DE157949C

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Publication number: DE157949C
Application number: DENDAT157949D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wenn der stangenförmige Stromabnehmer gemäß D. R. P. 137251 den aufeinanderfolgende Seilspannen bildenden Fahrdraht beschleift, so ändert sich der Berührungsdruck, der Druck zwischen Abnehmer und Fahrdraht, fortwährend. Dieser Berührungsdruck ist die Folge der Bewegungen, welche der Stromabnehmer unter dem Einfluß einer Feder, der Schwere und der vorgeschriebenen Schleifbahn ausführt. Die Bewegungen des Stromabnehmers sind also von der Trägheit des Stromabnehmers abhängig, so daß der Berührungsdruck bei aufsteigender Schleifbahn größer wird, bei absteigender dagegen abnimmt, und zwar unter Umständen aufhört. Insbesondere bei größeren Fahrgeschwindigkeiten vermag der Stromabnehmer dem absteigenden Fahrdraht nicht mehr vollständig zu folgen, sondern geht nach Überschreitung jeder Unterstützung ein Stück weit durch die Luft.

Die Unterbrechung in der Stromzuführung wird wirksam und einfach durch die Anwendung zweier in geeigneter Entfernung aufeinander folgender Stromabnehmer vermieden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Drahtunterstützung, welche auf andere Weise eine Unterbrechung der Stromzuführung verhindert, auch bei Anwendung von nur einem Stromabnehmer.

Fig. ι ist eine schematische Figur, in welcher der der Erfindung zugrunde liegende Vorgang erläutert werden soll. Fig. 2 stellt eine Ausführungsform, Fig. 3 eine andere Ausführungsform dar.

In Fig. ι bezeichnet 1 den durchhängenden Fahrdraht, 2 den Fahrdrahthalter, 3 den Fahrdrahtisolator, 4 das Gestänge der Fahrdrahtleitung, 5 den stangenförmigen Stromabnehmer, 6 dessen Drehungsachse auf dem Fahrzeug.

Auf den Stromabnehmer wirkt die Federkraft F und die Schwere seiner Masse M · g in der Richtung gegen den Fahrdraht. Es sei nun C der Berührungsdruck, herrührend von Federkraft und Schwere. Diese äußere Kraft C wirkt auf die Masse des Stromabnehmers. Ist dessen Trägheitsradius k der Berührungshebelarm h, so ist die auf den

k? Berührungspunkt O reduzierte Masse M·—^·

Da nun innerhalb der uns interessierenden Entfernungen vom Unterstützungspunkt der Durchhang gering ist im Verhältnis zur Länge h, und da es überhaupt nur auf eine praktisch genügende Annäherung ankommt, so können wir h als konstant, die Bewegung des Berührungspunktes als gerade senkrechte Linie und die äußere Kraft als unveränderlich ansehen.

Es wirkt dann auf den Berührungspunkt des Abnehmers die konstante Kraft C und erteilt der auf diesen Punkt reduzierten Masse

k²

die Beschleunigung ρ =

M-

s—j WO-

bei von der Reibung im Drehpunkt abgesehen wird.

Man hat daher für die Geschwindigkeit dieses Punktes

ν = pt = —
und für den Weg

Ct

«4

Da nun der Stromabnehmer als Teil des Fahrzeuges mit der Geschwindigkeit ν den Fahrdraht beschleift, kann die Zeit t durch die Weglänge χ gemessen und ausgedrückt werden, nämlich

= vt; t = —
ν

Es wird dann

x^z

Ist nun in der Entfernung χ die Senkung des Fahrdrahtes j^., > Jr₁, so hat offenbar der Stromabnehmer seit Überschreitung des Aufhängepunktes O den Fahrdraht noch nicht wieder erreicht.

Während der Fahrdraht die Gestalt einer Seilkurve S hat, beschreibt der Berührungspunkt unter den gemachten vereinfachenden Annäherungsannahmen eine Wurflinie P. In der Entfernung X, wo beide Kurven die gemeinsame Senkung Y erreicht haben, tritt wiederum Berührung ein.

Selbstverständlich kann A* aus den Abmessungen des Stromabnehmers und des Fahrdrahtes berechnet werden.

Für einen stangenförmigen Abnehmer von etwa 1500 g Gewicht, 1300 mm Gesamtlänge, für welche h = 950 mm, wird bei 72 km Geschwindigkeit in der Stunde und bei Fahrdrahtspannweiten von etwa 25 m A' =550 mm.

Wenn wir also dem Fahrdraht durch einen

nach der Kurve P geformten Drahthalter die Gestalt der Wurfkurve geben, wird eine Unterbrechung der Berührung nicht eintreten.

Dabei hört immerhin theoretisch der Berührungsdruck auf. Ein solcher würde bestehen, wenn der Verlauf der Kurve des Drahthalters durchweg über der Wurfkurve P liegen würde.

Ein Berührungsdruck besteht dann, wenn der Wert

^dZ> ₌ JL _ ^C
dx v² ' k²

"F

größer ist als die Tangenten funktion des Winkels der Drahthalterkurve an dem betrachteten Punkt.

Wenn nun im Punkt A die Seilkurventangente T_s einen Winkel mit der Wurfkurventangente T_p bildet, wie in Fig. 1 dargestellt, so entsteht dort bei Ankunft des Stromabnehmers plötzlich ein Druck, also ein Schlag. Dieser wird vermieden, wenn die Tangenten Tp und T_s zusammenfallen.

In Fig. 2 ist dargestellt die für die Beschleifung günstige Aufhängetangente T₁ = T_p, ferner die vom Aufhängepunkt A an eine Unterbrechung verursachende zu steile Aufhärigetangente T₃ und endlich die zwar keine Unterbrechung, wohl aber einen schwachen Schlag bedingende zu wenig steile Tangente T₂.

Da nun die Aufhängetangente für einen gegebenen Fahrdraht vom Durchhang und dieser von der Temperatur abhängt, so kann in Wirklichkeit der günstigste Aufhängewinkel nur zufällig, jedenfalls nicht auf die Dauer bestehen.

Einen dauernd besten Aufhängewinkel erreicht man nun durch einen auf dem Drahthalter wandernden Aufhängepunkt A, indem man den Drahthalter genügend weit nach den oben angegebenen Vorschriften ausdehnt und den Draht sich je nach dem bestehenden Durchhang mehr oder weniger auf die Drahthalterkurve auflegen läßt. In Fig. 3 entspricht z. B. der Punkt A dem geringen ! Durchhang bei niedrigerer, der Punkt A₁ dem großen Durchhang bei höherer Temperatur.

Die technische Ausführung der Fahrdraht-Unterstützungen hat man sich so zu denken, daß die Drahthalterkurve der größten an der betreffenden Stelle der Bahn häufig vorkommenden Fahrgeschwindigkeit und den Massen und Federn der gebräuchlichen Stromabnehmer angepaßt ist.

Die Drahthalter nach Fig. 3 dürfen den Draht höchstens von O bis A umfassend festgeklemmt halten, von A bis ans Ende aber den Draht nicht umfassen, sondern werden zλveckmäßig etwas verbreitert, so daß der Draht bei Querschwingungen nicht neben die Tragfläche herabfallen kann.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Ein Halter für von oben beschliffene Fahrdrähte elektrischer Eisenbahnen, gekennzeichnet durch eine nach einer Wurfkurve gegen den Stromabnehmer konvex gekrümmte Oberfläche.

2. Halter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Längenausdehnung, daß die Seilkurve des Fahrdrahtes am Aufhängepunkt eine gemeinsame oder eine gegen die Wagerechte weniger geneigte Tangente als die Wurfkurve des Drahthalters besitzt.

3· Halter nach Anspruch ι, gekennzeichnet durch eine solche Längenausdehnung, daß die Seilkurve des Fahrdrahtes auch bei größter Schlaffheit am Aufhängepunkt noch eine gemeinsame Tangente mit der Wurfkurve hat.

4. Eine Ausfuhrungsform des Halters nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Drahthalter eine durchwegs oder teilweise über der Wurfkurve verlaufende Form dem Fahrdraht darbietet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.