DE976629C - Stangenstromabnehmer mit Doppelwippe fuer aus einer doppelpoligen Fahrleitung gespeiste elektrische Gruben-Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

• Stangenstromabnehmer mit Doppelwippe für aus einer doppelpoligen Fahrleitung gespeiste elektrische Gruben-Triebfahrzeuge Die Einrichtung der Fahrdrahtlokomotivstrecken in der bisher üblichen Form entspricht nicht mehr der Entwicklung des allgemeinen Förderbetriebes in den letzten Jahren.
• Die Förderwagen sind größer und vor allen Dingen höher geworden, und die Strecken haben durch die modernen Ausbauformen einen anderen Querschnitt erhalten. Die Fahrdrahthöhe ist dagegen durch die Benutzung der bisher üblichen Lokomotiven die gleiche geblieben. Hierdurch sind die Gefahren einer unbeabsichtigten Berührung der Fahrdrahtleitung erheblich gestiegen.
• Durch die ebenfalls größer gewordene Strecken-und Strombelastung ist die Stromrückführung durch die Schienen ein schwieriges Problem geworden. Einmal ist es praktisch unmöglich, den Strom auf eine lange Betriebszeit hinaus ohne erheblichen Mehraufwand an Überwachungsarbeit durch die Schiene einwandfrei zurückzuführen, da sich die verschiedenen Systeme der Schienenverbindungen, auf die Dauer gesehen, nur unvollkommen bewährt haben, andererseits zeigt die in ständigem Maße steigende Korrosion der Schienenstege und Schienenfüße, daß der Strom in der Schienenrückführung so viel Widerstand vorfindet, daß er in das Schienenbett austritt und dadurch Streuströme in erheblichem Maße verursacht werden. Die Gefahren der Streuströme, die ein vorzeitiges Entzünden der Sprengpatronen verursachen können, sind zur Genüge bekannt und müssen mit allen Mitteln verhindert werden. Auch leidet der Lokomotivbetrieb durch die mangelhafte Stromrückführung durch die Schienen teilweise unter so großen Spannungsabfällen, daß eine Lokomotive am Ende der Streckenbahn nicht mehr in der Lage ist, die notwendige Leistung herzugeben. . Zu dieser betrieblichen Schwierigkeit tritt in sicherheitstechnischer Hinsicht hinzu, daß eine Abschaltung von in der Fahrstrecke auftretenden gefährlichen Überströmen oder Kurzschlüssen infolge des erwähnten Spannungsabfalles nicht mehr gewährleistet ist.
• Selbst das Schweißen der Schienenstöße oder Schienenverbindungen, das zur Abwendung der erwähnten Gefahr mancherorts eingeführt worden ist, ist nicht als Lösung des Problems zu betrachten. Das vielfach dauernde Heben und Senken des Gestänges erfordert ein wiederholtes Nachschweißen, das immer nur unter besonderer Voraussetzung und erheblicher Aufsicht durchgeführt werden kann. Dabei werden vielfach schlechte oder gerissene Schweißstellen mit dem bloßen Auge bei der Überprüfung gar nicht entdeckt, so daß die obererwähnten Gefahren weiterbestehen können.
• Die erwähnte neuere Profilgebung der Strecken ermöglicht es, auf die in den Anfangszeiten der elektrischen Grubenförderung vereinzelt angewendete doppelpolige Oberleitung zurückzugreifen und Stromabnehmer wie Fahrdrahtanordnung den Erfordernissen des Grubenbetriebes. anzupassen. Ein Weg für die hier notwendige Entwicklung ist zwar durch die Erfahrungen gegeben, die mit den doppelten Fahrleitungen der Oberleitungs-Omnibus-Anlagen als Verkehrsmittel gemacht worden sind. Aber es ist nicht möglich, die beim Oberleitungs-Omnibus-Betrieb bekannten Stromabnehmer und die dort benutzte Fahrdrahtanordnung ohne weiteres zu übernehmen, da im Grubenbetrieb die räumlichen Verhältnisse ein Umschwenken der Stromabnehmerstangen im allgemeinen nicht zulassen und die bergamtlichen Vorschriften an die Sicherheit des Stromüberganges vom Fahrdraht zum Stromabnehmer wesentlich höhere Anforderungen stellen, als dies im Oberleitungs-Omnibus-Betrieb noch zugelassen ist (Funkenbildung, kurzzeitige Stromunterbrechungen am Fahrzeug usw).
• Um im Grubenbetrieb bei der Stromabnahme von der Fahrtrichtung unabhängig zu sein, muß also der Stromabnehmer sowohl im Schlepp- als auch im Spießgang mit gleichem Erfolg verwendbar und gleichzeitig müssen die Fahrdrahtleitung, insbesondere die Kurven, Weichen und Kreuzungen, so ausgebildet sein, daß sie mit den Stromabnehmern im Spießgang ohne Gefahr des Entgleisens und ohne Stromunterbrechung am Fahrzeug befahrbar sind.
• Die beim Oberleitungs-Omnibus-Betrieb bekannten kippbaren Stromabnehmer mit einem Schleifschuh sind für den allgemeinen Zweck schon deshalb nicht anwendbar, weil hier Weichen und Kreuzungen nicht unter Strom befahren werden können, sobald zu diesem Zweck an der Fahrdrahtleitung kurze Leitungsunterbrechungen vorhanden sind. Aber auch die früher bei Grubenlokomotiven bekannten Stangenstromabnehmer mit Doppelwippe und zwei in der Fahrdrabtrichtung hintereinanderliegenden Kontaktrollen sind für die neuerdings aufgetretenen Beanspruchungen nicht geeignet, denn sie entsprechen wegen der Funkengefahr nicht mehr den bergpolizeilichen Bestimmungen und können auch nicht zur Stromübertragungverwendet werden, sobald der Strom 25o Amp. überschreitet.
• Eine seitliche Abweichung des Fahrdrahtes gegen die Schienenmitte ist für eine Lokomotive, an der die Stromabnehmerstange mit ihrem unteren Ende befestigt ist, bei Anwendung von Kontaktrollen nur beschränkt zulässig, wenn auch die Stromabnehmerstange entsprechend gelenkig drehbar in der Mitte der Doppelwippe angreift, denn bei dem durch die seitliche Abweichung entstehenden Seitendruck auf die Rollen ist die Gefahr des Aufkletterns des Fahrdrahtes auf den Rollenflansch und damit einer Rollenentgleisung groß. Man ist darum vielfach wieder zu den Bügelstromabnehmern bzw. Scherenstromabnehmern zurückgegangen, ohne damit aber eine größere seitliche Abweichung des Fahrdrahtes von der Mittelebene der Lokomotive ermöglichen zu können.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel zu beseitigen, indem sowohl der Stromabnehmer als auch die Fahrleitung in einer, diesen Anforderungen gerecht werdenden Weise abgeändert werden.
• Die Erfindung besteht darin, daß jeder der beiden Stangenstromabnehmer mit Doppelwippe für aus einer doppelpoligen Fahrleitung gespeiste elektrische Gruben-Triebfahrzeuge so gestaltet ist, daß die am Stangenende in an sich bekannter Weise in zwei zueinander senkrechten Richtungen gelenkig gelagerte Doppelwippe zwei in Fahrtrichtung hintereinanderliegende, ebenfalls in zwei zueinander senkrechten Richtungen gelenkig gelagerte Schleifschuhe trägt, in deren Rille der jeweilige Fahrdraht gleitet. Sowohl die Schleifschuhe als auch die Doppelwippe können sich dabei sowohl um eine senkrechte bzw. im wesentlichen senkrechte als auch um eine waagerechte bzw. im wesentlichen waagerechte Achse im Raum drehen, die jeweils senkrecht zur Fahrdrahtachse steht.
• Die beiden Schleifschuhe sind an der Stromabnehmerstange insofern gegensinnig zueinander angeordnet, als die beiden Fersen der Schleifschuhe einander zugekehrt sind, während die Schleifschuhe an den einander abgekehrten Einlaufenden eine Abschrägung und bzw. oder eine Rillenerweiterung besitzen, um ein sicheres Eingleiter des Fahrdrahtes zu gewährleisten.
• Zur Erzielung einer guten Kurvengängigkeit der beiden hintereinander angeordneten Schleifschuhe sind diese elastisch nachgiebig, beispielsweise durch eine Zugfeder, miteinander so verbunden, daß beim Fahren'in der Kurve der eine Schleifschuh von dem anderen mitverschwenkt wird. Gleichzeitig kann die Zugfeder, vorzugsweise unterhalb der waagerechten Drehachsen der beiden Schleifschuhe an diesen angreifen, so daß bei einer Änderung der Höhenlage des Fahrdrahtes über dem Boden eine gegensinnige Nickbewegung der Schleifschuhe stattfindet, also eine sichere Berührung zwischen dem Fahrdraht und den Schleifschuhen ohne Funkenbildung in jedem Falle gewährleistet ist.
• Um eine Stromunterbrechung möglichst zu vermeiden und überhaupt im Spießgang fahren zu können, ist es notwendig, die Weichen, Kreuzungen und Kurven der Fahrleitung biegsam und verstellbar auszubilden, wie dies teilweise vom Oberleitungs-Omnibus- und Dreiphasenbahnbetrieb her bekannt ist. Diese Verstellung kann zusammen mit der Schienenverstellung von Hand oder halb- oder vollselbsttätig durch den Raddruck der Lokomotive erfolgen, kann also zweckmäßig unter gleichzeitigem elektrischem Ab- bzw. Wiederanschalten eines isoliert gelagerten Zwischenstückes vom bzw. an das Fahrdrahtpotential jeweils entsprechend geschehen, um Stromunterbrechungen am Fahrzeug zu vermeiden.
• Um plötzliche, schwer durch den Stromabnehmer zu befahrende Knicke in der Fahrleitung zu vermeiden, wird diese zweckmäßig an Kurven aus stetig gebogenen Schienen oder aus entsprechend nachgiebigem, elastischem Material, z. B. aus Stahl, mit dem Fahrdraht ähnlichem Profil ausgeführt.
• Die Zeichnung gibt ein schematisches Bild des Erfindungsgedankens. In Abb. i ist ein Querschnitt durch eine zweigleisig befahrbare Strecke dargestellt, wobei der bisher übliche Lokomotiv- und Wagenquerschnitt mit dem einpoligen Bügelstromabnehmer im Vergleich zu der doppelpoligen Fahrleitung und dem Stangenstromabnehmer gemäß der Erfindung gestrichelt gezeichnet sind; Abb. 2 zeigt die besondere Gestaltung des Stromabnehmers.
• An der Stange i ist die Wippet schwenk- und kippbar gelagert. Die Wippe trägt ihrerseits zwei ebenfalls um eine lotrechte Achse 5 bzw. 6 schwenkbare und um quer zum Fahrdraht liegende Achsen 7 bzw. 8 kippbare Schleifschuhe 3 bzw. 4.. 'Die Schleifschuhe sind bei dem dargestellten Ausführungsbesipiel an ihren Auflaufenden 9 bzw. io abgeschrägt, um ein Eingleiten des Fahrdrahtes zu gewährleisten. Eine zwischen den beiden inneren Enden der Schleifschuhe vorgesehene Zugfeder i i hat den Zweck, die Geradführung der Schleifschuhe zu gewährleisten und gegebenenfalls Höhendifferenzen der Fahrleitungen 12 durch Nickbewegungen der Schleifschuhe auszugleichen.
• Bei der beschriebenen Ausführung des Stromabnehmers läßt sich ein funkenfreies Befahren der Strecke besonders leicht und mit großer Sicherheit dann ausführen, wenn die Fahrleitungen pendelnd aufgehängt sind. Dies geschieht zweckmäßig in der Weise, daß zur Aufhängung der Fahrleitungen an der Stollendecke frei schwingende, lotrecht hängende, vorzugsweise in ihrer Länge einstellbare Pendel verwendet werden, wobei jedes Pendel aus einem biegsamen Seil, einer Isolatorrolle und einer daran befestigten, für Schleifschuhbetrieb geeigneten Fahrdrahtklemme bestehen kann. Durch die erfindungsgemäße Anpassung der Stromabnehmer und der Fahrleitungsanordnung werden im einzelnen folgende Vorteile erzielt: i. Leichte Möglichkeit einer höheren Fahrdrahtaufhängung unter Anpassung an die vorhandenen Streckenquerschnitte, Fahrwege und Einbauten.
• 2. Verringerte Unfallgefahr durch unbeabsichtigtes Berühren der Fahrleitung und dadurch gegebenenfalls Ermöglichung der Verwendung von Wechselstrom.
• 3. Sicher gewährleistete Stromrückführung. q.. Ausschließen der Streustromgefahr.
• 5. Ausschließen der elektrolytischen Korrosion der Schienen und benachbarter Teile.
• 6. Wegfall der Unterhaltung der leitenden Verbindungen der Schienenstöße.
• 7. Möglichkeit der Abschirmung der Fahrdrähte durch Schutzverkleidungen an besonders gefährdeten Stellen.
• Weitere Möglichkeiten wären die Einrichtung einer ständig betriebssicheren Isolationsüberwachung auf der Lokomotive und der Wegfall des geerdeten Pols bei den Streckenleuchten.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Stangenstromabnehmer mit Doppelwippe für aus einer dreipoligen Fahrleitung gespeiste elektrische Gruben-Triebfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die am Stangenende in an sich bekannter Weise in zwei zueinander senkrechten Richtungen gelenkig gelagerte Doppelwippe zwei in Fahrtrichtung hintereinanderliegende, ebenfalls in zwei zueinander senkrechten Richtungen gelenkig gelagerte Schleifschuhe trägt, in deren Rille der Fahrdraht gleitet.
2. 2. Stromabnehmer, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils im Schlepp-oder im Spießgang vorauslaufende Schleifschuh mindestens an seinem Auflaufende eine Abschrägung und bzw. oder eine Rillenerweiterung besitzt.
3. 3. Stromabnehmer nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleifschuhe elastisch nachgiebig, z. B. durch eine vorzugsweise unterhalb der waagerechten Drehachsen der Schleifschuhe an diesen angreifende Zugfeder miteinander verbunden sind. q..
4. Luftweiche und Luftkreuzung zum Befahren mit Stromabnehmern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftweichen und Luftkreuzungen umschaltbare Zwischenstücke enthalten.
5. 5. Luftweiche und Luftkreuzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftweichen und Luftkreuzungen mit den Schienenweichen bzw. Schienenkreuzungen in an sich bekannter Weise mechanisch oder elektrisch gekoppelt sind und daß die Zwischenstücke während der Verstellung von der Stromquelle abgeschaltet werden können.
6. 6. Kurvenführung von Fahrleitungen zum Befahren mit Stromabnehmern nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrleitungskurven zur Vermeidung von Knickstellen in an sich bekannter Weise durch biegsame Stahlbänder mit dem Fahrdrahtprofil ähnlichem Profil od. dgl. gebildet werden.
7. 7. Kurvenführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufhängung der Fahrleitung an der Stollendecke frei schwingende, lotrecht hängende, vorzugsweise in ihrer Länge einstellbare Pendel dienen. B. Kurvenführung nach Altspruch 7, dadurch gekennzeichnet,. daß das Fahrleitungspendel aus einem biegsamen Seil, einer Isolatorrolle und einer daran befestigten, für Schleifschuhbetrieb geeigneten Fahrdrahtklemme besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr.4742g2, 497250, 562 410, 599 951, 643 933, 687 861, 845 o56; schweizerische Patentschrift 1.\Tr. 239 873; USA.-Patentschriften Nr. 2245507, 2512329; »Glückauf«, 1948, S. 597 bis 599.