DE1905587A1

DE1905587A1 - Vorrichtung zur elektrischen Stromabnahme,insbesondere fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE1905587A1
Application number: DE19691905587
Authority: DE
Inventors: Jean-Pol Payen
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1968-02-14
Filing date: 1969-02-05
Publication date: 1969-09-18
Also published as: FR1566377A; GB1243467A

Description

• 45 Osnabrück , den 4. Februar I969

MPSERSTRASSE 2O/24 DB/Ot/Hä Societe Anonyme dite; MERLIN GERIN Rue Henri T.arze 38, Grenoble» Frankreich

Vorrichtung zur elektrischen Stromabnahme, insbesondere für Fahrzeuge

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Stromabnahme, insbesondere für Fahrzeuge, die sich auf einer Fahrbahn mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegen, mit Gleitschuhen bzw. Kontaktelementen, die mit einem unabhängigen beweglichen Körper fest verbunden sind, der sich entlang einer zu der Fahrbahn quasi parallelen Bewegungsbahn bewegen kann, die durch die festen Stromzuführungsleiter festgelegt ist, welche rinnenförmig entlang der Bewegungsbahn und um sie herum angeordnet sind und welche reibschlüssig mit den Kontakte le me nt e'n zusammenwirken, die von dem im Inneren der Gleitrinne beweglichen Körper getragen sind und einen elektrischen Stromabnahmekontakt sowie eine mechanische Führung des Körpers sicherstellen.

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Allgemein gesprochen ist die Erfindung auf eine Stromabnahmevorrichtung mittels Reib- oder Kontaktölementen gerichtet, die auf festen Gleitern bzw» Schienen gleiten, welche sich entlang der Bewegungsbahn eines beweglichen Körpers erstrecken, insbesondere eines mit sehr hoher Geschwindigkeit verkehrenden Fahrzeugs.

Die bekannten Stromabnahmevorrichtungen, nament-

P lieh für Lokomotiven, Oberleitungsbusse u.dgl. umfassen Leitstangen oder Scherenbügel, die mit Schuhen versehen sind, welche an einem festen Draht oder einer Schiene reibschlüssig anliegen. Hierbei ist für alle Geschwindigkeiten eine dauernde Berührung der Gleitschuhe am Draht bzw. an der Schiene zu gewährleisten, um die Bildung von Funken und den Verschleiß bzw. die Zerstörung der Kontaktelemente zu verhindern. Dieses den Fachleuten bekannte Problem wird besonders kompliziert durch die Biegsamkeit

k des Kontaktdrahtes und durch die infolge seiner Verformung und seiner elastischen Aufhängung zu dem Draht stattfindenden waagerechten sowie senkrechten Versetzungen des Fahrzeugs. Die beträchtliche Masse der bekannten Stromabnahmevorrichtungen und die dadurch bedingte !Trägheit erlauben es ihnen nicht, diesen Veränderungen augenblick-, lieh zu folgen und auch bei hoher Geschwindigkeit einen" einwandfreien Kontakt der Gleitschuhe am Fahrdraht aufrechtzuerhalten. Im Falle von Luftkissenfahrzeugen tritt

zu diesen von der hohen Geschwindigkeit herrührenden Schwierigkeiten noch hinzu, daß die jeweiligen Relativbewegungen eine große Amplitude haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine einfache, von den erwähnten Behinderungen freie Stromabnahmevorrichtung zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Stromabnahmevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der unabhängig bewegliche Körper wenigstens drei Stromabnahme-Elemente bzw. Gleitschuhe aufweist, die gemäß dem Umriß eines regelmäßigen Vielecks räumlich angeordnet sind und an den zugeordneten festen Leitern kontaktgebend anliegen, welche gsmäß dem Umriß eines ähnlichen, rinnenförmigen Vielecks so angeordnet sind, daß die Resultierende der von den Gleitschuhen auf den Körper ausgeübten Gegenkräfte dessen Selbstzentrierung bewirkt sowie seine Winkelstellung im Inneren der Gleitrinne festlegt und die Fuhrung entlang der Bewegungsbahn gewährleistet, wobei jeder andere mechanische Kontakt im Verlauf der Translationsbewegung des Körpers unterbunden ist, welche aus jener des Fahrzeugs hergeleitet ist.

Der erfindungsgemäße Stromabnahmekörper ist durch die Seiten- oder Höhenbewegungen des Fahrzeuges nicht beeinflußt. Er arbeitet mit den starren, festen Leitern zusammen, deren Ausrichtung bzw. Einstellung mit der erforderlichen Genauigkeit erfolgen kann. Die Masse sowohl der Stromabnahme

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Elemente bzw. - Gleitschuhe als auch des Stromäbnahmekörpers kann sehr gering sein. Sie von der großen Geschwindigkeit und den Bewegungen mit großer -"Amplitude herrührenden Schwierigkeiten bzw. Begrenzungen sind infolgedessen beseitigt.

Der erfindungsgemäße Stromabnahmekörper "kann im Quer-* schnitt dreieckig, rhombenförmig, quadratisch oder ähnlich gestaltet und zur Abnahme eines einphasigen oder mehrphasigen Stromes geeignet sein. !Für jeden Pol bzw. jede Phase können mehrere Gleitschuhe oder Stromabnahme-Elemente vorgesehen sein. Der Körper kann n'ach Art eines schiffchenförmigen Gleitstücks profiliert sein, das durch eine nachgiebige Verbindung oder eine Gelenkverbindung mechanisch mit dem Fahrzeug verbunden ist,und zwar direkt oder indirekt über einen Gleitträger. Nach der Erfindung ist diese mechanische Verbindung so ausgebildet, daß sie nur Zug-Kräfte auf das Gleitstück bzw. den■ Strömabnahmekörper überträgt, die in Richtung seiner allgemeinen Bewegungsbahn wirken. Flexible Kabel bzw. Litzen oder entsprechende Leiter, welche mechanische Kräfte nur in geringem Umfang übertragen, gewährleisten die elektrische Verbindung zwischen dem Stromabnahmekörper bzw. Gleitstück und dem Fahrzeug. . " ■

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben "sich" aus d,er folgenden Beschreibung von Äusführungsbeispielen an·^ hand der Zeichnung. Darin zeigen.: -..-.". " ; · ■ : ■ " ^! . *

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Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Stromabnahmevorrichtung mit einem rhombusförmigen Gleitstück für Drehstrom,

Fig. 2,3 und Λ schematisch in Schnittansichten ähnlich Fig. 1 verschiedene Anordnungen von Gleitschuhen auf einem erfindungsgemäßen Gleitstück von quadratischer, dreieckiger bzw. rhombischer Querschnittsform,

Fig. 5 schematisch einen Gleitschuh mit profilierter Kontaktfläche ,

Fig. 6 und 7 schematisch Träger für Stromzuführungsleiter, die mit Gleitstücken gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4 zusammenarbeiten können, *

Fig. 8 eine schematische Vorderansicht eines Stromabnahmekörpers mit mehreren Gleitschuhen je Pol bzw. je Phase sowie seine Verbindung mit dem Fahrzeug, und

Fig. 9 eine Ansicht ähnlich Fig. 8 mit einer durch einen zwischengeschalteten Gleitträger verbesserten Verbindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromabnahmekörper 10, ein schiffchenförmiges Gleitstück, ist im Querschnitt rhombusförmig und entlang einer Bewegungsbahn sowie im Inneren einer Führung bzw. einer Gleitrinne translativ bewegbar, welch letztere durch einen festen Träger 12 definiert ist, der sich entlang der Fahrbahn eines (nicht dargestellten) Fahrzeuges

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erstreckt, welches beispielsweise auf einem Strömungsmittelkissen gleitet und durch einen Elektromotor angetrieben wird, insbesondere linear*- Der feste Träger bzw. die Führung 12 trägt gegenüber den Flächen des Stromabnahmekörpers IQ : Gleiter 14,16,18 und 20 in Form von Stangen, Schienen u.dgl., an welche durch geeignete (nicht dargestellte)Einrichtungen, beispielsweise Federn, hydraulische Kolben u.dgl.V Gleit- * schuhe bzw. Stromabnahmeelemente 22,24,26 und 28 reib-* > schlüssig angedrückt werden, welche der Stromabnahmekörper 10 in Aussparungen trägt. Die festen Leiter bzw. Schienen 14-20 sind in Bezug auf die Mitte des Hhombus symmetrisch angeordnet. Es ist ersichtlich, daß der Stromabnahmekörper bzw. das Gleitstück 10 gegenüber der Führung bzw. dem festen Träger 12 durch die Gleitschuhe 22-28 automatisch geführt und zentriert ist. letztere sind vorteilhaft in Längsrichtung gestaffelt angeordnet (vgl. Fig. 8). Eine Anzahl gestaffelt angeordneter Gleitschuhe 22, 22' ,/ 22", 22'■'■· ' ; können mit einem und demselben Leiter 14 zusammenarbeiten, so daß die völlig gleichmäßige, kontinuierliche Stromabnahme und eine wirksame mechanische Führung des Gleitstückes 10 gewährleistet ist. Der feste Träger 12 weist an seinem _: Oberteil einen Schlitz 30 auf ,welcher Kabel bzw. Litzen: 32 oder andere elektrische Verbindungen zwischen dem Gleitstück 10 und dem in Fig. 8 und 9 schematisch angedeuteten Fahrzeug 34 hindurchtreten läßt. Mechanische Verbindungselemente 36, 38 können als Schwinghebel ausgebildet sein, weiche an ihren

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beiden Enden mit dem Gleitstück 10 bzw. mit dem Fahrzeug 34 verbunden sind und sich im wesentlichen in der Verschiebungsrichtung des Körpers 10 erstrecken, so daß sie nur die bei der Fahrzeugbewegung auftretenden Translationskräfte übertragen.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Stromabnahmevorrichtung. Die Schienen bzw. festen Leiter 14-20 sind an eine Mehrphasen-Stromquelle angeschlossen. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Leiter 14 und 16 ein und derselben Phase zugeordnet (vgl. Fig. 7)· Die erwähnten Leiter übertragen den Strom an die Stromabnahmeelemente 22-28 und infolgedessen auf den Stromabnahmekörper 10, der mit dem Fahrzeug 34 bewegt wird. Letzteres wird über die mit den Stromabnahmeelementen 22-28 verbundenen Kabel 32 mit elektrischem Strom versorgt. Das Gleitstück 10 ist durch die Stromzuführungsschienen 14-20 mittels der Stromabnahmeelemente 22-28 mechanisch geführt. Die Stromabnahme erfolgt unabhängig von den Bewegungen des Fahrzeugs 34 gegenüber der Führung 12. Auf diese Weise ist eine einwandfreie elektrische Kontaktgabe auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten sichergestellt, wobei die geringe Trägheit ^?de"r" Stromabnahme elemente 22-28 eventuelle UngreichmäBigke'i'fcen in der Auaichtung der festen Leiter 14-20 aiiWgXeicht I""' "^' "''■■""

* Dür*dh Veränderung der Anzahl und der relativen Anorähuüg'der Kontaktschienen oder der Gestalt des Gleitstucks

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sind natürlich zahlreiche verschiedene AuSführungöformen des Erfindungsgedankens möglich.

Einige solcher Ausführungsformen sind in·den Fig* 2-4-dargestellt. Dabei zeigt Fig. 4- eine der Pig* 1 ähnliche Anordnung. In Fig. 2 sind insgesamt vier; Stromabnahmeelemente 22-28 im Quadrat angeordnet, wobei jeder eine Phas-e eines Vierphasenstroms leiten kann oder wobei eines der

™ Stromabnahme elemente für den Hull-Leiter dient oder wobei zwei Gleitschuhe mit ein und derselben Phase zusammenwirken oder wobei jede andere ähnliche Kombination möglich · ist. In Fig. 3 sind die Gleitschuhe im Dreieck angeordnet. Um die Wirkung der mechanischen Führung des Gleitstücks 10 durch, die'Gleitschuhe 22 usw. noch, zu verbessern, sind deren Kontaktflächen nach der Erfindung vorteilhaft profiliert, beispielsweise V-förmig, wie das in Fig. 5dargestellt ist. Sie schmiegen sich dann in entsprechend geformte Profile

y der Schienen 14 usw. : ; . ·"· ·

In den Fig. 6 und 7 sind beispielhaft Führungen oder Stromzuführungsschienen gezeigt, welche- mit den Anordnungen ·' gemäß Fig. 3 bzw. Fig. A zusammenarbeiten können. Diese Schienen können an geeignetem Standort auf der Fahrbahn des ■■ -Fahrzeugs, auf der Bettung oder an der Oberleitung bzw.-^ Aufhängung befestigt sein. Alle diese Vorrichtungen weisen den Vortei 1 einer, wirksamen Stromabnahme bei · hohen Ges.chwin- . : digkeiten auf, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ·

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gewährleistet ist, und ihre Wirkungsweise ergibt sich aus der· vorstehenden Beschreibung.

Es besteht die Möglichkeit, daß die mechanische Verbindung durch die Schwinghebel 36,38 (Fig. 8) zwischen dem Fahrzeug 34 und dem Stromabnahmekörper IO oder eventuell auch eine nachgiebige Verbindung die Hückwirkungen auf das Gleitstück 10 nicht vollständig unterbindet, welche von den Seiten- oder Höhen-Relativbewegungen zwischen dem Fahrmaug 34 und dem Gleitstück 10 herrühren. Fig. 9 zeigt eine diesbezüglich verbesserte Anordnung, bei der ein Zwischenkörper bzw. Gleitträger 40 Verwendung findet, der durch die Kontakt schienen 14-20 vermittels Kufen bzw. Führungsstücken 42 geführt ist. Man sieht, daß bei dieser Anordnung die durch Zugstangen 44,46, welche das Fahrzeug 34 mit dem Zwischenkörper bzw; Gleitträger· 40 verbinden, übertragenen Seitenkräfte vollständig von den Führungsstücken bzw. Kufen 42 aufgenommen werden und das Gleitstück bzw. den Stromabnahmekörper 10 nicht beänflussen können, dessen Verbindungselemente bzw. Schwinghebel vollständig in der allgemeinen Sichtung der Führung bzw.. Gleitrinne bleiben.

Sämtliche aus denAnsprüchen, der Beschreibung und. der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

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Patentansprüche _r

Vorrichtung zur elektrischen Stromabnahme, insbesondere für Fahrzeuge, die sich auf einer Fahrbahn mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegen, mit Gleitschuhen bzw. Kontaktelementen, die mit einem unabhängigen beweglichen Körper fest verbunden sind, der sich entlang einer zu der Fahrbahn quasi-parallelen Bewegungsbahn bewegen kann, die durch die festen Stroazuführungsleiter festgelegt ist, welche rinnenförmig entlang der Bewegungsbahn und um sie herum angeordnet sind und welche reibschlüssig mit den Kontaktelementen zusammenwirken, die von dem im Inneren der Gleitrinne beweglichen Körper getragen sind und einen elektrischen Stromabnahmekontakt sowie eine mechanische Führung des.Körpers sicherstellen, dadurch g e k e η η ze i c h η et , daß der unabhängig bewegliche Körper (10) wenigstens drei Stromabnahmeelemente bzw. Gleitschuhe (22-28) aufweist, die gemäß dem Umriß eines regelmäßigen Vielecks räumlich angeordnet sind und an den zugeordneten festen Leitern (14-20) kontaktgebend anliegen, welche gemäß dem Umriß eines ähnlichen, rinnenförmigen Vielecks so angeordnet sind, daß die Resultierende der von den Gleitsohühen (22-28) auf den Körper (10) ausgeübten Gegenkräfte dessen Selbstzentrierung bewirkt sowie seine Winkelstellung im Inneren der Gleitrinne festlegt und die Führung entlang der Bewegungsbahn gewährleistet, wobei Jeder andere mechanische TKöntakt im Vorlauf der Translationsbewegung des Körpers (10)

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unterbunden ist, welche aus jener des Fahrzeugs (34-) hergeleitet ist (Fig. 1).

2. Stromabnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , . daß insgesamt vier Gleitschuhe (22,24,26,28) in Form eines Ehombus angeordnet sind und daß der Querschnitt bzw- das Profil der Gleitrinne einen ähnlichen Hhombus bildet (Fig. 1,4 und 7).

3. Stromabnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß insgesamt drei Gleitschuhe (22,24,26) in Form eines Dreiecks angeordnet sind und daß der Querschnitt bzw. das Profil der Gleitrinne ein ähnliches Dreieck bildet (Fig. 3 und 6).

4. Stromabnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3 > dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmeelemente (22-28) unter Federkraft an die festen Leiter (14-20) angedrückt sind.

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5· Stromabnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromabnahmeelemente (22-28) unter Strömungsdruckkraft an die festen Leiter (14-20) angedrückt sind.

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6. Stromäbnahmevorriehtung nach, einem der Aiiöpriidiie-i-5^ ' " dadurch g e k e η ηζ e i c h η et ^:V daß· der Strom- "^;-abnahmekörper (10) mit dem Fahrzeug (34) durch, 'eine me- ^? ' chanische Verbindung (36*38) verbiinde'n ist, welche auf " den Eörper (10) nur Kräfte überträgtj die in Richtung ^>: seiner allgemeinen Bewegungsbahn wirken (2?igv 8)*; "- '·--· ■ ■?-■''

W 7· Stromabnähmevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch-ge -' k e η η ζ ei eh η et , daß die -mechanische Verbindung; ■ Schwinghebel. (36,38) aufweist, welcne an ihren Enden an ··■' ■■' *~ -^r das Fahrzeug(3^/t-)und an den Körper (10) ängelenkt sind (Fig.8)

8. Stromabnahmevorrichtung nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η ze i c h. η e t , daß ein durch die festen Leiter (14-20) mechanisch geführter Gleitträger (40) in die Gelenkverbindung (36,38) in der Weise eingefügt ist, daß der Körper (10) von jeder Seiten- oder Höhenbewegung des Fahrzeugs (34) unbeeinflußt bleibt (Fig. 9).

9· Stromabnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß die Kontaktflächen der Stromabnahmeelemente (22-28) und der festen Leiter (14-20) so profiliert sind, daß auf den Stromabnahmekörper (.10) ein zusätzlicher Führungseffekt ausgeübt wird (Fig. 5).

10. Stroaabnahmevorrichtung nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch. g ekennzeichnet , daß eine insahl von Stromabnahmeelementen (22,22',22",22"'), die entlang dem Stromabnahmekörper (10) gestaffelt angeordnet sind, mit ein und demselben festen Leiter (14) zusammenarbeiten (fig· 18).

11. Stromabnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur elektrischen Strömversorgung eines StrÖmungsmittelkissen-Pahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmevorrichtung von den Sjeiten- und Höhenversetzungen des Fahrzeugs unbeeinflußt bleibt.

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