DE19618747C1

DE19618747C1 - Pantograph

Info

Publication number: DE19618747C1
Application number: DE1996118747
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Ing Duell
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 1997-12-11
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: WO1997043139A1; EP0897342A1

Abstract

A current collector (7) which can be moved back by an adjusting device (12) over an angle of adjustment ( gamma ) against the inclination of a wagon superstructure (1) may take a defined position relative to the contact wire (13), even when its adjusting device (12) breaks down, thanks to a safety system (20) which follows the adjusting device (12) and takes up its function in the event of a failure of the adjusting device (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer, der mittels einer Stellvorrichtung entgegen der Neigung eines Wagenkastens um einen Stellwinkel rückführbar ist.The invention relates to a pantograph, which by means of a Adjustment device against the inclination of a car body an adjustment angle is traceable.

Ein derartiger Stromabnehmer ist durch die EP 0 436 993 A1 bekannt. Im bekannten Fall ist der Stromabnehmer auf einem neigbaren Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs angeordnet. Bei Kurvenfahrt ist der Stromabnehmer mittels einer hydraulischen Stellvorrichtung um einen Stellwinkel γ entgegen der Neigung des Wagenkastens rückführbar. Durch die Rückführung des Stromabnehmers soll erreicht werden, daß dessen Schleifleiste auch bei einer Neigung des Wagenkastens im wesentlichen waag recht am Fahrdrahtspiegel, das ist die Gleitfläche für die Schleifleiste des Stromabnehmers, entlanggleitet. Die Stell vorrichtung ist über Hydraulikleitungen mit dem hydraulischen Stellantrieb für die Neigung des Wagenkastens verbunden. Die Rückstellung des Stromabnehmers ist damit an den Neigevorgang des Wagenkastens bei Kurvenfahrt gekoppelt. Bei einem Ausfall der Stellvorrichtung für den Stromabnehmer verbleibt der Stromabnehmer in der gerade eingenommenen Position. Tritt eine Funktionsstörung der Stellvorrichtung bei einer Neigung des Stromabnehmers relativ zum Wagenkasten auf, so nimmt der Stromabnehmer eine undefinierte bzw. labile Seitenlage ein und kann somit über das Lichtraumprofil des Schienenfahrzeugs hinausragen. Such a pantograph is known from EP 0 436 993 A1 known. In the known case, the pantograph is on one inclined car body of a rail vehicle. At Turning is the pantograph by means of a hydraulic Adjustment device by an adjustment angle γ against the inclination of the car body traceable. By returning the Pantograph should be achieved that its contact strip even with an inclination of the car body essentially horizontally right on the contact wire mirror, that's the sliding surface for the Pantograph contact strip, slides along. The Stell Device is connected to the hydraulic via hydraulic lines Actuator for the inclination of the car body connected. The Resetting the pantograph is now due to the tilting process of the car body coupled when cornering. In the event of a failure the actuator for the pantograph remains Pantograph in the position it has just assumed. Kick a malfunction of the adjusting device when tilted of the pantograph relative to the car body, so the Pantograph an undefined or unstable side position and can therefore via the clearance profile of the rail vehicle protrude.

Weiterhin ist durch die DE-AS 18 06 601 ein Stromabnehmer für Schienenfahrzeuge bekannt, der quer zur Fahrtrichtung kippbar ist. Die Tragkonstruktion des Stromabnehmers ist auf dem Dach des Schienenfahrzeugs in einem Lager drehbar gehalten und über Nachstellglieder verstellbar. Die Nachstellglieder sind gleisneigungs- oder fliehkraftabhängig derart betätigbar, daß der Stromabnehmer stets am Fahrdraht geführt wird. Das Lager, in dem die Tragkonstruktion des Stromabnehmers gelagert ist, kann entweder in der Mitte oder auf einer Seite der Tragkon struktion angebracht sein. Im ersten Fall sind zwei symme trisch zum Lager angreifende Nachstellglieder vorgesehen. Bei einer einseitigen Lagerung der Tragkonstruktion ist nur ein auf der anderen Seite angeordnetes Nachstellglied notwendig. Bei einem Ausfall der Nachstellglieder für den Stromabnehmer verbleibt der Stromabnehmer in der gerade eingenommenen Posi tion. Tritt bei einer Neigung des Stromabnehmers relativ zum Wagenkasten eine Funktionsstörung in den Nachstellgliedern auf, so nimmt der Stromabnehmer eine undefinierte bzw. labile Seitenlage ein und kann somit über das Lichtraumprofil des Schienenfahrzeugs hinausragen. Tritt die Funktionsstörung bei nicht geneigtem Stromabnehmer auf, dann kann dieser bis zur Beseitigung der Funktionsstörung auf nicht näher beschriebene Weise durch eine Sperre in seiner Mittelstellung gesichert werden.Furthermore, DE-AS 18 06 601 is a pantograph for Rail vehicles known that can be tilted transversely to the direction of travel is. The pantograph support structure is on the roof the rail vehicle is rotatably held in a bearing and adjustable via adjusters. The adjusters are Depending on the track inclination or centrifugal force, it can be operated in such a way that the pantograph is always guided on the contact wire. The warehouse, in which the support structure of the pantograph is mounted, can either in the middle or on one side of the supporting cone structure should be appropriate. In the first case there are two symme adjusters attacking the bearing are provided. At one-sided mounting of the supporting structure is only one adjuster arranged on the other side necessary. In the event of a failure of the adjuster for the pantograph the pantograph remains in the position just taken tion. Occurs when the pantograph is tilted relative to Car body malfunction in the adjusters on, the pantograph takes an undefined or unstable Lateral position and can thus on the clearance profile of the Protrude rail vehicle. Join the malfunction not inclined pantograph, then this can up to Elimination of the malfunction on unspecified Way secured by a lock in its central position will.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Stromabnehmer der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch bei Ausfall seiner Stellvorrichtung eine definierte Lage zum Fahrdraht einnehmen kann. The object of the present invention is therefore a To create pantographs of the type mentioned, the a defined position even if the actuator fails can take up to the contact wire.

Die Aufgabe wird bei einem Stromabnehmer, der mittels einer Stellvorrichtung entgegen der Neigung eines Wagenkastens um einen Stellwinkel rückführbar ist, erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vor teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.The task is with a pantograph that uses a Adjustment device against the inclination of a car body an adjustment angle is traceable, according to the invention by the Features solved in the characterizing part of claim 1. Before partial embodiments of the invention are in the further Described claims.

Der Stromabnehmer gemäß Anspruch 1 ist mittels einer Stell vorrichtung entgegen der Neigung eines Wagenkastens um einen Stellwinkel rückführbar. Der erfindungsgemäße Stromabnehmer weist eine Sicherheitseinrichtung auf, die gegenüber der Stellvorrichtung nachläuft und die bei einer Störung der Stellvorrichtung deren Funktion übernimmt. Damit ist bei dem Stromabnehmer nach Anspruch 1 sichergestellt, daß dieser auch bei einer Störung oder bei einem Ausfall seiner Stelleinrich tung eine definierte Lage zum Fahrdraht einnimmt.The pantograph according to claim 1 is by means of an actuator device against the inclination of a car body by one Setting angle traceable. The pantograph according to the invention has a safety device that is opposite the Actuating device runs on and in the event of a fault in the Actuator takes over their function. So with that Pantograph according to claim 1 ensures that this too in the event of a malfunction or failure of his actuating device takes a defined position to the contact wire.

Der erfindungsgemäße Stromabnehmer ist auch für Schienenfahr zeuge geeignet, die keinen durch einen Stellantrieb neigbaren Wagenkasten aufweisen, sondern bei denen die Neigung des Wa genkastens ausschließlich aus der Wankbewegung des Wagenka stens aufgrund einer extrem weichen Federung hervorgerufen wird. Diese Wankbewegung kann so groß sein, daß auch hier eine Rückführung des Stromabnehmers in eine im wesentlichen waagrechte Lage zum Fahrdrahtspiegel notwendig oder zumindest vorteilhaft sein kann.The pantograph according to the invention is also for rail travel suitable tools that cannot be tilted by an actuator Have car body, but where the inclination of the Wa genkastens exclusively from the rolling movement of the Wagenka least caused by an extremely soft suspension becomes. This roll can be so great that here too a return of the pantograph to an essentially horizontal position to the contact wire mirror necessary or at least can be advantageous.

Die Sicherheitseinrichtung kann (elektro-)mechanisch, pneuma tisch oder hydraulisch (Ansprüche 2 bis 5) ausgebildet sein, wobei eine konstruktiv besonders einfache Sicherheitseinrich tung bei einem Stromabnehmer gemäß Anspruch 6 vorgesehen ist.The safety device can be (electro) mechanical, pneumatic be designed table or hydraulic (claims 2 to 5), being a structurally particularly simple safety device device is provided in a pantograph according to claim 6.

Ein Stromabnehmer gemäß Anspruch 7 ist dann besonders vor teilhaft, wenn der Stromabnehmer bei einer Störung seiner Stellvorrichtung abgesenkt werden kann bzw. abgesenkt werden muß, da in diesem Fall durch ein weiteres Hydraulik-Wegeven til der abgesenkte Stromabnehmer in der Wagenkastenmitte ver riegelt wird.A pantograph according to claim 7 is then particularly before partial if the pantograph in the event of a fault in its Actuator can be lowered or lowered must, because in this case by another hydraulic Wegeven til the lowered pantograph in the middle of the body is locked.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und in Verbindung mit weiteren Ansprü chen.Further advantages and details of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments based on the drawing and in connection with further claims chen.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Schienenfahrzeug, das mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromabnehmers ausgestattet ist, Fig. 1 shows a cross section through a rail vehicle, which is equipped with a first embodiment of the current collector according to the invention,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Sicherheitseinrichtung bei dem in Fig. 1 dargestellten Stromabnehmer, Fig. 2 is a side view of the safety device in the illustrated current collector in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform ei ner Sicherheitseinrichtung für einen neigbaren Strom abnehmer, Fig. Is a side view of a second embodiment ei ner safety device for a tiltable pantograph 3,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform ei ner Sicherheitseinrichtung für einen neigbaren Strom abnehmer. Fig. 4 is a side view of a third embodiment egg ner safety device for a tiltable current collector.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Wagenkasten bezeichnet, der sich auf zwei Fahrwerken 2 abstützt. Die Fahrwerke 2 umfassen bei dem in Fig. 1 gezeigten Schienenfahrzeug jeweils ein Drehgestell 3 und einen Pendelträger 4, der über eine Federung 5 federnd auf dem Drehgestell 3 abgestützt ist. Der Pendelträger 4 ist über ein Viergelenk 15 mit dem Wagenkasten 1 verbunden. In Fig. 1 ist nur eines der beiden Fahrwerke 2 sichtbar. Auf dem Dach 6 des Wagenkastens 1 ist ein Stromabnehmer 7 mit seinem Träger 8 angeordnet.In Fig. 1, 1 denotes a car body, which is supported on two trolleys 2 . In the rail vehicle shown in FIG. 1, the undercarriages 2 each comprise a bogie 3 and a pendulum support 4 which is resiliently supported on the bogie 3 via a suspension 5 . The pendulum support 4 is connected to the car body 1 via a four-bar linkage 15 . In Fig. 1 only one of the two trolleys 2 is visible. A current collector 7 with its support 8 is arranged on the roof 6 of the car body 1 .

Der Wagenkasten 1 ist bei Kurvenfahrt durch einen Stellan trieb 9 um einen Neigewinkel gegen den Fahrweg 10 (Gleis oberkante) neigbar, wobei mit 11 der Neigepol des Wagenka stens 1 bezeichnet ist. Der Stellantrieb 9 ist hierfür mit seinem einen Ende drehbar am axial äußeren Bereich des Pen delträgers 4 und mit seinem anderen Ende (Hubstange) drehbar im Lager 14 des Wagenkastens 1 befestigt, wobei die Hubstange des Stellantriebs 9 zur Längsseite des Wagenkastens zeigt. Der Träger 8 des Stromabnehmers 7 ist mittels eines Stellan triebs 12 entgegen der Neigung des Wagenkastens 1 um einen Stellwinkel γ rückführbar. Der Stellantrieb 12 ist hierzu mit seinem einen Ende drehbar am Dach 6 des Wagenkastens 1 und mit seinem anderen Ende (Hubstange) drehbar am Träger 8 des Stromabnehmers 7 befestigt. Die Hubstange des Stellantriebs 12 zeigt hierbei zur Längsachse des Wagenkastens 1. Bei einer Neigung des Wagenkastens 1 wird der Stromabnehmer 7 dadurch zum Fahrdraht 13 ausgerichtet.The car body 1 is when cornering by a Stellan drive 9 by an angle of inclination against the track 10 (upper edge of the track), with 11 of the tilting pole of the Wagenka most 1 is designated. For this purpose, the actuator 9 is rotatably fastened with one end to the axially outer region of the pen carrier 4 and with its other end (lifting rod) in the bearing 14 of the car body 1 , the lifting rod of the actuator 9 pointing to the long side of the car body. The carrier 8 of the pantograph 7 is by means of a Stellan drive 12 against the inclination of the car body 1 by an angle γ traceable. For this purpose, the actuator 12 is rotatably attached at one end to the roof 6 of the car body 1 and with its other end (lifting rod) rotatably to the carrier 8 of the current collector 7 . The lifting rod of the actuator 12 points to the longitudinal axis of the car body 1 . If the car body 1 is inclined, the pantograph 7 is thereby aligned with the contact wire 13 .

Das Schienenfahrzeug gemäß Fig. 1 weist eine hydraulische Si cherheitseinrichtung 20 auf, die einen ersten Hydraulikzy linder 21 und einen zweiten Hydraulikzylinder 22 umfaßt. Der erste Hydraulikzylinder 21 ist mit seinem einen Ende (Hubstange) drehbar im Lager 14 des Wagenkastens 1 und mit seinem anderen Ende etwa in der Mitte des Pendelträger 4 drehbar an diesem befestigt. Die Hubstange des ersten Hydrau likzylinders 21 zeigt hierbei im wesentlichen in die gleiche Richtung wie die Hubstange des Stellantriebs 9. Der zweite Hydraulikzylinder 22 ist mit seinem einen Ende drehbar am Dach 6 des Wagenkastens 1 und mit seinem anderen Ende (Hub stange) drehbar am Träger 8 des Stromabnehmers 7 befestigt. Die Hubstange des zweiten Hydraulikzylinders 22 und die Hub stange des Stellantriebs 12 sind hierbei einander zugewandt. Beide Hydraulikzylinder 21 und 22 sind durch Hydrauliklei tungen 23 und 24, die über ein schaltbares Hydraulik-Wegeven til 25 führen, miteinander verbunden. In Fig. 2 ist dies im Detail dargestellt. The rail vehicle according to FIG. 1, a hydraulic Si cherheitseinrichtung to 20, comprising a first Hydraulikzy linder 21 and a second hydraulic cylinder 22. The first hydraulic cylinder 21 is rotatably fastened with one end (lifting rod) in the bearing 14 of the body 1 and with its other end approximately in the middle of the pendulum support 4 . The lifting rod of the first hydraulic cylinder 21 points essentially in the same direction as the lifting rod of the actuator 9 . The second hydraulic cylinder 22 is rotatably attached at one end to the roof 6 of the car body 1 and with its other end (lifting rod) rotatably on the carrier 8 of the pantograph 7 . The lifting rod of the second hydraulic cylinder 22 and the lifting rod of the actuator 12 are facing each other. Both hydraulic cylinders 21 and 22 are connected to one another by hydraulic lines 23 and 24 , which lead via a switchable hydraulic Wegeven valve 25 . This is shown in detail in FIG. 2.

Bei einer störungsfreien Funktion des Stellantriebs 12 ist das Hydraulik-Wegeventil 25 geöffnet (Stellung A-B) und die beiden Hydraulikzylinder 21 und 22 laufen der Stellvorrich tung 12 für den Stromabnehmer 7 sowie dem Stellantrieb 9 des Wagenkastens 1 nach. Tritt im Stellantrieb 12 eine Störung auf, wie z. B. ein mechanischer Defekt und/oder ein Stromaus fall bei einem elektrischen Stellantrieb, dann schließt das Hydraulik-Wegeventil 25 automatisch (Stellung C-D) und die beiden Hydraulikzylinder 21 und 22 übernehmen dann Funktion des Stellantriebs 12 und damit die Ausrichtung des Stromab nehmers 7.In the case of a trouble-free function of the actuator 12 , the hydraulic directional control valve 25 is open (position AB) and the two hydraulic cylinders 21 and 22 run the Stellvorrich device 12 for the pantograph 7 and the actuator 9 of the car body 1 after. If a fault occurs in the actuator 12 , such as. B. a mechanical defect and / or a power failure in an electric actuator, then the hydraulic directional control valve 25 closes automatically (position CD) and the two hydraulic cylinders 21 and 22 then take over the function of the actuator 12 and thus the alignment of the current taker. 7

Beide Hydraulikzylinder 21 und 22 wirken gegensinnig, d. h. bei geneigtem Wagenkasten 1 bewegen sich die Hubstangen der beiden Hydraulikzylinder 21 und 22 gegenläufig. Durch die Hy draulikleitungen 23 und 24 wird die Bewegung der Hubstange beim ersten Hydraulikzylinder 21 gegensinnig auf die Hub stange des zweiten Hydraulikzylinders 22 übertragen, wodurch bei einer Störung im Stellantrieb 12 der Träger 8 des Strom abnehmers 7 um einen Stellwinkel γ verstellt wird.Both hydraulic cylinders 21 and 22 act in opposite directions, ie when the body 1 is inclined, the lifting rods of the two hydraulic cylinders 21 and 22 move in opposite directions. Through the hydraulic lines 23 and 24 , the movement of the lifting rod in the first hydraulic cylinder 21 is transferred in the opposite direction to the lifting rod of the second hydraulic cylinder 22 , whereby in the event of a fault in the actuator 12, the carrier 8 of the current collector 7 is adjusted by an adjusting angle γ.

Man erhält bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf konstruktiv einfache Weise eine passive Sicherung des Strom abnehmers 7 durch eine hydraulische Rückfallebene.In this exemplary embodiment of the invention, a passive securing of the current collector 7 is obtained in a structurally simple manner by means of a hydraulic fallback level.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in den beiden Hydraulikleitungen 23 und 24 ein weiteres gemeinsames Hydraulik-Wegeventil 26 angeordnet. Dadurch kann ein aufgrund einer Störung abgesenkter Stromabnehmer zweckmäßigerweise in Wagenkastenmitte M verriegelt werden. Das Hydraulik-Wegeven til 26 ist hierbei für den Durchfluß gesperrt (Stellung C-D). Ist der Stellantrieb 12 für die Neigung des Stromabnehmers 7, wie in Fig. 4 gezeigt, als selbsthemmender Stellantrieb aus gebildet, dann muß ein dritter Hydraulikzylinder 27 in der Verbindung 28 zwischen dem Träger 8 des Stromabnehmers 7 und dem Wagenkasten 1 vorgesehen werden. Der Zylinderkolben 29 des dritten Hydraulikzylinders 27 ist durch ein Hydraulik-We geventil 30 in Hubmitte 31 fixiert. Eine Mitten-Sicherung 32 ist über eine Leitung 33 mit einem Ausgleichs-Druckgefäß 34 und einem Rückschlagventil 35 verbunden.In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, a further common hydraulic directional control valve 26 is arranged in the two hydraulic lines 23 and 24 . As a result, a pantograph that has been lowered due to a fault can expediently be locked in the center M of the body. The hydraulic Wegeven til 26 is blocked for the flow (position CD). If the actuator 12 for the inclination of the pantograph 7 , as shown in FIG. 4, is formed as a self-locking actuator, then a third hydraulic cylinder 27 must be provided in the connection 28 between the carrier 8 of the pantograph 7 and the car body 1 . The cylinder piston 29 of the third hydraulic cylinder 27 is fixed by a hydraulic valve 30 in the stroke center 31 . A center fuse 32 is connected via a line 33 to a compensating pressure vessel 34 and a check valve 35 .

Im Störfall werden die Hydraulik-Wegeventile 25 und 28 gleichzeitig automatisch geschaltet. Das Hydraulik-Wegeventil 28 ist dann geöffnet und die Verbindung 28 zwischen dem Trä ger 8 des Stromabnehmers 7 und dem Wagenkasten 1 ist freigän gig. Somit ist die Zentrierung des Stromabnehmers 7 über den ersten Hydraulikzylinder 21 sowie den zweiten Hydraulikzylin der 22 gesichert.In the event of a malfunction, the hydraulic directional control valves 25 and 28 are automatically switched at the same time. The hydraulic directional control valve 28 is then opened and the connection 28 between the carrier 8 of the pantograph 7 and the body 1 is released. The centering of the pantograph 7 is thus ensured via the first hydraulic cylinder 21 and the second hydraulic cylinder 22 .

Claims

1. Current collector, which is traceable by means of an adjusting device ( 12 ) against the inclination of a car body ( 1 ) by an adjusting angle (γ), characterized by a safety device ( 20 ) which runs over the adjusting device ( 12 ) and which in the event of a fault the adjusting device ( 12 ) takes over its function.

2. Pantograph according to claim 1, characterized in that the safety device ( 20 ) is designed as a mechanical safety device.

3. Pantograph according to claim 1, characterized in that the safety device ( 20 ) is designed as an electromechanical safety device.

4. Pantograph according to claim 1, characterized in that the safety device ( 20 ) is designed as a pneumatic safety device.

5. Pantograph according to claim 1, characterized in that the safety device ( 20 ) is designed as a hydraulic safety device.

6. Pantograph according to claim 5, characterized in that the safety device ( 20 ) at least one between the car body ( 1 ) and chassis ( 2 ) arranged first hydraulic cylinder ( 21 ) and at least one between the car body ( 1 ) and pantograph ( 7 ) arranged second Hydraulic cylinder ( 22 ) comprises which are connected to one another by at least two hydraulic lines ( 23 , 24 ) which lead via at least one switchable Wegeven valve ( 25 ).

7. Pantograph according to claim 6, characterized in that a further common hydraulic directional control valve ( 26 ) is arranged in the hydraulic lines through which the lowered pantograph ( 7 ) in the middle of the car body (M) can be fixed.