DE640799C - Kohleschleifstueck fuer Stromabnehmer elektrischer Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

• Kohleschleifstück für Stromabnehmer elektrischer Triebfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Schleifstück aus Kohle für Stromabnehmerbügel mit gewölbter Schleiffläche.
• Es sind bereits Schleifstücke für Bügelstromabnehmer bekannt, bei welchen die aus einem oder mehreren Stücken bestehende Kohle m eine Blechfassung eingeschoben oder eingeklemmt wird. Da geteilte Kohlen die Oberleitung gefährden, scheiden diese- insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten aus. Hierfür kommen nur Kohleschleifstücke' in Frag, die aus einem einzigen Kohlestrang bestehen. Wird dieser Kohlestrang in eine Blechfassung eingeschoben, so ergibt sich der Nachteil, daß sich zwischen Kohle -und Fassung immer ein gewisser Spielraum einstellt, da sich die Kohle infolge des Brennvorganges nicht nach einem genauen Krümmungshalbmesser herstellen läßt. Innerhalb dieses Spielraumes wird die Kohle im Betriebe durchgebogen, und zwar um so mehr, je höher die Geschwindigkeit ist. Da jedoch die Kohle als ein keramisches Material nur eine geringe Elastizität besitzt, bricht sie dann bald durch. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten muß dafür Sorge getragen werden, daß die Fassung sehr widerstandsfähig ist und sich nur ganz wenig durchbiegen kann, daß ferner die Kohle vollkommen satt auf der gesamten Fläche der Fassung aufliegt, und keine Bewegungen gegenüber der Fassung ausführen kann. Sie soll lediglich der Stromabnähme dienen. Bei höchsten Geschwindigkeiten genügt selbst -diese Forderung nicht mehr, .es müssen dann Kohle und Fassung ganz innig miteinander verbunden sein, nicht also lose aufeinanderg.elegt sein. Es müssen Kohle und Fassung ein einziges Stück bilden, wobei die Kohle auf jeden Bruchteil ihrer Länge fest eingespannt ist.
• Es gibt z. B. Schleifstücke, bei denen die Kohle in eine Metallfassung eingeschoben wird, wobei der Zwischenraum zwischen Kohle und Fassung mit einer Ausgußmasse ausgegossen wird, die aus einem Metall, z. B. Zinn, Wismut, Blei, Aluminium, Wismutlot, Weichlot, oder einem Nichlmetall, z. B. Schnellzement oder Schwefel, besteht. Hierbei wird jedoch niemals die Ausgußmasse überall gleichmäßig hinfließen. Sie stockt und läßt Zwischenräume mit ihrer verderblichen Wirkung frei. Außerdem haben Kohle, Fassung und Ausgußmasse verschiedene Ausdehnungskoeffizienten -und Schwindmasse. Die Zwischenraumbildung wird unterstützt. Eine innige Verbindung zwischen Kohle und Fassung ist auf diese Weise nicht zu erreichen.
• Es gibt ferner Schleifstücke, bei denen die einzelnen Kohlestücke von einem Metallrahmen seitlich umgossen sind, jedoch nicht von unten. Dieser Umguß dient nur dazu, die Kohlestücke in . ihrer Lage zu - halten, .ist jedoch nicht geeignet, eine Kohle vor dem Zerbrechen. zu bewahren, da der Umguß kein großes Widerstandsmoment in der vertikalen Achse bietet. Diese Art von Kohleschleifstücken kommt daher bei hohen Geschwindigkeiten nicht in Frage. .
• Gemäß der Erfindung ist die Außenfassung von unten unmittelbar an den Kohlekörpet derart angegossen, daß Kohle und Fassung miteinander einen innig verbundenen steifen Körper bilden. Durch die Fassung, die zweckmäßig schwalhenschwanzförmig ausgeführtist, wird die Kohle festumschlossen und auf jeden Bruchteil ihrer Länge an jeder Stelle sicher unterstützt. Der Gießvorgang ist also nicht wie bei anderen Schleifstücken ein bloßes Ausfüllen von Zwischenräumen, sondern das Angießen der mit hohem Widerstandsmoment versehenen Fassung -stellt eine feste Umklammerung mit entsprechender Spannung dar. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß bei Brüchen der Kohle infolge gewaltsamer Zerstörung die Einzelteile noch so fest gehalten werden, daß sie sich nicht aus der Fassung herauslösen können. Dies ist. bei hohen Fahrgeschwindigkeiten unbedingte Forderung. Die Sicherheit der Konstruktion wird dadurch bis zum äußersten getrieben, da sonst Zerstörungen der Fahrleitungen ein verheerendes Ausmaß annehmen können.
• Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der. Zeichnung wiedergegeben und ,werden im folgenden beschrieben.
• Es zeigen Fig. i, 2 und 3 Querschnitte durch verschieden ausgeführte Kohleschleifstücke mit Fassungen gemäß der Erfindung, Fig. q. einen Längsschnitt durch das Kohleschleifstück gemäß Fig. 3.
• Gemäß Fig. i besitzt die Kohle a unten einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt, an den die Fassung b festklammernd angegossen ist. Die Fassung ist nach Fig. i T-förmig, nach Fig.2 (s. b') U-förmig ausgebildet. Es lassen sich auch andere Querschnittsformen denken; wesentlich ist, daß das Widerstandsmoment in der senkrechten Achse genügend groß ist. Das Schleifstück kann entweder frei tragend gelagert werden oder an der bisherigen Wippe, wie gestrichelt bei c, c' angedeutet, befestigt werden.
• Nach Fig. 3 ist die Fassung b" noch zusätzlich durch ein Metallrohr d verstärkt. Dieses nimmt einen Teil der schädlichen Schrumpfspannungen auf und erhöht die Festigkeit der Fassung.
• Fig. q. läßt erkennen, wie sich das Kohleschleifstück nach Fig. 3 im Längsschnitt darstellt. An den Enden des Kohleschleifstückes sind bei e und f die mit Drehzapfen g und h versehenen Lagerstücke zu sehen.
• Als Ausgußstoff wird zweckmäßig ein Leichtmetall, z. B. Silumin, verwendet, im Gegensatz zu anderen Schleifstücken, bei denen als Ausgußstoff Schwermetalle, z. B. Blei oder Zinn, verwendet werden. Die Verwendung von Leichtmetall ist bei hohen Geschwindigkeiten geboten.
• "- :- .Das Schleifstück gemäß der Erfindung bietet weiter den Vorteil, daß bei Abnutzung d4ei# Kohle der Fahrdraht auf Aluminium und nicht wie bei anderen auf Stahlblech schleift. Das Angießen der Fassung an das Kohleschleifstück kann in üblicher Weise dadurch erfolgen, daß das Kohleschleifstück in ,eine Form gelegt wird und das Fassungsmetall in diese Form eingegossen wird. Dieses Arbeitsverfahren ist jedoch zweckmäßig nur bei kürzeren Schleifstücken zu verwenden, da die in der Längsrichtung auftretende Schrumpfspannung zu Störungen führt. Daher kann das Angießen zweckmäßig auch so durchgeführt werden, daß die Spannungen für das Kohleschleifstück unschädlich gemacht werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die den Bügel durch zwei Schwalbenschwänze haltende Fassung in zwei Arbeitsgängen gegossen wird. Es wird zunächst der Hauptbeil der Fassung mit einem Schwalbenschwanz hergestellt und der Kohlebügel, dessen Form nötigenfalls durch leichte Bearbeitung der Fassung genau angepaßt werden kann, in-das erkaltete Gußstück eingelegt. Darauf wird der noch fehlende Schwalbenschwanz in einer Form angegossen. Die beim Guß des zweiten Schwalbenschwanzes entstehenden Schrumpfspannungen, die an sich wegen seiner geringeren Masse ohnehin weniger groß sind, werden jetzt nicht nur von der Kohle, sondern auch von dem schon vorhandenen Teil der Fassung aufgenommen, so daß Störungen nicht zu befürchten sind.
• Das Angießverfahren kann so geleitet werden, daß die Kohle im Endzustand vollkommen spannungsfrei an der Fassung sitzt; und auch so, daß sie von der Fassung unter einer gewissen Vorspannung gehalten wird, die den von außen auf die Kohle in senkrechter und in Fahrtrichtung wirkenden Schlägen, die die Kohle durchzubiegen versuchen, entgegenwirkt. Die Regelung des Spannungszustandes kann dadurch geschehen, daß die Kohle vor dem Gießen entsprechend vorgebogen, also gespannt wird, oder daß sie beim Gießen und Erkalten des Angusses vollkommen eingespannt bleibt, so daß die Spannungen während des Erkaltens durch Recken des Gefüges des Angießstoffes aufgehoben werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kohleschleifstück mit einer schwelbenschwanzförmig ausgebildeten Außenfassung für Stromabnehmer elektrischer Triebfahrzeuge mit Stromzuführung durch Oberleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfassung (b) von unten unmittelbar an den Kohlekörper (a) derart angegossen wird, daß Kohle und Fassung mit-.einander einen innig verbundenen steifen Körper bilden-. z. Schleifstück nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die angegossene Metallfassung mit hohem Widerstandsmoment in der vertikalen Achse ausgebildec ist. 3. Kohleschleifstück nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Fassungsgewichtes bei besonders hohem Widerstandsmoment in die Fassung ein Rohr mit eingegossen wird.