DE2841367A1 - Pneumatic servo for overhead conductor pick=up - has connection to pressure control chamber with volume of system chosen to provide optimum dynamic stability - Google Patents

Abstract

The overhead pickup for an electric traction system is operated by one or more pneumatic servos which act on angled levers on the pantograph pivot. The servos are connected to pressure control chambers which control the dynamic stability of the system. The stability can be adjusted to the suit the operating speed of the vehicle w.r.t. sprung mass of the pantograph so that optimum pickup efficiency is obtained.

Description

Luftfedersystem für Stromabnehmer Air suspension system for pantographs

Für das lieben bzw. Senken von Stromabnehmern werden heute fast ausschließlich sogenannte Senkfederantriebe verwendet. Diese Antriebe bestehen aus einem Luftzylinder, welcher entweder am Dach des Triebfahrzeuges montiert oder im Grundrahmen des Stromabnehmers eingebaut ist. Bei Beaufschlagung des Senkfederantriebes mit Druckluft wird unter Überwindung der Senkfederkraft die Kolbenstange des Zylinders ausgeschoben und durch das hierdurch entstehende Freispiel können die liubfedern des Stromabnehmers denselben nach oben ziehen. Beim Absenken wird der Zylinder des Senkfederantriebes entlüftet, wobei eine oder mehrere Senkfedern die flubfederkräfte des Stromabnehmers überwinden und denselben nach unten ziehen.For the love or lowering of pantographs are used today almost exclusively so-called countersunk spring drives are used. These drives consist of an air cylinder, which is either mounted on the roof of the traction vehicle or in the base frame of the pantograph is built in. When pressurized air is applied to the countersunk spring drive, Overcoming the spring force, the piston rod of the cylinder is pushed out and through the resulting free play can be used by the pantograph levers to pull up. When lowering, the cylinder of the lowering spring drive is vented, whereby one or more countersunk springs overcome the flub spring forces of the pantograph and pull it down.

Diese, bzw. ähnliche Ausführungsformen haben sxh seit Jahren gut bewährt, besitzen jedoch den gemeinsamen Nachteil konstruktiver Aufwendigkeit. Außerdem muß das relativ hohe Gewicht solcher Xonstruktionen als nachteilig empfunden werden.This or similar embodiments have proven themselves well for years, however, have the common disadvantage of constructional complexity. Also must the relatively high weight of such constructions can be perceived as disadvantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federsystem für Stromabnehmer zu schaffen, das die bisher bekannten Senkfederantriebe ersetzt und sowohl die Funktion des Absenkens wie diejenige des Hebens eines Stromabnehmers übernimmt.The invention is based on the object of a spring system for pantographs to create that replaces the previously known countersunk spring drives and both the function of lowering as that of lifting a pantograph takes over.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Sie zeichnet sich insbesondere durch ihren geringenkonstruktiven Aufwand aus.The solution to this problem is given in claim 1. she draws are characterized in particular by their low construction effort.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.Advantageous embodiments and developments are the subject of subclaims.

Das Federsystem nach der Erfindung kann insbesondere wie folgt aussehen: Zweckmäßigerweise befindet sich an geeigneter Stelle im Innenraum des Triebfahrzeuges ein Druckregler, welcher in die Luftleitung zwischen Bügelventil und Druckausgleichsgefäß eingeschaltet ist. Entsprechend der Einstellung am Druckregler ergibt sich die gewünschte Anpreßkraft des Stromabnehmers.The spring system according to the invention can in particular look as follows: Appropriately there is a pressure regulator at a suitable point in the interior of the traction vehicle, which is switched into the air line between the bow valve and the pressure equalization vessel is. The desired contact pressure is obtained according to the setting on the pressure regulator of the pantograph.

Beim Heben des StromabnShmers strömt die Druckluft über dem Druckregler, dem Druckausgleichsgefäß in den Luftfederungszylinder des Stromabnehmers. Der Stromabnehmer wird entsprechend dem auf den Kolben der Luft feder wirkenden Druck mit der gewünschten Anpreßkraft angehoben. Das Druckausgleichsgefäß macht es möglich, daß nahezu unabhängig von der jeweiligen Kolbenstellung im Luftfederungszylinder gleiche Druckverhältnisse herrschen und die Anpreßkraftkurve des Stromabnehmers einen gleichmäßigen Verlauf, unabhängig von dessen ilöhenlage zeigt. Wird das Volumen des Druckausgleichsgefäßes richtig gewählt, kann man sogar die Anpreßkraftkurve des Stromabnehmers günstig beeinflussen bzw. korrigieren, da die Federkennlinie des Luftfederungszylinders ja weitgehend durch das Luftvolumen des Druckausgleichsgefäßes bestimmt wird.When the current collector is lifted, the compressed air flows over the pressure regulator, the pressure equalization vessel in the air suspension cylinder of the pantograph. The pantograph is according to the pressure acting on the piston of the air spring with the desired pressure Contact pressure increased. The surge tank makes it possible to be almost independent the same pressure ratios of the respective piston position in the air suspension cylinder prevail and the contact force curve of the pantograph has a uniform course, shows regardless of its altitude. Becomes the volume of the pressure equalization vessel Chosen correctly, you can even adjust the contact force curve of the pantograph favorably affect or correct as the spring characteristic of the air suspension cylinder yes is largely determined by the volume of air in the pressure equalization vessel.

Ein wesentlicher Vorteil eines erfindungsgemäßen Luftfedersystems mit Druckausgleichsgefäß besteht auch darin, daß bei richtig gewählter Regelgenauigkeit des Druckreglers, der Luftdruck'in der einmal gefüllten Anlage aufrechterhalten bleibt und kein weiterer Druckluftbedarf für das Funktionieren des Systems vorhanden ist.A major advantage of an air suspension system according to the invention with a pressure equalization vessel also consists in the fact that with correctly selected control accuracy of the pressure regulator to maintain the air pressure in the system once it has been filled remains and no further compressed air is required for the functioning of the system is.

Theoretisch könnte man wohl auf das Druckausgleichsgefäß verzichten, jedoch wäre dann ein kompliziertes Steuersystem mit druckabhängig arbeitenden Steuerelementen erforderlich, wodurch auch der Druckluftbedarf der Anlage während des Betriebes erheblich vergrößert würde. Außerdem würde ein solches Steuersystem auch sehr viele Fehlerquellen beinhalten, welche die Betriebstauglichkeit der Anlage sehr gefährden würden.Theoretically one could do without the pressure equalization vessel, however, there would then be a complicated control system with pressure-dependent control elements required, which also means the compressed air requirement of the system during operation would be increased significantly. In addition, such a tax system would also be very many Contain sources of error which endanger the operational suitability of the system very much would.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftfedersystems besteht darin, daß als Druckausgleichsgefäß gleichzeitig der Grundrahmen des Stromabnehmers dient, welcher in diesem Fall dann beispielsweise aus luftdicht-verschweißten Formrohren geeigneter Dimension bestehen könnte.A particularly advantageous embodiment of an inventive Air suspension system consists in that as a pressure equalization vessel simultaneously the base frame of the pantograph is used, which in this case then, for example could consist of airtight welded shaped tubes of suitable dimensions.

Auch eine stark dimensionierte Rohrleitung zum Luftfederzylinder des Stromabnehmers könnte die Funktion eines Druckausgleichsgefäßes übernehmen. Das Absenken des Stromabnehmers kann insoweit beschleunigt werden, wenn eine zusätzliche Luftverbindungsleitung, welche in der Nähe des Luftfederzylinders abzweigt, vorgesehen wird, da dann nur das Luftvolumen des Zylinders abgebaut werden muß, während das größere Luftvolumen des Druckausgleichsgefäßes druckbeaufschlagt bleiben kann. Dies ist jedoch nur im Sonderfall nötig, da durch geeignete Dimensionierung der Luftleitungen auch eine Entlüftung des Druckausgleichsgefäßes rasch erfolgen kann.Also a large pipeline to the air spring cylinder of the Current collector could take over the function of a pressure equalization vessel. That Lowering the pantograph can be accelerated if an additional Air connection line, which branches off in the vicinity of the air spring cylinder, is provided because then only the air volume of the cylinder has to be reduced, while the larger air volumes of the pressure equalization vessel can remain pressurized. this However, this is only necessary in special cases, as the air lines are dimensioned appropriately the pressure equalization vessel can also be vented quickly.

Als Luftfederelemente können nach der Erfindung entweder geeignete Zylinder-Kolbensysteme, oder aber auch Federbälge Anwendung finden.According to the invention, either suitable air spring elements can be used Cylinder-piston systems or spring bellows are used.

Trotz moderner Abdichttechnik scheint im ersteren Fall die Verschaltung eines automatischen Luftbeölers zweckmäßig, um die gleitenden Teile mit Schmiermittel zu versehen. Im Falle eines Federbalges entfällt diese Maßnahme, da ein solches System ja vollkommen reibungsfrei arbeitet.Despite modern sealing technology, the interconnection appears in the former case an automatic air lubricator useful to lubricate the sliding parts to provide. In the case of a bellows, this measure is not necessary, as such The system works perfectly smoothly.

In der Zeichnung ist das Federsystem nach der Erfindung in beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform in der Seitenansicht, Fig. 2 dieselbe Ausführungsform mit einigen weiteren Einzelheiten Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Federsystems in der Seitenansicht.In the drawing, the spring system according to the invention is shown in, for example selected embodiments shown schematically simplified. It shows: Fig. 1 shows a first embodiment in side view, FIG. 2 shows the same embodiment with some further details Fig. 3 shows a second embodiment of the spring system in side view.

Die Figur 1 zeigt das Schema eines erfindungsgemäßen Luftfedersystems, wobei als Luftfederung ein gewöhnliches Zylinder-Kolbensystem Anwendung findet. Mit 1 ist ein Bügelventil bezeichnet und mit 2 ein Druckregelventil mit Manometer. Hiermit in Serie geschaltet ist ein Druckausgleichsgefäß 3, ein Luftbeöler 4 und ein an den Basiswellen des nicht mehr dargestellten Stromabnehmers angreifender Luftfederzylinder 5.Figure 1 shows the scheme of an air suspension system according to the invention, a conventional cylinder-piston system is used as air suspension. 1 with a bow valve is designated and with 2 a pressure control valve with manometer. Herewith in series A pressure equalization vessel 3 is switched on Air lubricator 4 and one on the base shafts of the pantograph, which is no longer shown Attacking air spring cylinder 5.

Bei einer derartigen Anlage ist es möglich, die gewünschte Anpreßkraft des Stromabnehmers mit Hilfe des Druckregelventils im Innenraum des Triebfahrzeuges zu steuern, was beispielsweise ffir Fahrleitungsmessungen von Vorteil ist. Die bisher nötige Anpreßkrafteinstellung des Stromabnehmers durch Verdrehen der Hubfedern desselben entfällt.With such a system, it is possible to apply the desired contact pressure the pantograph with the help of the pressure control valve in the interior of the traction vehicle to control, which is advantageous, for example, for catenary measurements. The so far necessary contact pressure adjustment of the pantograph by turning the lifting springs of the same not applicable.

Die Figur 2 zeigt den Luftfederzylinder im Schnitt, wobei nur eine beliebige Ausführungsmöglichkeit dargestellt ist. Mit 2L sind die Basiswellen und mit 22 die Federhebel des Stromabnehmers bezeichnet. An nicht bezeichneten Drehgelenken greifen die Kolbenstange 23 bzw. der Zylinder 25 an. Eine Kolbenstangendichtung 24 und ein Dichtkolben 26 sorgen für die Abdichtung der Hochdruckseite des Zylinders. Auf dessen Niederdruckseite ist eine Entlüftungbbohrung 27 vorgesehen.Figure 2 shows the air spring cylinder in section, with only one any possible implementation is shown. With 2L the base waves are and with 22 denotes the spring lever of the pantograph. At unmarked swivel joints attack the piston rod 23 or the cylinder 25. A piston rod seal 24 and a sealing piston 26 seal the high pressure side of the cylinder. A vent hole 27 is provided on its low-pressure side.

Die Figur 3 zeigt ein Einbaubeispiel einer Luftfederung bei einem Halbscherenstromabnehmer in Ansicht, wobei Federbälge die Funktion eines Zylinders übernehmen und das Druckausgleichsgefäß mit dem Grundrahmen des Stromabnehmers integriert ist. Es sind nur die für die Funktion der Anlage wichtigen Teile positioniert.Figure 3 shows an installation example of an air suspension in a Half-scissor pantograph in view, with bellows having the function of a cylinder take over and integrate the pressure compensation vessel with the base frame of the pantograph is. Only the parts that are important for the function of the system are positioned.

Mit 31 ist die Basiswelle des Stromabnehmers bezeichnet, welche mit einem Hebel 32 starr verbunden ist. An einem gelenkig gelagerten Hebel 33 greift eine Hubstange 36 an. Am Grundrahmen 34 des Stromabnehmers, welcher in diesem Fall gleichzeitig als Druckausgleichsgefäß dient, ist eine Federbalgplatte 37 fest montiert.With 31 the base shaft of the pantograph is referred to, which with a lever 32 is rigidly connected. At an articulated lever 33 engages a lifting rod 36 on. On the base frame 34 of the pantograph, which in this case serves as a pressure equalization vessel at the same time, a bellows plate 37 is firmly mounted.

Bei Beaufschlagung des Stromabnehmer-Grundrahmens 311 mit Druckluft strömt die Luft über eine Durchlaßbohrung a und einen Balgverbindungsschlauch b in die beiden Federbälge 35. Hierdurch wird eine Federbalgplatte 37 a, welche mit der Ilubstange 36 verbunden ist, ausgeschoben und der Stromabnehmer angehoben. Selbstverständlich ist auch dieses Beispiel lediglich eines von vielen nach der Erfindung möglichen Ausführungen, wobei sowohl die Balganordnung als auch die Zahl der vorhandenen Bälge variiert werden kann.When the pantograph base frame 311 is pressurized with compressed air the air flows through a through hole a and a bellows connection hose b in the two bellows 35. This is a bellows plate 37 a, which is connected to the Ilubstange 36, pushed out and the current collector raised. Of course, this example is also just one of many possible embodiments according to the invention, wherein both the bellows arrangement as well the number of existing bellows can be varied.

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Claims (7)

Patentansprüche: ()eersstem ffir Stromabnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Luftfeder (5, 25, 35) über mechanische Zwischenglieder (z. R. 22, 32) an wenigstens einer Basiswelle (21, 31) des Stromabnehmers angreift und daß der Innenraum der (jeder) Luftfeder silber ein Druckausgleichsgefaß (3, 34) und ein Ventil (1) mit einem Luftvorratsbehälter verbunden ist. Claims: () first for current collectors, characterized in that, that at least one air spring (5, 25, 35) via mechanical intermediate links (z. R. 22, 32) engages at least one base shaft (21, 31) of the current collector and that the interior of the (each) air spring is silver a pressure compensation vessel (3, 34) and a valve (1) is connected to an air reservoir. 2. Federsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Druckausgleichsgefäßes in Abhängigkeit von der angestrebten Federkennlinie der (jeder) Luft feder und dem Druck im Luftvorratsbehälter festgelegt ist 3. 2. Spring system according to claim 1, characterized in that the volume of the pressure equalization vessel depending on the desired spring characteristic of the (each) air spring and the pressure in the air reservoir is set 3. Federsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsgefäß aus dem Luftdicht aufgebauten Grundrahmen (34) des Stromabnehmers besteht.Spring system according to claim 2, characterized in that the pressure compensation vessel from the airtight constructed base frame (34) of the pantograph. 11. Federsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsgefäß aus den mit entsprechend großem Querschnitt ausgeführten Rohrleitungen zwischen er (den) Luftfeder(n) und dem Ventil besteht. 11. Spring system according to claim 2, characterized in that the Pressure equalization vessel from the pipelines with a correspondingly large cross-section exists between the air spring (s) and the valve. 5. Federsystem nach einem der Anspruche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventil (1) ein Druckregelventil (2) zur Einstellung der Anpreßkraft des Stromabnehmers nachgeordnet ist. 5. Spring system according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the valve (1) has a pressure control valve (2) for setting the The contact pressure of the pantograph is subordinate. 6. Federsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die (jede) Luftfeder aus einer Kolben/ Zylinder-Einheit (5) besteht.6. Spring system according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the (each) air spring consists of a piston / cylinder unit (5). 7. Federsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die (jede) Luftfeder aus einem Federbalg (35) besteht.7. Spring system according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the (each) air spring consists of a bellows (35).