DE814749C

DE814749C - Grinding piece for pantographs of electric vehicles

Info

Publication number: DE814749C
Application number: DEP54941A
Authority: DE
Inventors: Ottomar Dr-Ing Kasperowski
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1949-09-15
Filing date: 1949-09-15
Publication date: 1951-09-24

Description

Schleifstück für Stromabnehmer elektrischer Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleifstück für Stromabnehmer elektrischer Fahrzeuge sowie auf Stromabnehmer selbst. Schleifstücke der erwähnten Art wurden bisher entweder aus Metall oder aus Kohlematerial hergestellt. Keine der beiden Ausführungen besitzt jedoch sämtliche Eigenschaften, die für einen störungsfreien und wirtschaftlichen Betrieb notwendig sind.Contact strip for pantographs of electric vehicles The invention refers to a contact strip for electric vehicle pantographs as well on pantograph itself. Contact strips of the type mentioned were previously either made of metal or carbon material. Neither of the two versions has however, all the properties required for trouble-free and economical Operation are necessary.

So haftet z. B. Schleifstücken aus Metall der Mangel an, daß sie den Fahrdraht zu stark abnutzen, wenn ein für elektrische Kontaktzwecke ungeeignetes Material verwendet wird. Geschieht das, so haben die Schleifstücke einen zu starken Abbrand, wodurch insbesondere bei Kurzschlüssen der Stromabnehmer vollkommen unbrauchbar werden kann, oder aber es entstehen durch Funkenbildung unzulässig große Hochfrequenzstörungen. Um solche Störungen z. B. beim Radioempfang zu vermeiden, werden bekanntlich Schleifstücke aus Kohle verwendet, die aber wieder andere Nachteile aufweisen. Diese Nachteile ergeben sich insbesondere daraus, daß die Bruchfestigkeit der Kohle verhältnismäßig niedrig liegt. Wird zum Ausgleich das Kohleprofil vergrößert, so wachsen damit die Fertigungsschwierigkeiten und das Gewicht. Gerade aber das Gewicht muß niedrig sein, damit das Schleifstück den Unebenheiten des Fahrdrahtes mit seiner wechselnden Elastizität möglichst trägheitslos folgen kann. Die bisher üblichen Kohleschleifstücke sind daher entweder zu schwer, oder aber sie sind den Schlagbeanspruchungen nicht gewachsen, die im Fahrbetrieb, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, trotz sorgfältiger Unterhaltung der Fahrleitung aufzutreten pflegen. Auch in elektrischer Hinsicht befriedigen die Kohleschleifstücke bekannter Ausführungen noch nicht. Bestehen z. B die Kohleschleifleisten aus gesinterter Hartkohle, so halten sie zwar auch hohen Strombelastungen stand, regep aber den Fahrdraht infolge des hohen Reibungswertes der Kohle zu mechanischen Seilschwingungen an, die Kontaktunterbrechungen verursachen können. Vermindert man die Reibung durch Anwendung einer gesinterten oder kunstharzgebundenen Kohle mit hohem Graphitgehalt, so erhält man zwar ruhigere Kontaktverhältnisse und damit keine wesentlichen Radiostörungen, die Schleifstücke verschleißen aber zu schnell; außerdem sind sie, insbesondere bei Verwendung kunstharzgebundener Stoffe, nichß ausreichend lichtbogenbeständig. Die bereits im normalen Betrieb auftretenden Schwierigkeiten wachsen noch beträchtlich, wenn sich im Winter Rauhreif oder Eisschichten am Fahrdraht ansetzen.So z. B. metal contact strips the lack of that they the Contact wire will wear out too much if one is unsuitable for electrical contact purposes Material is used. If that happens, the grinding pieces have too much strength Burn-off, which makes the pantograph completely unusable, especially in the event of a short circuit or the formation of sparks can result in inadmissibly large high-frequency interference. To such disturbances z. B. to avoid radio reception, are known to be grinding pieces used from coal, but they have other disadvantages. These disadvantages result in particular from the fact that the breaking strength of the coal is relatively is low. If the carbon profile is enlarged to compensate, the grow with it Manufacturing difficulties and the weight. But the weight must be low so that the contact strip cope with the unevenness of the contact wire with its changing elasticity can follow with as little inertia as possible. The previously common carbon contact strips are therefore either too heavy, or they are not able to withstand the impact stresses, those while driving, especially at high speeds, despite being careful Entertainment of the overhead line to occur maintain. Also in electrical Regarding the carbon contact pieces of known designs are not yet satisfactory. Exist z. B the carbon contact strips made of sintered hard carbon, so they hold too high current loads, but regep the contact wire due to the high coefficient of friction the carbon to mechanical rope vibrations that cause contact interruptions can. If you reduce the friction by using a sintered or synthetic resin bonded Coal with a high graphite content results in quieter contact conditions and so no significant radio interference, but the contact strips wear out fast; In addition, they are, especially when using synthetic resin-bonded materials, not sufficiently arc resistant. Those already occurring in normal operation Difficulties increase considerably when there is hoarfrost or layers of ice in winter start at the contact wire.

Alle die erwähnten Schwierigkeiten und Nachteile werden durch die Erfindung dadurch behoben, daß die Schleifleisten aus mehreren Einzelstoffen mit unterschiedlichen, aber einander ergänzenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften zusammengesetzt sind. Zweckmäßig werden für die Zusammensetzung Einzelkörper verwendet, von denen einer oder mehrere vorwiegend aus Kohlenstoff und ein anderer aus Metall besteht. Eine besonders praktische bauliche Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dann, wenn der aus Metall bestehende Einzelkörper die Form einer Fassung aufweist, welche die übrigen Einzelkörper aufnimmt und zusammenhält. Dabei reicht die Fassung bis zur Kontaktfläche. Die im Sinne der Erfindung in dem Schleifstück untergebrachten verschiedenen Werkstoffe können nun bequem so ausgewählt werden, daß das Schleifstück das Höchstmaß von elektrischen und mechanischen Eigenschaften erhält, die für einen störungsfreien und wirtschaftlichen Betrieb erforderlich sind, ohne daß die sonst unvermeidlichen Nachteile bei Verwendung von Einstoffschleifstücken in Kauf genommen werden müssen. So können die elektrischen Kontaktaufgaben im wesentlichen von einer gesinterten Hartkohle übernommen werden, währen die bis zur Kontaktfläche reichende Metallfassung überwiegend mechanischen Zwecken dient. Die Metallfassung hält die Schlag- und Biegebeanspruchungen von der Kohle fern, so daß man mit kleinen Kohlequerschnitten auskommt und leichte Schleifstücke herstellen kann. Weitere mechanische Aufgaben können von einer Schmierkohle übernommen werden, die ebenfalls in der Metallfassung untergebracht ist. Die Schmierkohle besteht überwiegend aus Graphit; sie setzt die Reibung des Metalls und der Hartkohle auf unschädliche Werte herab.All of the difficulties and disadvantages mentioned are overcome by the Invention fixed by the fact that the contact strips made of several individual substances with different but complementary electrical and mechanical properties are composed. Individual bodies are expediently used for the composition, one or more of which are predominantly made of carbon and another of metal consists. A particularly practical structural embodiment of the invention results when the individual body made of metal has the shape of a socket, which picks up the remaining individual bodies and holds them together. The version is sufficient up to the contact surface. Those accommodated in the contact strip within the meaning of the invention different materials can now be conveniently selected so that the contact strip maintains the highest level of electrical and mechanical properties required for a trouble-free and economical operation are required without the otherwise unavoidable disadvantages when using single-material abrasives accepted Need to become. So the electrical contact tasks can essentially from one sintered hard carbon are taken over, while the reaching up to the contact surface Metal frame is mainly used for mechanical purposes. The metal frame holds the Impact and bending stresses away from the coal, so that one with small carbon cross-sections gets by and can produce light contact strips. Other mechanical tasks can be taken over by a lubricating carbon, which is also in the metal socket is housed. The lubricating carbon consists mainly of graphite; she sets the The friction between the metal and the hard carbon is reduced to harmless values.

Für die Fassung wird zweckmäßig ein Metall gewählt, das weniger verschleißfest ist als die harte Kontaktkohle und ein niedriges spezifisches Gewicht hat. Dafür eignet sich am besten Aluminium. Die Fassung kann dabei aus Blech bestehen oder in an sich bekannter Weise um die Kohleleisten gegossen oder gespritzt werden. In besonderen Fällen ergeben auch Kupfer oder Kupferlegierungen gute Ergebnisse. Das trifft z. B. zu für den Winterbetrieb bei starkem Rauhreif oder auch bei sehr hohen Strombelastungen bei Gleichstrombahnen, wenn eine wesentliche Mitbeteiligung der Metallfassung an der Stromabnahme von Fahrdraht erwünscht ist.A metal that is less wear-resistant is expediently chosen for the frame is than the hard contact carbon and has a low specific weight. Therefore aluminum is best. The socket can be made of sheet metal or be poured or injected around the carbon strips in a manner known per se. In In special cases, copper or copper alloys also give good results. That meets z. B. to for winter operation with heavy hoarfrost or very high Current loads on direct current railways if there is a significant contribution from Metal socket on the power take-off from contact wire is desirable.

Bei der Kontaktkohle ist man nicht mehr wie bisher auf eine im Strang gepreßte' Leiste großen Querschnitts bestimmter Form und großer Länge angewiesen. Wegen der bei der Erfindung verwendeten tragenden Fassung kann die Kontaktkohle vielmehr aus einzelnen geraden Stücken eines im Gesenk gepreßten Materials zusammengesetzt werden, wobei man eine vollkommen rißfreie Kohle höherer Verschleißfestigkeit bei geringeren Herstellungskosten erhält. Die elektrische Verbindung der Kohlestücke mit der Fassung erfolgt durch den Umguß, durch Einklemmen oder durch eine leitende Einkitturig, wenn die Fassung aus Blech besteht.With the contact carbon you are no longer on one in the strand as before Pressed 'ledge with a large cross-section, certain shape and length. Because of the supporting socket used in the invention, the contact carbon rather, it is composed of individual straight pieces of a die-pressed material with a completely crack-free carbon with higher wear resistance lower manufacturing costs. The electrical connection of the pieces of coal with the socket is made by casting around, by clamping or by a conductive Single-putty if the frame is made of sheet metal.

Die Schmierkohle aus hochgraphitischem Material kann gesintert oder kunstharzgebunden sein und zusätzliche Stoffe zur Verminderung der Reibung, wie z. B. Metallsalze, Weißmetalloxyde oder geeignete Tränkungsmittel, enthalten. Besteht die Schmierkohle aus kunstharzgebundenem Material, so wird sie als durchgehende Leiste in die Metallwanne eingepreßt, wobei das überschüssige Kunstharz zum guten Festhaften der Kontaktkohle am Wannenboden mit beiträgt. Handelt es sich bei der Schmierkohle um gesintertes Material, so läßt sie sich ebenso wie die Kontaktkohle aus einzelnen Stücken zu einer Leiste zusammensetzen. Um in diesem Falle eine gleichmäßige Abnutzung zu erhalten, werden die Kontaktkohlenstücke und die Schmierkohlenstücke so angeordnet, daß sie sich gegenseitig überlappen.The lubricating carbon made of highly graphitic material can be sintered or Resin-bonded and additional substances to reduce friction, such as z. B. metal salts, white metal oxides or suitable impregnating agents contain. Consists the lubricating carbon made of synthetic resin-bonded material, it is considered to be continuous The bar is pressed into the metal tub, using the excess resin for good Adhesion of the contact carbon to the bottom of the tank also contributes. Is it the Lubricating carbon to sintered material, so it can be just like the contact carbon Assemble from individual pieces to a bar. In order to achieve a uniform in this case To receive wear, the contact carbon pieces and the lubricating carbon pieces become arranged so that they overlap each other.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele dargestellt. Es zeigt Fig. i bis 3 Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen, Fig. 4 einen Querschnitt durch ein vollständiges Schleifstück, bestehend aus einem Schleifstückträger und zwei Schleifleisten.In the drawing, several embodiments of the invention are as Examples shown. It shows Fig. I to 3 cross sections through different embodiments, Fig. 4 shows a cross section through a complete contact strip, consisting of a Contact carrier and two contact strips.

Bei der Ausführungsform nach Fig. i ist eine Metallfassung i aus Aluminium, Kupfer, einer Kupferlegierung oder auch einem anderen geeigneten Metall vorgesehen. In der Metallfassung befinden sich Kohlestücke 2 und 3. Die Kohlestücke 2 dienen als Kontaktkohle, während die Kohlestücke 3 als Schmierkohle dienen. Die Kontaktkohle 2 ist aus gesinterter Hartkohle hergestellt, während die Schmierkohle 3 aus hochgraphitischem Material besteht. Dieses Material kann ebenfalls gesintert oder auch kunstharzgebunden sein. Die Metallfassung i kann auch einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen (s. Fig. 3).In the embodiment according to FIG. I, a metal frame i is made of aluminum, Copper, a copper alloy or another suitable metal is provided. In the metal frame there are pieces of coal 2 and 3. The pieces of coal 2 are used as contact carbon, while the carbon pieces 3 serve as lubricating carbon. The contact carbon 2 is made of sintered hard carbon, while the lubricating carbon 3 is made of highly graphitic Material consists. This material can also be sintered or bonded with synthetic resin be. The metal frame i can also have a trapezoidal cross-section (see Fig. Fig. 3).

Der für die Schmierkohle 3 bestimmte Raum in der Metallfassung i kann auch mit einer Paste ausgefüllt sein, die aus einer Mischung von Graphitpulver und Fett oder flüssigem Kunstharz als Bindemittel besteht. Eine solche Ausführung zeigt Fig. 2. Die Schmierkohle 3 ist dabei zwischen zwei Hartkohlestücken 2 eingebettet.The space in the metal holder i intended for the lubricating carbon 3 can also filled in with a paste be that of a mix of Graphite powder and fat or liquid synthetic resin as a binder. Such The embodiment is shown in FIG. 2. The lubricating carbon 3 is between two pieces of hard coal 2 embedded.

Um Kontakttrennungen zu vermeiden, werden zweckmäßig mehrere Schleifleisten nebeneinander und in angemessenem Abstand voneinander angeordnet, die dann auf einem gemeinsamen Schleifstückträger 4 abnehmbar befestigt sind (Fig. 4). Bei Kippbewegungen des Schleifstücks können sich die einzelnen Schleifleisten zwangsläufig in der Stromabnahme ablösen. Hierzu sind wenigstens zwei Schleifleisten vorgesehen, die ein schmales Profil haben, um das zulässige Gewicht nicht zu überschreiten. Die Metallfassung gestattet im Gegensatz zu den bisher üblichen Ausführungen, die genannten Forderungen zu erfüllen. Die Schleifleisten i, 2 und 3 werden zweckmäßig auf einem starren Schleifstückträger 4 angeordnet, der lange verwendbar bleibt. Der Abstand der Schleifstücke voneinander wird dabei so gewählt, daß sich das Schleifstück am Fahrdraht 5 ohne zusätzliche Lenkvorrichtung selbst führt. Der Schleifstückträger .4 ist um den Punkt 7 drehbar. Der Arm 8 führt zum Wippengestänge.In order to avoid contact separation, several contact strips are expedient next to each other and at a reasonable distance from each other, which are then on a common contact strip carrier 4 are removably attached (Fig. 4). With tilting movements of the contact strip, the individual contact strips can inevitably draw in the current peel off. For this purpose, at least two contact strips are provided, which have a narrow one Have a profile so as not to exceed the permissible weight. The metal frame allows, in contrast to the previously common designs, the requirements mentioned to meet. The contact strips i, 2 and 3 are expediently on a rigid contact strip carrier 4 arranged, which can be used for a long time. The distance between the contact strips is chosen so that the contact wire on the contact wire 5 without additional Steering device itself leads. The contact strip holder .4 can be rotated around point 7. The arm 8 leads to the rocker linkage.

Claims

PATEN TAYSYRCC11L .: i. Contact strip for electrical pantographs Vehicles, characterized in that the contact strips are made from several individual substances (1, 2 and 3) with different but complementary electrical and mechanical Properties are composed.

2. Contactor according to claim i, characterized in that that the contact strips are composed of interconnected individual bodies (1, 2 and 3) are.

3. Contactor according to claims i and 2, characterized in that a or several single bodies (2 and 3) mainly made of carbon and another (i) made of metal.

4. Contactor according to claims i to 3, characterized in that that the individual body (i) made of metal has the shape of a socket, which takes the remaining individual bodies (2 and 3) and holds them together.

5. Contact strip according to claims i to 4, characterized in that one or. several as contact means serving single body (2) made of sintered hard carbon and one or more as a lubricant serving single body (3) consist predominantly of graphite.

6. Contact strip after claims i to 5, characterized in that the metal frame (i) made of aluminum, Copper or a copper alloy.

7. Contact strip according to claims i.bis 6, characterized in that the lubricating carbon (3) made of synthetic resin-bonded sintered graphite material or from a paste containing graphite powder and fat consists. B.

Contact strip according to Claims i to 7, characterized in that impregnating agents or white metal oxides or metal salts are added to the lubricating carbon (3) are.

9. Contactor according to claims i to 8, characterized in that the Contact carbon (2) and the lubricating carbon (3) pressed into the socket (i) or electrically are conductive cemented. ok

Contact strip according to claims i to 9, characterized characterized in that the contact carbon pieces (2) and the lubricating carbon pieces (3) overlap each other. i i.

Contact strip according to claims i to i o, thereby characterized in that the contact strip (1, 2 and 3) on a rigid contact strip carrier (4) is attached replaceably.

12. Contactor according to claim i i, characterized in that that on the contact strip carrier (4) several contact strips (1, 2 and 3) next to each other and spaced appropriately from each other.