DE102009056589A1 - Power shoe for O-soot-and third-rail electricity consumer, has contact support connected with rotational point in small distance from rail, and sliding contact pieces electrically isolated with each other in contact support - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Stromabnehmer mit einem Stromschuh für Dachstromabnehmer von Oberleitungsomnibussen (O-Bussen) und Dritte-Schiene-Stromabnehmer mit zwei zueinander parallelen Schleifkontaktstücken.The invention relates to current collector with a current shoe for pantographs of trolleybuses (O-buses) and third-rail pantograph with two mutually parallel sliding contact pieces.
O-Busse sowie schienengebundene Elektrofahrzeuge mit einem Dritte-Schiene-Stromabnehmer sind über Stromschuhe mit dem jeweiligen Stromversorgungssystem elektrisch verbunden. Im Gegensatz zu Stromabnehmern mit einer Schleifleiste, bei der aufgrund der Zickzack Führung der Fahrleitung der elektrische Kontakt zu dieser über deren gesamte Breite ständig wandert, erfolgt bei den Kohleschleifstücken der Stromschuhe der elektrische Kontakt zur Fahrleitung bzw. zur dritten Schiene ständig über die selben relativ kleinen Kontaktstellen, was zu einer hohen Kontaktbelastung und damit zu einem höheren Verschleiß führt. Hinzu kommende Unregelmäßigkeiten an den Stromversorgungssystemen können bis zur Zerstörung der Kohleschleifstücke der Stromschuhe führen.O-buses and rail-mounted electric vehicles with a third-rail pantograph are electrically connected via power shoes to the respective power supply system. In contrast to pantographs with an abrasive strip, in which due to the zigzag guiding the catenary of the electrical contact to this over the entire width constantly wanders, takes place in the carbon friction pieces of the current shoes, the electrical contact to the catenary or the third rail constantly on the same relatively small Contact points, which leads to a high contact load and thus to a higher wear. Additional irregularities in the power supply systems can lead to the destruction of the carbon abrasive pieces of the power shoes.
Fahrleitungs- sowie auch Stromschienensysteme unterliegen mit der Zeit Veränderungen. Sie verschleißen nicht nur, sondern ändern sich auch durch Temperaturschwankungen und anderen Witterungseinflüssen. Besonders bei Fahrleitungen bringen Sturm, Regen und Vereisung Veränderungen mit sich. Hinzu kommen mechanische Beschädigungen durch die unterschiedlichsten äußeren Einflüsse.Catenary and busbar systems are subject to change over time. They not only wear, but also change due to temperature fluctuations and other weather conditions. Storm, rain and icing, in particular, cause changes in catenaries. In addition, there are mechanical damage due to a wide variety of external influences.
Alle Stromabnehmer werden mittels einstellbarer Federkraft an die Fahrleitung bzw. an die Stromschiene gedrückt. Stromschienen sollen auf Grund der gedrängten Bauweise und des damit verbundenen relativ kurzen Federweges der Stromabnehmer eine möglichst geringe Seiten- und Höhenabweichung von der Solllage haben. Die Solllage ist dabei eng toleriert. In der Praxis werden Stromschienenanlagen ohne Abweichungen von diesen Solllagen selten vorgefunden. So ist der elektrische Kontakt zwischen dem Stromschuh des Stromabnehmers und der Stromschiene häufig nicht optimal. Bei Änderungen der Höhenlage der dritten Schiene und bei Abweichungen vom Sollwert der Höhenlage stehen die Stromschuhe schräg zur Stromschiene. Hierdurch bestehen nur sehr wenige Kontaktpunkte zwischen Stromschiene und Stromschuhe. Der Übergangswiderstand ist erhöht. Lichtbögen und Kontaktunterbrechungen treten hierbei häufig auf. Ein hoher Verschleiß der Kohleschleifstücke der Stromschuhe und der Stromschiene sind die Folge. Ebenso können durch die Lichtbögen Störungen in der Elektronik der Fahrzeuge auftreten.All pantographs are pressed by means of adjustable spring force to the contact line or to the busbar. Busbars are due to the crowded design and the associated relatively short spring travel of the pantograph have the least possible lateral and vertical deviation from the desired position. The target position is tightly tolerated. In practice, busbar systems are rarely found without deviations from these target positions. Thus, the electrical contact between the current shoe of the pantograph and the busbar is often not optimal. When changing the altitude of the third rail and deviations from the target altitude, the power shoes are at an angle to the busbar. As a result, there are only very few contact points between busbar and current shoes. The contact resistance is increased. Arcs and contact interruptions often occur here. High wear of the carbon abrasive pieces of the current shoes and the busbar are the result. Likewise, the arcs may cause disturbances in the electronics of the vehicles.
Dieses Problem soll mit dem in der Patentschrift
Häufig werden jedoch, besonders bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, durch Höhenänderungen der Stromschiene zum Beispiel an Ausdehnungsstellen oder durch Stöße zwischen Stromschuhe und Stromschiene die Stromschuhe von der Stromschiene weggedrückt. Es entstehen Kontaktunterbrechungen und Bügelfeuer. Der Aufbau des beschriebenen Stromabnehmers ist sehr kompliziert. Da die Stromschuhe und die Federungen bei diesem Stromabnehmer unterschiedlich schnell verschleißen, verstellt sich auch die Resonanz der zwei Stromschuhhalterungen.Frequently, however, especially at higher speeds, by height changes of the busbar, for example, at expansion points or by shocks between the current shoes and busbar, the current shoes pushed away from the busbar. It creates contact interruptions and ironing. The structure of the described pantograph is very complicated. Since the current shoes and the suspensions wear at different speeds with this current collector, the resonance of the two current shoe mounts also changes.
Bei allen bekannten Lösungen, bei denen mehrere Stromschuhe fest zueinander an einem Stromabnehmer befestigt sind, stehen bei Höhenunterschieden der Stromschiene nicht alle Stromschuhe mit dieser gleichzeitig im Kontakt. Dadurch entstehen hohe Stromdichten an den wenigen Kontaktpunkten, wodurch wiederum ein sehr hoher Verschleiß verursacht wird. Auch besteht durch die mechanisch starre Verbindung der Stromschuhe eine gegenseitige Beeinflussung bei auftretenden Stößen an den Stromschienen.In all known solutions in which a plurality of current shoes are firmly attached to each other on a current collector, are not in height differences of the busbar all Stromschuhe with this at the same time in contact. This results in high current densities at the few contact points, which in turn causes a very high level of wear. Also exists by the mechanically rigid connection of the current shoes mutual interference in occurring shocks to the busbars.
Die Rutenstromabnehmer für O-Busse müssen zur Kontaktierung ihrer Stromschuhe mit der Fahrleitung auch größere Höhendifferenzen der Fahrleitung ausgleichen. Dabei verändert sich der Kontaktdruck an der Fahrleitung ständig. Eine Überhöhung der Fahrleitung hat einen zu geringen Kontaktdruck zur Folge, was zur Lichtbogenbildung und Kontaktunterbrechungen führen kann. Es tritt ein hoher Verschleiß an den Stromschuhen und an der Fahrleitung auf. Ebenso wirken sich an der Fahrleitung auftretende Schwingungen auf den elektrischen Kontakt mit dieser negativ aus. Die Kohleschleifstücke der Stromschuhe nutzen sich stark ab.The rod pantographs for O-buses must also compensate for greater height differences of the contact line for contacting their current shoes with the catenary. The contact pressure on the contact line is constantly changing. An increase in the catenary leads to a low contact pressure result, which can lead to arcing and contact interruptions. There is a high level of wear on the power shoes and the overhead line. Likewise, vibrations occurring on the overhead contact line have a negative effect on the electrical contact with it. The coal sanding pieces of the streamers wear off heavily.
Bei Dachstromabnehmer spurgebundener Fahrzeuge ist es bekannt, zwei Schleifleisten auf einer Rahmenwippe einzeln gefedert anzuordnen, wobei die Grundeinstellung für die Kontaktierung mit der Fahrleitung und der Ausgleich der Höhendifferenzen der Fahrleitung durch den Scherenarm des Stromabnehmers erfolgt. Derartige Stromabnehmer sind in den PS
Nach der
Bei den Stromschuhen ist die beschriebene Problematik aufgrund der geringeren Masse und ihrer gedrungenen Bauweise unerheblich und fand bei Stromabnehmern für O-Busse und Dritte-Schiene-Stromabnehmer demzufolge keine Lösung.In the case of power shoes, the problem described is irrelevant due to the lower mass and its compact design and therefore found in pantographs for buses and third-party current collector no solution.
Ziel der Erfindung ist es, den Verschleiß der Schleifkontaktstücke von Stromschuhen zu reduzieren und einen unterbrechungsfreien elektrischen Kontakt zur Fahrleitung bzw. zur Stromschiene zu gewährleisten.The aim of the invention is to reduce the wear of the sliding contact pieces of power shoes and to ensure uninterrupted electrical contact with the catenary or the busbar.
Es besteht die Aufgabe, einen Stromschuh einfacher Bauform für Stromabnehmer von O-Busse und Dritte-Schiene-Stromabnehmer mit einer verbesserten Halterung zweier Schleifkontaktstücke zu schaffen.The object is to provide a Stromschuh simple design for pantographs of O-buses and third-rail pantograph with an improved support two sliding contact pieces.
Nach der Erfindung sind bei einem Stromschuh mit zwei Schleifkontaktstücken die beiden Schleifkontaktstücke auf Federelementen an einem als Wippe ausgebildeten Kontaktträger angeordnet, der mit seinem Drehpunkt in einem geringen Abstand zur Fahrleitung bzw. zur Stromschiene mit den übrigen Bauteilen des Stromabnehmers in bekannter Weise mittels einstellbarer Federn federnd verbundenen ist. Dabei sorgt die federnde Verbindung des Kontaktträgers für die notwendige Kontaktkraft der beiden Schleifkontaktstücke an der Fahrleitung bzw. an der Stromschiene. Die Federelemente der Schleifkontaktstücke sorgen für einen Ausgleich der Kontaktkraft unter den unterschiedlichen Betriebsbedingungen, wodurch zumindest jeweils ein Schleifkontaktstück immer einen ausreichenden Kontakt zur Fahrleitung bzw. zur Stromschiene herstellt. Der Verschleiß der Schleifkontaktstücke wird damit herabgesetzt. Stromunterbrechungen werden weitestgehend vermieden.According to the invention, in a current shoe with two sliding contact pieces, the two sliding contact pieces are arranged on spring elements on a trained as a rocker contact carrier, the spring with its pivot point at a small distance to the catenary or to the power rail with the other components of the pantograph in a known manner by means of adjustable springs is connected. In this case, the resilient connection of the contact carrier ensures the necessary contact force of the two sliding contact pieces on the catenary or on the busbar. The spring elements of the sliding contact pieces provide for a compensation of the contact force under the different operating conditions, whereby at least one sliding contact piece always produces sufficient contact with the catenary or busbar. The wear of the sliding contact pieces is thus reduced. Power interruptions are largely avoided.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Schleifkontaktstücke durch Federelemente aus einem Isoliermaterial oder einem Kontaktträger aus einem Isoliermaterial zueinander elektrisch isoliert, so dass der Fahrstrom nicht über beide Stromschuhe des Stromabnehmers geführt werden muss.In a further embodiment, the sliding contact pieces are electrically insulated from one another by spring elements made of an insulating material or a contact carrier made of an insulating material, so that the traction current does not have to be routed via both current shoes of the current collector.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:
Der Stromabnehmer für einen O-Bus-Stromabnehmer nach
Bei dem Stromabnehmer für die Dritte Schiene nach
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1'1, 1 '
- Stromschuh,Current shoe,
- 2, 2a, 2', 2a'2, 2a, 2 ', 2a'
- Federelemente,Spring elements,
- 33
- Kontaktträger,Contact carrier,
- 44
- Drehpunkt des Kontaktträgers,Fulcrum of the contact carrier,
- 55
- Fahrleitung, Stromschiene,Catenary, busbar,
- 66
- Federmechanismus/Luftdrucksystem,Spring mechanism / air pressure system,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 2730556 C2 [0005] DE 2730556 C2 [0005]
- DE 551782 [0009] DE 551782 [0009]
- AT 400696 B [0009, 0010] AT 400696 B [0009, 0010]
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