DE2600158A1 - DEVICE FOR SUCCESSING POWER FROM OVERLINE WIRES - Google Patents
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Description
BLUMBACH · WESER. BERGEN · KRAMER ZWiRNER . HIRSCHBLUMBACH · WESER. BERGEN · KRAMER ZWiRNER. DEER
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADENPATENT LAWYERS IN MUNICH AND WIESBADEN
Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 833603/833604 Telex 05-212513 Postadresse Wiesbaden; Patentconsult 62 Wiesbaden Scnnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237Postal address Munich: Patentconsult 8 Munich 60 Radeckestrasse 43 Telephone (089) 833603/833604 Telex 05-212513 Postal address Wiesbaden; Patentconsult 62 Wiesbaden Scnnenberger Straße 43 Telephone (06121) 562943/561998 Telex 04-186237
London Transport Executive
London / EnglandLondon Transport Executive
London / England
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abnahme elektrischen Stroms von Oberleitungsdrahten für den Antrieb elektrisch betriebener Fahrzeuge, v/ie Oberleitungsbussen.The invention relates to a device for the acceptance of electrical Electricity from overhead line wires for propulsion operated vehicles, v / ie trolleybuses.
Bei bisherigen herkömmlichen Oberleitungsbussystemen ist elektrischer Strom von blanken Oberleitungsdrähten mittels Stromabnehnierstangen abgenommen worden, die durch eine Feder gegen die Oberleitungsdrähte gedrängt werden, wobei an der Spitze einer jeden Stromabnehmerstange ein Schuh vorgesehen ist, der Ohren aufweist, die die oberen Enden der Stromabnehmerstangen längs der Oberleitungsdrähte mechanisch führen, wenn sich das Fahrzeug bewegt« Dieses System macht es erforderlich, daß an einer Abzweigung, an welcher eine Wahl für die weitere Fahrtroute möglich ist, eine mechanische Einrichtung vorgesehen werden und eingestellt werden muß, um zu erreichen, daß die Stromabnehmerstangen der gewün-In previous conventional trolleybus systems, electrical current is from bare trolley wires by means of Stromabnehnierstangen have been removed by a spring against the trolley wires, with a shoe provided at the tip of each pantograph bar which has ears that support the upper ends of the pantograph poles mechanically guide along the catenary wires when the vehicle is moving «This system makes it necessary that at a junction at which a choice for the further route is possible, a mechanical one Device must be provided and adjusted in order to achieve that the pantograph rods of the desired
München; Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Biumbach · Dr. Bergen · Zwirner Munich; Kramer Dr. Weser Hirsch - Wiesbaden: Biumbach Dr. Bergen · Zwirner
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sehten Fahrtroute folgen. Die Praxis zeigte, daß hauptsächlich an Abzweigstellen, jedoch auch anderswo; entweder eine oder beide Stroniabnehmerstangen von den Oberleitungsdrähten abgesprungen sind und auf Grund der Federbelastung eine Beschädigung der Halterung der Fahrleitungsdrähte verursachten.Follow the route you see. Practice has shown that mainly at branch points, but also elsewhere ; either one or both stroni collector rods have jumped off the catenary wires and caused damage to the bracket for the catenary wires due to the spring load.
Mit der Erfindung wird deshalb eine Vorrichtung zur Stromabnahme von Oberleitungsdrähten für den Antrieb elektrisch betriebener Fahrzeuge verfügbar gemacht, die ein Paar sich zwischen dem Fahrzeug und den Oberleitungsdrähten erstreckender Stromabnehmerstangen aufweist und gekennzeichnet ist durch einen die Stromabnehiserstangen überbrückenden Gleitbügel, eine dem Gleitbügel zugeordnete Fühlereinrichtung zur Abtastung irgendwelcher seitlicher Bewegungen des Gleitbügels bezüglich der Oberleitungsdrähte und eine Rückführeinrichtung zum Zurückführen des Gleitbügels in seine ursprüngliche Position bezüglich der Oberleitungsdrähte.The invention therefore provides a device for drawing current of catenary wires made available for powering electrically powered vehicles that have a pair has pantograph rods extending between the vehicle and the trolley wires and is identified by means of a sliding bracket bridging the current collector rods, a sensor device assigned to the sliding bracket for Sensing of any lateral movements of the sliding arm with respect to the trolley wires and a return device to return the sliding bracket to its original position with respect to the catenary wires.
Bei einer Ausführungsforia der Erfindung ist ein Gleitbügel vorgesehen, der sich quer über die oberen Enden der einzelnen Stromabnehmrstangen erstreckt und auf dem wenigstens zwei stromabnehmende Kontaktglieder befestigt sind, um eine Anpassung an die seitliche Auslenkung der Oberleitungsdrähte zu schaffen und die maximale seitliche Versetzung zur Aufrechterhaltung des Kontakts mit jedem Oberleitungsdraht zu ermöglichen und gleichzeitig einen unbeabsichtigten Kurzschluß zuIn one embodiment of the invention, there is a sliding bracket provided which extends across the upper ends of each current collector rod and on the at least two Current-taking contact members are attached to accommodate the lateral deflection of the catenary wires and allow the maximum lateral displacement to maintain contact with each catenary wire and at the same time an unintentional short circuit
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verhindern, wenn die seitliche Verschiebung übermäßig wird. Zusätzlich kann der Gleitbügel mit getrennten Kontaktorganen oder mit anderen Fühlereinrichtungen versehen werden, die mit einer Servoeinrichtung an den Drehpunktenden der Stromabnehmer stangen zusammenwirken. Die Servoeinrichtung bewirkt, daß die Stromabnehmerstangen mit dem Gleitbügel bezüglich des Fahrzeugkörpers seitlich ausgelenkt werden, wenn dies erforderlich ist, um den Bügel in seiner richtigen Position unterhalb der Oberleitungsdrähte zu halten und somit eine andauernde Versorgung mit Antroäosstrom zu schaffen. Soweit es die Länge der Stromabnehmerstangen erlaubt, kann das Fahrzeug somit jeglichem Weg auf der Straße folgen, solange der Servomechanismus bewirkt, daß der Gleitbügel unterhalb der Oberleitungsdrähte geführt wird.prevent when the lateral displacement becomes excessive. In addition, the sliding arm can be provided with separate contact elements or with other sensor devices that are equipped with a servo at the pivot ends of the pantograph rods cooperate. The servo device causes that the current collector rods are laterally deflected with the sliding bracket with respect to the vehicle body, if this is required to keep the bracket in its correct position below the catenary wires and thus a to create a permanent supply of anroaeos current. So far The length of the pantograph poles allows the vehicle to follow any path on the road as long as it is the servomechanism causes the sliding arm to be guided below the catenary wires.
Zusätzliche Kontaktglieder können außerhalb der normalen Auslenkung der seitlichen Bewegung , die durch den Servomechanismus korrigert werden kann, auf dem Gleitbügel vorgesehen sein, so daß für den Fall, daß das Fahrzeug einem Weg folgt, welcher bei herkömmlichen Oberleitungsbussen ein Abspringen der Stromabnehmer von den Oberleitungen zur Folge hätte, beim vorliegenden System eine Schutzeinrichtung betätigt wird, die entweder den Druck zum Hochhalten der Abnehmerarme vegnimmt oder einen umgekehrten Druck zum Ab-Additional contact members can be used outside of the normal deflection of the lateral movement provided by the servomechanism can be corrected, be provided on the sliding bracket, so that in the event that the vehicle is a Path follows, which in conventional trolleybuses jump off the pantograph from the overhead lines Consequence would have, in the present system, a protective device is operated, which either the pressure to keep the Removing arms or reverse pressure for removal
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senken der Arme anlegt.lower the arms.
Man sieht, daß erfindungsgemäß keine "Ohren" zum Führen des Bügels vorgesehen sind und daß auch kein Bedürfnis für irgendeine solche machnische Führungsvorrichtung besteht. Dies führt direkt zu einem weiteren Vorteil, da an irgendwelchen Abzweigpunkten keine mechanische Bewegung der Oberleitungsanordnungen erforderlich ist. Stattdessen ist eine Anzahl von Leitungsabschnitten in der Ebene der Leitungsdrähte vorgesehen, die mittels einer Schaltschützanordnung geschaltet werden, um die effektivste ununterbrochene Antriebsstromabnahme entsprechend der vom Fahrzeug einzuschlagenden Fahrtrichtung zu bewirken. Die Betätigung der Schaltschützanordnung kann manuell vorgenommen werden (z. B. kann sie durch ein Mitglied der Fahrzeugbesatzung eingestellt werden) oder automatisch unter Verwendung einer Fahrzeugidentifizierungskennung und einer Erkennungseinrichtung, so daß die Schaltschützanordnung für den Fahrtweg unmittelbar vor demjenigen Zeitpunkt eingestellt wird, zu welchem das Fahrzoug den Abzweigpunkt erreicht.It can be seen that according to the invention there are no "ears" for guiding of the bracket are provided and that there is also no need for any such machnic guide device. This leads directly to another advantage, since there is no mechanical movement at any branch points of the overhead line arrangements is required. Instead, a number of line sections are in the level of the lead wires provided, which are switched by means of a contactor arrangement to the most effective uninterrupted drive current consumption according to the direction of travel to be taken by the vehicle to effect. The contactor arrangement can be operated manually (e.g. can they are set by a member of the vehicle crew) or automatically using a Vehicle identification identifier and a detection device, so that the contactor assembly for the Travel route is set immediately before the point in time at which the Fahrzoug the branch point achieved.
Dies wiederum führt zu einem weiteren Vorteil, da die Schaltschützumschaltung und das Nichtvorhandensein einerThis in turn leads to another advantage, since the contactor switching and the absence of a
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mechanischen Bewegung des Oberleitungssystems eine mit mehr als zwei Drähten arbeitende Stromversorgung erlaubt und somit ermöglicht, daß für den Fahrzeugantrieb ein Drei-Phasen-Wechselstrom verwendet wird. Dies würde die Geräteausrüstung in den die Oberleitungsdrähte mit Energie versorgenden Unterstationen vereinfachen und verbilligen und es ermöglichen, für die Fahrzeuge Drei-Phasen-Wechselstromaniriebsmotoren zu verwenden.mechanical movement of the catenary system allows a power supply operating with more than two wires and thus enables three-phase alternating current to be used for vehicle propulsion. This would be the device equipment in the substations that supply the overhead wires with energy and make it cheaper and cheaper make it possible to use three-phase AC propulsion motors for the vehicles to use.
Es ist nicht Absicht der vorliegenden Erfindung, zu bestimmen, ob die Antriebsenergieversorgung Gleichstrom, einphasiger Wechselstrom oder mehrphasiger Wechselstrom sein soll, welche spezielle Form der Abtastung oder Feststellung der Gleitbügelposition und welche Form des Servomechanismus oder welche Leistung zu dessen Betrieb verwendet werden soll, oder ob eine Schaltschütz- oder Halbleiterumschaltung an .den Abzweigpunkten in den Oberleitungsdrähten verwendet werden soll. Es ist Absicht der Erfindung, ein Prinzip anzugeben, nach welchem sich eine mechanische Führungsvorrichtung für die Oberleitungsstangen ersetzen und an deren Stelle ein Gleitbügel setzen läßt, der den erforderlichen Fühler- und Korrekturmechanismus aufweist, damit er den Oberleitungsdrähten bis zu der gewünschten Grenze nachgeführt werden kann, dieIt is not the intent of the present invention to determine whether the propulsion power supply is direct current, single-phase alternating current or polyphase alternating current is intended to be what specific form of sensing or detection the slide arm position and what form or power of the servomechanism is used to operate it should be, or whether a contactor or semiconductor switch should be used. It is the intention of the invention to provide a principle according to which replace a mechanical guide device for the catenary rods and in their place a sliding bracket can set, which has the necessary feeler and correction mechanism, so that he the catenary wires can be tracked up to the desired limit, the
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durch die Länge der den Gleitbügel tragenden Stromabnehmerstangen auferlegt ist und außerhalb welcher der Gleitbügel zurückgezogen wird, damit eine Beschädigung des Oberleitungsaufbaus verhindert wird.is imposed by the length of the pantograph rods carrying the sliding bracket and outside of which the sliding bracket is withdrawn to prevent damage to the catenary structure.
Im Folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung eine Ausführungsform für einen gleichstrombetriebenen Oberleitungsbus beschrieben. Die Gleichstromversorgung ist gewählt worden, um das Ausführungsbeispiel so weit wie möglich zu vereinfachen, In der zugehörigen Zeichnung zeigen:An embodiment is described below to explain the invention described for a DC-powered trolleybus. The DC power supply has been chosen in order to simplify the embodiment as much as possible, in the accompanying drawing show:
Fig. 1a eine Seitenansicht der auf einem Oberleitungsbus angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung;1a shows a side view of the device according to the invention arranged on a trolleybus;
Fig. 1b eine Draufsicht auf den gemäß Fig. 1 ausgerüsteten Oberleitungsbus;FIG. 1b shows a plan view of the trolleybus equipped according to FIG. 1; FIG.
Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Gleitbügelanordnung; FIG. 2 is an enlarged plan view of a sliding arm arrangement; FIG.
Fig. 3 ein schematiches Blockdiagramm einer Fühlereinrichtung; undFig. 3 is a schematic block diagram of a sensing device; and
Fig. 4 ein Diagramm einer Steuereinrichtung an einer Abzweigung in der Oberleitungsanlage.4 shows a diagram of a control device at a junction in the catenary system.
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Figur ·1 zeigt einen Oberleitungsbus 1, der mit einem Paar Stromabnehmerarmen 2 versehen ist, von denen jeder von einem zugehörigen Teilrahmen 3 getragen wird, der schwenkbar am Fahrzeug angelenkt ist, wie bei 4 gezeigt ist. Jede Stroinabnehmerstange ist an ihrem vorderen Ende schwenkbar und wird von einer Luftfeder 5 gehalten. Die zwei Teilrahmen 3 sind über einen Antriebsträger 6 miteinander verbunden. Ein Gleitbügel 7 überbrückt die beiden Stromabnehmerarme 2 an dem den Oberleitungsdrähten 8, 81 benachbarten Enden. Der Gleitbügel 7 wird mittels Drehzapfenverbindungen 9 schwenkbar an den Oberleitungsdrähten gehalten. Die beiden durch den Antriebsträger 6 verbundenen Teilrahmen 3, die Drehzapfen 4, der Gleitbügel 7 und die Drehzapfenverbindungen 9 bilden in Draufsicht eine Parallelogrammanordnung, die um die Drehzapfen 4 schwenkbar ist. Gleichzeitig erlauben die Drehzapfenverbindungen 9, daß der Gleitbügel unter dem Druck von den Luftfedern 5 flach gegen die Oberleitungsdrähte 8, 8' gehalten wird. Der Antriebsträger 6 ist mit einem Servomechanismus 10 verbunden, der das Parallelogramm in die durch die Fühlereinrichtungen (Fig. 2) bestimmte Position bringt, um zu erreichen, daß der Gleitbügel 7 den Oberleitungsdrähten 8, 81 nachgeführt wird.FIG. 1 shows a trolleybus 1 provided with a pair of pantograph arms 2, each of which is supported by an associated sub-frame 3 which is pivoted to the vehicle as shown at 4. Each stroke pickup rod is pivotable at its front end and is held by an air spring 5. The two sub-frames 3 are connected to one another via a drive carrier 6. A sliding bracket 7 bridges the two current collector arms 2 at the ends adjacent to the catenary wires 8, 8 1. The sliding bracket 7 is pivotably held on the trolley wires by means of pivot connections 9. The two subframes 3 connected by the drive carrier 6, the pivot pins 4, the sliding bracket 7 and the pivot connections 9 form, in plan view, a parallelogram arrangement which can be pivoted about the pivot pins 4. At the same time, the pivot connections 9 allow the sliding bracket to be held flat against the catenary wires 8, 8 'under the pressure from the air springs 5. The drive carrier 6 is connected to a servomechanism 10 which brings the parallelogram into the position determined by the sensor devices (FIG. 2) in order to ensure that the sliding bracket 7 is tracked to the overhead wires 8, 8 1.
Fig. 2 zeigt die Anordnung des Gleitbügels 7 unterhalb der Oberleitungsdrähte 8, 8f. Zur einfacheren Darstellung istFig. 2 shows the arrangement of the sliding bracket 7 below the catenary wires 8, 8 f . For ease of illustration is
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der Gleitbügel als flache Platte aus isolierendem Material 11 gezeigt, auf welcher Verschiedene Kontaktorgane 12, angeordnet sind. Die Antriebsenergie wird über ein Paar Kontaktorgane 12a, 12b zugeführt, die entsprechend dem Abstand der Oberleitungsdrähte 8, 8' positioniert sind, jedoch eine Länge aufweisen, die einerseits eine merkliche seitliche Bewegung ohne eine Unterbrechung der Antriebsenergie erlaubt, andererseits jedoch jegliche Möglichkeit für eine extreme seitliche Bewegung ausschaltet, bei welcher die Oberleitungsdrähte überbrückt und damit kurzgeschlossen wurden. Zur Steuerung des Servomechanismus 10 sind zwei Kontaktpaare 13a, 13b; 13c, 13d um die normale Position der Oberleitungsdrähte 8,8' angeordnet, so daß, während eine kleine seitliche Bewegung zur Verhinderung einer übermäßigen Abnutzung an einem Punkt erlaubt ist, jegliche weitere seitliche Bewegnng zur Folge hat, daß der Servomechanismus 10 eine Bewegung auf den Gleitbügel ausübt, durch welche dieser in der richtigen Richtung zurück in seine normale Position gebracht wird. Anstelle der beiden Kontaktorganpaare 13 a, 13b und 13c, 13d kann jedes Kontaktorgan aus mehreren kleineren Kontakten bestehen, um eine empfindlichere Steuerung durch den Servomechanismus vorzusehen.the sliding bracket is shown as a flat plate made of insulating material 11, on which various contact organs 12, are arranged. The drive energy is supplied via a pair of contact members 12a, 12b, which correspond to the distance of the trolley wires 8, 8 'are positioned, but have a length that on the one hand a noticeable Lateral movement is allowed without an interruption of the drive energy, but on the other hand every possibility switches off for extreme lateral movement, in which the catenary wires are bridged and thus short-circuited became. To control the servomechanism 10, two pairs of contacts 13a, 13b; 13c, 13d around the normal Position of the trolley wires 8,8 'arranged so that while preventing a small lateral movement excessive wear at one point is allowed, any further lateral movement will result in the servomechanism 10 exerts a movement on the sliding arm, by means of which it is in the correct direction returned to its normal position. Instead of the two pairs of contact members 13a, 13b and 13c, 13d can Each contact element consists of several smaller contacts in order to have a more sensitive control by the servomechanism to be provided.
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Fig. 3 zeigt in Blockdiagrammform eine schematische Anordnung der Steuerungsvorrichtung für die Gleitbügelbewegung. Wenn sich der Gleitbügel 7 seitlich bewegt, entsteht ein· Kontakt zwischen den Oberleitungsdrähten 8, 81 und den Kontaktorganen 13a, 13b, 13c, 13d. Als Folge davon wird ein Signal entweder an eine Rechtsbewegung-Fühler-und-Steuerungseinrichtung 14a oder an eine Linksbewegung-Fühler-und-Steuerungseinrichtung 14b angelegt. Dies bewirkt, daß Signale vom Servomechanismus 10 auf die Einrichtung 14a oder 14b geliefert werden, um den Gleitbügel 7 in die normale Position bezüglich der Oberleitungsdrähte 8, 81 zurückzubringen. 3 shows, in block diagram form, a schematic arrangement of the control device for the slide arm movement. When the sliding bracket 7 moves laterally, there is contact between the trolley wires 8, 8 1 and the contact members 13a, 13b, 13c, 13d. As a result, a signal is applied to either a right movement sensor and controller 14a or a left movement sensor and controller 14b. This causes signals are supplied from the servo mechanism 10 on the device 14a or 14b to the slide bracket 7 in the normal position with respect to the trolley wires 8 to return 8. 1
£'ig. 4 zeigt die Anordnung und die Verbindungen für eine Abzweigung oder Weiche in den Oberleitungsdrähten. Ähnliche aber kompliziertere Anordnungen wären für ein Drei-Phasen-System erforderlich. Bei Abzweigungen, in die "hineingefahren" wird, und bei Abzweigungen, aus denen "herausgefahren" wird, ist die gleiche Maßnahme erforderlich, um zu verhindern, daß Kurzschlußzustände entstehen. Eine manuell oder automatisch betätigte Steuerungseinrichtung 15 zur Einstellung der Fahrtrichtung liefert Signale zur Steuerung von mittels Zylinderspulen betätigten Kontakten L, R, die den beiden Oberleitungsgruppen 8, 8* und 8", 8"' zugeordnet sind. Die Abmessung χ muß größer sein als die£ 'ig. Figure 4 shows the arrangement and connections for a Branch or switch in the catenary wires. Similar but more complicated arrangements would be for a three-phase system necessary. At junctions that are "driven into" and junctions that are "driven out" the same measure is required to prevent short circuit conditions from occurring. One Manually or automatically operated control device 15 for setting the direction of travel supplies signals Control of contacts L, R operated by means of solenoids, which connect the two groups of overhead lines 8, 8 * and 8 ", 8" ' assigned. The dimension χ must be larger than that
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Breite der Kontaktorgane 13a bis 13d auf allen Gleitbügeln.Width of the contact members 13a to 13d on all slide bars.
Die Erfindung macht somit eine AntriebsStromabnehmeranordnung
für ein Oberleitungsdrähte benutzendes Straßenfahrzeug verfügbar, wobei jedoch keine mechanische Vorrichtung zur
Steuerung der Stromabnehmerschuhe an den Enden der Stromabnehmerstangen erforderlich ist, um den Oberleitungsdrähten zu folgen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet
einen Servomechanismus auf jedem Fahrzeug zur Steuerung des Gleitbügels und bewirkt auf diese Art, daß der Gleitbügel
den Oberleitungsdrähten folgt.The invention thus provides a drive pantograph assembly for a road vehicle using trolley wires, but with no mechanical device for doing so
Control of the pantograph shoes at the ends of the pantograph poles is required to follow the trolley wires. The apparatus of the invention uses a servo mechanism on each vehicle to control the sliding bracket and in this way cause the sliding bracket to follow the trolley wires.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Modifiaktionen möglich.
Beispielsweise läßt sich die Erfindung auf andere
Fahrzeuge als Straßenfahrzeuge anwenden und für elektrische Wechselstrom- oder Gleichstrom-Anlagen benutzen.Numerous modifications are possible within the scope of the invention. For example, the invention can be applied to others
Apply vehicles as road vehicles and use them for electrical AC or DC systems.
ORiGiNAL INSPECTED 609829/0253ORiGiNAL INSPECTED 609829/0253
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