Erdungskontakt für Schienenfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen Erdungskon- takt zur elektrischen Überbrückung der Achslagerung von mit elektrischer Energie versorgten, den elektrischen Strom über die Räder auf die Schienen überleitenden Schienenfahrzeugen, der eine Schleifkontaktanordnung mit einer ein Verschleissteil bildenden Schleifbürste und einem dieser zugeordneten verschleissfesten Gegenkon takt umfasst, die achsrecht zum Radsatz angeordnet sind, und deren Kontaktflächen unter Federbelastung gegen einanderliegen.
Bisher ist es üblich, bei solchen Erdungs- kontakten ein Schleifkontaktglied, nämlich in der Regel den verschleissfesten Gegenkontakt, starr mit der Achse zu verbinden bzw. die zugeordnete Stirnfläche der Achse unmittelbar als Gegenkontaktfläche zu verwenden, und das federbelastete Kontaktelement, in der Regel die Schleifbürste, an dem Kontaktgehäuse verschiebbar zu führen, das entweder unmittelbar an dem Achslagerge- häuse gehaltert ist oder auf dem mit der Achse verbun denen Teil drehbar geführt und durch ein Stützgestänge drehfest gehalten wird.
Die bisher verwirklichte Grund anordnung mit einem fest mit der Achse und einem ver schiebbar an dem Kontaktgehäuse gehalterten Kontakt element bedingt, dass die Kontaktflächenzone, in der die Kontaktelemente aneinandergleiten, verhältnismässig tief in dem Gehäuse liegt. Daher sind für den an den Kon taktflächen anfallenden Abrieb keine ausreichenden Ab lagerungsräume vorhanden, so dass die Betriebssicher heit bzw. Dauerhaftigkeit geschmälert wird. Weiterhin ist die Überwachung, insbesondere das Austauschen der Verschleissteile bildenden Schleifbürsten, langwierig, weil dazu die Kontaktanordnung weitgehend demontiert werden muss.
Fallweise genügen die bekannten Ausfüh rungen der dem Radsatz achsrecht vorgelagerten Er dungskontakte überdies den Anforderungen insofern nicht zufriedenstellend, als es erwünscht wäre, neben dem Erdungskontakt mit dem Achszapfen des Radsatzes noch über eine Hilfswelle Zusatzgeräte für den Fahr zeugbetrieb wie Bremsdruckregler und dgl. zu kuppeln. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Er dungskontaktanordnungen der eingangs umschriebenen Art die Betriebssicherheit und Dauerhaftigkeit durch Be reitstellung ausreichender Ausweichräume für den an fallenden Abrieb zu verbessern und die Überwachung sowie insbesondere das Ersetzen der verbrauchten Schleif bürsten zu vereinfachen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Gegenkontakt über die Fe deranordnung an der Achse abgestützt und die Schleif bürste gehäusefest gehaltert ist. Mit dieser, von den be kannten Erdungskontakten abweichenden Grundanord nung wird der Kontaktflächenbereich in der Nähe der Gehäusestirnfläche verlegt, wo allen Anforderungen ge nügende Aufnahmeräume für den beim bestimmungsge mässen Gebrauch anfallenden Abrieb verfügbar sind.
Ferner wird die Überwachung vereinfacht, da der Kon- taktflächenbereich nun nahe dem Stirnende des Gehäuses liegt, so dass sich auch die ein Verschleissteil bildende Schleifbürste leicht auswechseln lässt. Solche Montage arbeiten sind ausserdem insofern bequemer, als die not wendige flexible Leiteranordnung zwischen dem ver- schleissfesten, d. h. praktisch kaum jemals auszuwech selnden Gegenkontakt und seiner Halterung verläuft.
Die Erfindung lässt sich verschiedenartig verwirk lichen. Es empfiehlt sich für eine einfache Ausbildung, die Schleifbürste unmittelbar an einem stirnseitigen lös baren Gehäusedeckel zu befestigen. Der verschiebbare Gegenkontakt kann verschiedenartig angeordnet sein. Zu seiner Führung kann am Stirnende des Radsatzes ein achs recht verlaufendes Führungsglied angebracht werden.
Dieses lässt sich als Hülse ausbilden, die die Federan ordnung und den Führungsteil des Gegenkontaktes füh rend umfasst. Die Hülse kann bedarfsweise, wenn näm lich bei dem Radsatz die Achslager zwischen den Rä dern angeordnet sind, aussenseitig Lagerelemente wie Wälzlager abstützen, die das Kontaktgehäuse führen. Wie schon erwähnt wurde, wird in diesem Falle das Kontakt gehäuse durch ein Stützgestänge drehfest gehalten. Weiter empfiehlt es sich bedarfsweise, die Kontakt anordnung ringförmig auszuführen und eine sie achs recht durchdringende, mit dem Radsatz drehfest verbun dene Hilfswelle umfassen zu lassen.
Dann kann ein Achszapfen mit einem Erdungskontakt ausgerüstet sein und daneben über die Hilfswelle Geräte antreiben. Die Anzahl der an einem Fahrzeug anbringbaren Erdungs- kontakte wird also insoweit nicht beschränkt. Eine be sonders einfache Ausbildung ergibt sich überdies, wenn die Erdungskontaktanordnung mit der Hilfswellenanord- nung kombiniert wird. Dabei kann dem Gegenkontakt die Hilfswelle als Führung dienen.
Bei solchen Anord nungen ist es wiederum fallweise zweckmässig, in der Führung entweder ein verhältnismässig grosses Spiel zu belassen oder aber den Gegenkontakt über ballige Flä chen abzustützen, die selbsttätige Ausrichtungskorrek turen zulassen, um durch Fertigungstoleranzen und das Spiel der Achslagerung bedingte Fluchtungsfehler zu kompensieren.
Im Sinne einer weiteren Verbesserung der Betriebs sicherheit des Erdungskontaktes empfiehlt es sich an dem verschiebbaren Gegenkontakt und einem radsatzfesten Teil je einen Endbereich einer eine schlauchartige flexible und relative Längsverlagerungen der Endbereiche zulas sende Dichtung festzulegen, die die Führung abdeckt. Damit kann der Gefahr begegnet werden, dass die Längs- verschiebbarkeit des Gegenkontaktes durch in die Füh rung eingedrungene Abriebteilchen beeinträchtigt wird. Dichtungen der vorgesehenen Art verschleissen nicht und sind auch nicht von bestimmten Anlagedrücken abhän gig.
Ausserdem tritt keine Reibung ein, die die Beweg lichkeit des Gegenkontaktes beeinträchtigen könnte. Be sonders zweckmässig ist es, die Dichtung als Stülp schlauch mit einander übergreifenden schlauchförmigen Wandungsteilen auszubilden. Den Endbereichen einer Dichtung werden übrigens zweckmässigerweise besondere Spannelemente zugeordnet, um einen dauerhaft festen und abdichtenden Sitz zu gewährleisten. Die Montage wird durch solche Dichtungen kaum erschwert, da die mit den Dichtungen auszurüstende Gegenkontaktanordnung praktisch keinem Verschleiss unterliegt, also nicht aus getauscht zu werden braucht.
Insbesondere bei hülsen- förmigen Führungen reicht eine als Stülpschlauch od. dgl. ausgebildete Dichtung aus, wenn die Hülse boden- seitig geschlossen angeordnet bzw. topfförmig ausgebil det wird. In anderen Konstruktionen kann es zur zuver lässigen Abdeckung notwendig sein, beiden Enden der Führung je eine Dichtung wie Stülpschlauchanordnung zuzuordnen.
Um auch innerhalb des durch wenigstens eine Dichtung abgeschlossenen Führungsbereiches einen Verschleiss und den Anfall von Abriebteilchen weitest möglich auszuschliessen, empfiehlt es sich die vorer wähnte Dichtung als Drehbeanspruchungen des Gegen kontaktes an der Achse abstützendes Element zu be messen und anzuordnen. Dann ist es nicht wie bei den bekannten Konstruktionen notwendig, das verschiebbar geführte Kontaktelement zur Aufnahme des sich aus der an den Kontaktflächen anfallenden Reibung ergebenden Drehmomentes mit einer unrunden Profilierung der Füh rungsanordnung, vorzugsweise einer Passfeder zu ver sehen. Erfahrungsgemäss unterliegen solche Passfedern oftmals einem erheblichen Verschleiss.
Dieser kann durch die zusätzliche Benutzung der an beiden Rändern fest eingespannten Dichtung zur Drehmomentenübertragung vermieden werden.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Erdungskontaktanordnung im Längs schnitt, Fig. 2 in gleicher Darstellung eine abgewandelte Aus führung, Fig.3 in gleicher Teildarstellung eine weitere Aus führungsmöglichkeit des Erdungskontaktes.
Dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 liegt ein Rad satz zugrunde, bei dem die strichpunktiert angedeuteten Achslagerungen ausserhalb der Räder sitzen, d. h. mit über die Räder vorragenden Achszapfen zusammenwir ken. Mit dem Stirnende des durch Wälzlager 10 in dem Achslagergehäuse 11 geführten Achszapfens 12 ist durch Schrauben 13 eine topfförmige Hülse 14 verschraubt, die einen Anschlussflansch 15 und einen geschlossenen Bo den 16 aufweist. Der Hülsenmantel ragt mit einem Be reich 17 über den Befestigungsflansch 15 vor. Dem Bo den 16 der Hülse liegt eine Schraubendruckfeder 18 an, die sich andernends gegen eine Innenschulter 19 eines beispielsweise aus Bronze bestehenden Gegenkontaktes 20 stützt.
Dieser hat einen an der Innenfläche der Hülse 14 gleitend geführten Mantel 21 und einen ebenflächigen Kopf 22, dessen Stirnfläche als Kontaktfläche dient. Zwi schen dem Kopf 22 und dem Boden 16 der Hülse 14 er streckt sich ein flexibler elektrischer Leiter 23, der eine zuverlässige Verbindung herstellt. Gegen die äussere Mantelfläche des gegenüber dem Mantel 21 schwächeren Kopfes 22 ist durch einen Spannring 24 ein Randbereich einer als Stülpschlauch ausgebildeten Dichtung 25 ange- presst, deren anderer Randbereich durch einen Spann ring 26 an der äusseren Mantelfläche des Hülsenteiles 17 gehalten ist.
Die Dichtung besteht aus elastischem wie gummiartigem Werkstoff und umfasst einander über greifende Wandteile, deren Übergangszone sich bei Längslagenänderungen des Gegenkontaktes in der Füh rung 14 verschiebt. Die Dichtung 25 schliesst den Innen raum der Hülse 14 völlig gegen das Eindringen von Ab riebteilchen u. dgl. ab. Ausserdem hat sie die Aufgabe, ein unzulässiges Verdrehen des Gegenkontaktes 20 in der Hülse 14 zu verhindern, d. h. die beim bestimmungsge- mässen Gebrauch an den Kontaktflächen anfallenden Reibungsdrehmomente auf die Hülse 14 zu übertragen.
Die Stirnfläche des Gegenkontaktkopfes 22 liegt gegen die ihr zugewandte Stirnfläche einer Schleifbürste 27 an, die ein in der Regel aus einer gesinterten Werkstoff mischung bestehendes Verschleissteil bildet, d. h. gele gentlich ausgetauscht werden muss. Die Schleifbürste 27 ist unter Vermittlung eines ihr in üblicher Weise ange fügten Anschlusselementes 28 durch eine Schraube 29 an einem Gehäusedeckel 30 befestigt, der seinerseits durch Schrauben 31 an einem mit einem Isolierstoffring 32 durch Niete verbundenen Tragring 33 sitzt. Der Iso- lierstoffring 32 ist durch Schrauben 34 mit einem das Achslagergehäuse schliessenden Deckel 35 verbunden.
Der Deckel 30 weist einen isolierend abgestützten Arm 36 auf, der dem Anschluss eines elektrischen Leiters dient.
Zur Überwachung der Kontaktanordnung ist es nur erforderlich, den Deckel 30 zu lösen. Dann kann auch bedarfsweise die ein Verschleissteil bildende und durch die Schraube 29 gehaltene Schleifbürste 27 ausgetauscht werden. Der als Führung wirksame Innenraum der Hülse 14 ist zuverlässig abgedichtet, wobei die Dich tung die Beweglichkeit des Gegenkontaktes praktisch nicht schmälert. Ebenso wie der Gegenkontakt 20 kann auch die flexible Leitung 23 in der Einbaulage verblei ben, so dass die Überwachungsarbeiten gegenüber den vorbekannten Ausführungen massgeblich vereinfacht sind.
Dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 liegt eine An ordnung zugrunde, bei der die Achslager des Radsatzes zwischen den beiden Rädern liegen. Bei dieser Ausfüh rung ist mit Hilfe eines Befestigungsflansches 40 eine Führungshülse 41 durch Schrauben 42 am Stirnende der Radnabe befestigt, wobei eine Zentrierung in einer Aus sparung des Endteiles 43 der Achse vorgesehen ist. Die an dem Flansch 40 sitzende, einen Boden 44 aufweisende Führungshülse 41 führt mit ihrer Wandung 45 einen Ge genkontakt 20, der im wesentlichen demjenigen des Aus führungsbeispieles nach Fig. 1 entspricht.
Abweichend ist, dass gemäss Fig. 2 in der Mantelfläche des verschieb baren Gegenkontaktes eine Längsnut 46 angeordnet ist, in die eine hülsenfest angebrachte Passfeder 47 zur dreh festen Abstützung fasst. Gegen die äussere Mantelfläche des Gegenkontaktkopfes 22 liegt eine elastische ringför mige Lippendichtung 48 an, die im Bereich des freien Randes an dem Hülsenmantel 45 gehaltert ist. Dieser trägt aussenseitig zwei Wälzlager 49, die einen Gehäuse mantel 50 führen, welcher einen zum Angriff eines Stützgestänges dienenden Arm 51 aufweist.
Mit dem Stirnende des Gehäusemantels 50 ist durch Schrauben 52 lösbar ein kappenförmiger Deckel 53 verbunden, der mittig einen mit einer ein Verschleissteil bildenden Schleifbürste 27 ausgerüsteten Tragteller 54 aufnimmt, der durch eine Mutter 55 lösbar gehalten ist. Eine wei tere Mutter 56 dient zum Festlegen einer elektrischen Zuleitung 57.
Auch bei dieser Ausführung steht dem im Bereich der Kontaktflächen anfallenden Abrieb ein weiter Raum zur Verfügung. Ausserdem ist die ein Verschleissteil bil dende Schleifbürste 27 ohne weiteres zugänglich, so dass Überwachungs- und Wartungsarbeiten schnell und be quem durchführbar sind. Dabei ist es nicht erforderlich, die Führung mit dem federbelasteten Gegenkontakt zu demontieren, so dass auch jegliche Verschmutzungsge fahr entfällt.
Dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 liegt wiederum eine Radsatzanordnung zugrunde, bei der die Achslager ausserhalb der Räder angeordnet sind, d. h. mit über die Räder vorstehenden Achszapfen zusammenwirken. Bei dieser Ausbildung ist mit dem Stirnende des Achszap fens 60 bzw. der Radnabe ein Flansch 61 gleichmittig verschraubt, der mittig einen als Hilfswelle dienenden Zapfen 62 trägt. Dieser ist vorderendig mit einem zur Aufnahme einer Mutter 63 dienenden Gewinde versehen und im freien Endbereich 64 zur drehfesten Kupplung mit einem anzutreibenden Zusatzgerät wie Bremsdruck regler od. dgl. vorbereitet.
Die Mutter 63 spannt über eine dem Zapfen 62 aufgeschobene Hülse 65 einen ring tellerförmigen Gehäuseteil 66 gegen den Flansch 60. Der Gehäuseteil 66 ist über nachgiebige elektrische Leiter 67 mit einem ringförmigen, aus Bronze od. dgl. bestehenden Gegenkontakt 68 elektrisch leitend verbunden, der durch eine Schraubendruckfeder 69 an dem Gehäuseteil 66 ela stisch nachgiebig abgestützt ist und sich auf der Hülse 65 verschiebbar führt. Zur Abdichtung des Führungsbe reiches dient vorderendig eine stülpschlauchförmige Dichtung 70, die einendig unverrückbar an dem Gegen kontakt 68 und andernends ebenfalls unverrückbar an der Hülse 65 angreift.
Eine weitere stülpschlauchförmige Dichtung 71 erstreckt sich zwischen einem Führungshals 72 des Gegenkontaktes 68 und einem dem Gehäuseteil 66 unter der Spannung der Feder 69 aufliegenden, dreh fest gehaltenen Haltering 73. Mit der Achse drehen sich bei der Fahrt der Flansch 61, der Zapfen 62 mit der Hülse 65 und der Gegenkontakt 68 mit der ihn bela stenden Federanordnung und den Dichtungen 70, 71 so wie dem Gehäuseteil 66. Dabei sind die Dichtungen 70 und 71 so bemessen und angeordnet, dass sie auf den Gegenkontakt 68 einwirkende Drehmomente übertragen können, d. h. gewährleisten, dass der Gegenkontakt 68 mit dem Radsatz rotiert.
Mit dem Achslagergehäuse ist ein etwa ringförmiger Gehäuseteil 74 verschraubt, der an einer Zwischenwand 75 unter Vermittlung eines isolierenden Einsatzes 76 einen Tragring 77 einer ein Verschleissteil bildenden Schleifbürste 78 haltert, gegen die der Gegenkontakt 68 unter Federspannung anliegt. Mit dem Tragring 77 ist eine elektrische Zuleitung 79 leitend verbunden. Das Gehäuse ist durch eine Deckelanordnung 80 abgeschlos sen.
Auch bei dieser Ausführung steht für den an den Kontaktflächen anfallenden Abrieb ein weiter Aufnahme raum zur Verfügung. Überdies ist es trotz der Anord nung einer dem Radsatz achsrecht vorgelagerten Schleif kontaktanordnung möglich, über die Hilfswelle 62 Zu satzgeräte anzutreiben. Der praktisch nicht verschleis- sende federbelastete und verschiebbare Gegenkontakt 68 ist in seiner Führung auf der dem Zapfen 62 zugeord neten Hülse 65 zuverlässig gegen Verschmutzung ge schützt.
Die dargestellten Ausführungen sind, wie schon er wähnt wurde, nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt. Es sind viel mehr noch mancherlei andere Ausführungen möglich. Einzelheiten der dargestellten Ausführungsbeispiele sind gegeneinander austauschbar. Bei einer Anordnung nach Fig. 3 könnte zwischen die Hülse 65 und den Lager hals 72 der Schleifbürste 68 eine ballige Abstützung ein geschaltet sein, um eine ununterbrochene Anlage der Kontaktflächen auch dann zu gewährleisten, wenn der die Hilfswelle bildende Zapfen 62 etwa nicht völlig schlagfrei laufen sollte.
Ausserdem könnte eine ballige Abstützung bzw. ein diese ersetzendes verhältnismässig grosses Lagerspiel auch elastische Verformung der Rad satzanordnung kompensieren.