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Allseitig federnder Kontakthalter und Mitnehmer für Stromabnehmerwagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen allseitig federnden Kontakthalter und Mitnehmer
für Stromabnehmerwagen an ein- oder mehrpoligen Stromzuführungen, insbesondere für
Förderanlagen oder Gleisfahrzeuge, bei denen die Stromschienen in Kanälen oder an
den Gleisen verlegt sind.
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Die gebräuchlichen Kontakthalter bei einpoliger Stromzuführung gestatten
nur den Ausgleich von Differenzen zwischen Gleis und Stromschiene nach einer Richtung,
bei mehrpoliger Stromzuführung und Verwendung von auf Rollen geführten Einrichtungen,
an welche die Stromabnehmer befestigt sind, ist zuweilen ein Ausgleich der Differenzen
in der Entfernung zwischen Gleis und Stromschiene nach zwei Richtungen möglich.
Eine vollkommen federnde Führung des Kontaktmittels oder des Stromabnehmerwagens
war bis dahin in der Praxis nicht üblich. Die bei den Schnellbahnen gebräuchlichen
Kontakthalter sind gewöhnlich als seitlich am Unterwagengestell des Fahrzeuges angebrachte,
mit Federn versehene Schwingen ausgebildet, die eigentlich nur das Kontaktmittel
gegen die Stromschienen drücken, die aber nur ganz geringe Differenzen zwischen
den parallel verlegten Gleisen und Stromschienen zulassen. Die bei fahrbaren Förderanlagen
gebräuchlichen Stromzuführungen bestehen gewöhnlich aus einem am Unterwagen des
Gerätes befindlichen, quer zum Stromleitungskanal beweglichen, auf Rollen. laufenden
kleinen Wagen, von dem ein Arm, an dem die Stromabnehmer befestigt sind, zu den
Stromschienen geführt ist. Durch diese Anordnung sind meistens nur die Differenzen
in der Entfernung der verlegten Strom- und Fahrschiene zu überbrücken. Die beim
Anfahren des Gerätes odex Fahrzeuges auftretenden, durch Reihung unterstützten Stöße
bleiben un-` berücksichtigt. Auch Zearen bei unterbrochenen Stromschienen Sonderkonstruktionen
erforderlich, die das glatte Auflaufen des Kontakthalters auf die folgende Strümschieneermöglichen.
Bei Förderanlagen waren - beim Überqueren von Straßen teure Stromkanalabdeckungenerforderlich,
die durch diese Erfindung billiger zu gestalten sind. Die gestellte Aufgabe besteht
darin, :ein vielseitig federndes Glied zwischen den Stromschienen und dem Gleisfahrzeug
zu schaffen, das außerdem das Befahren unterbrochener Stromschienen gestattet.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß ein allseitig federnder Kontakthalber und Mitnehmer für Stromabnehmerwagen,
insbesondere ,für Förderanlagen und schnelle Gleisfahrzeuge, so hergerichtet ist,
daß an einem Kontakthalter zwei Federwerke in ihrer Mitte ,so mit dem Kontakthalter
gelenkig oder fest verbunden sind, daß das bei der Stromschiene befindliche Federwerk
senkrecht zur Längsachse des Kontakthalters angeordnet und das andere Federwerk
in beliebigem Abstand davon am
Ende und in derselben Ebene mit dem
Kontakthalter gelenkig verbunden ist, und daß ferner die Anordnung des senkrechten
Feder-. werkes so gewählt ist, daß entweder der-Längsschlitz in dem Kontakthalter
die große Federung dieses Federwerkes gestattet odür ein gleicher Schlitz in den
Widerlagern der-` Tragkonstruktion zum selben Zweck vorgesehen wird und der mit
den Federwerken und dem Kontaktmittel versehene Kontakthalter durch Bolzen, die
in den Widerlagern der Tragkonstruktion festgelagert und zentrisch durch die Federwerke
hindurchgeführt sind, beweglich nach allen Seiten gehalten wird.
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Das eine Federwerk dient also zum Ausgleich der Differenzen zwischen
dem Gleis und der Stromschiene in horizontaler und das andere Federwerk in vertikaler
Richtung. Da der Stab vollkommen federnd durch diese Fedenverhe gehalten wird und
die Federwerke den Stab bei Entlastung immer wieder in die Mittelstellung zurückführen,
werden harte Stöße beim Anfahren vermieden, ,aber ein sanftes und sicheres Auflaufen
des Kontaktmittels bei unterbrochenen Stromschienen erreicht. Da ferner die Federwerke
mit verhältnismäßig großen Schraubenfedern ausgerüstet sind, die in einem mit Fett
gefüllten geschlossenen Gehäuse wirken, ist der Verschleiß sehr gering, die Federung
weich und genau den Forderungen anzupassen.
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Die Arbeitsweise des Erfindungsgegenstandes ist aus der beiliegenden
Zeichnung zu erkennen. In dieser zeigen: - .
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Abb. z einen 'Längsschnitt durch einen Federkörper, Abb.2 und 3 schematische
Darstellungen der Federwirkungen, wobei ,einmal, die Kräfte auf das Federwerk in
der Längsachse und das andere Mal in der Querachse angreifen, Abb.4 die Befestigung
des Kontakthalters am Längsträger des Fahrzeuges durch die Tragkonstruktion und
die Anordnung der Stromschienen, Abb. 5 die Befestigung-des Kontakthalters an einem
in U=Eisenschienen geführten Stromabnehmerwagen, 4 Abb. 6 eine im Prinzip gleiche
Anordnung, nur mit -einer - senkrechten Einführung des Kontakthalters zu den Stromabnehmern.
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In den an den Stirnseiten durchbohrten, sonst vollkommen geschlossenen
Federköxperhälften d (Abb. i), die - durch die Schrauben g fest miteinander verbunden
:sind, ist eine vorgespannte Schrauhenfederf untergebracht, die mit ihren Stirnseiten
gegen die beiden Federtellere drückt. Die mit langem Hals versehenen Federteller
liegen mit einem großen Bund fest gegen den Boden der durchbohrten Stirnseite des
Federkörpers, wobei die Hälse weit aus den Stirnseiten der Federkörper herausragen.
Die Federteller e #sind an ihren Stirnseiten durchbohrt. Diese .Bdhrung ist nach
der Mitte zu stark aufgäeitet, so daß die Federteller nur ganz kurz ax,. den Stirnseiten
auf den zentrisch durch-@-geführten Bolzen h aufliegen. Das so zusammengesetzte
Federwerk ist gleitend nvischen zwei Widerlagern c geführt, in denen der Bolzen
k gelagert ist. Die Federkraft wird erst dann wirksam, wenn eine Kraft, wie in Abb.
2 gezeigt, in der Mitte des Federwerkes durch den Kontakthalter b in der Richtung!
der Federlängsachse angreift. Die Stirnseite des in der Richtung der Kraft liegenden
Federtellers e drückt nun gegen das gleiche Widerlager e, gleichzeitig gleitet die
Stirnseite des Federkörpers mit der kurzen Lagerung,' auf dem Hals des Federtellers,
und die Lagerung n an der Stirnseite des entgegengesetzten Federtellers gleitet
auf dem Bolzen k.
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Der Federweg g (Abb.2) ist ungefähr gleich dem vorspringenden Hals
des Federtellers. Diese große Federung ist mit einer Feder nach zwei Richtungen
wirksam und dient zum Ausgleich der Differenzen zwischen Gleis und Stromschiene
in einer Ebene.
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Wirkt eine Kraft in der Richtung in, also rechtwinklig zur Federlängsachse,
dann wird diese durch die Lagerung @d des Federkörpers a auf die beiden Federtellere
übertragen,- und diese lassen dann die Kraft in ihren Lagerungenn auf den Bolzenh
wirken. Da der Bolzen k fest in den reit der Fahrzeugkonstruktion verbundenen Widerlagern
c gelagert ist, wird diese Kraft vom Fahrzeug aufgenommen. Dabei -wird durch die
Mittelverschiebung s des Federkörpers (Abb. 3) und die Schrägstellung des Federtellerse,
die nur durch die vergrößerte Bohrung mit Spiel in den Lagerungen ia und ,L möglich
ist, die Schraubenfederf durchgebogen und dadurch einseitig zusammengedrückt. Diese
einseitig -wirkende Kraft der Schraubenfeder f gegen die schrägstehenden Federteuere
lvirkt, weil die Bunde der Federteller e auf der entgegengesetzten Seite gegen den
Boden der Federlrörp,er liegen, an dem Hebelarm y. Die von außen wirkende Kraft,
die die Durchb-iegung veranlaßte, wirkt an dem Hebelarm p, der ungefähr gleich der
Länge des Federtellerhalses ist. Sobald das Moment P-Feder mal r größer als das
Moment P-Richtung in mal p ist, nimmt das Federwerk die Ruhestellung -wieder ein.
Die Federwirkung ist demnach von dem Durchmesser der Schraubenfeder f abhängig.
Diese Federung quer zur Federlängsachse ist als kleine Federung s bezeichnet und
dient dazu, die Schwingungen des Kontakthalters, die- auftretenden Stöße
beim
Auflaufen des - Kontälätmittels aufzunehmen und die noch größeren Kräfte beim Richtungswechsel
der .Fahrzeuge,- die durch schwere Stromabnehmerwagen verursacht werden, federnd
abzufangen: ' Diese beiden Federwerke a1 und a.. sind nun rechtwinklig zueinander
und in -beliebigem Abstand, wie Abb. 4. zeigt, mit- dem Kontakthalter b verbunden.
Das - bei der - Eisenkonstruktion des Fahrzeuges lt angeordnete Federwerk ai liegt
waagerecht und: ist in der Mitte durch ein Gelenk mit dem- in derselben Ebene liegenden
Kontakthalter b verbunden. Befestigt ist das Federwerk a mit dem Bolzen h an dem
einen Widerlager c in - der Tragkonstruktion t. Das Federw erlc )a.- ist nahe der
Stromschiene senkrecht stehend in der Mitte durch Gelenkbolzen und Langloch o mit
dem Kontakthalter und durch- die Bolzen h mit der Tragkonstruktion verbünden. Das
Kontaktmittel tv ist isoliert am Kontakthalter b befestigt. Die Draufsicht A auf
- den Kontakthalter b zeigt die Befestigung-.- der beiden Federwerke und des Kontaktmittels
w an dem Kontakthalter b in dieser Ebene.
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Bestehen nun Differenzen in der- -Entfernung 5 zwischen. dem Gleis
6 und der Stromschiene i, dann «erden durch . die Formgebung des Schleifmittels
iv diese -Differenzen durch das Federwerk a1 in den Richtungen i ausgeglichen. Die
durch Gewicht des Kontakthalters b und die durch das Fahrzeug und die Reibung .des
Kontaktmittels entstehenden kurzen Stöße und auftretenden Schwingungen, die in der
Richtungm auf das Federwerk a1 wirken, werden durch die kleine Federung unschädlich
gemacht. Das Langloch o des Federwerkes a. entspricht der Länge des großen Federweges
q des Federwerkes a1.
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Die Differenzen in der Entfernung 4. zwischen Schienenoberkante und
Stromschiene i gleicht das Federwerk a. aus. Die hier in der Richtung i wirkende
Ausgleichsfederung arbeitet ebenso wie bei dem Federwerk a, Das Federwerk a. wird
allerdings in Richtung m,
also quer zur Federlängsachse . und ganz besonders
durch die Kontaktmittelreibung, durch das Kontaktmittel auf der Windung beansprucht.
Selbstverständlich wirken auch hier noch die Schwingungen des Fahrzeuges und des
Kontakthalters mit. Alle diese Kräfte werden auch wieder durch die kleine Federung
unschädlich gemacht. Vorteilhaft bei dieser Anordnung ist noch, daß das Kontaktmittel
in Grenzen beweglich am Kontakthalter b befestigt sein kann, wodurch eine volle
Gegenlage an die Stromschiene und gute Kontaktwirkung gewährleistet sind.
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Der Erfindungsgegenstand bringt demnach einen Kontakthalber, der durch
geeignete Federungen -in zwei - verschiedenen -Ebenen alle: Differenzen zwischen
dem Gleis und den Stromschienen durch zwei Schraubenfedern ausgleicht und bei dem
dieselben- Schraubenfedern die auftretenden Stöße, Schwingungen und Verwindürigen
des Kontakthalters unschädlich machen. -Bei -mehrpoliger Stromzuführung in .einem
Stromleitungskanal-? oder .ähnlichen Verhältnissera (Abb. 5), bei- denen .mehrere
Stromabnehmer an einem Wagen oder Fährgestell befestigt. . sind, ist ebenfalls -
ein vielseitig federndes _ Glied als Verbindung mit dem Gleisfahrzeug. erforderlich:
- Statt des Kontaktmittels _ist der "Kontakthalter b, hier Mitnehmefh" genannt,
mit dem Wagen x,. der in den U--Eisenschien(#n y durch die-Rollenz geführt wird
und an dem die Stromabnehmer w" -angeschraubt sind, durch ein Gelenk verbünden.
Die Verhältnisse sind hier dieselben vie vorstehend-beschrieben.
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Daß die Einführung des Mitnehmers b" in den Strömleitungskanal den
jeweiligen Ansprüchen angegaßt werden kann, zeigt die Abb: 6. - -Die Federwerke
a1 .und a; liegen mit ihrer Längsachse immer in der .Ebene, in welchen die Differenzen
-zwischen Gleis und- Stromschiene auszugleichen sind, und das Federwerk a@ ist-
immer -nahe der Stromschiene angeordnet.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß der Erfindungsgegenständ-..sowohl
bei. langsamen als auch -bei schnellen Fahrzeugen eine sichere Führung des Kontaktmittels
oder des Stromabnehmerwagens verbürgt, und daß diese Anordnung bei ein- und mehrpoliger
Stromzuführung zu verwenden ist. Da der Kontakthalter vollkommen federnd saufgehängt
ist und das eigene Gewicht auch von den Federn getragen wird, ist der Anpreßdruck
des Kontaktmittels vollkommen anzupassen. Als Mitnehmer für Stromabnehmerwagen ausgebildet,
ist dieses Glied in Beziehung zu dem Wagen praktisch gewichtslos. Die Vorteile sind
daher mannigfaltig und das Anwendungsgebiet vielseitig. Besonders hervorzuheben
ist noch, daß keine rollende Reibung auftritt und die einmal mit Fett gefüllten
Federwerke gegen Schmutz, Verschleiß und Rost vollkommen unempfindlich sind, und
daß sich durch die besondere Federanordnung der Kontakthalter bei Entlastung .selbsttätig
in die Mittellage einstellt. Diese Einrichtung eignet sich daher besonders auch
für unterbrochene Stromschienen.