DE19920384C1 - Earth contact for rail cars for transferring current between vehicle parts and rotating wheelset shaft has silver graphite abrasive strips and electrolytic copper abrasive body - Google Patents
Earth contact for rail cars for transferring current between vehicle parts and rotating wheelset shaft has silver graphite abrasive strips and electrolytic copper abrasive bodyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Erdungskontakt für elek trisch betriebene Schienenfahrzeuge.The invention relates to a ground contact for elek trically operated rail vehicles.
Bei elektrisch betriebenen Lokomotiven, Trieb- und Reise zugwagen wird der Stromkreis durch die Rückführung über Drehgestell, Achse, Rad und Schiene geschlossen. Die kri tische Stelle im Stromfluss ist die Wälzlagerung, bei der schon geringe elektrische Belastungen eine Beschädigung der Oberfläche hervorrufen und einen Lageraustausch er forderlich machen, um einen drohenden Totalausfall zu vermeiden. Aus diesem Grund werden für die Stromrückfüh rung Erdungskontakte eingesetzt. Diese Strombrücken stel len über einen Schleifkontakt eine niederohmige Verbin dung z. B. zwischen dem stehenden Radsatzlagergehäuse und der rotierenden Radsatzwelle her. Durch eine geeignete Isolierung der Radsatzlagerung wird der Strom ausschließ lich durch den Erdungskontakt direkt in die Radsatzwelle eingeleitet. Ein paralleler Strompfad ist außer durch entsprechend abgestimmte Schutzwiderstände nicht zuläs sig.For electrically powered locomotives, drive and travel the circuit is pulled by the return via Bogie, axle, wheel and rail closed. The kri The table position in the current flow is the roller bearing, at which even small electrical loads can damage it cause the surface and a bearing replacement make it necessary to face an impending total failure avoid. For this reason, for the current feedback Earthing contacts used. These current bridges len a low-resistance connection via a sliding contact dung z. B. between the standing axlebox and the rotating wheelset shaft. By a suitable one Isolation of the wheelset bearings will exclude electricity Lich through the earth contact directly into the wheelset shaft initiated. A parallel current path is out of order Appropriate protective resistors are not permitted sig.
Konventionelle Erdungskontakte, bei denen das Schleif stück aus Metallgraphit und der Schleifkörper aus Bronze bestehen, eignen sich sehr gut für die Betriebsstromrück führung an Schienenfahrzeugen.Conventional ground contacts where the grinding piece made of metal graphite and the grinding wheel made of bronze exist, are very suitable for operating current return leadership on rail vehicles.
Bei Niederflurfahrzeugen mit nicht elektrisch verbundenen Radpaaren wird der Erdungskontakt zusätzlich für den so genannten Achskurzschluss benötigt, um eine elektrische Verbindung der Radpaare für eine Signalsteuerung herzu stellen. Die Signalströme sind sehr gering. Konventio nelle Erdungskontakte sind deshalb für diesen Anwendungs fall ungeeignet, da sich an der Kontaktfläche von Schleifstück und Schleifkörper eine isolierende Pati naschicht bildet, die den Fluss der Signalströme verhin dert oder zumindest nachteilig beeinflusst.For low-floor vehicles with non-electrically connected The earth contact is also used for the pairs of wheels called axis short circuit needed to an electrical Connection of the wheel pairs for signal control put. The signal currents are very low. Conventio nell earthing contacts are therefore for this application case unsuitable because of the contact surface of Grinding piece and grinding body an insulating pati forms a layer that prevents the flow of signal currents changed or at least adversely affected.
Durch die EP 0 582 888 B1 ist ein Erdungskontakt bekannt, bei dem die Kontaktfläche von Schleifstück und Schleif körper aus Kohlenstoffmaterial besteht oder dieses ent hält. Diese Materialpaarung soll eine Verschleißminderung und damit eine Erhöhung der Wartungsintervalle bewirken.A ground contact is known from EP 0 582 888 B1, where the contact surface of the contact strip and grinding consists of carbon material or ent holds. This pairing of materials is intended to reduce wear and thus increase the maintenance intervals.
Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen für den betrieblichen Einsatz verbesserten Erdungskontakt zu schaffen mit einem niedri gen Übertragungswiderstand, der unanfällig gegen Ver schmutzungen und mechanische Belastungen ist.The invention is based on the prior art Task based, one for operational use to create improved ground contact with a low against transmission resistance that is not susceptible to ver dirt and mechanical loads.
Zwei eigenständige Lösungen der erfindungsgemäßen Aufgabe bilden Gegenstand der Ansprüche 1 und 2, deren technolo gischer Zusammenhang in der Verwendung der Werkstoffpaa rung Silbergraphit und Elektrolytkupfer für Schleifstück bzw. Schleifkörper eines Erdungskontakts zu sehen ist.Two independent solutions to the problem according to the invention form the subject of claims 1 and 2, their technolo gical connection in the use of the material pair Silver graphite and electrolytic copper for contact strip or grinding wheel of an earth contact can be seen.
Nach Anspruch 1 bestehen das Schleifstück aus Silbergra phit und der Schleifkörper aus Elektrolytkupfer, wohinge gen Anspruch 2 vorsieht, dass das Schleifstück aus Elek trolytkupfer und der Schleifkörper aus Silbergraphit sind.According to claim 1, the contact strip consist of Silbergra phit and the grinding tool made of electrolytic copper gene claim 2 provides that the contact strip made of Elek trolyt copper and the grinding tool made of silver graphite are.
Die erfindungsgemäß verwendete Werkstoffpaarung Elektro lytkupfer/Silbergraphit schafft einen Erdungskontakt mit einem konstant niedrigen Übertragungswiderstand an der Kontaktfläche zwischen Schleifstück und Schleifkörper. Demgemäß können Signalströme einwandfrei übertragen wer den. Gegenüber dem Einsatz von reinem Kohlenstoffmaterial wirkt sich positiv aus, dass Elektrolytkupfer und Silber graphit weniger spröde und bruchanfällig sind.The electrical material pairing used according to the invention Lyt copper / silver graphite creates an earth contact a constant low transmission resistance at the Contact surface between the grinding piece and grinding wheel. Accordingly, signal currents can be transmitted correctly the. Compared to the use of pure carbon material has positive effects that electrolytic copper and silver graphite are less brittle and prone to breakage.
Erdungskontakte gängiger Bauart können durch Austausch der Schleifstücke und der Schleifkörper auf einfachste Weise nachträglich umgerüstet werden. Besondere Adapter zur Aufnahme der Bauteile sind hierfür nicht erforder lich.Ground contacts of common design can be replaced the grinding pieces and the grinding body in the simplest Way to be retrofitted. Special adapters there is no need to hold the components Lich.
Die Materialien Elektrolytkupfer und Silbergraphit sind unempfindlich gegen Verunreinigungen wie Fett, Öl und ähnlichem. Dies trägt zur hohen Funktionssicherheit des Erdungskontakts und der Verschleißminderung bei.The materials are electrolytic copper and silver graphite insensitive to impurities such as fat, oil and the like. This contributes to the high functional reliability of the Grounding contact and wear reduction.
Desweiteren wird eine hohe Stromdichte realisiert. Damit können die Bauteile kleiner ausgeführt werden, so dass der Erdungskontakt in seinem Bauvolumen insgesamt kompak ter ausfällt.Furthermore, a high current density is realized. In order to the components can be made smaller, so that The volume of the earth contact is compact overall fails.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 kommt ein Silbergra phit zum Einsatz, dessen Silberanteil größer als 85% ist. In praktischen Versuchen wurden sehr gute Ergebnisse mit einem Silberanteil von 90% oder darüber erzielt. Da mit konnte ein gleichbleibend niedriger Übertragungswi derstand von ≦ 20 mOhm erreicht werden.According to the features of claim 3 comes a silver gra phit, whose silver content is greater than 85% is. In practical tests, very good results have been obtained achieved with a silver content of 90% or above. There with a constant low transmission wi the level of ≦ 20 mOhm can be reached.
Die Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnun gen beschrieben. Es zeigen:The invention is below with reference to the drawing gene described. Show it:
Fig. 1 das Funktionsschema einer elektrischen Ver bindung über zwei Erdungskontakte bei einem Niederflur-Fahrzeug und Fig. 1 shows the functional diagram of an electrical connection Ver via two ground contacts in a low-floor vehicle and
Fig. 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Erdungskontakts. Fig. 2 shows an embodiment of a grounding contact according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt einen Radsatz 1 eines schienengebun denen elektrisch betriebenen Niederflurfahrzeugs, von dem hier ansonsten nur das Wagenkasten-Drehgestell 2 tech nisch vereinfacht dargestellt ist. Fig. 1 shows a wheel set 1 of a rail-bound which is electrically operated low-floor vehicle, of which otherwise only the car body bogie 2 is shown in a technically simplified manner.
Der Radsatz 1 umfasst im wesentlichen zwei auf Fahrschie nen 3 laufende Räder 4, die mit ihren Radsatzwellen 5 in Radsatz-Rollenlagern 6 abgestützt sind. Die Radsatz-Rol lenlager 6 sind in Radsatzlagergehäusen 7 angeordnet, auf denen das Wagenkasten-Drehgestell 2 unter Eingliederung einer Isolation 8 aufliegt.The wheel set 1 essentially comprises two running wheels 4 on rails 3 , which are supported with their wheel set shafts 5 in wheel set roller bearings 6 . The Radsatz-Rol lenlager 6 are arranged in axlebox housings 7 , on which the car body bogie 2 rests with the inclusion of insulation 8 .
Der einer Oberleitung oder einer dritten Schiene entnom mene Arbeitsstrom wird über die Radsatzwellen 5 und die Räder 4 zur Fahrschiene 3 und damit zur Energiequelle zu rückgeführt. Die Übertragung von den feststehenden Fahr zeugteilen auf die drehenden Radsatzwellen 5 erfolgt über Erdungskontakte 9, um die Radsatz-Rollenlager 6 nieder ohmig zu überbrücken. The overhead line from a catenary or a third rail is carried out via the wheelset shafts 5 and the wheels 4 to the running rail 3 and thus to the energy source. The transmission of the fixed driving parts on the rotating wheelset 5 takes place via ground contacts 9 to bridge the wheelset roller bearings 6 with low resistance.
Ein Erdungskontakt 9 stellt über ein Schleifstück 10 und einen Schleifkörper 11, der mit der Radsatzwelle 5 ver bunden ist, eine elektrisch gut leitende Verbindung her. In dem hier dargestellten prinzipiellen Ausführungsbei spiel ist das Schleifstück 10 nicht drehbar in einem Ge häuse 12 gelagert und wird durch eine Feder 13 belastet an den drehenden Schleifkörper 11 gedrückt. Durch eine geeignete Isolierung der Radsatz-Rollenlager 6 wird der Strom ausschließlich durch die Erdungskontakte 9 direkt in die Radsatzwellen 5 eingeleitet. Das Gehäuse 12 ist dem Radsatzlagergehäuse 7 gekoppelt und bildet dessen äußeren deckelartigen Abschluss.A grounding contact 9 produces an electrically good conductive connection via a contact piece 10 and a grinding element 11 , which is connected to the wheel set shaft 5 . In the basic exemplary embodiment shown here, the contact strip 10 is not rotatably mounted in a housing 12 and is loaded by a spring 13 against the rotating grinding member 11 . By means of suitable insulation of the wheel set roller bearings 6 , the current is introduced directly into the wheel set shafts 5 exclusively through the grounding contacts 9 . The housing 12 is coupled to the wheel set bearing housing 7 and forms its outer cover-like closure.
Ein Achskurzschluss, also eine elektrische Verbindung der Räder 4 zur Signalsteuerung ist über eine Erdungsleitung 14 hergestellt. Diese stellt einen Kontakt zwischen den Schleifstücken 10 her. Der Achskurzschluss ist durch die Pfeil P verdeutlicht.An axis short circuit, that is to say an electrical connection of the wheels 4 for signal control, is established via an earth line 14 . This makes contact between the contact strips 10 . The axis short circuit is illustrated by the arrow P.
Das Schleifstück 10 besteht aus Silbergraphit (SG). Der Schleifkörper 1 ist aus Elektrolytkupfer (E-Cu). Diese Werkstoffpaarung gewährleistet einen konstant niedrigen Übertragungswiderstand an der Kontaktfläche zwischen Schleifstück 10 und Schleifkörper 11.The contact strip 10 consists of silver graphite (SG). The grinding wheel 1 is made of electrolytic copper (E-Cu). This pairing of materials ensures a constantly low transmission resistance at the contact surface between the grinding piece 10 and the grinding body 11 .
Den Erdungskontakt 15 eines innen gelagerten Radsatzes zeigt Fig. 2.The grounding contact 15 of a wheel set internally mounted Fig. 2 shows.
Ein Schleifstück 16 aus Silbergraphit (SG) ist auf einem Zapfen 17 im Deckel 18 des Erdungskontaktgehäuses 19 zen triert und wird mit Hilfe eines Klemmrings 20 befestigt.A contact strip 16 made of silver graphite (SG) is zen on a pin 17 in the cover 18 of the ground contact housing 19 and is fastened with the aid of a clamping ring 20 .
Das Schleifstück 16 kontaktiert einen Schleifkörper 21 aus Elektrolytkupfer (E-Cu). Der Andruck zwischen Schleifstück 16 und Schleifkörper 21 wird durch eine hier nicht dargestellte Feder bewirkt. Der Schleifkörper 21 ist durch eine Kontaktscheibe 22 gebildet, die mit ihrem stutzenförmigen Ansatz 23 in eine Hülse 24 der Radsatz welle 25 form- und reibschlüssig aufgenommen ist.The grinding piece 16 contacts a grinding body 21 made of electrolytic copper (E-Cu). The pressure between the grinding piece 16 and grinding body 21 is brought about by a spring, not shown here. The grinding wheel 21 is formed by a contact disk 22 which is received with its socket-shaped shoulder 23 in a sleeve 24 of the wheel set shaft 25 in a positive and frictional manner.
Die Abdichtung zwischen Erdungskontaktgehäuse 19 und Rad satzwelle 25 ist durch eine Dichtung 26 gewährleistet, die in der aus einem elektrisch isolierenden, vorzugs weise Kunststoff bestehenden Abdeckung 27 gehalten ist.The seal between the grounding contact housing 19 and the wheel set shaft 25 is ensured by a seal 26 which is held in the cover 27 made of an electrically insulating, preferably plastic.
Vom Schleifkörper 21 besteht mindestens die Kontakt scheibe 22 aus Elektrolytkupfer (E-Cu). Das Schleifstück 16 ist ein Silbergraphit (SG), dessen Silberanteil größer als 85% ist. Vorzugsweise liegt der Silberanteil bei etwa 90% oder darüber. Möglich ist es im Rahmen der Er findung, Schleifstück 16 und Schleifkörper 21 durch Ver bundwerkstoffe zu bilden, wobei jedoch zumindest im Be reich der Kontaktfläche die Paarung aus Silbergraphit und Elektrolytkupfer gegeben ist. From the grinding wheel 21 there is at least the contact disk 22 made of electrolytic copper (E-Cu). The contact strip 16 is a silver graphite (SG), the silver content of which is greater than 85%. The silver content is preferably about 90% or above. It is possible within the scope of the invention to form the grinding piece 16 and grinding body 21 by composite materials, but the pairing of silver graphite and electrolytic copper is present at least in the area of the contact area.
11
Radsatz
Wheelset
22nd
Wagenkasten-Drehgestell
Car body bogie
33rd
Fahrschiene
Track
44th
Rad
wheel
55
Radsatzwelle
Wheelset shaft
66
Radsatz-Rollenlager
Wheelset roller bearings
77
Radsatzlagergehäuse
Wheelset bearing housing
88th
Isolation
isolation
99
Erdungskontakt
Earth contact
1010th
Schleifstück
Contact strip
1111
Schleifkörper
Grinding wheel
1212th
Gehäuse
casing
1313
Feder
feather
1414
Erdungsleitung
Ground wire
1515
Erdungskontakt
Earth contact
1616
Schleifstück
Contact strip
1717th
Zapfen
Cones
1818th
Deckel
cover
1919th
Erdungskontaktgehäuse
Earth contact housing
2020th
Klemmring
Clamping ring
2121
Schleifkörper
Grinding wheel
2222
Kontaktscheibe
Contact washer
2323
Ansatz
approach
2424th
Hülse
Sleeve
2525th
Radsatzwelle
Wheelset shaft
2626
Dichtung
poetry
2727
Abdeckung
P Achskurzschluss
cover
P axis short circuit
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999120384 DE19920384C1 (en) | 1999-05-04 | 1999-05-04 | Earth contact for rail cars for transferring current between vehicle parts and rotating wheelset shaft has silver graphite abrasive strips and electrolytic copper abrasive body |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=7906865
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