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Die Erfindung betrifft eine Stromschiene für eine Schleifleitung zur elektrischen Versorgung eines längs der Schleifleitung bewegbaren elektrischen Verbrauchers.
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Stromschienen von Schleifleitungen unterliegen ebenso wie Schleifkörper von Stromabnehmern im Betrieb eines über eine Schleifleitung mit Strom versorgten beweglichen Verbrauchers einem systembedingten Verschleiß. Durch das Aufbringen eines reibungsmindernd wirkenden Materials auf die im Betrieb einer Schleifleitung in Kontakt mit dem Schleifkörper gelangende Oberfläche einer Stromschiene kann dieser Verschleiß vermindert werden. Hierbei erweist sich aber das Überdeckungsverhältnis zwischen einem Schleifkörper und einer Stromschiene, das im Vergleich zu einem Schleifringkörper sehr gering ist, als Problem, denn die Menge an Schmiermittel, die bei Einsatz eines schmiermittelhaltigen Schleifkörpers pro Längeneinheit der Stromschiene durch Abrieb von dem Schleifkörper auf die Stromschiene aufgebracht werden kann, ist relativ gering.
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Eine Möglichkeit zur Aufbringung einer größeren Menge an Schmiermittel ist die Verwendung eines Schleifkörpers aus einem reibungsmindernd wirkenden Material wie Graphit bei der Inbetriebnahme einer Schleifleitung. Ein Großteil eines auf diese Weise zusätzlich aufgebrachten Schmiermittels wird jedoch im Betrieb einer Schleifleitung mit einem Schleifkörper üblicher Art, beispielsweise aus Kupfergraphit, durch den Schleifkörper zu den Enden der Schleifleitung hin weggeschoben und wird dadurch unwirksam.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einer Schleifleitung den Verschleiß der Stromschiene und des Schleifkörpers durch Verminderung der Reibung zwischen diesen beiden Komponenten zu reduzieren.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Stromschiene mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß weist bei einer Stromschiene für eine Schleifleitung zur elektrischen Versorgung eines längs der Schleifleitung bewegbaren elektrischen Verbrauchers die Oberfläche der zum Kontakt mit einem Schleifkörper eines Stromabnehmers vorgesehenen Seite der Stromschiene mindestens eine rillenförmige Vertiefung auf, die zumindest abschnittsweise schräg zu der durch die vorgesehene Laufrichtung des Schleifkörpers definierten Längsrichtung der Stromschiene verläuft. Hierbei ist mit abschnittsweise schräg gemeint, dass die Vertiefung entlang eines Teils ihrer Länge schräg verläuft. Eine solche Vertiefung bildet ein Reservoir für ein Schmiermittel, das beispielsweise staubförmig sein kann, und behindert den Austrag eines solchen Schmiermittels an die Enden der Stromschiene durch das Gleiten des Schleifkörpers auf der ihr zugewandten Kontaktfläche der Stromschiene. Durch die Zurückhaltung von Schmiermittel auf der Stromschiene in der Vertiefung wird der reibungsbedingte Verschleiß an der Stromschiene und am Schleifkörper reduziert.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vertiefung besteht darin, dass sich diese kontinuierlich entlang eines zusammenhängenden Abschnitts einer Stromschiene erstreckt. Eine solche Form einer Vertiefung eignet sich besonders gut zur Herstellung in einem kontinuierlichen Durchlaufprozess zusammen mit der Profilierung der Stromschiene. Vorzugsweise verläuft die Vertiefung in Längsrichtung der Stromschiene periodisch, was für eine gleichmäßige Wirkung der Vertiefung in Längsrichtung der Stromschiene sorgt.
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Eine zweckmäßige Form der Vertiefung in der Draufsicht ist die Form einer Schlangenlinie mit einer Vielzahl von gleichmäßigen runden Schleifen, die sich von der Längsmittelachse der Stromschiene aus abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Beispielsweise kann die Vertiefung in der Draufsicht zumindest näherungsweise sinusförmig sein oder aus einer kontinuierlichen Abfolge von miteinander zusammenhängenden Kreisbögen mit gleichem Radius bestehen. Hierdurch ergibt sich ein insgesamt symmetrischer Verlauf der Vertiefung bezüglich der Längsmittelachse.
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Eine andere zweckmäßige Form der Vertiefung in der Draufsicht ist die Form einer Zickzacklinie mit einer Vielzahl von geraden Abschnitten, welche die Längsmittelachse der Stromschiene abwechselnd in entgegengesetzter Richtung kreuzen. Hierbei haben die geraden Abschnitte der Zickzacklinie vorzugsweise alle die gleiche Länge und kreuzen die Längsmittelachse der Stromschiene in einem Winkel von gleichem Betrag. Hierdurch ergibt sich ein symmetrischer Verlauf der Zickzacklinie bezüglich der Längsmittelachse.
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Alternativ zu einer einzigen kontinuierlichen Vertiefung kann ein zusammenhängender Abschnitt der Stromschiene auch eine Vielzahl von separaten Vertiefungen aufweisen. Die erfindungsgemäße Wirkung ist auch hiermit erzielbar, wenn die Vertiefungen zumindest abschnittsweise schräg zur Längsrichtung der Stromschiene verlaufen. Vorzugsweise haben die Vertiefungen in diesem Fall eine gleiche Form und sind in Längsrichtung der Stromschiene zueinander äquidistant angeordnet. Eine besonders einfache und zweckmäßige Realisierung solcher separater Vertiefungen besteht darin, dass sie in der Draufsicht geradlinig und parallel zueinander schräg zur Längsmittelache der Stromschiene verlaufen.
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Die Vertiefung oder Vertiefungen kann bzw. können eine V-förmige oder an ihrem Grund abgerundete Querschnittsform haben und ist bzw. sind vorzugsweise durch den Formungsprozess der Stromschiene in diese eingearbeitet, wodurch zusätzliche Kosten durch eine nachträgliche Herstellung vermieden werden. Ein solcher Formungsprozess ist insbesondere dann nötig, wenn die Stromschiene eine gewölbte Querschnittsform hat und die zum Kontakt mit einem Schleifkörper eines Stromabnehmers vorgesehene Seite die konkave Seite ist. Diese Querschnittsform ist besonders zweckmäßig, weil sie für eine für eine Selbstzentrierung des Schleifkörpers des Stromabnehmers in lateraler Richtung sorgt und einem Entweichen von Schmiermittel von der Stromschiene in lateraler Richtung entgegenwirkt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von detaillierten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen:
- 1 eine dreidimensionale Schrägansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stromschiene,
- 2 eine Draufsicht auf die Kontaktfläche der Stromschiene von 1,
- 3 einen Längsschnitt durch 2 entlang der Linie A-A
- 4 eine dreidimensionale Schrägansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stromschiene,
- 5 eine Draufsicht auf die Kontaktfläche der Stromschiene von 4,
- 6 einen Längsschnitt durch 2 entlang der Linie B-B
- 7 eine dreidimensionale Schrägansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stromschiene,
- 8 eine Draufsicht auf die Kontaktfläche der Stromschiene von 7,
- 9 einen Längsschnitt durch 2 entlang der Linie C-C.
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1 zeigt eine dreidimensionale Schrägansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stromschiene 1 für eine Schleifleitung zur Versorgung eines beweglichen elektrischen Verbrauchers. Die Stromschiene 1 besteht aus einem Metallband mit einer gewölbten Querschnittsform, die insbesondere durch Rollformen herstellbar ist. Der Querschnitt hat in dem gezeigten Beispiel die Form eines Segments eines Hohlzylinders, das sich über einen Winkel von mehr als 180° erstreckt. Die Oberfläche 2 der konkaven Seite der Stromschiene 1 ist die Kontaktfläche der Stromschiene 1, d.h. sie wird im Betrieb durch einen in den Figuren nicht gezeigten Schleifkörper eines Stromabnehmers des Verbrauchers kontaktiert.
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Zur Verringerung der Reibung beim Gleiten des Schleifkörpers auf der Oberfläche 2 der Stromschiene 1 weist diese Oberfläche 2 eine rillenförmige Vertiefung 3 auf, die dazu bestimmt ist, einen Teil eines auf die Oberfläche 2 aufgebrachten Schmiermittels aufzunehmen und den durch das Gleiten des Schleifkörpers auf der Oberfläche 2 bewirkten Vorschub des Schmiermittels in der Längsrichtung der Stromschiene 1, welche die Laufrichtung des Schleifkörpers ist, zu reduzieren. Hierzu verläuft die rillenförmige Vertiefung 3 zumindest teilweise schräg zur Längsrichtung der Stromschiene 1. Dies bewirkt, dass schmiermittelhaltiger Staub, der bei einer Überfahrt des Schleifkörpers aus einem schrägen Abschnitt 4 der Vertiefung 3 austritt, sich zumindest teilweise in dem in der Bewegungsrichtung des Schleifkörpers nächsten schrägen Abschnitt 5 der Vertiefung 3 wieder einlagert, wodurch der Transport von Schmiermittel aus der Stromschiene 1 heraus zu ihren Enden im Betrieb der Schleifleitung verlangsamt wird.
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Hierbei ist es wesentlich, dass die Vertiefung 3 schräg zur Längsrichtung der Stromschiene 1 verlaufende Abschnitte wie die in 1 gekennzeichneten Abschnitte 4 und 5 aufweist. Eine parallel zu besagter Längsrichtung verlaufende rillenförmige Vertiefung hätte nicht die erfindungsgemäß beabsichtigte Wirkung eines Reservoirs von Schmiermittel, welches den Vorschub von Schmiermittel durch den Schleifkörper in Längsrichtung behindert. Andererseits sollte die Vertiefung 3 auch nicht quer zur Bewegungsrichtung des Schleifkörpers liegen, da in diesem Fall innerhalb der Vertiefung nahezu keine Verschiebung des Schmiermittels durch den Schleifkörper in dessen Bewegungsrichtung möglich wäre, was potentiell zu Unebenheiten der Oberfläche 2 durch einen Aufwurf von Schmiermittel an solchen quer zur Bewegungsrichtung des Schleifkörpers verlaufenden Vertiefungen führen könnte.
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Eine Draufsicht auf die Kontaktfläche der Stromschiene 1, welche durch die Oberfläche 2 gebildet wird, zeigt 2. Dort ist wie auch bereits in 1 erkennbar, dass bei dieser Ausführungsform der Erfindung eine kontinuierliche rillenförmige Vertiefung 3 vorgesehen ist, die sich über einen Abschnitt der Stromschiene 1 in deren Längsrichtung erstreckt und aus Abschnitten besteht, deren Form sich in Längsrichtung der Stromschiene 1 periodisch wiederholt. Die allgemeine Form der Vertiefung 3 ist die einer Schlangenlinie mit einer Vielzahl von gleichmäßigen abgerundeten Schleifen 6 und 7, die sich von der Längsmittelachse 8 der Stromschiene 1 aus abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Diese Schlangenlinie kann in der Ansichtsrichtung von 2 beispielsweise näherungsweise eine Sinusform haben oder die einzelnen Schleifen 6 und 7 können die Form von Kreisbögen mit gleichem Radius haben, die kontinuierlich ineinander übergehen. Wie aus 2 ersichtlich ist, verläuft die Vertiefung 3 vorzugsweise symmetrisch zur Längsmittelachse 8 der Stromschiene 1.
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3 zeigt eine Längsschnittansicht entlang der Linie A-A von 2, welche die Längsmittelachse 8 der Stromschiene 1 und die Mittellinie der Oberfläche 2 darstellt. Wie in 3 ebenso wie bereits in 1 erkennbar ist, erstrecken sich die Schleifen 6 der Vertiefung 3 aufgrund der konkaven Wölbung der Stromschiene 1 von deren Längsmittelachse 8 aus nicht nur seitwärts, sondern auch etwas nach oben, indem sie der konkaven Wölbung folgen. Gleiches gilt auch für die in der Ansichtsrichtung von 3 nicht sichtbaren anderen Schleifen 7. Die Vertiefung 3 verläuft also nicht in einer Ebene, sondern in ihrer eigenen Längsrichtung dreidimensional.
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Die 4 bis 6 zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stromschiene 1 in den gleichen Ansichten, wie die 1 bis 3 die erste Ausführungsform zeigen. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten nur in der Form der Vertiefung 3, weshalb hier nur dieser Unterschied erläutert wird. Die Form ist bei der zweiten Ausführungsform eine Zickzack-Linie. Sie besteht aus einer Vielzahl von geraden Abschnitten 9 und 10, welche die Längsmittelachse 8 der Stromschiene 1 abwechselnd in entgegengesetzter Richtung kreuzen und an ihren Enden zusammenhängend ineinander übergehen.
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Wie 5 zeigt, verläuft die Vertiefung 3 auch in der zickzackförmigen Ausführung vorzugsweise symmetrisch zur Längsmittelachse 8 der Stromschiene 1. Auch hier ist die Form der Vertiefung 3 dreidimensional, d.h. sie folgt der konkaven Wölbung der Stromschiene 1, wie aus 6 ersichtlich ist. Wesentlich ist, dass die einzelnen Abschnitte der Vertiefung 3 auch hier schräg zur Längsrichtung der Stromschiene 1, welche die Bewegungsrichtung des Schleifkörpers des Stromabnehmers ist, verlaufen. In diesem Fall ist sogar der Winkel zwischen der Längsmittelachse 8 der Stromschiene 1 und der Vertiefung 3 dem Betrag nach überall gleich, während der Betrag dieses Winkels bei der ersten Ausführungsform entlang der Vertiefung 3 kontinuierlich zwischen Null und einem Maximalwert variiert.
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Die 7 bis 9 zeigen eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stromschiene 1 in den gleichen Ansichten, wie die 1 bis 3 die erste und die 4 bis 6 die zweite Ausführungsform zeigen. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten darin, dass innerhalb eines Abschnitts der Stromschiene 1 anstelle einer einzigen kontinuierlichen Vertiefung 3 mehrere separate Vertiefungen 3 vorgesehen sind, die in Längsrichtung eines zusammenhängenden Abschnitts der Stromschiene 1 äquidistant aufeinanderfolgen. Wie 8 zeigt, sind die einzelnen Vertiefungen 3 hier in der Draufsicht geradlinig, sie kreuzen die Längsmittelachse 8 der Stromschiene 1 alle unter dem gleichen Winkel und sie erstrecken sich gleich weit zu beiden Seiten der Längsmittelachse 8. Auch hier ist die Form der Vertiefungen 3 dreidimensional, d.h. sie folgt der konkaven Wölbung der Stromschiene 1, wie aus 9 ersichtlich ist. Die geradlinige Form der Vertiefungen 3 der dritten Ausführungsform ist zwar besonders einfach und daher zweckmäßig, aber nicht die einzig mögliche. So könnten separate Vertiefungen 3 beispielsweise auch sichelförmig oder S-förmig gestaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stromschiene
- 2
- Oberfläche
- 3
- Vertiefung
- 4, 5
- schräger Abschnitt
- 6, 7
- Schleife
- 8
- Längsmittelachse
- 9, 10
- gerader Abschnitt
