich auf der Schleiffläche
des Gesamtschleifstückes eine leichte Querriffelung. Der Fahrdraht hat dann das
Bestreben, sich in diese vorgezeichneten Rillen im Laufe des Betriebes weiter einzufressen.
Wenn man die Oberkanten nicht abrundet, so hat die ganze federnde Fassung keinen
Sinn, da ja die einzelnen Kohlenstücke gar nicht nachgeben können oder bei wachsendem
Druck nachgeben unter Ausbrechen der Oberkante. Die dabei entstehenden ungleichen
Ausbrechungen erleichtern aber erst recht ein Einfressen des Fahrdrahtes.
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Ferner bleibt die federnde Aufreihung der einzelnen Kohlenstücke auch
in bezug auf die K-ontaktverhältnisse nicht ohne schädlichen Einfluß. Um die Beweglichkeit
zu erhalten, entstehen so-%7#,olil von Kohlenstück zu Kohlenstück dauernd wechselnde
Kontakte, und die Aufreihung der Kohlenstücke auf die federnde Tragarmatur bedingt
bei Aufrechterhaltung der Beweglichkeit ein gewisses Spiel, das die Übergangswiderstände
stark erhöht. Es ist also weder von den Endstücken her noch voll der Armatur aus
zu jedem einzelnen Kohlenstück eine dauernde gute und gleichmäßige Stromführung
gewährleistet.
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Zuletzt sei darauf hingewiesen, daß die Stabilitäts- und Festigkeitseigenscbaften
der Kohle überhaupt nicht für eine solche federnde Fassung geeignet sind, weil dabei
mit starkem Bruch der einzelnen Kohlenteile gerechnet werden muß.
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Was die bekannten Kohlenschleifstücke mit starrer Fassung anlangt,
so hat sich in der Praxis ergeben, daß Kohlenschleifbügel in der bisherigen Ausführung
den starken Anfc>rderungen des Schnellbahnbetriebes nur bedingt gewachsen waren.
Gerade Bügel hielten die Druckbeanspruchungen von oben nicht aus, sie bogen sich
durch, und da die Biegefestigkeit von Kohle gering ist, brachen sie. Man half diesem
Übelstande ab, indem man die Bügel nach oben, quer zur Fahrdralitrichtung, wölbte.
Diese Bauarten sind sowohl mit Innenfassung als auch mit Außenfassung bekannt. Alle
derartigen Bauarten haben sich bis zu einer gewissen Geschwindigkeit des Fahrzeugs
bewährt. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten jedoch treten außer den
s(-,nst
üblichen Beanspruchungen von oben noch viel größere Beanspruchungen von der Seite
her auf, also in Richtung der FabrIeitung. Diese seitlichen starken Schläge rüh
hauptsächlich von den Abspannstellen Fahrdrahtabzweigungen her, und zwar folgenden
Gründen: Die Fahrleitung wird durch den Kohlenbügel während der Fahrt leicht gehoben,
während an den Abzweigstellen z. B. die harten Führungen diesem Druck nicht ohne
weiteres so rasch folgen, so daß der Bügel beim Anfahren an diesen Stellen einen
harten und heftigen Stoß gegen die Fahrtrichtung erhält. Die Praxis hat gezeigt,
daß alle bisherigen Bauarten diesen seitlichen Stößen nicht standhielten und die
Kohle Ouersprünge bekarn, was für einen sicheren B7etrieb unzulässig ist, da an
derartigen Querrissen starke Einfressungen der Fahrlei ihung in die Kohle aufcreten.
Dadurch wird aber die Fahrleitung,-gefährdet, da sie in diesen Rissen hängenbleiben
und unter Umständen herabgerissen werden kann.
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Zwar hat bei außengefaßten Schleifstücken eine Verstärkung der Biegefestigkeit
in waagerechter Richtung wohl schon unbewußterweise stattgefunden aus der Tatsache
heraus, daß die umfassende Armatur ja stets breiter sein mußte als das Schleifstück
selbst, aber außengefaßte Bügel bergen, wie bekannt, immer die Gefahr in sich, daß
die Metallfassung zum Schleifen am Fahrdraht kommt.
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Die bisherigen innengefaßten Kohlenschleifbügel haben im wesentlichen
Dreiecksforin mit einer runden oder vieleckigen Innenarmatur. Bei den bekannten
gleichseitigen, sechskantigen Innenarinaturen ist naturgemäß der Durchmesser über
die Ecken auch um ein geringes größer, und zwar etwa 1,25 : 1; jedoch ist
diese Verbreiterung nicht gewollt, denn die Form der Innenarmatur - Dreieck
oder Sechseck - hat nur den Zweck eines festen Sitzes in der dreieckigen
Höhlung des Schleifstückes; diese ungewollte Erhöhung der Biegefestigkeit in der
Waagerechten ist nur gering, jedenfalls unter dem Dreifachen der senkrechten Biegefestigkeit.
Die Form der Armatur war im allgemeinen immer so, da,ß die Biegefestigkeit des Profils
von allen Seiten eine gleich große war. Daran ändert die bekannte Wölbung der Armatur
auf die ganze Kohlenschleiflänge nichts; diese Wölbung macht lediglich Armatur und
Kohle zusammen gegen Druck von oben stabiler.
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Bei der Erfindung wird die Höhe des Profils der bisherigen starren
Innenarmatur beibehalten, jedoch deren Breite um ein Vielfaches vergrößert; es werden
dadurch Profile gewonlien, die oval oder dreieckig oder vieleckig sind, deren Biegefestigkeit
in der Waagerechten mindestens das Dreifache der Biegefestigkeit der Armatur in
der Höhe ist. Die Stabilität des Kohlenschleifbüggels in der Fahrtrich-Sheg würde
aber allein durch diese Maßnahme
| e t ausreichend vergrößert werden. Denn |
| tarken Stöße, die nach wie vor auftreten |
| j# |
| e n, sInd noch nicht beseitigt bzw. ver- |
'I<feinert. Aus diesem Grunde werden gleichzeitig die seitlichen Längsflächen
der innengefaßten Kohlenschleifbügel in eine stark geneigte Lage gebracht, welche
bewirkt, daß die atiftreffenden Stoßkräfte auf der schiefen Ebene zum größten Teil
nach oben abgeleitet werden. Die Neigung dieser Flächen muß so sein, daß starke
Stöße in ihre Komponenten derart zerlegt werden, daß die auf das Kohlenprofil gerichtete
Teilkomponente der Stoßkräfte noch auf die Metallarinatur wirkt.
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Demzufolge handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein gewölbtes
oder gerades Kohlenschleifstück mit starrer Innenarmatur für Strornäbnehmer elektrischer
Bahnen, dessen kennzeichnende Merkinale darin bestehen, daß die Biegefestigkeit
der Innenarinatur in waagerechter Richtun 'g um ein Vielfaches größer ist
als in senkrechter, erzielt durch erhebliche Verbreiterung der Innenarmatur, während
die in waagerechter Richtung seitlich auf das Kohlenschleifstück auftreffendeh schlagartigen
Biegungsbeanspruchungen durch stark geneigte Auflaufflächen des Kohlenschleifstückes
derart unwirksam gemacht werden, daß die auf das Kohlenprofil gerichtete Teilkomponente
der Stoßkräfte noch auf die Metallarmatur wirkt.
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Es ist außerdem von großer Wichtigkeit, daß mit steigender Abnützung
des Kohlenbügels sich diese Lage der Seitenflächen nicht ändert. Die beiden:Rachgeileigten
Längsseiten werden deshalb bis zur tiefsten Abnützstelle der Kohle geführt, und
es entstehen somit stark trapezförmig ausgebildete Kohlenschleifstücke, welche an
der breitesten Stelle durch die weitausladende Innenarmatur mit hoher seitlicher
Bieggefestigkeit unterstützt werden.
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Abb. i zeigt einen Querschnitt durch ein, derartiges Schleifstüc17',
in welcher b das Kohlenschleifstück und a'die ovale Innenarmatur bedeuten.
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Abb. 2 zeigt eine spitzovale Innenarmatur. In Abb. 3 ist die
Innenarmatur ein langgezogenes, an den Ecken abgerundetes Rechteck.
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In Abb. 4 ist die Innenarmatur ein gleichschenkeliges, an den Ecken
abgerundetes Dreieck.