SE527438C2 - Strömskena för rälsbundna fordon - Google Patents

Description

25 30 527 438 US 9l8,76l, FR 2 470 020 och US 4,230,209. Därvid används en s.k. spårtråd, d.v.s. en koppartràd med V-formiga spår, i vilka strömskenans klämarmar formbundet ingriper för att hålla kontaktledningen. Kontaktledningen, mot vilken pantografen glider och därför är utsatt för nötning, kan sålunda utbytas.

Spârtrådens fastklämning sker genom att de båda spegelsymmet- riskt varandra motliggande spännarmarna sammanskruvas (US 430,209, FR 2 470 020, DE 43 33 446 Al, DE l95 48 103 Cl) eller nitas (US 9l8,76l) med varandra ovanför spàrtråden.

Spârtrådens montering vid strömskenan, vare sig det gäller den första monteringen eller senare utbyte av en nedsliten kon- taktledning, är därför mycket tidskrävande och mödosam, då skruv- eller nitförband måste upprättas pà korta rumsavstånd.

Strömskenornas enskilda element har i praktiken en längd av cirka 10 m till 12 m. På skarvställen mellan två angränsande strömskenor uppträder då följdproblemet, att för exaktast möj- liga rätlinjiga riktning av strömskenorna måste dessa fästas på ömse sidor om skarvstället vid en bärkonstruktion eller en tunnels tak, vilket likaledes fordrar en avsevärd insats. Fäs- ter man nämligen exempelvis varje strömskena bara på sin mitt i en bärkonstruktion eller en tunnelvägg, så kan strömskenans båda ändar böjas ned genom sin egenvikt, så att på skarvstäl- let uppträder märkbara krökningar i förhållande till rälsax- eln, vilka mekaniskt belastar kontaktledningen och leder till svängningar vid strömavtagningen. Ändamålet med uppfinningen är därför att åstadkomma en ström- skena, som säkert håller en spàrtråd, som är enkel att mon- tera, vid vilken kontaktledningen enkelt kan utbytas och vil- ken säkerställer möjligast rätlinjiga förlopp av kontaktled- ningen också vi skarvställen mellan angränsande strömskeneele- ment . 73045a.d0C; 2004-09-10 10 15 20 25 30 i 527 438 Detta ändamål uppnås genom de i patentkravet 1 angivna särdra- gen. Fördelaktiga utformningar och vidareutvecklingar av upp- finningen framgår av de beroende patentkraven.

Uppfinningens grundprincip är att utbilda strömskenan som långsträckt, enstyckig, i längdriktningen slitsad profil, som uppvisar ett plant tvärparti och två från denna väsentligen vinkelrätt utskjutande spännarmar. Spännarmarna är var och en förbunden med en klämarm, som löper under spetsig vinkel mot en symmetriaxel. Spännarmarna och/eller klämarmarna är utbil- dade fjäderelastiska, så att kontaktledningen hålls uteslu- tande av spännarmarnas och/eller klämarmarnas fjäderkraft.

Något skruvförband för fastklämning av kontaktledningen behövs därför inte längre. I stället åstadkoms en sluten, bara av en längdslits bruten lådprofil, som uppvisar hög böjstyvhet och håller kontaktledningen i en rätlinjig axel, varigenom säker- ställs ett absolut konstant avstånd mellan kontaktledningen och rälsen. Inläggning och utbyte av kontaktledningen genom- förs mycket enkelt och snabbt. Enligt en vidareutveckling av uppfinningen är tvärpartiet bredare än spännarmarnas avstånd tvärs mot strömskenans längdriktning, så att tvärpartiet så- lunda skjuter ut på ömse sidor utanför spännarmarna. Härigenom höjs strömskenans yttröghetsmoment och därmed styvhet.

Enligt en vidareutveckling av uppfinningen är i övergàngsomrà- det från spännarmarna till klämarmarna anordnade i sidled ut- skjutande utkragningar, vilkas mot tvärpartiet vettande ovan- sida är plan och vilkas mot kontaktledningen vettande under- sida uppvisar ett spår. Dessa utkragningar tjänar dels för att hålla och styra en tràdinläggningsanordning, som för inlägg- ning eller avlägsnande av kontaktledningen särar de båda spännarmarna från varandra. Denna anordning kan löpa längs ovansidan av utkragningarna och ingripa i de på undersidan be- fintliga spåren för att sära spännarmarna. Utkragningarna tjä- 73045a.doc; 2004-09-10 10 15 20 25 30 527 458 nar dessutom för ökning av yttröghetsmomentet och därmed för- bättring av strömskenans böjstyvhet.

Enligt en vidareutveckling av uppfinningen har spännarmarna på sin mot resp. andra spännarm vettande insida åtminstone ett, företrädesvis två utsprång, som sträcker sig över strömskenans hela längd. Genom dessa utsprång höjs likaledes strömskenans yttröghetsmoment och därmed styvhet. Utsprången har en rät- vinklig, trapetsformig eller triangulär profil, varvid den trapetsformiga profilen är det särskilt föredragna utförings- exemplet.

Utsprången tjänar dessutom enligt en vidareutveckling av upp- finningen pà på varandra följande strömskenors skarvställen i ändarna som fjäder i en not- och fjäderförbindelse mellan spännarmarna och skarvstycken, som överbryggar skarvstället.

Skarvstyckena har utsprången motsvarande spår och fästs på ömse sidor om skarvstället med endast en eller två skruvar vid spännarmarna. Spännarmarna har för detta ändamål en borrning och skarvstyckena en gängad borrning. Genom denna not- och fjäderförbindelse erhålls också vid skarvställen mellan an- gränsande strömskenor en exakt rätlinjig inriktning av kon- taktledningen och någon böjning uppstår inte längre i skarv- ställena. Därmed är dessa strömskenor användbara också för höga hastigheter av upp till 250 km/h och mer. Företrädesvis används två skarvstycken per skarvställe, som vart och ett är förbundet med en av de båda spännarmarna.

Enligt en vidareutveckling av uppfinningen kan mellan resp. skarvstycke och tillhörande spännarm vara anordnad åtminstone en, företrädesvis två kontaktlamellremsor, som förbättrar den elektriska förbindelsen mellan angränsande strömskenors skarv- stycken och spännarmar. För entydig fixering och bättre mon- tage av kontaktlamellremsorna kan skarvstyckena för att uppta 7304564106; 2004-09-10 10 15 20 25 30 i 527 438 och hålla kontaktlamellremsorna uppvisa en fördjupning med un- derskärningar på båda sidorna.

Enligt en vidareutveckling av uppfinningen kan på ovansidan av tvärpartiet vara anordnat ett över strömskenans hela längd lö- pande fläns, som utskjuter vinkelrätt från tvärpartiets yta.

Också flera sådana steg kan användas parallellt bredvid var- andra.

I det följande förklaras uppfinningen utförligare med ledning av utföringsexempel och i samband med ritningarna. Härvid visar: Fig. l. ett tvärsnitt genom strömskena enligt ett första utföringsexempel på uppfinningen; Fig. 2 en strömskena enligt ett andra utföringsexempel på uppfinningen; Fig. 3. ett tvärsnitt genom en strömskena enligt ett tredje utföringsexempel på uppfinningen; Fig. 4, en sidovy av strömskenan enligt fig. 3; Fig. 5. ett tvärsnitt genom ett skarvstycke; Fig. 6, en förstorad återgivning av utsnittet A i fig. 6; och Fig. 7. en sidovy av skarvstycket enligt fig. 6 med insatta kontaktlameller.

Fig. l visar en strömskena 1, som uppvisar en längsslitsad profil, i vilken är inlagd och där formbundet hàllen en kon- taktledning 2. Strömskenan 1 har ett plattformigt tvärparti 3 med plan ovanyta, från vilken väsentligen vinkelrätt nedskju- ter tvá spännarmar 4 och 5, som ligger spegelsymmetriskt mot en symmetriaxel 6. Utgående från tvärpartiet är spännarmarna 4 och 5 utbildade lätt spetsigt avsmalnande, varvid vinkeln mel- lan spännarmarnas inner- och ytteryta uppgår till omkring l,5°. I spännarmarnas 4 och 5 fria ändar är anbringade klämar- mar 7 resp. 8, som under spetsig vinkel nedskjuter från spänn- 73045a.d0C; 2004-09-10 10 15 20 25 30 527 458 armarna och löper mot varandra, varvid klämarmarna uppvisar var sin spets, som ingriper i motsvarande formade spår 9 resp. 10 i kontaktledningen 2. De nämnda spetsarna och spåren 9, 10 har exempelvis en vinkel av 78°. Spåren 9 och 10 är därvid an- ordnade ovanför ett genom kontaktledningens mittaxel löpande plan.

Vid övergångsområdet mellan spännarmarna 4 resp. 5 och klämar- marna 7 resp. 8 är anbringade bort från symmetriaxeln vettande utkragningar 11 resp. 12, vilkas mot tvärpartiet 3 vettande ovansida är plan och vilkas från tvärpartiet 3 vettande under- sida uppvisar ett urtag eller spàr 13 resp. 14, som tjänar som styrning för en rörlig kontaktledningsinläggningsanordning, vilken för inläggning av kontaktledningen särar spänn- och klämarmarna från varandra.

Tvärpartiet 3 utskjuter åt båda håll i sidled förbi spännar- marna 4 och 5 och är i övergångsomràdet till spännarmarna via sneda ytor förtjockat utbildat.

Hela den hittills beskrivna strömskenan 1 är utbildad som enstyckig profil, som kan framställas i ett strängdragnings- förfarande. Som material används exempelvis aluminium eller en aluminiumlegering, som har god elektrisk ledningsförmága, så att ströminmatningen till kontaktledningen 2 också kan ske via strömskenan 1.

Strömskenan 1 bildar som helhet en i största mån sluten och endast genom en längdslits för upptagande av kontaktledningen 2 avbruten làdprofil, som håller kontaktledningen 2 endast med spänn- och klämarmarnas fjäderkrafter. Profilen som helhet är i hög grad böjnings- och vridningsstyv, varvid spänn- och klämarmarna i ringa omfattning fjäderelastiskt kan röra sig fram och åter med avseende på symmetriaxeln 6, för att lägga in eller utbyta kontaktledningen. Å andra sidan är också denna 730453. dec; 2004-09-10 10 15 20 25 30 527 458 rörelsemöjlighet så begränsad genom formgivningen, dimensione- ringen och materialbeskaffenheten, att kontaktledningen 2 sä- kert fasthålls även vid mekaniska belastningar av ett fordons strömavtagare.

Av transport-, hanterbarhets- och monteringsskäl har strömske- nor på en sträcka en längd av maximalt 10 m till 12 m. På en sträcka förbinds då flera strömskenor med ändarna stötande mot varandra, vilket sker med skarvstycken 15, 16, som insätts i det inre av strömskeneprofilen och överbryggar skarvstället mellan två angränsande strömskenor (jämför fig. 4).

Fig. 1 visar två sådana skarvstycken 15, 16, som generellt har rektangulär profil och fästs vid insidan av resp. tillordnade spännarm 4, 5. Skarvstyckenas 15, 16 längd ligger i storleks- ordningen 40 cm. Skarvstyckena tjänar såväl för elektrisk för- bindelse mellan två angränsande strömskeneprofiler som för överföring av mekaniska krafter. Skarvstyckena 15, 16 är fäs- tade med skruvar 17, 18, som sträcker sig genom borrningar 19, 20 i spännarmarna 4, 5 och inskruvas i gängade hål 21, 22 i skarvstyckena 15, 16. Per skarvstycke behöver man bara två till fyra skruvar, som skruvas i angränsande strömskenor på ömse sidor om en strömskeneskarv.

På grund av spel i borrningarna 19, 20 skulle ett litet, men trots detta ofördelaktigt vinkelfel kunna uppträda mellan strömskeneaxlarna, varigenom på skarvstället kan uppkomma en böjning. En sådan böjning har negativ inverkan på strömavtag- ningen, då strömavtagaren där förskjuts och sålunda inte kon- tinuerligt kan glida mot kontaktledningen 2, varigenom kon- taktkrafterna mellan strömavtagaren och kontaktledningen ökar resp. minskar, varigenom risken finns att strömavtagaren stud- sar från profilen, förlorar kontaktkraften och därmed också strömtillförseln. Dessa mekaniskt-geometriska och elektriska 73045a.doc; 2004-09-10 10 15 20 25 30 527 438 nackdelar kan inte accepteras för en höghastighetstakskena.

För detta ändamål ordnas utöver skruvförbindelsen en formbun- den förbindelse mellan strömskenorna och skarvstyckena, nämli- gen av principen not- och fjäderförbindelse.

För detta ändamål är på insidorna av spännarmarna 4 och 5 an- bringade utsprång 23, 24 resp. 25, 26, som inskjuter inåt i strömskeneprofilens hålrum. Utsprången löper över hela längden av en strömskena, då det rör sig om en strängpressprofil.

Avståndet mellan utsprången 23 och 24 resp. 25, 26 är valt så stort som möjligt, d.v.s. utsprången befinner sig så nära spännarmarnas 4 resp. 5 båda ändar som möjligt.

Skarvstyckena 15 och 16 har motsvarande spår 27, 28 resp. 29, 30, i vilka de tillordnade utsprången 23 - 26 ingriper. Genom denna formbundna not- och fjäderförbindelse har ett eventuellt hàlspel hos borrningarna 19 resp. 20 inte längre någon inver- kan och, t.o.m. om not- och fjäderförbindelsen skulle ha ett ringa spel, går en vinkeländring eller böjning mellan angrän- sande strömskenor på grund av skarvstyckenas längd och därmed not- och fjäderförbindelsens längd faktiskt mot noll. Därmed kan takströmskenan i praktiken förläggas exakt i en axel och någon diskontinuitet uppträder inte, varigenom strömavtag- ningen förbättras och även höga hastigheter upp till 250 km/timmen och högre är möjliga. Eventuella deformationer för- delar sig kontinuerligt över hela strömskeneanläggningen. För- skjutningar i vertikal riktning uppträder inte längre på skarvställena.

Dessutom uppnås genom utsprången 23, 24 resp. 25, 26 en ytter- ligare förstyvning av strömskeneprofilen.

I utföringsexemplet enligt fig. l har utsprången 23 - 26 i tvärsnitt en trapetsformig profil, företrädesvis profilen av en likbent trapets. På motsvarande sätt har spåren 27 - 30 73045a .doc; 2004-09-10 10 15 20 25 30 527 438 likaledes en trapetsformig profil, vars djup är något större än utsprångens 23 - 26 höjd. Härigenom uppnår man en kilver- kan, som säkerställer att det alltid sker en stadig förbin- delse i not- och fjäderförbandet, även om det vid tillverk- ningen av utsprången och/eller spåren finns ett visst spel.

Därigenom uppnås alltid en definierad mekanisk förbindelse och samtidigt en oklanderlig elektrisk kontaktpunkt. Dessutom skall påpekas att skruvarna 17, 18 inte behöver uppta några (vertikala) tvärkrafter, så att per strömskeneskarv fordras totalt fyra till åtta skruvar, nämligen tvâ per skarvstycke.

Det skall också påpekas att utsprångens framkanter och spàrens framkanter kan ha en fas eller rundning, för att underlätta inläggningen av skarvstyckena.

För att uppnå en bättre elektrisk förbindelse mellan skarv- styckena och spännarmarna, kan det enligt en vidareutveckling av uppfinningen dessutom vara anordnat så att mellan skarv- styckenas 15 och 16 utsida och spännarmarnas 4 och 5 är anord- nade en eller tvâ kontaktlamellremsor 31, 32, 33, 34, vilket beskrivs mer i detalj i samband med fig. 5, 6 och 7. Härigenom säkerställs att den elektriska förbindelsen upprättas inte bara i området för not- och fjäderförbindelsen, utan också mellan skarvstyckenas och spännarmarnas storytigare vertikala ytor.

I utföringsexemplet enligt fig. 2 är utsprángen 23 - 26 och spåren 27 - 30 rätvinkliga, vilket i försök har lett till en förbättrad kraftöverföring. Då spàrens 27 - 30 djup är större än utsprångens 23 - 26 höjd är det alltid säkerställt att skarvstyckenas och spännarmarnas vertikala, varandra motlig- gande ytor kommer i beröring med varandra. Därför är det inte obetingat nödvändigt, att anordna kontaktlamellremsorna 31 - 34. Likväl kan dessa givetvis vara anordnade för förbättring av övergàngsmotståndet. 73045a.doc; 2004-09-10 10 15 20 25 30 527 438 10 Dessutom är i utföringsexemplet enligt fig. 2 för ytterligare förstyvning av strömskeneprofilen på ovansidan av tvärpartiet 3 anordnat ett vinkelrätt mot denna utskjutande liv 34, som sträcker sig längs strömskenans hela längd. Detta liv är i utföringsexemplet i fig. 2 anordnat på mitten. Det är också möjligt att anordna flera sådana liv, som då löper parallellt på avstånd från varandra.

Här skall påpekas att sådana liv kan anordnas också på ström- skenorna enligt de övriga utföringsexemplen, d.v.s. i synner- het enligt fig. 1 och 3 - 7.

I utföringsexemplet enligt fig. 3 är spåren 27 - 30 och ut- spràngen 23 - 26 i tvärsnitt triangulära. Också här kan genom lämplig dimensionering av utsprången och/eller spåren säker- ställas att skarvstyckenas och spännarmarnas vertikala ytor alltid berör varandra, så att också här kontaktlamellremsorna kan utelämnas.

Fig. 4 visar en sidovy av ett skarvställe 35 mellan två an- gränsande strömskenor 1 och la, som på skarvstället 35, som här för förtydligande är visat som förstorad spalt, följer pà varandra och överbryggas av skarvstyckena 15 och 16 (icke syn- liga i fig. 4). I praktiken hålls spalten så liten som möjligt och är given av dels borrningarnas 19 och 20 avstånd till strömskenans 1 resp. la kortsida 36 resp. 36a, dels avståndet mellan de gängade hålen 21 resp. 22 i resp. skarvstycke 15, 16. I praktiken kommer vid en längd på skarvstyckena av cirka 400 mm avståndet mellan de gängade hålen i ett skarvstycke att ligga på 200 mm, varvid dessa borrningar skall anordnas sym- metriskt i förhållande till skarvstyckets mitt.

Fig. 5 visar ett tvärsnitt genom ett skarvstycke motsvarande fig. 2, och fig. 6 visar ett förstorat utsnitt av detaljen A.

För att fästa kontaktlamellremsan är i den vertikala ytan 36, 73045a.d0C; 2004-09-10 10 15 20 25 527 458 ll som i monterat tillstànd ligger mittför spännarmen, anordnad en fördjupning 37, som på kanterna uppvisar underskärningar 38, 39. I denna fördjupning 37 kan inläggas en kontaktlamell- remsa, som hålls av underskärningarna 38, 39. Underskärning- arna har i sin botten en radie. Kontaktlamellremsorna sträcker sig över skarvstyckenas hela längd, såsom framgår av fig. 7.

Sådana kontaktlamellremsor kan erhållas i handeln. De består av material med god elektrisk ledningsförmåga, såsom t.ex. koppar eller aluminium, och har ett flertal flexibla lameller.

Fördjupningens 37 djup ligger i praktiken på cirka 0,5 mm, me- dan fördjupningarnas bredd ligger i storleksordningen från 13 till 14 mm. Underskärningens 38 vinkel är i storleksordningen 30°.

Såsom framgår av fig. 5 har skarvstycket två fördjupningar 37 och 37a, som företrädesvis skall anordnas symmetriskt i för- hållande till det gängade hålets 22 centrumaxel.

Fig. 7 visar en sidovy av ett skarvstycke med inlagda kontakt- lamellremsor 31 och 32 och de tvà gängade borrningarna 19.

Med uppfinningen erhåller man mycket stabila och enkelt mon- terbara strömskenor som längsslitsade hålprofiler, som inte har någon förskjutning i vertikal riktning och därför är lämp- liga för höghastighetssträckor. Genom en formbunden förbin- delse mellan två längsslitsade hålprofiler erhåller man en god elektrisk förbindelse, som ytterligare kan förbättras genom kontaktlamellremsor. Genom strömskenornas speciella form är inläggning och även senare utbyte av en kontaktledning pro- blemfri och möjlig även automatiserat. 73045a.d0C; 2004-09-10

Claims (9)

10 15 20 25 30 527 438 12

1. P A T E N T K R A V l. Strömskena för att hålla en kontaktledning med två spänn- armar, mellan vilka kontaktledningen är hållen, varvid ström- skenan (1) uppvisar en làngsträckt, enstyckig, i längdrikt- ningen slitsad profil med ett tvärparti (3) och två från denna väsentligen vinkelrätt utskjutande spännarmar (4, 5), som var och en är förbunden med en klämarm (7, 8), som löper under spetsig vinkel mot en symmetriaxel (6), varvid spännarmarna (4, 5) och/eller klämarmarna (7, 8) är fjäderelastiska och kontaktledningen (2) hålls uteslutande av spännarmarnas (4, 5) och/eller klämarmarnas (7, 8) fjäderkraft, kär1ne1:e<:kr1ad av ati: spännarmarna (4, 5) på sin mot resp. andra spännarm vettande insida uppvisar åtminstone ett utsprång (23, 24, 25, 26), som sträcker sig över strömskenans (3) hela längd.

2. Strömskena enligt krav 1, kännetecknad av att varje spännarm (4, 5) uppvisar två utsprång (23, 24; 25, 26), som är anordnade nära resp. spännarms (4, 5) båda ändar.

3. Strömskena enligt krav 2, kä1inet:e<:kr1ad av at:t ut- sprången (23, 24, 25, 26) i tvärsnitt har en rätvinklig, tra- petsformig eller triangulär profil.

4. Strömskena enligt något av kraven 1 - 3, kär1net:ec)<- riad av att på skarvställen (35) i ändarna av på varandra följande strömskenor (1, la) är anordnat åtminstone ett skarv- stycke (15, 16), som överbryggar skarvstället (35), att skarvstycket (15, 16) uppvisar utspràngen (23 - 26) mot- svarande spår (27 - 30) och att skarvstyckena (15 - 16) på ömse sidor om skarvstället (35) uppvisar en gängad borrning (21, 22), via vilken skarvstycket (15, 16) kan sammanskruvas med ändarna av två på varandra föl- jande strömskenor (1, la). 73045b.d0C; 2005-06-22 10 15 527 438 13 5. Strömskena enligt krav 4, kä1ine1:ec:kr1ad av att: per skarvställe (35) är anordnade två skarvstycken (15, l6), som är förbindbara med varsin av de två spännarmarna (4, 5). 6. Strömskena enligt krav 4 eller 5, kä11net:e<:kr1ad av atiz mellan skarvstycket (15, 16) och tillordnade spännarm (4,

5. ) är anordnad åtminstone en kontaktlamellremsa (31 - 34). 7. Strömskena enligt krav 6, kännetecknad av att varje skarvstycke (15, 1

6. ) är tillordnat två parallella kon- taktlamellremsor (31, 32; 33, 34). 8. Strömskena enligt krav 6 eller 7, käI1ne1:e<:krxad av att: skarvstycket (15, 16) for att uppta och hålla kontaktla- mellremsan (31 - 34) uppvisar en fördjupning (3

7. ) med under- skärningar (3

8. ) på båda sidorna.

9. Strömskena enligt något av kraven l - 8, käz1net:ec)<- r1ad av atiz på ovansidan av tvärpartiet (3) är anordnat åt- minstone en vinkelrätt uppåt utskjutande fläns (37), som sträcker sig över strömskenans hela längd. 73045b.doc; 2005~06-22