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Befestigung von Widerstandswendeln, insbesondere in Rahmenwiderständen
elektrischer Fahrzeuge Die Anfahr- und Bremswiderstände elektrischer Gleichstromfahrzeuge,
z. B. von Straßenbahntriebwagen, Oberleitungsomnibussen usw., bestehen häufig aus
einer großen Anzahl von Wendeln aus Widerstandsdraht. Diese Widerstandswendeln werden
gruppenweise in Rahmen zusammengefaßt und meistens auf dem Fahrzeugdach als sogenannte
Rahmen- oder Dachwiderstände angeordnet. Die zweckmäßige Befestigung der zahlreichen
Widerstandswendeln an den tragenden Teilen bildet die wichtigste und zugleich schwierigste
konstruktive Aufgabe. In neuerer Zeit hat sich die Bauform mit Querjochen durchgesetzt,
die ihrerseits von: Isolatoren gehalten werden und an welchen die Widerstandswendeln
mittels Schrauben. befestigt sind. Diese Tragjoche stellen gleichzeitig die elektrische
Verbindung zwischen den \\@iderstandswendeln her.
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Die Befestigungsstellen der Widerstandswendeln an den Tragjochen müssen
hohen Anforderungen genügen. Sie müssen mechanisch und elektrisch sehr sicher sein,
weil von ihnen die Betriebssicherheit des ganzen Fahrzeuges abhängt, insbesondere
wenn das Fahrzeug auch elektrisch gebremst wird. Die Anfahr- und Bremswiderstände
eines neuzeitlichen zweimotorigen Straßenbahnwagens mit 2 X 75 kW-Stundenleistung
seiner Motoren enthalten z. B. nicht weniger als rund 25o Wendeln, deren 5oo Enden
zuverlässig befestigt werden müssen und möglicherweise ebenso viele Fehlerquellen
bilden können. Dieser unscheinbaren Aufgabe der Befestigung der Wendeln kommt also
hinsichtlich ihres Einflusses auf die Betriebssicherheit des Fahrzeuges infolge
der großen Zahl ihrer Wiederholungen eine oft unterschätzte Bedeutung zu.
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Da ferner damit zu rechnen ist, daß durch Überlastungen der Widerstände
zufolge betrieblicher Unregelmäßigkeiten einzelne Widerstandswendeln gelegentlich
überhitzt und ausgeglüht werden, so daß
ihre Auswechselung erforderlich
wird, muß ihre Befestigung nicht nur möglichst sicher, sondern außerdem auch so
durchgebildet sein, daß sie jederzeit leicht lösbar und wiederherstellbar ist.
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Ursprünglich wurden an den Enden der Widerstandswendeln Ösen angebogen
und diese mit durchgesteckten Schraubenbolzen und -muttern an Tragschellen befestigt,
die ihrerseits um je einen Isolator gelegt waren. Infolge der Drahtstärke der Widerstandswendeln
von 3 bis 5 mm und der Steifigkeit des Werkstoffes ist das Anbiegen der Ösen eine
große Sorgfalt erfordernde, kostspielige Arbeit. Außerdem wird durch die zu kleinen
Krümmungshalbmesser der Werkstoff übermäßig beansprucht, so daß die Ösen mitunter
abbrechen und zu ernsten Betriebsstörungen, z. B. Bremsversagern, führen können.
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Aus diesem Grunde werden die Widerstandswendeln nur noch mit geraden
Enden versehen, die durch Schrauben und Klemmplättchen auf dem Tragjoch festgeklemmt
werden. Da die geraden Enden aus konstruktiven Gründen die Verlängerung der Wendelachse
bilden müssen, erfordert ihre Herstellung und Ausrichtung ebenfalls eine ziemlich
umständliche Biegearbeit. Der kurze Übergang vom axialen Wendelende zur ersten Windung
erfordert ebenfalls scharfe Biegungen mit bedenklicher Überdehnung des Werkstoffes.
Die Befestigung solcher Wendeln mit gerade ausgezogenen Enden geschieht auf der
waagerechten Oberseite flacher Blechjoche.
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Infolge des beengten Raumes muß der gegenseitige Abstand der Wendeln
ziemlich klein gehalten werden. Um also ein Durchhängen und eine gegenseitige Berührung
der sich unter- der Erwärmung längenden Wendeln zu vermeiden, müssen diese im kalten
Zustand unter einer entsprechend hohen Vorspannung stehen, damit ihre Lage auch
noch im betriebswarmen Zustand (bis zu etwa 35o°) gesichert bleibt. Diese Vorspannung
muß von den Klemmplättchen durch Reibungsschluß sicher aufgenommen werden. Tritt
aus irgendeinem Grunde eine Lockerung ein, so rutscht das unter der Zugspannung
der Wendel stehende gerade Ende durch. Die erforderliche Vorspannung bereitet schon
beim Einbau der Wendeln eine zusätzliche Schwierigkeit, weil die Ulendel gleichzeitig
auf die Einbaulänge gespannt werden muß, während die Klemmschraube angezogen wird.
Das Einbauen der Wendeln ist daher für einen einzelnen Mann schwierig und erfordert
bei größerer Stärke der Wendeln und stärkerer Vorspannung einen zweiten Mann zur
Hilfeleistung.
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Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäß durch die folgende neuartige
Ausbildung der Wendelbefestigung (Bild i der Zeichnung) vermieden.
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Das Tragjoch besteht nicht wie bisher, aus einer waagerechten Blechplatte,
sondern aus einem Winkel i, dessen einer Schenkel senkrecht steht und den Widerstandswendeln
2 zugekehrt ist. Die Wendeln haben ferner keine angebogenen Enden, sondern sind
einfach abgeschnitten und berühren mit ihrer ersten bzw. letzten Windung (Wendelstirne)
den senkrechten Winkelschenkel. Ein Klemmstück 3 liegt unmittelbar auf dem En:tle
der ersten bzw. letzten Windung auf und wird durch die Schraube - an den Winkel
gezogen. Die Bohrung des Klemmstückes erhält für diesen Zweck ein Muttergewinde
zur Aufnahme des Bolzengewindes der Schraube 4.
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Die erfindungsgemäße Anordnung unterscheidet sich also von den bisher
bekannten dadurch, daß die Druckflächen der Befestigungsstelle nicht in Wendellängsrichtung
liegen, sondern quer zu dieser. Während früher die Achse der Befestigungsschraube
senkrecht zur Wendellängsachse stand, liegt sie bei der Neuerung parallel zu dieser.
Die Wendel wird nicht durch Reibungsschluß, sondern durch Formschluß gehalten, der
auch bei loser Schraube bestehen bleibt. Die Wendel kann daher schon vor dem Festziehen
der Schraube in <las Klemmstück eingehängt werden und wird von diesem in der
erforderlichen Lage auch nach dem Loslassen gehalten. Die Schraube und das Klemmstück
können sodann anschließend festgezogen werden. Die Anordnung wirkt also gleichzeitig
als Spannvorrichtung zum Überwibden der Zugkraft der `'Wendel. Auch im Falle einer
späteren Lockerung der Befestigungsschraube ist ein Durchrutschen des Wendelendes
infolge der ständigen Formschlüssigkeit der Anordnung ausgeschlossen, denn die Wendel
hängt am Klemmstück.
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Das Anbiegen eines besonders geformten Wendelendes erübrigt sich,
so daß infolgedessen die Herstellung der Wendeln wesentlich vereinfacht und verbilligt
wird. Die Wendeln können vom Drahtring weg gewissermaßen endlos gewickelt werden
und brauchen nur nach Länge oder besser nach Widerstandswert abgeschnitten zu werden.
Jegliche durch scharfe Biegung überbeanspruchte und bruchgefährdete Stelle bleibt
vermieden. Die Befestigungsmittel beschränken sich auf das Klemmstück, das gleichzeitig
als Schraubenmutter dient, die Schraube und die Schraubensicherung. Bei der bisherigen
Ausführung wurde außer diesen Teilen noch je eine Schraubenmutter benötigt, d. lt.
also etwa 500 zusätzliche Schraubenmuttern je Widerstandssatz.
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Bei der in Bild i dargestellten Ausführung des Erfindungsgedankens
liegt die Befestigungsanordnung konzentrisch zur Wendel. Diese Art empfiehlt sich
für die bisher allgemein übliche Einzelbefestigung der Wendeln. Darüber hinaus ermöglicht
der Erfindungsgedanke die gemeinsame Befestigung von gleichzeitig zwei Wendeln mit
einer gemeinsamen Schraube und einem Doppelklemmstück, indem die Befestigungsmittel
zwischen zwei benachbarten Wendeln, die ohnedies elektrisch miteinander zu verbinden
sind, angeordnet wird (Bild 2). Das Doppelklemmstück 3 erfaßt mit seinen zweiseitig
angeordneten Vorsprüngen beide Wendeln 2 gleichzeitig an ihren ersten. bzw. letzten
Windungsenden. Erfindungsgemäß erhält das Klemmstück eine solche Länge, daß sich
mindestens die zw-e@ite Windung jeder Wendel noch an die Flanke des Klemmstüclccs
anlegen kann. Dadurch werden die Wendeln in ihrer Lage parallel zu den Befestigungsschrauben
ausgerichtet.
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Diese Doppelbefestigung bringt eine weitere wesentliche Ersparnis
an Befestigungsmitteln mit
sich, weil sich ihre Zahl auf die Hälfte
verringert. Bei dem Widerstandssatz eines neuzeitlichen zweimotorigen Straßenbahnwagens
erübrigen sich dadurch etwa 25o Klemmstücke, 25o Schrauben und 25o Schraubensicherungen,
also insgesamt 75o Einzelteile. Eingerechnet die 5oo bereits ersparten Schraubenmuttern
ergibt sich durch die Erfindung eine Gesamtersparnis von rund 125o Kleinteilen je
Ausrüstung.