DE1098534B

DE1098534B - Current collector for electric traction vehicles or the like.

Info

Publication number: DE1098534B
Application number: DES61706A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Techn J Goettinger
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1958-02-12
Filing date: 1959-02-09
Publication date: 1961-02-02

Description

Stromabnehmer für elektrische Triebfahrzeuge od. dgl. Die bekannten Scherenstromabnehmer für elektrische Triebfahrzeuge sind als Gelenkfünfeck ausgebildet, das aus zwei, aus oberen und unteren Scherenarmen bestehenden symmetrischen und exzentrischen Kurbeltrieben zusammengesetzt ist, die durch eine Kuppelstange gegenläufig miteinander verbunden sind. Die Kuppelstange verbindet dabei einen nach oben gerichteten Kurbelarm am unteren Scherenarm der einen Gestängehälfte des Stromabnehmers mit einem nach unten gerichteten Arm am unteren Scherenarm der anderen Gestängehälfte, so daß die unteren Scherenarme beim Strecken, d. h. also beim Senken des Stromabnehmers, gegenläufige Schwenkbewegungen ausführen. Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist der Umstand, daß die Länge des Stromabnehmers, d. h. der Abstand zwischen den Anlenkpunkten der unteren und der oberen Scherenarme des Gestelles, sehr groß ist und daß weiterhin durch den nach unten gerichteten Kurbelarm des einen Kurbeltriebes der Abstand der spannungsführenden Teile vom Dach verringert wird.Current collectors for electric traction vehicles or the like. The known Scissor pantographs for electric traction vehicles are designed as an articulated pentagon, that consists of two symmetrical and upper and lower scissor arms eccentric crank mechanisms that rotate in opposite directions through a coupling rod are connected to each other. The coupling rod connects an upward one Crank arm on the lower scissor arm of one rod half of the pantograph a downward arm on the lower scissor arm of the other half of the rod, so that the lower scissor arms when stretching, d. H. so when lowering the pantograph, perform counter-rotating swivel movements. A disadvantage of this known construction is the fact that the length of the pantograph, i.e. H. the distance between the The articulation points of the lower and upper scissor arms of the frame is very large and that further by the downwardly directed crank arm of one crank mechanism the distance between the live parts and the roof is reduced.

Gegenstand der Erfindung ist ein Stromabnehmer für elektrische Triebfahrzeuge od. dgl., dessen Gestänge aus wenigstens zwei durch eine Kuppelstange miteinander verbundenen und je eine feste Drehachse aufweisenden unteren Armen und aus an diesen angelenkten oberen Armen besteht, die zusammen ein Gelenkfünfeck bilden und unter der Wirkung einer Federkraft stehen und bei dem im gemeinsamen Gelenkpunkt der oberen Arme eine Tragkonstruktion für das Schleifstück gelagert ist. Die obengenannten Nachteile lassen sich nach der Erfindung dadurch vermeiden, daß die an ihren freien Enden die oberen Arme tragenden unteren Arme des Gestänges von ihren festen Drehachsen nach der gleichen Seite hinweisen und durch die sie verbindende Kuppelstange um ihre festen Drehachsen gleichsinnig verschwenkt werden. Die Längserstreckung eines Stromabnehmers nach der Erfindung ist wesentlich geringer als die der bekannten Scherenstromabnehmer, so daß ein Stromabnehmer nach der Erfindung insbesondere auch für elektrische Triebfahrzeuge mit kurzem Dach vorteilhaft verwendet werden kann. Darüber hinaus ist der Abstand der spannungsführenden Teile vom Dach klein gehalten, so daß auch die Bauhöhe der Stromabnehmerlagerung verringert werden kann.The invention relates to a pantograph for electric traction vehicles od. The like., the linkage of at least two by a coupling rod together connected and each having a fixed axis of rotation lower arms and from these articulated upper arms, which together form a pentagon and below the action of a spring force are and in the case of the joint point of the upper Arms a support structure for the contact strip is mounted. The above Disadvantages can be avoided according to the invention in that the at their free The lower arms of the linkage carrying the upper arms terminate from their fixed axes of rotation point to the same side and through the coupling rod connecting them their fixed axes of rotation are pivoted in the same direction. The length of a Current collector according to the invention is much smaller than that of the known Scissor pantograph, so that a pantograph according to the invention in particular can be used advantageously for electric traction vehicles with a short roof. In addition, the distance between the live parts and the roof is kept small, so that the overall height of the pantograph mounting can also be reduced.

Es ist bereits ein Stromabnehmer, bestehend aus zwei feste Drehpunkte aufweisenden Lenkern und einem an ihren freien Enden gelagerten zweiarmigen Hebel bekanntgeworden, der eine kleinere Baulänge als der Scherenstromabnehmer und auch keinen gegen das Dach des Fahrzeuges gerichteten Kurbelarm aufweist. Dieser als Gelenkviereck ausgebildete Stromabnehmer weist gegenüber dem als Gelenkfünfeck ausgebildeten Stromabnehmergestänge nach der Erfindung vor allem den Nachteil auf, daß damit nur eine für viele Anwendungsfälle zu geringe Höhenverstellung bei senkrecht bleibendem Schleifstückträger erzielbar ist.It is already a pantograph consisting of two fixed pivot points having links and a two-armed lever mounted at their free ends became known, which has a smaller overall length than the pantograph and also does not have a crank arm directed towards the roof of the vehicle. This as Quadrangular articulated current collector has opposite that designed as a pentagon articulated joint Pantograph linkage according to the invention mainly has the disadvantage that it is only a height adjustment that is too small for many applications when it remains vertical Contact strip carrier is achievable.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für Stromabnehmer nach der Erfindung schematisch dargestellt. Gemäß Fig.1, die eine Seitenansicht eines Prinzipbildes eines Stromabnehmergestänges nach der Erfindung zeigt, sind die unteren Arme 1 und 2 des Stromabnehmers in festen Drehachsen A und B gelagert. An den freien Enden C und D der unteren Arme sind die oberen Gestängearme 3 und 4 angelenkt, die zu einem gemeinsamen Gelenkpunkt E geführt sind, in dem die Tragkonstruktion für das Schleifstück gelagert ist. Die Gestänge bilden ein Gelenkfünfeck A-B-C-D-E. Die unteren Arme 1 und 2 sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in ihren festen Drehachsen nach derselben Seite hinweisend angeordnet und durch eine Kuppelstange 5 miteinander verbunden; die ihregleichsinnige Schwenkbewegung um die festen Drehachsen A und B erzwingt. Das Stromabnehmergestänge steht unter der Wirkung einer Zugfeder 6, die zwischen einem unteren Arm, z. B. dem Arm 1 und einem vorteilhaft außerhalb der durch das Gelenkfünfeck A-B-C-D-E begrenzten Fläche liegenden Festpunkt F eingespannt ist. An Stelle der Zugfeder 6 könnte auch eine zwischen den unteren Armen 1 und 2 abgestützte Druckfeder vorgesehen sein. In beiden Fällen hat die Feder das Bestreben, den Stromabnehmer in senkrechter Richtung zu strecken und das Schleifstück an den nicht dargestellten Fahrdraht anzudrücken. Die Längserstreckung eines Stromabnehmers nach der Erfindung macht in der Senklage etwa nur die halbe Längserstreckung der bekannten Scherenstromabnehmer aus.In the drawing, exemplary embodiments for current collectors according to the invention are shown schematically. According to FIG. 1, which shows a side view of a schematic diagram of a pantograph rod assembly according to the invention, the lower arms 1 and 2 of the pantograph are mounted in fixed axes of rotation A and B. At the free ends C and D of the lower arms, the upper rod arms 3 and 4 are hinged, which are guided to a common hinge point E, in which the support structure for the contact strip is mounted. The rods form a pentagon joint ABCDE. As can be seen from FIG. 1, the lower arms 1 and 2 are arranged in their fixed axes of rotation pointing towards the same side and are connected to one another by a coupling rod 5; which forces them to pivot in the same direction around the fixed axes of rotation A and B. The pantograph linkage is under the action of a tension spring 6, which is between a lower arm, for. B. the arm 1 and a fixed point F located advantageously outside the area delimited by the pentagon ABCDE. Instead of the tension spring 6, a compression spring supported between the lower arms 1 and 2 could also be provided. In both cases, the spring tends to stretch the pantograph in a vertical direction and to press the contact strip against the contact wire (not shown). The longitudinal extension of a pantograph according to the invention makes up approximately only half of the longitudinal extension of the known pantograph in the lowered position.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die unteren Arme 1 und 2 mit Gelenken 7 und 8 versehen, zwischen denen die Kuppelstange 5 angreift, die damit dem Stromabnehmergestell eine gewisse Steifigkeit und Festigkeit verleiht. Es wäre aber auch denkbar, z. B. wenn die nach Fig. 1 angeordnete Kuppelstange beim Senken des Stromabnehmers stört, daß die unteren Arme 1 und 2 an ihren in den festen Drehachsen A und B gelagerten Enden mit nach aufwärts gerichteten Kurbelarmen fest verbunden wären, zwischen denen sich eine Kuppelstange erstreckt. Durch diese Anordnungen der Kurbelarme wird der Abstand der spannungführenden Teile zum Dach nicht verringert.In the embodiment shown in Fig. 1, the lower Arms 1 and 2 are provided with joints 7 and 8, between which the coupling rod 5 engages, which gives the pantograph frame a certain rigidity and strength. But it would also be conceivable, for. B. when the arranged according to Fig. 1 coupling rod when Lowering the pantograph disturbs that the lower arms 1 and 2 on their in the fixed Axes of rotation A and B fixed ends with crank arms pointing upwards would be connected, between which a coupling rod extends. Through these arrangements the crank arms, the distance between the live parts and the roof is not reduced.

Die Längen der oberen und der unteren Arme des Stromabnehmers sowie die Lage der festen Drehachsen A und B und der Gelenke für die Kuppelstange 5 lassen sich so bemessen, daß der Gelenkpunkt E, in dem der Schleifstückträger gelagert ist, beim Heben (ausgezogen gezeichnete Stellung) und beim Senken des Stromabnehmers (gestrichelt gezeichnete Stellung) eine von der Senkrechten nur wenig abweichende Bahn beschreibt.The lengths of the upper and lower arms of the pantograph as well as the position of the fixed axes of rotation A and B and the joints for the coupling rod 5 can be dimensioned so that the joint point E, in which the contact strip carrier is mounted, during lifting (position shown in full line) and when lowering the pantograph (position shown in dashed lines) describes a path that deviates only slightly from the vertical.

Fig.2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Stromabnehmers nach der Erfindung, der im wesentlichen aus zwei nebeneinanderliegend angeordneten Gelenkfünfecken nach Fig. 1 besteht. Die Konstruktion ist im einzelnen dabei so getroffen, daß zwei im wesentlichen zueinander parallele, um eine gemeinsame feste Achse A-A' schwenkbare untere Arme 1 und 1' mit den an ihren freuen Enden C und C angelenkten oberen Armen 3 und 3' ein schmales inneres Gestell und zwei weitere ebenfalls im wesentlichen zueinander parallele und um eine gemeinsame feste Achse B-B' verschwenkbare untere Arme 2 und 2' mit den an ihren freien Enden D und D' angelenkten oberen Armen 4 und 4' ein breites äußeres Gestell bilden, wobei die oberen Arme beider Gestelle zu einer gemeinsamen als Lager für den Schleifstückträger 9 dienenden Achse durch die Gelenkpunkte E und E' geführt sind und für die oberen und die unteren Arme des inneren Gestelles je- weils diagonal verbindende Versteifungen 10 und 10' vorgesehen sind. Die Zugfedern für die aus den Armen 1, 2, 3 und 4 bzw. 1', 2', 3' und 4' bestehenden Gelenkfünfecke sind ebenso wie die die unteren Arme 1 und 2 bzw. 1' und 2' miteinander verbindenden Kuppelstangen in Fig.2 der Deutlichkeit halber nicht gezeichnet.FIG. 2 shows a perspective view of a current collector according to the invention, which essentially consists of two pentagons of articulation according to FIG. 1 arranged next to one another. The construction is made in such a way that two essentially parallel lower arms 1 and 1 'pivotable about a common fixed axis AA' with the upper arms 3 and 3 'hinged at their happy ends C and C form a narrow inner frame and two further lower arms 2 and 2 ', likewise substantially parallel to one another and pivotable about a common fixed axis BB', with the upper arms 4 and 4 'articulated at their free ends D and D' form a wide outer frame, the upper arms Both frames are guided to a common axis serving as a bearing for the contact strip carrier 9 through the pivot points E and E 'and diagonally connecting stiffeners 10 and 10' are provided for the upper and lower arms of the inner frame. The tension springs for the joint pentagons consisting of arms 1, 2, 3 and 4 or 1 ', 2', 3 'and 4', as well as the coupling rods connecting the lower arms 1 and 2 or 1 'and 2', are shown in 2 not drawn for the sake of clarity.

Eine weitere, von den bisher beschriebenen Konstruktionen etwas abweichende Konstruktion für einen Stromabnehmer nach der Erfindung ist in Fig. 3 wiedergegeben. Die Seitensteifigkeit des Stromabnehmergestänges wird bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch erreicht, daß zwei um eine gemeinsame Achse A-A' verschwenkbare untere Arme 1 und 1' mit ihren freien Enden zu einem gemeinsamen Anlenkpunkt G geführt sind und mit zwei oberen Armen 3 und 3' ein aus zwei Dreiecksgerüsten bestehendes inneres Gestell bilden. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird dabei ein breites äußeres Gestell durch zwei im wesentlichen zueinander parallele und um eine gemeinsame feste Achse B-B' verschwenkbare untere Arme 2 und 2' mit den an ihren freien Enden D und D' angelenkten oberen Armen 4 und 4' gebildet, wobei die oberen Arme 3 und 3' sowie 4 und 4' der beiden Gestelle zu einer gemeinsamen, als Lager für den Schleifstückträger 9 dienenden Achse durch die Gelenkpunkte E und E' geführt sind, und für die oberen und die unteren Arme des äußeren Gestells jeweils diagonal verbindende Versteifungen 10 und 10' vorgesehen sind. Auch in Fig. 3 sind die die unteren Arme miteinander verbindenden Kuppelstangen und die Zugfedern, unter deren Wirkung das Stromabnehmergestänge steht, nicht dargestellt. Ebenso ist die Ausbildung der Schleifstücklagerung nur angedeutet.Another construction for a current collector according to the invention, which differs somewhat from the constructions described so far, is shown in FIG. The lateral rigidity of the pantograph rod is achieved in this embodiment essentially in that two lower arms 1 and 1 'pivotable about a common axis AA' are guided with their free ends to a common articulation point G and with two upper arms 3 and 3 'one out two triangular frames form an existing inner frame. Similar to the embodiment according to FIG. 2, a wide outer frame is formed by two lower arms 2 and 2 ', which are essentially parallel to one another and pivotable about a common fixed axis BB', with the upper arms 4 articulated at their free ends D and D ' and 4 ', the upper arms 3 and 3' as well as 4 and 4 'of the two frames being guided to a common axis serving as a bearing for the contact strip carrier 9 through the pivot points E and E', and for the upper and the lower Arms of the outer frame each diagonally connecting stiffeners 10 and 10 'are provided. The coupling rods connecting the lower arms to one another and the tension springs under whose action the pantograph linkage is also not shown in FIG. 3. Likewise, the design of the contact strip storage is only indicated.

Einzelheiten der Lagerung und der Ausbildung des Schleifstückträgers zeigt Fig. 4. An dem gemeinsamen Gelenkpunkt E der oberen Gestängearme 3 und 4 ist ein sich praktisch senkrecht erstreckender Lenker 11 als Schleifstückträger angeordnet, der von Verbindungselementen zu den oberen Armen des Stromabnehmergestänges beim Heben oder Senken des Stromabnehmers senkrecht oder annähernd senkrecht gehalten wird. Dies ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 so gelöst, daß am oberen Arm 4 ein Winkelhebel mit den Schenkeln 12 und 12' beim Punkt 13 angelenkt und daß am oberen Arm 3 ein Gelenk 14 zur Lagerung eines Lenkers 15 vorgesehen ist, dessen freies Ende mit dem freien Ende des Schenkels 12' des Winkelhebels gelenkig verbunden ist. Dieser Gelenkpunkt ist mit H bezeichnet. Am freien Ende K des Schenkels 12 des Winkelhebels greifen Zugfedern 16 und 17 an, deren freie Enden in den Punkten 18 und 19 mit dem Lenker 11 verbunden sind.Details of the storage and the design of the contact strip carrier is shown in Fig. 4. At the common hinge point E of the upper rod arms 3 and 4, a practically vertically extending link 11 is arranged as a contact element carrier, which connects elements to the upper arms of the pantograph rod when raising or lowering the Pantograph is held vertically or approximately vertically. This is solved in the embodiment of Fig. 4 so that on the upper arm 4 an angle lever with the legs 12 and 12 'hinged at point 13 and that on the upper arm 3, a joint 14 is provided for mounting a link 15, the free end of which is articulated to the free end of the leg 12 'of the angle lever. This point of articulation is denoted by H. Tension springs 16 and 17 act on the free end K of the leg 12 of the angle lever, the free ends of which are connected to the link 11 at points 18 and 19.

In Fig.4 ist noch gestrichelt die Lage der oberen Arme des abgesenkten Stromabnehmers und der mit diesen verbundenen Teile angedeutet, wobei die Lagen der Gelenkpunkte E miteinander zur Deckung gebracht sind. Aus der gestrichelt gezeichneten Lage des Gestänges ist ersichtlich, daß der Angriffspunkt K' der Zugfedern 16 und 17 bei abgesenktem Stromabnehmer gegenüber dem Angriffspunkt K bei gehobenem Stromabnehmer praktisch kaum verschoben ist, so daß die beiden Zugfedern 16 und 17 den Lenker 11 in allen Höhenlagen des Stromabnehmers, wie gewünscht, weitgehend senkrecht halten.In Figure 4, the position of the upper arms of the lowered is also dashed Pantograph and the parts connected to it indicated, the layers the points of articulation E are brought into congruence with one another. From the dashed line Location of the linkage can be seen that the point of application K 'of the tension springs 16 and 17 when the pantograph is lowered compared to the point of application K when the pantograph is raised is practically hardly shifted, so that the two tension springs 16 and 17 the handlebars 11 Hold the pantograph largely vertically at all heights, as desired.

Die senkrechte Führung des Lenkers 11 kann, wie Fig.5 zeigt, auch durch eine an einem oberen Arm, z. B. dem Arm 3, befestigte Druckfeder 20 und eine am anderen oberen Arm 4 befestigte Zugfeder 21 erzielt werden, die an dem vom Schleifstückträger9 abgewandten Ende des senkrechten Lenkers 11 angreifen. Ebenso läßt sich der Lenker 11 gemäß Fig. 6 dadurch bei Höhenverstellung des Stromabnehmers senkrecht halten, daß an dem vom Schleifstückträger 9 abgewandten Ende des Lenkers 11 eine Gleitbahn 22 für einen Zapfen 23 vorgesehen ist, der durch Lenker 24 und 25 mit den oberen Armen 4 und 3 des Stromabnehmergestänges verbunden ist. -The vertical guidance of the handlebar 11 can, as Figure 5 shows, also by an on an upper arm, for. B. the arm 3, attached compression spring 20 and a tension spring 21 attached to the other upper arm 4 can be achieved, which act on the end of the vertical link 11 facing away from the contact strip carrier 9. Likewise, the handlebar 11 according to FIG. 6 can be held vertically when the current collector is adjusted in height by providing a slide 22 for a pin 23 at the end of the handlebar 11 facing away from the contact strip carrier 9, which is connected to the upper arms 4 by the handlebars 24 and 25 and 3 of the pantograph linkage is connected. -

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Current collectors for electric traction vehicles or the like, the linkage of which consists of at least two lower arms connected to one another by a coupling rod and each having a fixed axis of rotation and upper arms attached to these, which together form a pentagon and under the action of a spring force are provided and a support structure is supported on the contact strip in which in the common articulation point of the upper arms, characterized in that the free at their ends (C, D), the upper arms (3, 4) carrying the lower arms (1, 2) of the Point the linkage from their fixed axes of rotation (A, B) to the same side and through the coupling rod (5) connecting them are pivoted in the same direction about their fixed axes of rotation.

2. Pantograph according to claim 1, characterized in that one between a lower arm (1) and one advantageously located outside the area delimited by the pentagon Fixed point (F) acting tension spring (6) is provided (Fig. 1).

3. Pantograph after Claim 1, characterized in that one between the lower arms (1, 2) of the Linkage supporting compression spring is provided.

4. pantograph according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the lower arms (1, 2) joints (7, 8) wear, in which the coupling rod (5) engages.

5. Current collector according to claim 1, 2 or 3, characterized in that upwardly directed crank arms are attached to the ends of the lower arms mounted in the fixed axes of rotation (A, B), at the ends of which the coupling rod (5) engages.

6. Current collector according to one of the preceding claims, characterized in that two substantially parallel to each other about a common fixed axis (A-A ') pivotable lower arms (1, 1') with the articulated at their free ends (C, C) upper arms (3, 3 ') a narrow inner frame and that two further lower arms (2,2') which are also essentially parallel to one another and pivotable about a common fixed axis (B-B ') with the at their free ends (D , D ') articulated upper arms (4, 4') form a wide outer frame that the upper arms of both frames lead to a common axis (E-E ') serving as a bearing for the contact strip carrier (9) and that for the upper and lower arms of the inner frame are each provided diagonally connecting stiffeners (10, 10 ') (FIG. 2).

7. Current collector according to one of claims 1 to 5, characterized in that two lower arms (1, 1 ') pivotable about a common axis (A-A') are guided with their free ends to a common articulation point (G) and with two upper arms (3, 3 ') form an inner narrow frame consisting of two triangular frames and that two further lower arms (2, 2') which are essentially parallel to one another and pivotable about a common fixed axis (B-B ') with the their free ends (D, D ') articulated upper arms (4, 4') form a wide outer frame that the upper arms of both frames to a common axis (E-E ') serving as a bearing for the contact strip carrier (9) out and that for the upper and the lower arms of the outer frame each diagonally connecting stiffeners (10, 10 ') are provided (Fig. 3). B.

Current collector according to one of the preceding claims, characterized in that at the junction of the upper arms (3, 3 ', 4, 4 ') for the contact strip carrier (9) is an essentially vertically extending one Handlebar (11) is mounted, of connecting pieces to the upper arms of the pantograph rod is held vertically or approximately vertically.

9. pantograph according to claim 8, characterized in that on an upper arm (4) of the linkage (at point 13) the apex of an angle lever (legs 12, 12 ') is articulated, one of which Lever end (leg 12 ') through a link (15) and a joint (14) with the other upper arm (3) of the pantograph rod is connected, while at the end (h) of the other leg (12) of the angle lever on the vertical link (11) attached tension springs (16, 17) attack (Fig. 4).

10. Current collector according to claim 8, characterized in that that the end of the vertical link (11) facing away from the contact strip carrier one upper arm (4) by a tension spring (21) and with the other upper arm (3) is connected by a compression spring (20) (Fig. 5).

11. pantograph according to claim 8, characterized in that the end facing away from the contact strip carrier of the vertical link (11) a slide (22) is provided for a pin (23), the through handlebars (24, 25) with the upper arms (4, 3) of the pantograph rod is connected (Fig. 6). Publications considered: German patent specification No. 810 516; Austrian patent specification No. 194 902.