Tyčový zberač prúdu

Tyčový zberač prúdu je zariadenie pre odber prúdu z vrchného (trolejového) vedenia. Historicky bol používaný predovšetkým u električiek a trolejbusov ako zariadenie na odber jednosmerného prúdu, ďalej u niektorých manipulačných zariadeniach ako sú mostové žeriavy. U trolejbusov je doposiaľ najrozšírenejším spôsobom odberu prúdu.
Vznik.
Jedným z predchodcov tyčového zberača bol v prvých trolejbusoch vozík, ktorý bol usadený zvrchu na trolejových drôtoch a pohyboval po nich. Vozík bol káblom prepojený s vozidlom. V niektorých konštrukciách mal vozík vlastný pohon elektromotorom, neskôr prevládla jednoduchšia konštrukcia, pri ktorej boli elektrické káble pripevnené k pomocnému lanku. Vozidlo tiahlo pomocou lanka trolejový vozík za sebou. Využitím tyčového zberača prúdu s odberom z vrchného vedenia zaveseného v osi jazdnej cesty sa zaoberal americký podnikateľ a vynálezca Frank J. Sprague. Využil tento typ zberača pri vozidlách pre električkách sprevádzkovaných vo februári 1888 v Richmonde vo Virgínii. V rovnakom čase riešil rovnaký problém iný americký vynálezca Charles Joseph Van Depoele. Ten predviedol funkčnú vzorku na dráhe v Toronte na jeseň 1885. V Európe v rovnakom čase hľadal Werner von Siemens patentovo čisté riešenie k odberu prúdu z vrchného vedenia. Výsledkom bola konštrukcia lýry. Zatiaľ čo u trolejbusov zostal tyčový zberač najvýznamnejším typom zberača, u električiek boli postupne ako tyčový, tak lýrový zberač nahradené pantografom. Súbežná prevádzka vozidiel s odlišnými druhmi zberačov pod rovnakým trolejovým vedením nie je bezproblémová.
Technický popis.
Základ koncepcie.
Základom tyčového zberača je tyč premenlivého prierezu upevnená pohyblivo na streche vozidla. V prevádzkovej polohe smeruje tyč šikmo nahor. Tyč je zakončená zberným ústrojenstvom, ktoré pritláča zospodu na trolejový drôt. Zberač je trolejovým drôtom smerovo vedený. V miestach rozvetvenia a kríženia mušou byť na vedeniu umiestnené vzdušné výhybky ovládane napríklad diaľkovo vodičom vozidla. Polarita napätia v električkovej troleje sa volí tak, aby bludné prúdy unikajúci prípadne z koľajníc tvoriacich druhý pól sústavy čo najmenej ovplyvňovali kovové konštrukcie v zemi. V električkových prevádzkach v Česku je v troleji kladný pól, v koľajniciach záporný. Pri súbehu električkovej a trolejbusovej siete sa užívajú spoločné nosné prvky.
Umiestnenie zberača na vozidle.
U obojsmerných električkových vozov bola základňa tyčového zberača umiestnená uprostred dĺžky vozidla. Na konečných, kde nebolo obratiska, bolo nutné celý zberač otočiť do správneho smeru. Pri dlhších vozidlách, akými boli najstaršie električky PCC, bol by zberač neprimerane dlhý a tak boli u niektorých vozidiel namontované dva zberače, pre každý smer jazdy jeden.
Zberacie ústrojenstvo.
Najstaršie prevedenie tyčových zberačov bolo zakončené mosadzným alebo bronzovým kolieskom s drážkou po obvode, tzv. kladkou. Koliesko bolo uložené v grafitových ložiskách a za prevádzky sa otáčalo veľkými otáčkami. Kladka sa rýchlo opotrebovala, životnosť bola len niekoľko dní prevádzky. Uchytenie kladky neumožňovalo natočenia voči trolejovému drôtu. Predovšetkým pre trolejbusy bola vyvinutá zberacia hlavica klzného typu s vymeniteľnou vložkou z kompozitných materiálov. Táto hlavica je uchytená otočne okolo zvislej osi. Spolupráca otočnej hlavice a otočnej základnej tyče na streche vozidla dovoľuje pružné sledovanie trolejového drôtu a odchýlku vozidlá až niekoľko metrov od ideálnej stopy. Dobré skúsenosti s touto konštrukciou zberacieho ústrojenstva viedli k jeho zavedeniu aj v električkových prevádzkach. Bežne užívané vložky sú výlisky z práškového grafitu s prídavkom parafínu, sú samomazné. Existujú aj iné typy vložiek, napríklad zo zmesi práškovej medi a grafitu. Zloženie materiálu vložiek ovplyvňuje opotrebenie trolejového drôtu. V dobe používania kladiek na tyčových zberačoch sa hľadala cesta, ako zabezpečiť spoľahlivý kontakt kladky a trolejového drôtu. Jedným zo spôsobov bolo mazanie trolejového drôtu zmesou loja a grafitu. V električkovej prevádzke v Prahe jazdila niekoľko desaťročí upravená električka, ktorá mala tyčový zberač s prívodom mazacie zmesi a počas nočných jázd nanášala mazadlo na trolejový drôt. Táto mazacia električka zostala v prevádzke aj v čase, keď pražské električky už boli vybavené pantografy s hliníkovou lištou. Mazanie malo obmedziť opotrebenie trolejového drôtu.
Sťahováky.
Sťahováky sú pomocné zariadenia na kontrolu kontaktu tyčového zberača k trolejovým vedeniam. Na voľnom hornom konci zberača je pripevnené lano, ktorého druhý koniec je navinutý na cievke sťahováka. Cievka je pripevnená k pružine, ktorá pri prudkom uvoľneniu lana (vypadnutie zberača z drôtov) navinie lano a strhne tak tyčový zberač do vodorovnej polohy. Zabráni sa poškodeniu trolejového vedenia aj zberača. Lano slúži aj k manipulácii so zberačom pri nasadzovaniu na trolej. Pri zavádzaniu moderných trolejbusov v Česko-Slovensku v roku 1936 boli ešte prototypy Tatra T86 a Škoda 1Tr bez sťahovákov a s kladkou. K nasadzovaniu zberačov na trolejové vedenie slúžila skladacia tyč z izolačného materiálu, ktorú trolejbus vozil so sebou. Už po krátkej prevádzke boli na oba vozy dosadené sťahováky.