DE2830027C3

DE2830027C3 - Vertically guided high-speed pantograph

Info

Publication number: DE2830027C3
Application number: DE19782830027
Authority: DE
Inventors: Kurt Ing. Wien Wolfmayer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1978-07-07
Publication date: 1981-02-26
Also published as: DE2830027A1; DE2830027B2; ATA500677A; AT357606B; CH634512A5

Description

3030th

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromabnehmer gemäß dem Oberbegriff des Anspn. As 1.The invention relates to a pantograph according to the preamble of Anspn. As 1.

Zur Beherrschung der unterbrechungsfreien Stromabnähme ist es wesentlich, die bewegten Massen aufs äußerste zu beschränken. Dies ist nicht nur für das funkenfreie Arbeiten des Stromabnehmers, sondern auch für einen geringen Verschleiß von Schleifstück und Fahrdraht eine absolute Notwendigkeit. *o In order to control the uninterrupted power consumption, it is essential to limit the moving masses to the utmost. This is an absolute necessity not only for spark-free operation of the pantograph, but also for low wear on the contact strip and contact wire. *O

Weiters ist ein wesentlicher Faktor zur Verbesserung der Stromabnahme auch im Bereich höherer Geschwindigkeiten eine Regelung des Anpreßdruckes nach einer wählbaren Geschwindigkeitsfunktion. Ein Mittel dazu besteht in der Verwendung von aerodynamisch wirksamen Einrichtungen.Furthermore, an essential factor for improving the power consumption is also in the range of higher speeds a regulation of the contact pressure according to a selectable speed function. A means to do this consists in the use of aerodynamically effective devices.

In der DE-OS 23 63 683 ist ein Stromabnehmer dieser Art beschrieben, bei dem Flügelelemente entweder an dem Kollektorschuh oder an dem Stromabnehmerrahmen befestigt sind, um diesem eine aerodynamische Anhebung oder Absenkung im Verhältnis zur Geschwindigkeit zu geben. Eine Regeleinrichtung stellt die Lage des Stromabnehmerbügels in Abhängigkeit von der Wechselwirkungskraft zwischen dem Schleifstück und dem Fahrdraht ein, um dem SchleifstUck einen geeigneten aerodynamischen Auftrieb über einen Bereich positiver und negativer Werte zu geben, um eine im wesentlichen konstante Kontaktkraft mit dem Fahrdraht zu erzielen.In DE-OS 23 63 683 a pantograph is this Type described in the wing elements either on the collector shoe or on the current collector frame are attached to this an aerodynamic increase or decrease in relation to the speed admit. A control device adjusts the position of the pantograph bracket as a function of the force of interaction between the contact strip and the contact wire to create a to give appropriate aerodynamic lift over a range of positive and negative values in order to to achieve a substantially constant contact force with the contact wire.

Durch die DE-PS 7 52 088 ist es bei sehr schnell «> fahrenden Triebfahrzeugen bekannt, das Schleifstück eines Stromabnehmers fast in seiner ganzen Höhe mit einer windschniüigen Verkleidung abzudecken, welche die Kontaktstelle frei läßt. Als Werkstoff für die Verkleidung dient gut federndes Blech. Das SchleifstUck ist innerhalb dieser Verkleidung in senkrechter Richtung durch Schrauben verstellbar.DE-PS 7 52 088 makes it very fast «> moving locomotives known, the contact strip of a pantograph with almost all of its height to cover a windshielding fairing, which leaves the contact point free. Well-resilient sheet metal is used as the material for the cladding. The sharpening piece can be adjusted in the vertical direction within this cladding by means of screws.

By attaching additional wing elements

und durch die sogenannte windschnittige Verkleidung entstehen an der Abrißkante Wirbelbildungen, die einen unruhigen Lauf der Wippe am Fahrdraht und somit Kontaktunterbrechungen zur Folge haben. Bei der Ausführung mit der windschnittigen Verkleidung sind ferner weder Auf- noch Abtriebskräfte erzielbar.and the so-called streamlined cladding creates eddies at the tear-off edge, some of them unsteady running of the rocker on the contact wire and thus interrupted contact. In the Execution with the streamlined cladding is also not achievable, neither uplift nor downforce.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochgeschwindigkeits-Stromabnehmer anzugeben, der unter Anwendung des Prinzips der aerodynamischen Steuerung bei geringer Masse einen geringen Luftwiderstandsbeiwert aufweist.The object of the invention is to provide a high-speed pantograph indicate that, using the principle of aerodynamic control with low mass, a low drag coefficient having.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Im Gegensatz zu der aus der DE-PS 7 52 088 bekannten windschnittigen Verkleidung eines Schleifstückes wird beim Anmeldungsgegenstand der Stromabnehmerkopf mit einer als Tragflügel ausgebildeten Umkleidung versehen, die dem Stromabnehmerkopf zusätzlich einen Auftrieb verleiht, ohne daß eine Wirbelbildung damit verbunden ist Die Schleifleisten liegen in einem Gebiet mit sehr starkem Unterdruck, der eine Verbesserung der Stromabnahme bewirkt Eine selbständige Entladung setzt nämlich bei umso niedriger Spannung ein, je geringer der Gasdruck ist Dies bedeutet, daß beim erfindungsgemäßen Stromabnehmer ein eventuell entstehender Lichtbogen unter stark verringertem Gasdruck mit verringerter Bogenspannung und damit auch mit verringerter Leistung brennt Auf diese Weise wird eine spürbare Verringerung der thermischen Belastung der Schleifleisten erzieltIn contrast to the streamlined lining of a contact strip known from DE-PS 7 52 088 the subject of the application is the pantograph head with a designed as a wing Provided casing that gives the pantograph head additional buoyancy without a Vortex formation is associated with it The contact strips are located in an area with very strong negative pressure, which brings about an improvement in the current consumption Voltage on, the lower the gas pressure. This means that in the pantograph according to the invention a possibly occurring arc under greatly reduced gas pressure with reduced arc voltage and thus also with reduced power burns. In this way there is a noticeable reduction in the thermal load of the contact strips achieved

Durch die Einbindung der Auftriebssteuerklappen in das Tragprofil wird ein sehr niedriger Luftwiderstandsbeiwert und durch die Verwendung von in Leichtbauweise ausgebildeten Umkleidungen ein besonders geringes Gewicht erreichtThe integration of the lift control flaps into the support profile results in a very low drag coefficient and a special one thanks to the use of lightweight casings low weight achieved

Insbesondere durch die Verwendung von kohlenstoffaserverstärkten Kunststoff gemäß Anspruch 2 werden hervorragende Festigkei'^eigenschaften bei geringstem Gewicht ermöglichtIn particular through the use of carbon fiber reinforced plastic according to claim 2 excellent strength properties are made possible with the lowest possible weight

Durch die im Anspruch 3 angegebene Zusammenfassung der Kohleschleifleisten zu einer profilgerechten Schleifplatte wird der Luftwiderstandsbeiwert weiter verbessert und durch die Verwendung von Metallegierungen für die S< hleifplatte gemäß Anspruch 4 kann eine besonders gunstige Paarung der Kontaktwerkstoffe erzielt werden.Due to the combination of the carbon grinding strips specified in claim 3 to form a profile-appropriate one Grinding plate, the drag coefficient is further improved and through the use of metal alloys for the sanding plate according to claim 4, a particularly favorable pairing of the contact materials can be used be achieved.

Zur Verdeutlichung wird die Erfindung noch anhand dreier Zeichnungsftguren erläutert.For the sake of clarity, the invention will be explained with the aid of three drawings.

F i g. 1 zeigt in Schrägansicht einen erfindungsgemäßen Stromabnehmer mit einem der bei Halbscherenstromabnehmern üblichen Hebemechanismen. Dieser weist einen Rahmen 1 auf, der einen erprobten hier nicht näher dargestellten Stromabnehmerkopf trägt, sowie eine diesen umgebende Umkleidung 2, die nach aerodynamischen Grundsätzen strömungsgünstig ähnlich einem Tragflügel ausgebildet ist. Aus ihrer dem Fahrdraht zugeordneten Fläche ragen eine Anzahl von Schleifleisten, insbesondere Konleschleifleisten 3 heraus. Die Kohleschleifleisten 3 können gefedert oder Ungefedert, zwei- öder mehrreihig, durchlaufend öder geteilt sowie gegeneinander versetzt angeordnet sein. Die Unterholme des Rahmens 1 sowie die Isolatoren sind ebenfalls von strömungsgünstig geformten, am Dach der Lokomotive angeordneten Umkleidungen 4 umgeben.F i g. 1 shows an oblique view of a pantograph according to the invention with one of the half-scissor pantographs usual lifting mechanisms. This has a frame 1, the one not tested here carries pantograph head shown in more detail, as well as a surrounding cladding 2, which according to aerodynamic principles is designed flow-favorably similar to a wing. From her that A number of contact strips, in particular conical contact strips 3, protrude from the area assigned to the contact wire. The carbon contact strips 3 can be sprung or unsprung, in two or more rows, continuously or without divided and offset from one another. The lower beams of the frame 1 as well as the insulators are also of aerodynamically shaped casings 4 arranged on the roof of the locomotive surround.

Die Auftriebs-Steuerklappe 5 ist vorteilhaft am hinteren auslaufenden Ende der tragflügelartigen Umkleidung 2 um eine horizontale Achse schwenkbarThe lift control flap 5 is advantageous at the rear tapering end of the wing-like Casing 2 can be pivoted about a horizontal axis

, I, I.

angeordnet und so ausgebildet, daß der strömungsgünstige Verlauf der Oberfläche der Umkleidung 2 fortgeführt wird. Vorteilhaft weist dazu die Auftriebs-Steuerklappe 5 eine kreiszylindrisch gestaltete Stirnfläche auf, die sich achsengleich in eine korrespondierend gestaltete Fläche der Umkleidung 2 einschmiegt Die Auftriebs-Steuerklappe 5 kann geteilt ausgeführt sein und etwa aus 7wei mit gegenseitigem Abstand auf einer durchgehenden Achse angeordneten Teilen bestehen. An dem zwischen den beiden Teilen liegenden im to Inneren der Umkleidung 2 verlaufenden Teil der Achse kann sich vorteilhaft der Angriffspunkt für den Verdrehmechanimus der Auftriebs-Steuerklappe 5 befinden. Der Antrieb der Auftriebs-Steuerklappe 5 kann etwa in einer durch die DE-OS 23 63 683 is gekennzeichneten oder in einer dem dort selbst (Seite 2 letzter Absatz) angegebenen Stand der Technik entsprechenden Art und Weise ausgeführt sein.arranged and designed so that the streamlined Course of the surface of the casing 2 is continued. The buoyancy control flap advantageously has this 5 has a circular cylindrical end face, which is axially aligned in a corresponding designed surface of cladding 2 nestles in. The buoyancy control flap 5 can be divided and roughly from 7 two with mutual spacing on one continuous axis arranged parts exist. On the one between the two parts in the to Inside the casing 2 extending part of the axis can advantageously be the point of application for the The rotation mechanism of the lift control flap 5 is located. The drive of the lift control flap 5 can for example in one of the DE-OS 23 63 683 is identified or in one of the there itself (page 2 last paragraph) must be carried out in accordance with the state of the art.

Fig.2 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromabnehmer, dessen Hebemechanismus als Säulenführung über einen Hebemechanismus ausgebildet ist2 shows a pantograph according to the invention, whose lifting mechanism is designed as a column guide via a lifting mechanism

This lifting mechanism is made of a casing 6

umgeben, die auf einem auf den beiden Isolatoren 7 abgestützten Träger 8 angeordnet ist Aus seitlichen Schlitzen 9 dieser Umkleidung 6 treten V-förmig zwei Streben 10 hervor, die die mechanische Verbindung zwischen Hebemechanismus und tragflügelartiger Umkleidung 2 bilden. Auch der Träger 8 sowie die Streben 10 sind strömungsgünstig ausgebildet Aus der dem Fahrdraht zugewandten Räche der tragflügelartigen Umkleidung 2 treten die Schleifleisten 3 heraus, die in dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel in vier Reihen, geteilt und gegeneinander versetzt angeordnet sind.surrounded, which is arranged on a supported on the two insulators 7 carrier 8 from the side Slots 9 of this cladding 6 emerge in a V-shape from two struts 10, which form the mechanical connection Form between lifting mechanism and wing-like casing 2. Also the carrier 8 and the struts 10 are designed in a flow-favorable manner. From the area of the wing-like area facing the contact wire Cladding 2 step out the contact strips 3, which in the embodiment shown in Figure 2 in four Rows, divided and arranged offset from one another.

F i g. 3 stellt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Stromabnehmerkopf dar und zeigt die tragflügelartige Umkleidung 2, die Auftriebs-Steuerklappe 5 mit ihrer Achse A, einen schematisch angedeuteten Verdrehmechanismus B sowie auf Federn 12 unter Zwischenschaltung von Dämpfern 13 abgestützte Schleifplatte 14 aus Cu-Kohle, CuCd oder NiAg. Diese Platte ist so geformt, daß sie innertafö ihrers Bereiches die strömungsgünstige Form der Oberfläche der tragflügelartigen Umkleidung 2 fortführtF i g. 3 shows a section through the current collector head according to the invention and shows the wing-like casing 2, the lift control flap 5 with its axis A, a schematically indicated twisting mechanism B as well as grinding plate 14 made of Cu-carbon, CuCd or supported on springs 12 with the interposition of dampers 13 NiAg. This plate is shaped in such a way that it continues the aerodynamic shape of the surface of the wing-like casing 2 within its area

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Vertically guided high-speed pantograph, consisting of a frame, a resiliently arranged pantograph head, at least one adjustable lift control flap, as well as a device for adjusting the lift control flap as a function from the contact pressure of the pantograph head and contact wire, thereby marked net that the parts of the Pantographs are provided with casings that are excavated as a hydrofoil in lightweight construction where the contact strips (3) protrude, and that the adjustable buoyancy control flap (5) is part of the '5 Wing (2) is

2. Current collector according to claim 1, characterized in that the casings made of carbon fiber « - are made of strong plastic.

3. Current collector according to claim 1, characterized in that the contact strips to one Sanding plate (14) are combined, which are adapted to the shape of the flow-stabilizing casing (2) is

4. Current collector according to claim 3, characterized in that the grinding plate (14) consists of a Metal alloy, preferably with the components copper-cadmium or nickel-silver