DE19905015A1

DE19905015A1 - Generating defined contact force between current pick-up and power wire involves generating force opposing current pick-up drive torque to give defined resulting contact force

Info

Publication number: DE19905015A1
Application number: DE1999105015
Authority: DE
Inventors: Sven Bartels
Original assignee: ABB Daimler Benz Transportation Schweiz AG; ABB Daimler Benz Transportation Technology GmbH
Current assignee: Stemmann Technik GmbH
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-10

Abstract

The method involves generating a force (F) opposing the force or drive torque of the current pick-up drive so that a defined contact force is applied to the power wire (6) resulting from the difference between the drive force and the opposing force.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung ei ner definierten Kontaktkraft zwischen einem Stromabneh mer und dem Fahrdraht, insbesondere bei Hochgeschwin digkeits-Triebfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a method for producing egg ner defined contact force between a current collector mer and the contact wire, especially at high speeds locomotive traction vehicles according to the preamble of the An saying 1.

Stromabnehmer für elektrische Triebfahrzeuge sind auf einem auf dem Dach des Fahrzeugs befestigten Grundrah men gelagert. Für das Heben und Senken der Stromabneh mer sowie zur Erzeugung der Anpreßkraft der Schleifbü gel gegen die Fahrleitung kommen unterschiedliche Betä tigungsvorrichtungen zum Einsatz, die pneumatische, hy draulische, mechanische oder elektromotorische Antriebe zur Grundlage haben.Pantographs for electric traction vehicles are on a base frame attached to the roof of the vehicle men stored. For raising and lowering the pantograph mer and for generating the contact pressure of the grinding block Gel against the catenary comes in different amounts cleaning devices for use, the pneumatic, hy draulic, mechanical or electromotive drives have as a basis.

In der Praxis haben sich die pneumatischen Antriebe durchgesetzt. In practice, the pneumatic drives enforced.

In der DE 94 21 460 U1 wird beispielsweise ein Stromab nehmer beschrieben, bei welchem der Strom abnehmerantrieb einen Mehrkammer-Kolbenzylinder umfaßt, dessen Kammern miteinander verbunden sind, so daß ein Austausch des Betätigungsmediums für den Kolbenzylinder stattfinden kann. Es wird damit eine dosierte Dämpfung des Stromabnehmers erreicht.In DE 94 21 460 U1, for example, a downstream described in which the current customer drive comprises a multi-chamber piston cylinder, whose chambers are connected so that a Replacement of the actuating medium for the piston cylinder can take place. It becomes a metered damping of the pantograph reached.

Beim Zugverkehr mit hohen Geschwindigkeiten ist eine sichere und verschleißarme Leistungsübertragung von großer Wichtigkeit. Der Stromabnehmer wird durch die örtlich variierende Elastizität der Oberleitung (Fahr draht) und durch die wandernde Kontaktkraft zu uner wünschten mechanischen Schwingungen angeregt. Die opti male Gestaltung der Dynamik von Fahrleitung- Stromabnehmer-Systemen erfordert neue Überlegungen bei der Kinematik von Hochgeschwindigkeits-Stromabnehmern.For high speed train traffic is one safe and low-wear power transmission from of great importance. The pantograph is through the locally varying elasticity of the overhead line (Fahr wire) and due to the migratory contact force desired mechanical vibrations. The opti Male design of the dynamics of catenary Pantograph systems require new considerations the kinematics of high-speed pantographs.

In der Zeitschrift "eb-Elektrische Bahnen" 89(1991) 11, Seiten 120 ff.: S. Bartels, W. Herbert: "Hochgeschwindig keits-Stromabnehmer für den ICE", wird ein Antrieb des Stromabnehmers vorzugsweise über Luft beschrieben. Über den Luftantrieb werden das Gewicht der Stromabnehmerme chanik kompensiert und die gewünschte Fahrdraht- Anpreßkraft erzeugt. Dabei wird als Nebeneffekt eine teilweise Schwingungsdämpfung über Präzisionsregel ventile erzielt.In the magazine "eb-electric railways" 89 (1991) 11, Pages 120 ff .: S. Bartels, W. Herbert: "High speed current pantograph for the ICE ", will drive the Pantograph preferably described above air. about the air drive will be the weight of the pantograph mechanics compensated and the desired contact wire Contact pressure generated. As a side effect partial vibration damping via precision control valves achieved.

Bei diesem Hochgeschwindigkeits-Stromabnehmer ist je doch trotz der erreichten Abstimmung der schwingungs fähigen Komponenten des Stromabnehmers noch immer eine unerwünschte Rückwirkung auf die Kontaktkraft vor handen. With this high speed pantograph is ever but despite the achieved coordination of the vibrations capable components of the pantograph still one undesirable repercussions on the contact force act.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Ver fahren zu entwickeln, mit dem das dynamische Verhalten von Hochgeschwindigkeits-Stromabnehmern verbessert und die weiche niederfrequente Luftfederung des Stromabneh merantriebs höherfrequent abgestimmt werden kann.The object of the invention is a generic Ver drive to develop with the dynamic behavior improved by high-speed pantographs and the soft low frequency air suspension of the pantograph can be tuned at a higher frequency.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu wird eine der Kraft oder dem Antriebsmo ment des Stromabnehmerantriebs entgegenwirkende Kraft oder Moment derart erzeugt, daß am Fahrdraht eine defi nierte Kontaktkraft aus der Differenz zwischen der An triebskraft und der entgegenwirkenden Kraft anliegt.This object is achieved with the features of claim 1 solved. This is one of the force or the drive mo counteracting force of the pantograph drive or moment generated such that a defi on the contact wire nated contact force from the difference between the An driving force and the opposing force.

Das Verfahren nach der Erfindung ergibt eine höhere Steifigkeit des Stromabnehmerantriebs, die Eigen frequenz wird in vorteilhafter Weise erhöht. Es kann insbesondere eine der beiden Kräfte jeweils geregelt werden, während die jeweils andere Kraft als "Grund kraft" passiv wirkt. Das System ist weniger schwin gungsanfällig.The method according to the invention gives a higher one Stiffness of the pantograph drive, the Eigen frequency is increased in an advantageous manner. It can in particular regulated one of the two forces be while the other force as "reason force "acts passively. The system is less swine susceptible to aging.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprü chen beschrieben.Appropriate embodiments are in the dependent claims Chen described.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand einer Figur näher erläutert. Die Figur zeigt die schematische Darstellung eines Stromabnehmers zur Entnahme von elektrischer Leistung aus einer Fahr leitung 6 für ein elektrisches Hochgeschwindig keitstriebfahrzeug mit angreifenden Kräften. The invention is explained in more detail in an embodiment example with reference to a figure. The figure shows the schematic representation of a pantograph for taking electrical power from a catenary 6 for an electric high-speed motor vehicle with attacking forces.

Der Stromabnehmer nach der Figur besteht im wesentlichen aus einem auf einem nicht dargestellten Grundrahmen be weglich montierten Unterarm 11 und einer Lenkerstange 12, die über Gelenke 4, 2 mit einem Oberarm 7 und mit einer Wippe 8 verbunden sind. Die Wippe 8 wird aus Schleifstücken 9, 10 und aus einem Scheitelrohr 13 ge bildet. Das Scheitelrohr 13 stellt die reale, körperli che Ausführung einer gedachten Achse des Drehpunktes 5 dar. Die Schleifstücke 9, 10 sind aus Schleifleiste (Kohle) und aus Schleifleistenträger (Aluminium) gebil det und können unterschiedlich ausgeführte Federungen aufweisen. Auf dem nicht dargestellten Grundrahmen ist ein nicht dargestellter Pneumatikantrieb zum Anlegen und Absenken bzw. zur Erzeugung der Andruckkraft der Schleifstücke 9, 10 gegen den Fahrdraht 6 angeordnet.The pantograph according to the figure consists essentially of a on a base frame not shown be movably mounted forearm 11 and a handlebar 12 , which are connected via joints 4 , 2 with an upper arm 7 and a rocker 8 . The rocker 8 is formed from contact strips 9 , 10 and a crown tube 13 ge. The apex tube 13 represents the real, physical execution of an imaginary axis of the fulcrum 5. The contact strips 9 , 10 are made of contact strip (carbon) and contact strip support (aluminum) and can have different types of suspension. On the base frame, not shown, a pneumatic drive, not shown, for applying and lowering or for generating the pressing force of the contact strips 9 , 10 against the contact wire 6 is arranged.

Durch das Erzeugen einer der Antriebskraft oder des An triebsmomentes entgegenwirkenden Kraft F (oder eines Momentes) zum Beispiel in einem Punkt 5 der Wippe 8 mittels eines Seilzuges, durch ein hydraulisches, elek trisches, pneumatisches Element oder durch Elemente, die im Antrieb selbst angeordnet sind, wird ein rege lungstechnisches Gleichgewicht hergestellt. Die Ein stellung des Gleichgewichts durch zwei unabhängig von einander wirkende Mechanismen bewirkt eine Stabilisie rung des Gleichgewichts und damit eine Verbesserung der Stromabnehmer-Kinematik und des dynamischen Verhaltens des Stromabnehmers.By generating a drive force or the drive torque counteracting force F (or a moment) for example in a point 5 of the rocker 8 by means of a cable, by a hydraulic, elec trical, pneumatic element or by elements which are arranged in the drive itself , a technical balance is established. The adjustment of the equilibrium by two mechanisms, which act independently of one another, stabilizes the equilibrium and thus improves the pantograph kinematics and the dynamic behavior of the pantograph.

Die entgegenwirkende Kraft F kann auch als Moment in den Gelenken 1 bis 5 oder als Kraft F an den Verbin dungslinien zwischen den Gelenken 1-4 (Unterarm 11), 3-2 (Lenkerstange 12) wirken. The counteracting force F can also act as a moment in the joints 1 to 5 or as a force F at the connecting lines between the joints 1-4 (forearm 11 ), 3-2 (handlebar 12 ).

Es kann vorteilhaft auch die Antriebskraft oder die Ge genkraft F oder beide Kräfte geregelt werden, um eine erhöhte Balgsteifigkeit zu erzielen. Eine erhöhte Balgsteifigkeit verringert die Kontaktkraftamplituden. It can also advantageously be the driving force or the Ge force F or both forces can be regulated to a to achieve increased bellows stiffness. An increased Bellows stiffness reduces the contact force amplitudes.

Reference list

11

Gelenk
joint

22nd

Gelenk
joint

33rd

Gelenk
joint

44th

Gelenk
joint

55

Gelenk/Drehpunkt
Joint / fulcrum

66

Fahrdraht
Contact wire

77

Oberarm
upper arm

88th

Wippe
Seesaw

99

Schleifstück
Contact strip

1010th

Schleifstück
Contact strip

1111

Unterarm
forearm

1212th

Lenkerstange
Handlebar

1313

Scheitelrohr
F Gegenkraft
Crown tube
F drag

Claims

1. A method for generating a defined contact force between a pantograph, especially in high-speed locomotives, with a seesaw with one or more contact strips and with connections, a pantograph drive, characterized in that a force counteracting the force or the driving torque of the Stromabneh merantriebs ( F) or moment of the type is generated that a defined contact force from the difference between the drive force and the opposing force (F) is present on the contact wire ( 6 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the counteracting force / moment (F) at the pivot point ( 5 ) of a crown tube ( 13 ) of the rocker ( 8 ) or acts as a moment in the joints ( 1 to 5 ) or as a force (F) act on the connecting lines between the Ge ( 1 , 2 , 3 , 4 ).

3. The method according to claim 1, characterized indicates that the opposing force / moment (F) is applied by a cable.

4. The method according to claim 1, characterized indicates that the opposing force / moment (F) through hydraulic / electrical / pneumatic elements brought.

5. The method according to claim 1, characterized indicates that the opposing force / moment (F) by elements in the pantograph drive who applied the.

6. The method according to claim 1, characterized records that the driving force or the counter force (F) or both forces can be regulated.