DE4207622A1 - Stromschienentraeger - Google Patents
StromschienentraegerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stromschienenträger insbesondere
für U- und S-Bahnen mit einem aus Kunststoffteilen
zusammengesetzten Halter für einen formschlüssigen Umgriff
einer in definiertem Abstand zu einer Fahrschiene
angeordneten Stromschiene, wobei sich die Stromschienenträger
und die Fahrschiene auf Schwellen abstützen, sowie ein
Verfahren zur Herstellung der Profile und die Verwendung
bestimmter Materialien für Stromschienenträger.
Derartige Stromschienenträger werden bei U- oder S-Bahnen
benötigt, deren Zugfahrzeuge Strom nicht von der Oberleitung
sondern von parallel zum Gleis geführten Stromschienen
abgreifen. Je nachdem wie das Fahrzeug den Strom abgreift,
werden die Stromschienen von oben oder von unten durch die
Stromübertragungsglieder berührt. Entsprechend sind die
Stromschienenträger mit Halterungen ausgestattet, die
entweder die Stromschiene aufrecht tragen oder sie hängend
haltern.
Abhängig von der Art der verwendeten Unterschwellung der
Fahrschienen mit Beton-, Holz- oder Stahlschwellen sind gemäß
dem Stand der Technik die Stromschienenträger unterschiedlich
gestaltet und aus unterschiedlichen Materialien
zusammengesetzt. Zweck der Materialwahl ist die
Notwendigkeit, die Fahrschiene von der Stromschiene
elektrisch zu isolieren.
Aus der Praxis sind daher die verschiedensten Systeme für
derartige Stromschienenträger bekannt.
Weit verbreitet sind Systeme, bei denen die Holz- oder
Betonschwelle mit metallenen Halteböcken verbunden sind, an
deren oberem Ende ein Isolator aus Porzellan oder Kunststoff
angeordnet ist, vor denen wiederum Halteklauen für die
Stromschiene befestigt sind. In einer besonderen Form für
einen Stromschienenabgriff von oben besteht der komplette
Stromschienenträger aus einem Porzellanformstück, das direkt
auf die Schwelle geschraubt ist.
Es sind Stromschienenträger bekannt, bei denen der Isolator
zur Stromschiene hin eine Zwischenlage aus Gummi oder Leder
enthält, um das empfindliche Porzellan des Isolators gegen
aus Betriebsbelastung herrührender mechanischer Beschädigung
zu schützen. Ein derartiger Porzellanisolator hat
rippenförmige Verstärkungen am Isolatorkörper zwischen der
Stromschienenaufnahme und seiner Befestigung an dem
Haltebock. Diese Befestigung besteht aus einer Schraube, die
den Isolator unter Zwischenfügung einer Unterlegplatte gegen
den metallenen Haltebock zieht. Die Verschraubung ist durch
eine senkrecht angeordnete Spindelmutter von oben her in der
Höhe verstellbar.
Bei einem aus Kunststoffteilen bestehenden Isolator ist ein
erstes Winkelteil mit Schraubbolzen und Mutter an einem
metallenen Haltebock fixiert. Eine Höhenverstellung ist
möglich, da der Schraubbolzen in einem Langloch am Haltebock
sitzt. An seinem anderen Ende hat dieses erste Winkelprofil
eine Nase zum einseitigen Untergriff des Schienenfußes der
Stromschiene. In seinem Mittelteil weist es Löcher auf, durch
die eine Bolzen-Mutter-Schraubverbindung greift, die
ihrerseits ein weiteres Kunststoffdeckprofil arretiert, daß
über die Stromschiene hinweg die andere Seite des
Schienenfußes umgreift. Der Fuß der Stromschiene hat keinen
direkten Kontakt zum Kunststoff, sondern zwischen den
Auflageflächen auf dem Kunststoff und den kongruenten
Berührungsflächen am Fuß der Stromschiene sind Gleitschienen
angeordnet, die ihrerseits durch Verschraubungen in den
Kunststoffteilen gehalten werden. Diese Gleitschienen sind
offensichtlich notwendig, um Beschädigungen aufgrund
Betriebsbelastung der Stromschiene an den Kunststoffhaltern
zu vermeiden.
Alle Systeme nach dem Stand der Technik sind aufwendig zu
montieren und benötigen offensichtlich einen Schutz gegen
mechanische Beschädigung aufgrund Betriebsbelastung, die auf
die Stromschiene einwirkt. Der Stromschienenhalter aus
Kunststoff weist eine Vielzahl metallener Teile in
unmittelbarer Nachbarschaft der Stromschiene auf, wodurch die
Gefahr gegeben ist, daß von der Stromschiene herrührender
Stromfluß beispielsweise über die Oberfläche des
Kunststoffes, die durch Verschmutzung oder Benetzung mit
Flüssigkeiten leitend sein kann, ein elektrochemischer
Angriff auf die Befestigungsteile erfolgt oder Strom auf den
Haltebock übertragen wird. Ein Stromfluß zum Haltebock ist
aber nicht zulässig, insbesondere wenn Stahlschwellen für das
Gleis verwendet werden sollen.
Im übrigen sind Porzellanhalter sehr anfällig gegen Schlag
und Reibung.
Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, einen
Stromschienenträger zu schaffen, der ohne zusätzliche
Metallteile im Stromschienenbereich einfach und schnell zu
montieren ist, hohe Isolationswerte bietet, durch
Betriebsbelastung nicht verstellt oder beschädigt werden
kann, für Beton-, Holz- und Stahlschwellen einsetzbar ist,
sowie einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1, 9 und
10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen erfaßt.
Der bevorzugte Halter besteht aus mindestens zwei einander
formschlüssig haltenden Profilen aus thermoplastischem
Kunststoff, die nach Vormontage des Halters am Haltebock oder
auf einer Grundplatte auf der Schwelle und nach Positionieren
der Stromschiene einfach ineinander geschoben werden, und so
die Stromschiene dauerhaft und betriebssicher halten.
Bevorzugtes Material für einen derartigen Halter
beziehungsweise die Profile aus denen der Halter besteht, ist
ein glasfaserverstärktes thermoplastisches Polyamid, welches
aus Gründen der Stabilisierung gegen UV-Licht mit einem
Rußzusatz versehen sein kann. Als weitere taugliche
Materialien haben sich Polybutyltheraphtalat und
thermoplastisches Polyester erwiesen. Die Menge an
Glasfaserzusatz hängt von den zu tragenden Gewichten der
Stromschiene und den von der Betriebsbelastung herrührenden
und auf den Halter einwirkenden Kippmomenten ab. Natürlich
ist auch die Form, daß heißt der Durchmesser und die
gegebenenfalls vorgesehene Verrippung des Halters für dessen
Festigkeit und Tragfähigkeit mitverantwortlich. Insgesamt ist
der Halter, der im wesentlichen einstückig ausgebildet ist
und nur zusätzliche Klemmprofile für das Arretieren der
Stromschiene aufweist, wesentlich steifer als die Systeme
gemäß dem Stand der Technik.
Die Form des Klemmprofiles und dessen formschlüssiger Umgriff
um den Fuß der Stromschiene sowie das Verhältnis der
Berührungsfläche zwischen den Kunststoffprofilen zu den
Berührungsflächen mit dem Schienenfuß sorgen für einen
sicheren Halt der Klemmprofile auf dem größeren Haltekörper
des Halters. Die Reibung zwischen den Kunststoffflächen ist
größer als die Reibung zum Schienenfuß hin und ein eventuell
auftretendes Kippmoment an der Stromschiene sorgt für größere
Preßkräfte zwischen den Berührungsflächen der
Kunststoffteile, so daß ein sicherer Sitz der
Befestigungselemente für die Stromschiene gewährleistet ist.
Polyamid mit seiner außerordentlich harten Oberfläche und
hoher Schlagzähigkeit macht diesen Werkstoff für eine
derartige Halterungsaufgabe so geeignet.
In Weiterbildung der Erfindung wird der mittlere Teil des als
Isolator wirkenden Halters zusätzlich zur Behinderung eines
möglichen Stromflusses konditioniert. Dies kann dadurch
geschehen, daß die Oberfläche des Halters sehr glatt
ausgebildet wird, so daß eine minimale Haftung von Schmutz
und Flüssigkeit möglich ist und/oder die Oberfläche - besser:
die Mantellinie - des Halters wird künstlich vergrößert,
indem in diesem Teil des Halters Rippen angeordnet werden,
die den Halter vollständig umschließen. Materialbedingt kann
Strom im wesentlichen nur über die Oberfläche des Halters
fließen; die Rippenanordnung verlängert jedoch den Weg für
den Strom so erheblich, daß aufgrund dieses Widerstandes
tatsächlich kein Stromfluß von der Stromschiene zur Schwelle
gemessen werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden in den als
Hohlkörper ausgebildeten Halter je nach Form seiner
Anbringung an der Schwelle Befestigungsmittel integriert.
Dies kann eine während der Herstellung des Halters
eingegossene Schraubmutter sein oder der Halter wird an
seinem Ende mit Führungszapfen und Flanschen versehen, die
ihm einen sicheren Halt auf der Schwelle beziehungsweise den
zwischen Schwelle und Halter angeordneten Befestigungsmitteln
gibt. In einer besonderen Ausführungsform sind mit Ausnahme
der Klemmprofile der Halter und die Befestigungsmittel
komplett einstückig aus thermoplastischem Kunststoff,
vorzugsweise Polyamid, gefertigt.
Die Befestigungsmittel können ihrerseits wiederum Mittel zur
Positionsverstellung des Halters umfassen wie sie für sich
aus der Praxis bekannt sind und in modifizierter Form hier
auch angewendet werden können. Zur Verbesserung der
Demontagesicherheit können diese Befestigungsmittel gesichert
sein, um ein unbefugtes Verstellen oder Demontieren zu
verhindern. Derartige Befestigungsmittel sind insbesondere
Schraubbolzen mit Köpfen, die nur mit Spezialmaschinen oder
Spezialwerkzeugen lösbar sind. Die Positionsverstellung kann
einmal durch Unterlegplatten aus Kunststoff direkt auf der
Schwelle realisiert werden oder durch eine spindelartige
Höhenverstellung des Halters an seinem Haltebock.
Ein Haltebock selbst besteht der Einfachheit halber aus
Stahlprofilen beispielsweise einem U-Profil, das im Bereich
des angeflanschten Halters mit entsprechenden Durchbrüchen
für den Durchgriff von Befestigungsbolzen versehen ist und
eine Schlitzführung für Führungselemente, die integrale
Bestandteile des Halters sind, aufweist. Alternativ kann der
Haltebock ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff
bestehen.
Wegen des hohen Isolationswertes des Halters kann er
universell sowohl für Holz-, Beton- und Stahlschwellen
eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäße Halter beziehungsweise die Teilprofile
des Halters können vorteilhaft durch Spritzgießen in
entsprechenden Spritzgußformen hergestellt werden. Dem
ausgewählten Kunststoffrohmaterial wird dazu in der
gewünschten Menge Glasfaser und/oder Ruß bis zu 2 Vol%,
vorzugsweise jedoch 0,5-1,2 Vol% zugemischt und unter
hohem Druck in die Form gegeben. Nach Entnahme des Profiles
aus der Druckgußform wird das noch warme Spritzgußteil in
warmem Wasser gelagert bis es etwa 0,5-3 Vol%,
vorzugsweise 1-2,5 Vol%, an Wasser aufgenommen hat. Diese
Maßnahme führt zu erheblicher Verbesserung der
Schlagzähigkeit des Kunststoffteiles, während die Glasfasern
einer mechanischen Verfestigung und der Ruß einer UV-
Stabilisierung des Kunststoffteiles dienen.
Aus Gründen der Materialersparnis und der Optimierung aller
Bauteileigenschaften wird der Halter weitgehend als
rotationssymmetrisches hohles Bauteil gefertigt. Dies erspart
Material und vereinfacht die Herstellung der Spritzgußform.
Die zum kompletten Halter gehörenden Klemmprofile für den Fuß
der Stromschiene können statt in einer Spritzgußform auch
durch Strangpressen hergestellt werden. Die Wahl des
entsprechenden Verfahrens hängt von der Stückzahl der
benötigten Klemmprofile ab und von der maschinelle Ausrüstung
des jeweiligen Herstellers.
Anhand von Prinzipskizzen soll die Erfindung näher erläutert
werden. Es zeigen
Fig. 1 eine erste Ausführungsform,
Fig. 2 eine zweite Form,
Fig. 3 eine dritte Form des erfindungsgemäßen Halters.
Auf der Holzschwelle 9 ist eine Grundplatte 8 aus Kunststoff
mittels Schwellenschraube 10 befestigt (Fig. 1). In einer
Paßbohrung 19 sitzt der Haltekörper 6 des Halters 1, der sich
zusätzlich durch Kragen 11 auf der Grundplatte 8 abstützt.
Der Haltekörper 6 trägt auf seiner Oberseite den Fuß 4 einer
Stromschiene 3, deren Abgriffseite nicht dargestellt ist. Der
Schienenfuß 4 ruht auf dem Deckteil 18 des Haltekörpers 6.
Das Deckteil 18 ist größer als der Haltekörper 6 und weist
seitlich einen Bord 16 auf. Nach Einlegen der Stromschiene 3
werden über die seitlichen Borde 16, die parallel zum
Schienenfuß verlaufen, die Klemmprofile 2 geschoben, wobei
die Umgriffleisten 15 und 14 den formschlüssigen Halt der
Klemmprofile 2 auf dem angeformten Bord 16 des Haltekörpers 6
garantieren, während andererseits die Nase 13 am Klemmprofil
2 für einen sicheren Sitz des Schienenfußes 4 sorgt. Damit
der Schienenfuß 4 gut auf dem Deckteil 18 aufliegt, weist
dieser eine Ausnehmung 17 auf.
Der mittlere Teil des Haltekörpers 6 ist zylinderisch geformt
und weist umlaufende Rippen 5 auf. Diese angeformten Rippen
dienen der Versteifung des Haltekörpers, aber vornehmlich
auch der Verhinderung eines Stromflusses über die Oberfläche
des Haltekörpers 6 zur Schwelle 9 hin.
Fig. 2 zeigt einen Stromschienenträger 20 als
Integralversion, bei der das zylindrische Halteteil 21,
analog dem Halter 20 in Fig. 1, mit dem Befestigungsfuß 22
zusammen einstückig ausgebildet ist. Auch eines der
Klemmprofile ist durch die Integralnase 23 ersetzt, die
einseitig dem Fuß 4 der Stromschiene 3 umgreift. Auf der
gegenüberliegenden Seite wird der Haltebord 26 von einem
modifiziertem Klemmprofil 24 umgriffen, das zusätzlich den
Schienenfuß 4 klemmt. Erforderlichenfalls kann in eine den
Haltebord 26 und das Klemmprofil 24 durchgreifende Ausnehmung
25 ein Sicherungselement eingesetzt werden. Analog Fig. 1
ist der Stromschienenträger 20 durch Schwellenschraube 10 auf
der Schwelle 9 befestigt. Zur Höhenverstellung können
zwischen Schwelle 9 und Befestigungsfuß 22 Ausgleichsplatten
gelegt werden.
Fig. 3 zeigt einen anderen Halter 30, der mittels
Schraubbolzen 42 vor den als U-Profil ausgebildeten Haltebock
41 geflanscht ist. An der Befestigungsstelle des Halters 30
am U-Profil ist dieses mit einer Verstärkung 47 ausgestattet.
Sowohl diese Verstärkung als auch das U-Profil weisen
Schlitze 43, 44 für eine senkrechte Verschiebung des
Schraubbolzen 42 auf. Diese Verschiebung kann durch eine
Spindel 40 geschehen. Der Deckel 45 verhindert eine
Verschmutzung und dient als Widerlager der Spindel. In der
dargestellten Form ist der Halter 30 noch nicht fest gegen
das U-Profil 41 gezogen. Das rotationssymmetrische Gehäuse 27
mit integrierter, eingegossener Stahlmutter 28 für den
Schraubbolzen 42 geht über das Ende des Haltekörpers 39
hinaus. Nach Festziehen der Schraube 42 gerät die Gehäuse 27
in den Schlitz 44 und wird dort seitlich geführt, während die
Stirnfläche 40 des Haltekörpers 39 an das U-Profil 41 zur
Anlage gelangt und so eine gute Abstützung an dem U-Profil 41
erhält. Der rotationssymmetrische Haltekörper 39 weist analog
dem Haltekörper 6 gemäß Fig. 1 ebenfalls Rippen 29 auf, die
dem gleichen Zweck, nämlich der Stromflußbehinderung dienen.
Der Halter 30 ist für eine hängende Anordnung einer
Stromschiene 3 vorgesehen. Integraler Bestandteil des
Haltekörpers 39 sind das hohlprofilartige Widerlager 31 für
den Schienenfuß 4 der Stromschiene 3 sowie die Rippe 38, die
den Schienenfuß 4 einseitig umgreift. Nach Positionieren der
Stromschiene 3 in der dargestellten Lage wird ein Klemmprofil
34 über die äußere Rippe 36 des Widerlagers 31 geschoben,
wobei die Flansche 35 und 37 den Schienenfuß 4 der
Stromschiene 3 festklemmen, während andererseits die Flansche
33 und 35 des Klemmprofiles 34 das Klemmprofil am Widerlager
31 sichern. Analog der Ausführung in Fig. 1 weist auch das
Widerlager 31 eine Ausnehmung 32 auf, damit der Schienenfuß 4
sicher am Widerlager 31 anliegt.
Claims (10)
1. Stromschienenträger, insbesondere für U- und S-Bahnen,
mit einem aus Kunststoffteilen zusammengesetzten Halter
für einen formschlüssigen Umgriff einer in definiertem
Abstand zu einer Fahrschiene angeordneten Stromschiene,
wobei sich die Stromschienenträger und die Fahrschiene
auf Schwellen abstützen, gekennzeichnet durch einen
Halter (1, 20, 30) aus mindestens zwei einander
formschlüssig haltenden Profilen (2, 6; 21, 24; 31, 34)
aus thermoplastischem Kunststoff.
2. Stromschienenträger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Halter (1, 20, 30) aus
Kunststoffmaterial, gegebenenfalls mit
Glasfaserverstärkung, ausgewählt aus der Gruppe
Polyamid, Polybutyltheraphtalat und Polyester besteht.
3. Stromschienenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Halters (1, 20,
30) Mittel zur Stromflußbehinderung aufweist.
4. Stromschienenträger nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zur Stromflußbehinderung
um den Halter umlaufende Rippen (5, 29) umfassen.
5. Stromschienenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Halter als Hohlkörper
mit integrierten Befestigungsmitteln (7, 11; 27, 28; 22)
ausgebildet ist.
6. Stromschienenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel mit
Mitteln zur Positionsverstellung (8, 10; 22; 34, 41, 42,
46) des Halters (1, 20, 30) verbunden sind.
7. Stromschienenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur
Positionsverstellung ein Halteelement (8, 41) aus
Kunststoff- oder Stahlprofilen umfassen.
8. Stromschienenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Halter aus Halteteil
(21) und Halteelement (22) einstückig ausgebildet ist.
9. Verfahren zur Herstellung von Profilen aus Kunststoff
für einen Halter für eine Stromschiene, gekennzeichnet
durch Mischen eines Kunststoffes aus der Gruppe
Polyamid, Polybutyltheraphtalat, thermoplastischem
Polyester mit Glasfasern und/oder Ruß mit einer Menge
von bis zu 2 Vol% und Spritzen des Profiles (2, 6; 21,
24; 31, 34) in einer Spritzgußform.
10. Verwendung eines glasverstärkten Polyamides als Material
für einen Halter (1, 20,30) einer Stromschiene (3), der
mindestens in Teilen (5, 29) als rotationssymmetrischer
Körper mit stark variierenden Durchmessern ausgebildet
ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924207622 DE4207622C2 (de) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Stromschienenträger |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4207622A1 true DE4207622A1 (de) | 1993-09-09 |
DE4207622C2 DE4207622C2 (de) | 1996-05-23 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Also Published As
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