NO323671B1

NO323671B1 - Pantograph for electrically operated rail-driven driving toys

Info

Publication number: NO323671B1
Application number: NO20025997A
Authority: NO
Inventors: Martin Stapff; Werner Uetrecht; Wolfgang Gerlach
Original assignee: Stemmann Technik Gmbh
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2007-06-25
Also published as: WO2001096137A3; DE10028948A1; DE10028948C2; PL359605A1; PL203907B1; EP1289792B1; ATE279334T1; HUP0301754A2; CN1436130A; EP1289792A2; DE50104120D1; HU226716B1; WO2001096137A2; NO20025997L; NO20025997D0; AU2001283860A1

Abstract

The current collector (1) has a frame (2) formed by arms (3-7) hingedly connected to one another and a rocker (8) that is hinged to the frame (2) and can be pressed on a contact wire. The frame (2) can be adjusted in vertical direction between an upper operating position and a lowered bottom resting position (RP) by modifying its geometry and is supported on buffers (18) in the resting position (RP), which are assigned at least indirectly to the roof (12) of a rail vehicle. In the resting position (RP), the frame (2) can be contacted by piston-cylinder units (21) that can be activated in vertical direction.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en strømavtaker for elektrisk drevne skinnegående kjøretøy, ifølge kravinnledningen. The present invention relates to a pantograph for electrically powered rail-running vehicles, according to the preamble.

Strømavtakere av denne type er særlig kjent i form av strømavtakere som enkeltbjelker og strømavtakere i form av pantografer. De har en ramme som består av armer som er forbundet med ledd, og en vippe som er leddet til rammen og som kan presses mot kjøreledningen. Rammen kan stilles vertikalt ved å forandre geometrien ved hjelp av et drev for løfting/senking mellom en øvre driftsstilling og en sammentrukket nedre hvilestilling. I hvilestillingen er rammen støttet opp av buffere som er festet direkte på kjøretøyets tak eller på en bunnramme for rammen, plassert på kjøretøyets tak. Pantographs of this type are particularly known in the form of pantographs such as single beams and pantograph pantographs. They have a frame that consists of arms that are connected by joints, and a rocker that is hinged to the frame and that can be pressed against the catenary. The frame can be set vertically by changing the geometry using a drive for lifting/lowering between an upper operating position and a contracted lower rest position. In the rest position, the frame is supported by buffers which are attached directly to the roof of the vehicle or to a base frame for the frame, placed on the roof of the vehicle.

Selv om de foran beskrevne utforminger av strømavtakere har vist seg å fungere i praksis, er det likevel problemer i den kalde årstiden ved at kraften i løftedrevet ikke er tilstrekkelig til å løfte rammen fra hvilestillingen til driftsstillingen. Årsaken er at rammen sitter fast i bufferne på grunn av is. Dette kan leses av driftspersonalets interne feilrapporter. For å rette denne tilstanden og få det skinnegående kjøretøyet klar til bruk har det hittil som regel vært nødvendig å benytte en annen trekkvogn til å slepe det skinnegående kjøretøyet inn i en verkstedhall, slik at isen kunne fjernes. I en slik verkstedhall kunne man med et egnet stillas, og uten kjøreledninger eller eventuelt med spenningsløse kjøreledninger, stige opp på det nedisete skinnegående kjøretøyet for eventuelt å fjerne isen manuelt. Although the previously described designs of pantographs have been shown to work in practice, there are nevertheless problems in the cold season in that the power in the lifting drive is not sufficient to lift the frame from the rest position to the operating position. The reason is that the frame is stuck in the buffers due to ice. This can be read from the operating staff's internal error reports. In order to correct this condition and get the rail vehicle ready for use, it has usually been necessary to use another towing vehicle to tow the rail vehicle into a workshop hall, so that the ice could be removed. In such a workshop hall, with a suitable scaffolding, and without catenary lines or possibly de-energized catenary lines, you could climb onto the de-iced rail-running vehicle to possibly remove the ice manually.

Det er følgelig innlysende at det var forbundet med betydelige ulemper med nedising av strømavtakeren, både fordi det skinnegående kjøretøyet ikke var driftsklart og på grunn av de økte kostnadene med å få det driftsklart igjen. It is therefore obvious that there were significant disadvantages associated with deicing the pantograph, both because the rail vehicle was not ready for operation and because of the increased costs of getting it ready for operation again.

Fra GB 232 985 er en strømavtaker kjent, som løftes med et hydraulisk eller pneumatisk hjelpestempel. I hvilestillingen ligger strømavtakeren i vippens område på hjelpestempelet. Hjelpestempelet bidrar til å løfte strømavtakeren, ved at det presses hydraulisk eller pneumatisk fra undersiden mot rammen og kjøres ut til en viss løftehøyde. Ulempen med denne metoden ved tilising i den kalde årstiden, er at hjelpestempelet er frosset direkte sammen med strømavtakerens ramme, slik at hjelpestempelets bevegelse ikke løser opp isingen. I tillegg ligger strømavtakerens ramme i hvilestillingen konstant på hjelpestempelet, slik at det kontinuerlig utsettes for belastningen av vekten av strømavtakerens ramme, og dermed utsettes for økt slitasje. From GB 232 985, a pantograph is known, which is lifted with a hydraulic or pneumatic auxiliary piston. In the rest position, the pantograph is located in the area of the rocker on the auxiliary piston. The auxiliary piston helps to lift the pantograph, by pressing it hydraulically or pneumatically from the underside against the frame and driving it out to a certain lifting height. The disadvantage of this method when de-icing in the cold season is that the auxiliary piston is frozen directly together with the pantograph frame, so that the movement of the auxiliary piston does not dissolve the ice. In addition, the pantograph's frame rests in the rest position constantly on the auxiliary piston, so that it is continuously exposed to the load of the weight of the pantograph's frame, and thus exposed to increased wear.

Fra DE 2165813 er det kjent en todelt pantografstrømavtaker, hvor en miniatyrstrømavtaker med liten masse er satt på en hovedpantograf. I tillegg til den ellers vanlige konstruksjonen har denne utførelsen et pådragsorgan ved miniatyrstrømavtakeren. Denne er montert i en reguleringskrets som aktivt skal følge svingninger i kjøreledningens høyde ved å endre løftehøyden. På grunn av miniatyrstrømavtakerens begrensede effektivitet kan også denne spesielle utførelsen av strømavtakere fryse fast i hvilestillingen ved drift om vinteren. From DE 2165813 a two-part pantograph pantograph is known, where a miniature pantograph with a small mass is mounted on a main pantograph. In addition to the otherwise usual construction, this design has a contact member at the miniature pantograph. This is mounted in a control circuit which must actively follow fluctuations in the overhead line's height by changing the lifting height. Due to the limited efficiency of the miniature pantograph, even this particular design of pantograph can freeze in the rest position when operating in winter.

Det er foreliggende oppfinnelses oppgave, med utgangspunkt i teknikkens stand, å frembringe en strømavtaker for elektrisk drevne skinnegående kjøretøy, hvor det er mulig for kjøretøyets fører å oppheve en blokkering av rammen på grunn av fastfrysing i hvilestillingen, uten at det er nødvendig å ta det skinnegående kjøretøyet ut av drift og klargjøre det for fortsatt drift på et dertil egnet vedlikeholdsområde. It is the task of the present invention, based on the state of the art, to produce a pantograph for electrically powered rail-running vehicles, where it is possible for the driver of the vehicle to cancel a blocking of the frame due to freezing in the rest position, without it being necessary to take it the rail vehicle out of service and prepare it for continued operation in a suitable maintenance area.

Dette løses ifølge oppfinnelsen med de i kravene anførte trekk. This is solved according to the invention with the features listed in the claims.

Stempel-sylinder-enheter som kan drives elektrisk eller hydraulisk, men fortrinnsvis pneumatisk, forbindes med rammen slik at kraftvirkningen forløper i retning mot rammens driftsstilling. De hjelper dermed løftet og opphever blokkeringen som oppstår ved ising. I tillegg er den gjensidige forbindelsen slik at det ikke oppstår utillatelige bøyemomenter i rammen ved aktivering. Stempel-sylinder-enhetene kan prinsipielt forbindes med hvilken som helst del av rammen, som er egnet til å bevege en tiliset strømavtaker fra hvilestilling til driftsstilling av kjøretøyets fører. Piston-cylinder units that can be operated electrically or hydraulically, but preferably pneumatically, are connected to the frame so that the force action proceeds in the direction of the frame's operating position. They thus help lift and remove the blockage that occurs when icing. In addition, the mutual connection is such that no impermissible bending moments occur in the frame when activated. The piston-cylinder units can in principle be connected to any part of the frame, which is suitable for moving a mounted pantograph from the rest position to the operating position by the driver of the vehicle.

Da stempel-sylinder-enhetene kun må utføre korte bevegelser for å oppnå ønsket resultat, kan de utformes forholdsvis enkelt. Dette imøtegår også de faktiske forhold, da disse stempel-sylinder-enhetene utsettes for alle mulige værforhold. As the piston-cylinder units only have to perform short movements to achieve the desired result, they can be designed relatively simply. This also counteracts the actual conditions, as these piston-cylinder units are exposed to all possible weather conditions.

En ytterligere fordel med oppfinnelsen er at strømavtakerens ramme ligger på buffere i hvilestillingen, og ikke på stempel-sylinder-enhetene. Dermed utsettes stempel-sylinder-enhetene for mindre slitasje og systemets pneumatikk eller hydraulikk holder seg tett i lengre tid. A further advantage of the invention is that the pantograph frame rests on buffers in the rest position, and not on the piston-cylinder units. Thus, the piston-cylinder units are exposed to less wear and the system's pneumatics or hydraulics remain tight for a longer time.

En fordelaktig utførelse av oppfinnelsen omfatter de i patentkrav 2 anførte trekk. Det vil si at stempel-sylinder-enhetene plasseres i nærheten av bufferne. En slik konstruksjon er særlig aktuell ved ettermontering på eksisterende strømavtakere. Integreringen av stempel-sylinder-enhetene vil da ikke medføre noe særlige problemer. Den umiddelbare nærheten av stempel-sylinder-enhetene til bufferne er også fordelaktig for å unngå at skadelige bøyemomenter føres inn i rammen. An advantageous embodiment of the invention includes the features listed in patent claim 2. This means that the piston-cylinder units are placed near the buffers. Such a construction is particularly relevant when retrofitting existing pantographs. The integration of the piston-cylinder units will not cause any particular problems. The close proximity of the piston-cylinder assemblies to the buffers is also beneficial in avoiding harmful bending moments being introduced into the frame.

Ifølge patentkrav 3 kan stempel-sylinder-enhetene også integreres i bufferne. En slik konstruksjon skal fortrinnsvis brukes ved bygging av en ny strømavtaker. På denne måten unngår man alle bøyemomenter ved aktivering av stempel-sylinder-enhetene. According to patent claim 3, the piston-cylinder units can also be integrated into the buffers. Such a construction should preferably be used when building a new pantograph. In this way, all bending moments are avoided when activating the piston-cylinder units.

En i praksis hensiktsmessig utførelse, sett fra et monteringssynspunkt, er definert med de i patentkrav 4 anførte trekk. Her festes kapslingen til stempel-sylinder-enhetene på en bunnramme, isolert mot kjøretøyets tak. Denne bunnrammen holder også rammen. På de frie endene av stempel-sylinder-enhetene er det trykkhoder, som fortrinnsvis er tilpasset den motstående delen av rammen. I tillegg kan trykkhodene justeres og innstilles i forhold til stempelstengene. A practically appropriate design, seen from an assembly point of view, is defined by the features listed in patent claim 4. Here, the housing for the piston-cylinder units is attached to a bottom frame, insulated against the roof of the vehicle. This bottom frame also holds the frame. On the free ends of the piston-cylinder units there are pressure heads, which are preferably adapted to the opposite part of the frame. In addition, the pressure heads can be adjusted and set in relation to the piston rods.

Ifølge oppfinnelsen er det tenkelig at stempel-sylinder-enhetene kan aktiveres før løftedrevet. De spesielle trekk i patentkrav S sørger likevel for at stempel-sylinder-enhetene kan aktiveres sammen med rammens løftedrev. Dette medfører prinsipiell hjelp til løftedrevet, for å minimere den nødvendige frigjøringskraften ved bevegelse av rammen fra hvilestillingen ved ising. According to the invention, it is conceivable that the piston-cylinder units can be activated before the lifting drive. The special features in patent claim S nevertheless ensure that the piston-cylinder units can be activated together with the frame's lifting drive. This essentially provides assistance to the lifting drive, in order to minimize the necessary release force when moving the frame from its rest position during icing.

Hvis strømavtakeren er konstruert som en strømavtaker med en enkeltbjelke, er det ifølge patentkrav 6 spesielt fordelaktig om stempel-sylinder-enhetene festes umiddelbart på kjøretøyets tak eller på en bunnramme som er isolert mot kjøretøyets tak, slik at de har anlegg mot traversen som holder vippen i enden av strømavtakerens overarm. If the pantograph is constructed as a pantograph with a single beam, according to patent claim 6 it is particularly advantageous if the piston-cylinder units are fixed immediately on the roof of the vehicle or on a bottom frame that is insulated from the roof of the vehicle, so that they abut against the traverse that holds the rocker at the end of the pantograph upper arm.

Oppfinnelsen er i det følgende nærmere forklart på bakgrunn av utførelseseksempler vist på tegningen, hvor på figur 1 skjematisk viser en strømavtaker for et elektrisk drevet skinnegående kjøretøy, sett fra siden i driftsstilling, figur 2 viser strømavtakeren på figur 1 i sammenlagt, nedre hvilestilling, figur 3 viser et horisontalt snitt sett gjennom framstillingen i figur 1 langs linje III-III i retningen til pilen Illa, delvis åpnet for anskueliggjøring, figur 4 viser forstørret et vertikalt snitt gjennom utførelsen på figur 3 langs linjen IV-IV i retningen til pilen IVa, og figur 5 viser utførelsen på figur 4 sett i retningen til pilen V. The invention is explained in more detail in the following on the basis of examples of execution shown in the drawing, where figure 1 schematically shows a pantograph for an electrically powered rail-running vehicle, seen from the side in operating position, figure 2 shows the pantograph in figure 1 in a combined, lower rest position, figure 3 shows a horizontal section seen through the embodiment in Figure 1 along line III-III in the direction of arrow Illa, partially opened for visualization, Figure 4 shows an enlarged vertical section through the embodiment in Figure 3 along line IV-IV in the direction of arrow IVa, and figure 5 shows the embodiment of figure 4 seen in the direction of the arrow V.

Henvisningstallet 1 i figurene 1 til 3 viser til en strømavtaker for elektrisk drevne skinnegående kjøretøy i form av en strømavtaker med enkeltbjelke. The reference number 1 in Figures 1 to 3 refers to a pantograph for electrically powered rail vehicles in the form of a pantograph with a single beam.

Strømavtakeren 1 har en ramme 2, som i det vesentlige er satt sammen av en underarm 3, en overarm 4, en styrestang 5 og en vippeføring 6. I den frie enden av overarmen 4 er det en travers 7, som gir vippen 8 en opplagring med begrenset bevegelsesfrihet, vippen trykkes mot en kjøreledning, som ikke er vist, med et slepestykke 9. Overarm 4, underarm 3, styrestang 5, vippeføring 6 og vippe 8 er leddet slik at vippen 8 ved en forskyvning av rammen 2 mellom driftsstilling BS på figur 1 og hvilestillingen RP på figur 2 føres langs en tilnærmet rett strekning. The pantograph 1 has a frame 2, which is essentially composed of a lower arm 3, an upper arm 4, a control rod 5 and a rocker guide 6. At the free end of the upper arm 4 there is a traverse 7, which gives the rocker 8 a bearing with limited freedom of movement, the rocker is pressed against a guide wire, which is not shown, with a towing piece 9. Upper arm 4, lower arm 3, control rod 5, rocker guide 6 and rocker 8 are hinged so that the rocker 8 when the frame 2 is displaced between operating position BS on Figure 1 and the resting position RP in Figure 2 are guided along an approximately straight line.

Føringen av underarmen 3 og styrestangen 5 på en bunnramme 10 av rettvinklede sammensatte profiler, som er festet med støtteisolatorer 11 på kjøretøyets tak 12 til det skinnegående kjøretøyet, som ikke er vist ytterligere, bidrar også til denne utførelsen. The guiding of the lower arm 3 and the control rod 5 on a bottom frame 10 of right-angled composite profiles, which is fixed with support insulators 11 on the vehicle roof 12 of the rail-running vehicle, which is not shown further, also contributes to this performance.

Mens senkedrevet til strømavtakeren 1 ikke er nærmere vist, består løftedrevet 13 av en pneumatikkbelg 14 som via en stang 15 med snortrekk 16 påvirker svingaksen 17 til underarmen 3. While the lowering drive of the pantograph 1 is not shown in more detail, the lifting drive 13 consists of a pneumatic bellows 14 which via a rod 15 with a string pull 16 affects the swing axis 17 of the forearm 3.

På bunnrammen 10 er det festet buffere 18 av gummi i en tilnærmet trekantet plassering, rammen 2 i hvilestilling støtter seg på den ene siden med underarmen 3 og i den andre siden med traversen 7 som holder vippen 8. Travers 7 er på figur 3 antydet med stiplet linje. Disse bufferne 18 kan, som man ser av figurene 4 og 5, høydejusteres med gjengebolter 19 og mutre 20, slik at de kan tilpasses den eksakte lengden av rammen 2 i hvilestillingen RP. Rubber buffers 18 are attached to the bottom frame 10 in an approximately triangular position, the frame 2 in rest position is supported on one side by the forearm 3 and on the other side by the traverse 7 which holds the rocker 8. Traverse 7 is indicated in Figure 3 by dotted line. These buffers 18 can, as can be seen from Figures 4 and 5, be height-adjusted with threaded bolts 19 and nuts 20, so that they can be adapted to the exact length of the frame 2 in the rest position RP.

Figurene 3 til 5 viser at ved siden av bufferne 18 for traversen 7 er det plassert pneumatisk påstyrte stempel-sylinder-enheter 21. Stempel-sylinder-enhetenes 21 kapslinger 22 er skrudd på bunnrammen. Stempelstengene 23 som rager ut fra kapslingene 22, holder trykkhodene 24, som kan bringes til anslag mot traversen 7 fra undersiden. Figures 3 to 5 show that pneumatically actuated piston-cylinder units 21 are placed next to the buffers 18 for the traverse 7. The casings 22 of the piston-cylinder units 21 are screwed onto the bottom frame. The piston rods 23 projecting from the housings 22 hold the pressure heads 24, which can be brought to rest against the traverse 7 from the underside.

Hvis tilising i den kalde årstiden medfører at traversen 7 blir sittende fast i bufferne 18, aktiveres stempel-sylinder-enheten 21 samtidig med løftedrevet 13. Dette gir en løftekraft som brukes til å overvinne frigjøringskraften for å heve rammen 2 fra hvilestilling RP mot driftsstilling BS. Figurene 4 og 5 viser at det forholdsvis korte slaget H til stempel-sylinder-enheten 21 er nok til å frigjøre fastfrysingen av rammen 2 til bufferne 18. If icing in the cold season causes the traverse 7 to become stuck in the buffers 18, the piston-cylinder unit 21 is activated simultaneously with the lifting drive 13. This provides a lifting force which is used to overcome the release force to raise the frame 2 from the rest position RP towards the operating position BS . Figures 4 and 5 show that the relatively short stroke H of the piston-cylinder unit 21 is enough to release the freezing of the frame 2 to the buffers 18.

Claims

1. Pantograph for electrically powered rail vehicles, with a frame (2) which is formed by articulated arms (3, 4, 5, 6, 7) and a rocker (8) which is articulated to the frame (2) and which presses against a catenary, whereby the frame (2) can be adjusted in the vertical direction by changing the geometry, between an upper operating position (BS) and a combined lower rest position (RP), with a lifting drive (13), and so that in the rest position (RP) on buffers (18), which, if not directly, are placed on the roof (12) of a rail vehicle, characterized in that piston-cylinder units (21) are attached to a bottom frame (10) and push the frame (2) out of the resting position (RP), in that from the starting position, which is a certain distance below the frame (2), they push the frame (2) vertically upwards from the underside of the frame (2).

2. Current collector according to claim 1, characterized in that the buffers (18) are attached to the bottom frame and are placed near the piston-cylinder units (21).

3. Current collector according to claim 1, characterized in that the piston-cylinder units (21) are integrated in the buffers (18).

4. Current collector according to claims 1-3, characterized in that the housings (22) of the piston-cylinder units (21) are fixed in a bottom frame (10) which carries the frame (2) and is fixed on the roof (12) of the vehicle and isolated from that, so that the pressure heads (24) on the piston rods (23) can be brought into contact with the frame (2).

5. Current collector according to claims 1-4, characterized in that the piston-cylinder units (21) can be activated simultaneously with the frame's (2) lifting drive (13).

6. Pantograph according to claims 1-5 in the form of a pantograph with a single beam with a lower arm (3), an upper arm (4), a control rod (5), a rocker guide (6), a traverse (7) and a rocker ( 8), characterized in that the piston-cylinder units (21) can be driven to stop against the traverse (7) which carries the rocker (8) at the end of the upper arm (4).