CH234018A - Elektrischen Strom führender Kontaktkörper. - Google Patents

Description

  Elektrischen Strom führender Kontaktkörper.    Als Kontaktkörper in Gleitkontakten hat  man bisher im allgemeinen     Kohlekontakte     angewandt, besonders wenn verhältnismässig  grosse elektrische Stromstärken bei hoher  Spannung durch den Gleitkontakt übertragen  werden sollen und letzterer ausserdem grossen  mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt  ist, was beispielsweise der Fall     ist    bei Strom  abnehmern für elektrische Fahrzeuge. Der  artige Stromabnehmer hatten bisher unter  anderem den Nachteil, dass sie verhältnis  mässig rasch abgenützt sind.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf eine Verbesserung solcher Kontaktkör  per, zum Beispiel in Form von     Gleitkontak-          ten,    die wenigstens teilweise aus einem ge  pressten und gesinterten Gemisch von     Eisen-          und        Graphitpulver    zusammengesetzt sind und  ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schup  pen des     Graphitpulvers    an dem am meisten  dem Verschleiss ausgesetzten Teil des Kon  taktkörpers derart angeordnet sind, dass die  Schuppen in bezug auf die Oberfläche dieses  Teils hochkant stehen.

      Je nach dem Verwendungszweck kann das  Mengenverhältnis der beiden Komponenten  Eisenpulver und     Graphitpulver    im Kontakt  körper ein solches sein, dass der     Graphit-          gehalt    im Material zwischen 5 und 50 Ge  wichtsprozenten des Eisengehaltes liegt.  



  Die nachfolgende Beschreibung der in der  Zeichnung veranschaulichten Ausführungs  beispiele erläutert die Erfindung. In der  Zeichnung zeigt:       Fig.    1 eine erste Ausführungsform eines  erfindungsgemäss ausgeführten     Gleitkontakt-          körpers    in schaubildlicher Darstellung, und  die       Fig.    2 bis 4 zeigen eine Stirnansicht,  einen Schnitt nach der Linie     III-III    in der       Fig.    2 und eine Draufsicht einer weiteren  Ausführungsform.  



  Es hat sich     erwiesen,    dass die Verschleiss  festigkeit des     Gleitkontaktkörpers    abhängig  ist von der Lage der Gleitfläche in bezug  auf die     Pressrichtung    beim Pressen der  Eisen- und     Graphitpulvermischung.    Da die       Graphitkörner    schuppenförmig     sind        und    gute      Gleiteigenschaften besitzen, orientieren sie  sich während des     Pressvorganges    derart, dass  die Richtung des     Pressdruckes    mit den Ebenen  der Schuppen einen rechten Winkel bildet.

    Man erhält dabei die grösste Verschleissfestig  keit des     Gleitkontaktkörpers,    wenn die  Ebenen der Schuppen mit der Richtung, in       \welcher    die Gleitfläche des Kontaktkörpers  durch den Fahrdraht überstrichen wird, einen  rechten Winkel bilden. Dies wird veran  schaulicht in     Fig.    1 der Zeichnung, in der  10 einen spannungsführenden Leitungsdraht  und 12 einen     Stromäbnehmer-Kontaktkörper     oder     Gleitkontaktkörper    nach der Erfindung  darstellt. Der Kontaktkörper 12 ist mit einer  Rille 13 versehen, welche das Führungsorgan  für den Leitungsdraht darstellt und der Kon  taktkörper bewegt sich parallel zu letzterem.

    Der Kontaktkörper 12 liegt mit einem gewis  sen Druck am Draht 10 an, welcher Druck  besonders auf die innern (untern) Teile der       Rillenwand    konzentriert ist. Der     Gleitkon-          taktkörper    erhält die beste Verschleissfestig  keit, wenn er bei der     Verpressung    des Pul  vergemisches in der Richtung des Pfeils I  gepresst wird, das heisst parallel oder wenig  stens angenähert parallel zur Längsrichtung  der Rille, in welcher der Draht gleiten soll.  Die     Graphitschuppen    orientieren sich dann in  Ebenen, die senkrecht zur Längsachse der  Gleitfläche 13 stehen, was in der Figur durch  die gestrichelten Linien 14 angedeutet ist.

    Gute Verhältnisse lassen sich noch erzielen,  wenn der     Gleitkontaktkörper    durch Pressung  in der Richtung des Pfeils     II    hergestellt wor  den ist; dann stehen die blättrigen     Graphit-          schuppen    wenigstens an demjenigen Teil der  Gleitfläche, der dem Verschluss am     meisten     ausgesetzt ist, mindestens angenähert senk  recht zur Gleitfläche.  



  Dagegen ist es weniger vorteilhaft, den       Gleitkontaktkörper    durch Pressung des Pul  vergemisches in der Richtung des Pfeils     III     herzustellen, weil die     Graphitschuppen    dann  hauptsächlich parallel mit dem dem grössten  Teildruck ausgesetzten Teil der     Gleitfläehe     liegen.

   Eine bedeutungsvolle Eigenschaft  von     Gleitkontaktkörpern    nach der Erfindung    ist somit die, dass durch     entsprechende    Wahl  der     Pressrichtung    bei der Herstellung der  <B>C</B>     'leitl-,ontit,I,:t1-,ijrper        aus    einem Pulvergemisch  <B>T</B>  erzielt werden     kann,    dass die     Graphitsehup-          pen    in bezug auf die Gleitfläche hochkant  stehen.  



  So hergestellte     Gleitkontaktkörper    besit  zen zufolge der Eisenkomponente grosse Ver  schleissfestigkeit und zufolge der     Gra.phit-          komponente    gute Gleiteigenschaften. Ein an  derer Vorteil solcher     Gleitkontaktkörper    be  steht in dem hohen spezifischen Gewicht im       Vergleieb.    zu den bekannten     Kohlekontakt-          körpern.    Zufolge der grösseren Trägheit er  hält ein     Gleitkontaktkörper    von einer Zu  sammensetzung nach der Erfindung einen  ruhigeren Gang,

   besonders an den Fugen im  Leitungsdraht     bezw.    an andern     Diskontinui-          tä.ten    in der     Fläehe,    an welcher der Kontakt  körper gleitend     anliegt.     



       Kohlekontal,#tlkiirpei-,        besonders    solche für       Stromabnehmer    für     elektrische    Lokomotiven,  werden oft in eine besondere Fassung am       Kontaktbügel    eingegossen. Dabei geschieht es  leicht, dass der     entstehende        Kohlekontakt-          körper    auf Grund der thermischen und/oder  der     mechaniselien        Beanspruchung    beim Er  kalten Risse erhält.

   Die neuen, vorstehend       beschriebenen    Kontaktkörper bereiten in die  ser Beziehung keine Schwierigkeiten und  können sogar in ihren Fassungen durch  Schweissen oder andere: thermische oder me  chanische Befestigungsverfahren gesichert       werden.    Dies beruht zum grossen Teil darauf,  dass ein     Eisengraphitkontaktkörper    die  Wärme viel besser ableitet als ein     Kohlekon-          taktkörper.     



  Bei der Herstellung von     Sinterkörperii     aus Eisenpulver muss die     Sinterung,    die in  der Regel bei     eileer    Temperatur von etwa  1000     bis    1200" C erfolgt, in reduzierender  Atmosphäre ausgeführt werden, um die den       Sinterungsvorgang    beeinträchtigenden Oxyde, de,  die auf den Oberflächen der Körner des  Eisenpulvers immer vorhanden sind, zu ent  fernen und um     Oxydation    während der     Sin-          terung    zu verhindern.

   Bei     Sinterkörpern    nach  der vorliegenden Erfindung brauchen dies-      bezüglich keine besonderen Massnahmen ge  troffen zu werden, da der Graphit im Pulver  gemisch bei der     Sintertemperatur    an und für  sich reduzierend wirkt.  



  Ein weiterer Vorteil der in beschriebener  Weise hergestellten Kontaktkörper besteht  darin, dass die Härte und damit auch die  Elastizität des Materials in höherem Grad  als es bei     Kohlekontaktkörpern    der Fall ist,  variiert werden kann, zum Beispiel ausser  durch die Zusammensetzung des Materials  auch durch den bei der Herstellung des Kör  pers angewandten     Pressdruck,    der zwischen  2000     kg/cm'    (vorzugsweise bei hohem     Gra-          phitgehalt)    und 8000 kg/cm' (bei niedrigem       Graphitgehalt)    betragen kann.  



  Auch bei dem höchsten genannten Druck  erhält man einen mehr oder weniger porösen  Körper. Ein derart hergestellter poröser       Gleitkontaktkörper    kann daher leicht mit für  die Funktion des Kontaktkörpers wertvollen  Mitteln     imprägniert    werden. Ein     Gleitkon-          taktkörper,    der im Freien verwendet werden  soll und dort den atmosphärischen Einflüs  sen ausgesetzt ist, kann zum Beispiel mit  einem wasserabstossenden 01 imprägniert wer  den. Das Eisen im Gleitkontakt wird da  durch gegen Rost geschützt und die Kontakt  fläche wird blank und damit der Spannungs  abfall in der Gleitfläche niedrig gehalten.

    Das 01 kann zu diesem Zweck mit Reduk  tionsmitteln oder andern Substanzen versetzt  sein, welche eine Schutzwirkung gegen das  Rosten des Eisens ausüben (zum Beispiel       Hydrochinon).    Ein     Imprägnierungsöl    kann  auch gewählt werden in der Absicht, die Rei  bung des     Gleitkontaktkörpers    herabzusetzen.  



  Zwecks Erzielung gewisser besonderer  Eigenschaften kann das Pulvergemisch ausser  Eisen und Graphit auch geringere Mengen  anderer metallischer oder nichtmetallischer  Bestandteile enthalten, zum Beispiel Kupfer  pulver, Nickelpulver, kolloide Kohle usw.,  wobei sich das Kupfer und der Nickel mit  dem Eisen legieren können, während die als  Beispiel angeführte kolloide Kohle die redu  zierende Wirkung des Graphits unterstützt.  Die metallischen Zusatzstoffe sollen nicht    mehr als etwa 10 Gewichtsprozente des Eisen  gehaltes und die nichtmetallischen in der  Regel nicht mehr als 10 Gewichtsprozente  des     Graphitgehalts    ausmachen.  



  Die Ausführungsform     eines        Gleitkontakt-          körpers    nach den     Fig.    2 bis 4 hat Bohrungen  15, die sich vom Grund der Rille 13 quer  durch den Kontaktkörper im rechten Winkel  oder geneigt zur Rille erstrecken. Die Boh  rungen. 15 münden in eine längliche Ausspa  rung 16 an der Unterseite des Kontaktkörpers.  Die Bohrungen 15 dienen als Abläufe für die  Aussparung 13, falls sich Regenwasser am  Draht 10 befindet, das sich an dessen Unter  seite ansammelt. Hierdurch wird eine Ver  schlechterung der Stromüberführung oder die  Bildung von Lichtbögen im zwischen dem  Kontaktkörper und dem Draht gebildeten  Dampf vermieden.  



  Zur Anwendung ist der Kontaktkörper  12 in einen Halter irgendeiner bekannten  Bauart einzusetzen (nicht dargestellt). Die  Längsaussparung 16 gewährleistet dann das  Abfliessen des Wassers zwischen dem Halter  und dem Kontaktkörper, das in den Kanälen  15 nach     unten    strömt.  



  Der     Gleitkontaktkörper    12 kann statt der  Bohrungen, 15 oder zusätzlich zu ihnen an  einem oder an beiden     Enden    mit Teilen 17  versehen sein, die eine Art Schneepflug, das  heisst deren Stirnflächen scharfe Kanten 18  mit den     Bodenteilen    der Rille 13 bilden, um  den Draht 10 von an ihm sitzenden Eis und  Reif zu befreien. Auf diese Weise werden  derartige Eis- und     Reifniederschläge    am Ein  tritt zwischen den Draht und den Kontakt  körper gehindert. was sonst eine ausserordent  lich grosse Beanspruchung des Kontaktkörpers  und auch     Unterbrechungen    des Betriebes der  ganzen Vorrichtung verursachen könnte.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrischen Strom führender Kontakt körper, der wenigstens teilweise aus einem gepressten und gesinterten Gemisch von Eisen- und Graphitpulver zusammengesetzt ist, da durch gekennzeichnet, dass die Schuppen des Graphitpulvers an dem am meisten dem Ver- schleiss ausgesetzten Teil des Kontaktkörpers derart angeordnet sind, dass die Schuppen in bezug auf die Oberfläche dieses Teils hoch kant stehen.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Elektrischen Strom führender Körper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass der Graphitgehalt im Material zwi schen 5 und 50 Gewichtsprozenten des Eisen gehaltes liegt. 2. Elektrischen Strom führender Körper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, da.ss in den Poren des Organes ein gegen Rost schützender Stoff enthalten ist. 3. Elektrischen Strom führender Körper nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass in den Poren des Organes ein wasser abstossender Stoff enthalten ist. 4. Elektrischen Strom führender Körper nach Unteranspruch 3, dadurch gelzennzeich- net, dass in den Poren 01 enthalten ist. 5.

   Elektrischen Strom führender Körper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass er in Mengen bis zu 10 Gewichts prozenten des Eisengehaltes weitere metalli sche Bestandteile enthält. 6. Elektrischen Strom führender Körper nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass er Kupferpulver enthält. i. Elektrischen Strom führender Körper nach Unteransprueh 5, dadurch gekennzeich net, dass er Nickelpulver enthält. B.

   Elektrischen Strom führender Körper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass er in Mengen bis zu 10 Gewichts prozenten des Ctraphitgehaltes des Kontaktes nichtineta.llische Bestandteile enthält. 9. Elektrischen Strom führender Körper nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich- ret, dass er kolloidale Kohle enthält. 1.0.

   Elektrischen Strom führender Körper nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass er eine Rille zur Fiibrung eines span nungsführenden Drahtes sowie Bohrungen aufweise, welch letztere sich vorn Grund der Rille ausgehend quer durch den Kontakt körper erstrecken. 11. Elektrischen Strom führender Körper nach Patentanspruch, mit einer Rille zur Führung eines spannungsführenden Drahtes, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an einem Ende der Rille deren Bodenteile mit der Stirnfläche des Kontaktkörpers eine scharfe Kante bilden.