DE19914566A1 - Current collector unit for making contact with a contact wire on an overhead power line includes a holding device for a seesaw mount to adjust for height and fit on an electrically operated rail vehicle - Google Patents
Current collector unit for making contact with a contact wire on an overhead power line includes a holding device for a seesaw mount to adjust for height and fit on an electrically operated rail vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Stromabnehmersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d. h. auf eine Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Energie von einem Stromversorger zu einem elektrisch betriebenen Bahnfahrzeug.The invention relates to a pantograph system according to the preamble of claim 1, d. H. to a device for the transmission of electrical energy from a power supplier to an electrically powered rail vehicle.
Heutige Stromübertragungssysteme für Bahnfahrzeuge bestehen aus einem Kettenwerk (Oberleitung) und einem auf dem Antriebsfahrzeug montierten Stromabnehmer. Die Kontaktierung zwischen Oberleitung und Stromabnehmer geschieht mittels elastisch auf dem Stromabnehmer gelagerten Schleifleisten. Die Lagerung der Schleifleisten gegenüber der Scheren- bzw. Pantographenkonstruktion (Haltevorrichtung) des Stromabnehmers geschieht dabei durch passive Feder- und Dämpfereinheiten.Current power transmission systems for rail vehicles consist of one Catenary (overhead line) and one mounted on the drive vehicle Pantograph. The contact between the overhead line and pantograph happens by means of contact strips mounted elastically on the pantograph. The Storage of the contact strips compared to the scissors or pantograph construction (Holding device) of the pantograph is done by passive spring and Damper units.
Aus der 196 52 369 A1 ist ein Stromabnehmer bekannt, welcher eine in der Höhe verstellbare Haltevorrichtung aufweist, an der eine Schleifleistenanordnung befestigt ist. Es wird ein möglichst ununterbrochener Kontakt mit der Oberleitung erreicht, indem die Schleifleistenanordnung im Bereich ihrer beiden Enden vertikal beweglich und federnd gehaltert ist.From the 196 52 369 A1 a pantograph is known, which one in height has adjustable holding device to which a contact strip arrangement is attached is. The contact with the overhead line is as continuous as possible, by vertically moving the contact strip arrangement in the area of its two ends and is spring-loaded.
Aus der 197 15 397 A1 ist ein Stromabnehmer mit wenigstens einer in der Höhe verstellbaren Haltevorrichtung bekannt, deren nach oben weisenden Enden über ein Scheitelrohr verbunden sind, an dem eine Schleifleistenanordnung befestigt ist. Diese ist mit ein oder zwei Schleifleisten versehen. Um einen ununterbrochenen Kontakt zwischen Oberleitung und Schleifleisten sicherzustellen, ist die Schleifleistenanordnung als starrer Rahmen mit Lenkern und Federn ausgebildet. From 197 15 397 A1 is a pantograph with at least one in height adjustable holding device known, the upward facing ends of a Vertex tube are connected to which a contact strip arrangement is attached. This is provided with one or two contact strips. For continuous contact between the overhead line and contact strips is the Contact strip arrangement designed as a rigid frame with handlebars and springs.
In den verschiedenen europäischen Ländern existieren unterschiedliche Breiten und Krümmungen der Schleifleisten. Die heute existierenden Stromabnehmer erfüllen in der Regel meistens nur die geometrischen Randbedingungen und die von der Bahngesellschaft vorgeschriebenen Anforderungen des Staates, in dem sie eingesetzt sind. Als Beispiel sei der deutsche ICE genannt, welcher im Falle einer Linienverbindung in die Schweiz pro Triebkopf jeweils zwei unterschiedliche Stromabnehmer besitzt, von denen der erste mit der Breite von 1,95 m die Anforderungen der deutschen Oberleitungen erfüllt und der zweite mit einer Wippenbreite von lediglich 1,45 m speziell für die Oberleitungen der Schweiz ausgelegt ist.Different latitudes and exist in the different European countries Curvatures of the contact strips. Current pantographs meet today in usually only the geometric boundary conditions and those of the Railway company prescribed requirements of the state in which it is used are. An example is the German ICE, which in the case of a Line connection to Switzerland two different for each driving head Has pantographs, the first of which is 1.95 m wide German overhead line requirements met and the second with one Rocker width of only 1.45 m especially for the overhead lines in Switzerland is designed.
Ein weiteres Problem ist es, daß die allgemein bekannten Stromabnehmer mit rein passiv gelagerten Schleifleisten nur bedingt gute Kontaktverhältnisse zwischen Schleifleisten und Oberleitung gewährleisten. Schwingungen im Fahrdraht, Übergangsstellen der Oberleitung, Schwingungen des Fahrzeuges und die durchgängig vorhandene Zick-Zack-Anordnung der Oberleitung (Kettenwerke sind aus einzelnen Abschnitten bestimmter Länge zusammengesetzt, siehe auch weiter unten) verursachen starke Schwingungen der Kontaktkraft zwischen den Schleifleisten und dem Fahrdraht und Unterbrechungen des Kontaktes selbst. Dieses Problem tritt verstärkt bei höheren Geschwindigkeiten auf und verursacht deshalb Beschränkungen hinsichtlich der fahrbaren Zuggeschwindigkeit sowie einen erhöhten Verschleiß der Schleifleisten und der Oberleitungen, verbunden mit den entsprechenden Kosten der Wartung bzw. Instandhaltung der Systeme.Another problem is that the well-known pantograph with passively mounted contact strips only conditionally good contact relationships between Ensure contact strips and overhead line. Vibrations in the contact wire, Transition points of the overhead line, vibrations of the vehicle and the Consistently existing zigzag arrangement of the overhead line (chain works are composed of individual sections of a certain length, see also further below) cause strong vibrations in the contact force between the Contact strips and the contact wire and breaks in the contact itself. This Problem occurs more at higher speeds and therefore causes Restrictions on the train speed as well as a increased wear of the contact strips and the overhead lines, connected with the corresponding costs of maintenance or upkeep of the systems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stromabnehmersystem anzugeben, das für den europäischen Mehrsystemverkehr geeignet ist.The invention has for its object to provide a pantograph system, that is suitable for European multi-system traffic.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This task is combined with the features of the generic term according to the invention by those specified in the characterizing part of claim 1 Features resolved.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein einziger Stromabnehmer der vorgeschlagenen Ausführung in der Lage ist, bei grenzüberschreitendem Verkehr seine Wippenbreite den lokalen Anforderungen (geometrische Anforderung an die Kontur der Schleifleiste und das entstehende Lichtraumprofil) anzupassen, d. h. das Einsatzgebiet des Fahrzeuges ist nicht mehr begrenzt (bzw. es sind nicht mehr unterschiedliche Stromabnehmer auf einem Fahrzeug erforderlich), denn der vorgeschlagene Stromabnehmer ist für verschiedene Oberleitungen mit verschiedenen Anforderungen für die Breite der Wippe sowie die Kontur der Schleifleiste und der Auflaufhörner verwendbar.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that a only pantograph of the proposed design is able to cross-border traffic its rocker width meets local requirements (Geometric requirements for the contour of the contact strip and the resulting Clearance gauge) d. H. the area of application of the vehicle is no longer limited (or there are no longer different pantographs on one Vehicle required) because the proposed pantograph is for different Overhead lines with different requirements for the width of the seesaw as well as the Contour of the contact strip and the casserole horns can be used.
Es ist eine hohe Kontaktkraftkonstanz (geringe Standardabweichung) durch ein geringes Gewicht der Schleifleiste und somit signifikant reduzierter Massenträgheitsanteile in der Kontaktkraft gegeben. Es ergibt sich ein reduzierter Verschleiß des Schleifleistenmaterials (Schleifkohle), da die aktive Regelung (aktive bzw. adaptive Schleifleistenlagerung) eine gleichmäßige Verteilung der Kontakthäufigkeit des Fahrdrahtes über die Schleifleistenlänge gewährleistet. Daraus folgend reduzieren sich auch die Kosten zur Wartung der Systeme. Die zulässige Dynamik der Kontaktverhältnisse zwischen Schleifleisten und Oberleitung ist wesentlich erhöht, so daß aufgrund der Kontaktverhältnisse verursachte Beschränkungen der fahrbaren Zuggeschwindigkeit entfallen.It is a high contact force constancy (low standard deviation) due to a low weight of the contact strip and thus significantly reduced Mass inertia in the contact force. The result is a reduced one Wear of the contact strip material (carbon) because the active control (active or adaptive contact rail mounting) a uniform distribution of Contact frequency of the contact wire guaranteed over the contact strip length. Out of it As a result, the cost of maintaining the systems is also reduced. The allowable The dynamic of the contact relationships between the contact strips and the overhead line is significantly increased so that caused due to the contact relationships There are no restrictions on the train speed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims featured.
Weitere Vorteile des vorgeschlagenen Stromabnehmersystems ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.Further advantages of the proposed pantograph system result from the description below.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Stromabnehmersystems, Fig. 1 is a side view of the current collector system,
Fig. 2 eine Sicht auf die Stirnseite des Stromabnehmersystems, Fig. 2 is a view of the front side of the current collector system,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vorgabe bzw. Regelung. Fig. 3 is a schematic representation of the specification or control.
In Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Stromabnehmersystems dargestellt. Es ist ein mit dem Fahrzeug fest verbundenes Untergestell 1 zu erkennen, an welches über Hauptwellenlagerungen 2, 3 beweglich eine in der Höhe verstellbare Pantographenkonstruktion 4 (Haltevorrichtung) montiert ist. Die nach oben weisenden Enden der Pantographenkonstruktion 4 sind über Scheitelgelenke 5, 6 mit einem Wippengestell 7 verbunden, welches vier unabhängig voneinander betätigbare Stelleinheiten 8, 9, 10, 11 trägt.In Fig. 1 a side view of the collector system is shown. A base frame 1 , which is firmly connected to the vehicle, can be seen, on which a height-adjustable pantograph construction 4 (holding device) is mounted so that it can move via main shaft bearings 2 , 3 . The upward-facing ends of the pantograph construction 4 are connected via vertex joints 5 , 6 to a rocker frame 7 which carries four actuating units 8 , 9 , 10 , 11 which can be actuated independently of one another.
An der Stelleinheit 8 für die Bügelverstellung der ersten Seite (beispielsweise der rechten Fahrzeugseite) ist ein erster Bügel 12 mit Auflaufhorn befestigt. An der Stelleinheit 9 für die Schleifleistenverstellung der ersten Seite ist eine erste Schleifleiste 14 fixiert. An der Stelleinheit 10 für die Bügelverstellung der zweiten Seite (beispielsweise der linken Fahrzeugseite) ist ein zweiter Bügel 13 mit Auflaufhorn befestigt. An der Stelleinheit 11 für die Schleifleistenverstellung der zweiten Seite ist eine zweite Schleifleiste 13 montiert.A first bracket 12 with an overrun horn is fastened on the actuating unit 8 for the bracket adjustment of the first side (for example the right side of the vehicle). A first contact strip 14 is fixed on the actuating unit 9 for adjusting the contact strip on the first side. A second bracket 13 with an overrun horn is fastened on the actuating unit 10 for the bracket adjustment of the second side (for example the left side of the vehicle). A second contact strip 13 is mounted on the adjusting unit 11 for adjusting the contact strip on the second side.
Mittels der Stelleinheiten 8 und 10 sind die Bügel 12 und 13 unabhängig voneinander quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verstellbar. Mittels der Stelleinheiten 9 und 11 sind die Schleifleisten 14 und 15 ebenfalls unabhängig voneinander quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verstellbar. Ferner ist die Kontur der Schleifleisten einstellbar. Dabei ist die Schleifleistenanordnung spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet, d. h. die beiden Bügel 12, 13 befinden sich im inneren Abschnitt des Wippengestells 7, während die beiden Schleifleisten 14, 15 in den Randbereichen des Wippengestells angeordnet sind.By means of the adjusting units 8 and 10 , the brackets 12 and 13 can be adjusted independently of one another transversely to the direction of travel of the vehicle. By means of the actuating units 9 and 11 , the contact strips 14 and 15 are also adjustable independently of one another transversely to the direction of travel of the vehicle. The contour of the contact strips can also be adjusted. The contact strip arrangement is arranged mirror-symmetrically to one another, ie the two brackets 12 , 13 are located in the inner section of the rocker frame 7 , while the two contact strips 14 , 15 are arranged in the edge regions of the rocker frame.
In Fig. 2 ist eine Sicht auf die Stirnseite des Stromabnehmersystems dargestellt. Es sind das Untergestell 1 mit Hauptwellenlagerung 2, die Pantographenkonstruktion 4 und das Wippengestell 7 mit Scheitelgelenken 5 zu erkennen. Bügel 12 und Schleifleisten 14 sowie die Stelleinheiten 8 und 9 sind nur der ersten Seite des Fahrzeuges zugeordnet, beispielsweise der rechten Fahrzeugseite. In gleicher Weise sind Bügel 13 und Schleifleisten 15 sowie die Stelleinheiten 10 und 11 nur der zweiten Fahrzeugseite, beispielsweise der linken Fahrzeugseite, zugeordnet. Die Verstellrichtung der Bügel 12, 13 und Schleifleisten 14, 15 ist mit x bezeichnet. Die Stelleinheiten 8 bis 11 werden beispielsweise mittels pneumatischer oder hydraulisch betätigbarer Zylinder realisiert.In Fig. 2 a view is shown on the face of the current collector system. The base frame 1 with the main shaft bearing 2 , the pantograph construction 4 and the rocker frame 7 with crown joints 5 can be seen. Brackets 12 and contact strips 14 and the actuating units 8 and 9 are only assigned to the first side of the vehicle, for example the right side of the vehicle. In the same way, brackets 13 and contact strips 15 and the actuating units 10 and 11 are only assigned to the second side of the vehicle, for example the left side of the vehicle. The direction of adjustment of the bracket 12 , 13 and contact strips 14 , 15 is denoted by x. The actuating units 8 to 11 are implemented, for example, by means of pneumatic or hydraulically actuated cylinders.
Nach dieser Beschreibung der prinzipiellen Anordnung der Baukomponenten des vorgeschlagenen Stromabnehmersystems wird nachfolgend an Hand der in Fig. 3 gezeigten schematischen Darstellung der Vorgabe bzw. Regelung auf dessen Funktionsweise eingegangen. Die zwei zueinander beweglichen Auflaufhörner der Bügel 12, 13 werden jeweils unabhängig voneinander mit Hilfe einer Vorgabeeinrichtung 16 durch die linearen Stelleinheiten 8, 10 antiparallel zueinander verschoben, so daß die Auflaufhörner in verschiedenen Stellungen jeweils die gewünschte Kontur einstellen, die zum Befahren einer bestimmten Oberleitung eines bestimmten Staates vorgeschrieben und notwendig ist.After this description of the basic arrangement of the structural components of the proposed pantograph system, the mode of operation of the specification or control will be discussed below with the aid of the schematic representation of FIG. 3. The two mutually movable overrun horns of the bracket 12 , 13 are each shifted independently of one another with the aid of a setting device 16 by the linear actuating units 8 , 10 antiparallel to each other, so that the overrun horns each set the desired contour in different positions, which is necessary for driving on a specific overhead line certain states is mandatory and necessary.
Die Schleifleisten 14, 15 weisen eine geringere Breite (ungefähr 0,5 bis 1 m) als die bei bekannten Stromabnehmern verwendeten Schleifleisten auf und sind aktiv derart in den Stelleinheiten 9, 11 gelagert, daß sie neben der üblichen vertikalen Einfederung auch die gewünschte seitliche Bewegung quer zum Fahrdraht vornehmen können. Die Schleifleisten 14, 15 besitzen aufgrund ihrer kürzeren Breite etwa nur das halbe Gewicht üblicher Schleifleisten. Durch das geringe Gewicht verbessert sich die Kontaktkraftdynamik der Schleifleisten signifikant. Dies gilt auch bei klassischer, durch Feder und Dämpfer geprägter vertikaler Lagerung.The contact strips 14 , 15 have a smaller width (approximately 0.5 to 1 m) than the contact strips used in known current collectors and are actively supported in the actuating units 9 , 11 in such a way that, in addition to the usual vertical deflection, they also have the desired lateral movement can make across the contact wire. Due to their shorter width, the contact strips 14 , 15 have only half the weight of conventional contact strips. Due to the low weight, the contact force dynamics of the contact strips improve significantly. This also applies to classic vertical storage characterized by springs and dampers.
Ein weiteres charakteristisches Merkmal des adaptiven Wippengestells 7 ist eine Positionserkennung 18 zur Erfassung des aktuellen Kontaktpunktes des Fahrdrahtes auf den Schleifleisten 14, 15, verbunden mit einer aktiven Regelung 17 für die beiden Stelleinheiten 9, 11, welche die Schleifleisten 14, 15 folglich derart seitlich bewegen, daß der Fahrdraht vorzugsweise in einem mittleren Bereich der Gesamt-Schleifleiste (gebildet aus den beiden Schleifleisten 12, 13) Kontakt findet.Another characteristic feature of the adaptive rocker frame 7 is a position detection 18 for detecting the current contact point of the contact wire on the contact strips 14 , 15 , connected to an active control 17 for the two actuating units 9 , 11 , which consequently move the contact strips 14 , 15 laterally in this way that the contact wire preferably makes contact in a central region of the overall contact strip (formed from the two contact strips 12 , 13 ).
Übliche Oberleitungen (Kettenwerke) sind aus Abschnitten mit Längen von ungefähr einem bis zwei Kilometer aufgebaut, wodurch sich die eingangs bereits erwähnte Zick-Zack-Anordnung einstellt. An den Übergangsstellen dieser Abschnitte laufen die Fahrdrahtenden seitlich (quer zur Fahrtrichtung) heraus. An diesen Stellen bewirkt die Regelung 17, daß jeweils eine der beiden beweglichen Schleifleisten 14, 15 dem endenden Fahrdraht zur Seite folgt, während die zweite Schleifleiste mit dem beginnenden, seitlich einlaufenden Fahrdrahtabschnitt an einer vorberechneten und vorbestimmten Stelle Kontakt aufnimmt. Vorteilhafte Ausführungen der Positionserkennung 18 können auf der aktuellen mechanischen Verteilung der Anpresskraft zwischen den Schleifleisten 14, 15 oder der aktuellen elektrischen Verteilung der von den Schleifleisten übertragenen Ströme beruhen.Usual overhead lines (chainworks) are constructed from sections with lengths of approximately one to two kilometers, which results in the zigzag arrangement already mentioned at the beginning. At the transition points of these sections, the contact wire ends run out laterally (transverse to the direction of travel). At these points, the control 17 causes one of the two movable contact strips 14 , 15 to follow the ending contact wire to the side, while the second contact strip makes contact with the beginning, laterally entering contact wire section at a pre-calculated and predetermined point. Advantageous embodiments of the position detection 18 can be based on the current mechanical distribution of the contact pressure between the contact strips 14 , 15 or the current electrical distribution of the currents transmitted by the contact strips.
Die Stellung der Bügel 12, 13 mit Auflaufhörnern wird lediglich an denjenen Orten verändert, an denen bisher aufgrund der Änderung des zu beachtenden Lichtraumprofiles ein Wechsel des Pantographen bzw. des Fahrzeuges erforderlich gewesen ist. Vorzugsweise werden die relativ langsame Verstellung der Bügel 12, 13 und die schnelle Positionierung der Schleifleisten 14, 15 mit unterschiedlichen Verstellmechanismen realisiert. Alternativ können beide Verstellmechanismen jeweils zu einem einzigen Verstellmechanismus zusammengefaßt sein. The position of the stirrups 12 , 13 with overrun horns is only changed at those places where, due to the change in the clearance profile to be observed, it has been necessary to change the pantograph or the vehicle. The relatively slow adjustment of the brackets 12 , 13 and the rapid positioning of the contact strips 14 , 15 are preferably implemented with different adjustment mechanisms. Alternatively, both adjustment mechanisms can each be combined into a single adjustment mechanism.
11
Untergestell
Underframe
22nd
Hauptwellenlagerung
Main shaft bearing
33rd
Hauptwellenlagerung
Main shaft bearing
44th
Pantographerzkonstruktion
Pantograph ore construction
55
Scheitelgelenke
Parietal joints
66
Scheitelgelenke
Parietal joints
77
Wippengestell
Rocker frame
88th
Stelleinheit für Bügelverstellung erste Seite
Actuator for the first side bracket adjustment
99
Stelleinheit für Schleifleistenverstellung erste Seite
Adjustment unit for grinding strip adjustment first side
1010th
Stelleinheit für Bügelverstellung zweite Seite
Actuating unit for bracket adjustment, second side
1111
Stelleinheit für Schleifleistenverstellung zweite Seite
Adjustment unit for grinding strip adjustment second side
1212th
Bügel mit Auflaufhorn
Bracket with horn
1313
Bügel mit Auflaufhorn
Bracket with horn
1414
Schleifleisten
Contact strips
1515
Schleifleisten
Contact strips
1616
Vorgabeeinrichtung
Default device
1717th
Regelung
regulation
1818th
Positionserkennung des aktuellen Kontaktpunktes des Fahrdrahtes
x Verstellrichtung
Position detection of the current contact point of the contact wire
x direction of adjustment
Claims (6)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1999114566 DE19914566A1 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Current collector unit for making contact with a contact wire on an overhead power line includes a holding device for a seesaw mount to adjust for height and fit on an electrically operated rail vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE1999114566 DE19914566A1 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Current collector unit for making contact with a contact wire on an overhead power line includes a holding device for a seesaw mount to adjust for height and fit on an electrically operated rail vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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ID=7903047
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
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| 8141 | Disposal/no request for examination |