CN102458902A - 车辆顶盖的集电器设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于布置在车辆上的，特别是布置在轨道车辆上的集电器设备，其包括一集电器单元(107)，一支承设备(108)以及一沉降设备(109)，其中，所述集电器单元(107)具有用于在集电器单元(107)被激活时与一触线(104)接触的至少一第一电接触件(107.1)，所述支承设备(108)支撑所述集电器单元(107)，所述支承设备(108)自身可以通过一绝缘设备(110)支撑在车辆顶盖(102.1)上，所述沉降设备(109)与所述支承设备(108)相连，因此所述支承设备(108)可以在车辆的竖向方向上在一个远离所述顶盖(102.1)的运转位置与一个靠近所述顶盖(102.1)的停止位置之间移动，所述支承设备(108)的运行位置和停止位置在车辆的竖向方向上间隔着一个抬升距离H。所述沉降设备(109)的设计方式为，所述支承设备的运行位置与停止位置之间在车辆的纵向方向上间隔着一纵向距离L，其中，所述纵向距离L至少为所述抬升距离H的30％，优选至少为所述抬升距离H的70％，更为优选至少为所述抬升距离H的90％。

Description

车辆顶盖的集电器设备

技术领域

本发明涉及一种用于布置在车辆上的，特别是布置在轨道车辆上的集电器设备，所述集电器设备具有一集电器单元、一支承设备以及一沉降设备，其中，所述集电器单元具有用于在集电器单元被激活时与一触线接触的至少一第一电接触件。支承设备支撑集电器单元，支承设备自身可以通过绝缘设备支撑在车辆顶盖上。沉降设备与支承设备相连，因此支承设备可以在车辆的竖向方向上在一个远离顶盖的运转位置与一个靠近顶盖的停止位置之间移动，其中，支承设备的运行位置和停止位置在车辆的竖向方向上间隔着一个抬升距离H。本发明还涉及一种采取相应设计的用于根据本发明的集电器单元的沉降设备，以及一种具有根据本发明的集电器单元的车辆。

背景技术

这种类型的顶盖集电器用于将电能从触线中输送至车辆中(例如轨道车辆、无轨电车等类似车辆)。车辆运行时通常不会同时使用所有的车辆集电器，因此有一定数量的设置在车辆上的集电器处于非激活状态，在非激活状态下支撑在支承设备上的集电器单元缩回。不被使用的集电器比重在所谓的多系统车辆(即可以使用不同种类的供电电网及/或使用不同的电网电压及/或不同的电网频率的车辆)中特别高，其原因在于每个供电电网必须使用专用型号的集电器。

在使用绳索连接或轨道连接的多系统车辆中，由于一些其他的行驶动力学原因，两个集电器(通常为不同型号的集电器)之间的跷杆中轴间距或电接触件间距必须尽可能的小。因此，被激活的集电器的跷杆在车辆纵向方向上应该尽可能靠近在车辆的竖直方向上延伸的摆动轴，将行驶机构牢固地连接至车辆的车身上后就可以确定所述摆动轴。这样就可以使集电器在弯道行驶时尽可能少地向侧偏离绳索中心或轨道中心，从而可以在使用尺寸较小的集电器跷杆时仍然确保与触线有效接触。

尤其在多系统车辆中存在这样的问题，由于布置在车辆顶盖区域中的高压设备的数量多，可能致使无法将集电器安装在车辆顶盖的最佳位置中。在同一个行驶机构具有两个集电器的多系统车辆中尤其会出现以上问题。

另一个问题在于，集电器相对于相邻的不依赖电网电压的车辆部件的绝缘问题。因此，激活的(也就是在车辆竖向方向上向触线向外突出而与触线接触的)集电器在运转过程中必须相对于车辆顶部绝缘，这样才能保证集电器具有与触线相同的电网电压。

为了相对于车辆顶部绝缘，绝大多数的集电器被安装在支架绝缘体上，所述支架绝缘体的尺寸根据电网电压来确定。在使用交流电的轨道车辆中，集电器不可沉降地被固定在顶盖上，集电器在停止位置时也具有激活状态下的电网电压并且与相邻的(不依赖电网电压)的车辆部件保持例如为至少250mm的间距，从而可以得到足够的绝缘空气间隙。上述间距的大小通常取决于的额定电压以及电网状况，根据不同的车辆来确定间距的数值。

从空气动力学的角度来考虑，这种暴露的设计不适合于高速车辆。针对这种暴露的设计，必须要降低噪音，从而增加了成本。举例而言，在已知的轨道车辆(例如ICE 3)中，要通过会改变集电器环流条件的、附加的元件(气流偏导器等)才能降低上述噪音。

为了解决上述问题，已经公开了一系列的设计方案，在这些设计方案中，支承设备与非激活状态集电器的缩回的集电器单元可以在竖向方向上朝着车辆顶盖沉降至一停止位置。这种方案是可行的，这是因为集电器在非激活状态下，也就是不通电状态下，无须与相邻的车辆部件保持绝缘空气间隙。例如EP 1 075 980A1中公开了这种类型的设计，其中，支承设备通过绝缘体中的在车辆竖向方向上升降的升降缸可以在运转位置与停止位置之间移动。

JP 56153901 A中公开了另一种集电器设计方案。在此方案中，通过绝缘体将支承设备与集电器单元牢固地固定在一支架上。此支架可以借助由摇杆构成的、铰链在车身上的平行导轨在运转位置和停止位置之间移动，移动到停止位置时，支承设备完全沉入车身中，而集电器单元也大部分沉入车身中。此处，无论在运转位置还是在停止位置，支承设备和集电器单元在车辆纵向方向上基本处于同一横轴位置。

上述方案可以在空气动力学方面明显降低非激活状态集电器所发出的噪音。但是被激活的集电器仍然存在可能无法在车辆纵向方向上优化定位的问题。因此，通常无需较大结构空间的集电器(由于其沉入车身的停止位置)需要在车辆内部对其提供相对较大的结构空间。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种如前述类型的集电器设备和车辆，所述集电器设备和车辆完全货至少很大程度上消除了上述缺点，尤其是可以通过简单的方式在有利于空气动力学特性且结构空间需求小的条件下实现对激活的集电器单元优化纵向定位。

在如权利要求1的前序部分所述集电器设备方面，本发明用来达成上述目的的解决方案是权利要求1特征部分所给出的特征。

本发明的技术原理为：支承设备采取如下设计，在其从停止位置移动至运行位置时不仅具有一车辆竖向方向的抬升，而且向车辆纵向方向明显移动，因此，支承设备在运行位置就相对于停止位置移动了一段明显的纵向距离(即车辆纵向方向上的距离)，从而可以通过简单有效的方式在有利于空气动力学特性且结构空间需求小的条件下实现对激活的集电器单元进行优化纵向定位。因此，即使在车辆顶盖空间较小的情况下，集电器在激活状态下(也就是在支承设备处于运行位置且集电器单元突出时)也可被置入一个车辆纵向方向上的纵向位置，在所述纵向位置上第一电接触件至少于靠近行驶机构与车身之间的摆动轴。

尤其是(由于取得的抬升)可以实现，集电器在激活状态下(在纵向方向上)向布置在此区域中的其他车辆部件上方移动，直至与其之间形成有效的绝缘(例如通过适当的绝缘空气间隙或其他的绝缘介质)及/或这些部件的电压也同样升高，例如升高至触线的电网电压。这种必要的绝缘(也就是必要的间距)是根据集电器设备与所涉及的部件之间的电压差值来决定，其中，所述绝缘应该根据所涉及的最高额定电压要求来设定。

除上述优点之外，从空气动力学特性来考虑，这种类型的可沉降集电器在非激活的沉降状态下也具有优点。根据本发明的设计方案的优点在于，仅需相对较小的结构高度，所以也可使用在由于车辆本身高度较高致使可用竖直方向结构空间较小的车辆中。从而尤其可以尽可能地避免出现会影响车辆内室设计自由度的车顶瘪唐或凹陷。

纵向距离L优选应与抬升距离H为同一数量级。当然，为了能够在车辆纵向上取得行驶动力学上有利的纵向位置，纵向距离L也可以(必要时甚至可以明显地)大于抬升距离H。

因此，本发明的第一方面涉及一种用于布置在车辆上的，特别是布置在轨道车辆上的集电器设备，所述集电器设备具有一集电器单元、一支承设备以及一沉降设备，其中，所述集电器单元具有用于在集电器单元被激活时与一触线接触的至少一第一电接触件。支承设备支撑集电器单元，支承设备自身可以通过绝缘设备支撑在车辆顶盖上。沉降设备与支承设备相连，因此支承设备可以在车辆的竖直方向上在一个远离顶盖的运转位置与一个靠近顶盖的停止位置之间移动，其中，支承设备的运行位置和停止位置在车辆的竖直高度方向上间隔着一个抬升距离H。沉降设备的设计方式为，支承设备的运行位置与停止位置之间在车辆的纵向方向上间隔着一纵向距离L，其中，所述纵向距离L至少为抬升距离H的30％，优选至少为抬升距离H的70％，更为优选至少为抬升距离H的90％。

纵向距离L优选至少为抬升距离H的40％，更为优选至少为抬升距离H的50％，这样可以取得尤其有利的形式。纵向距离L甚至可以如上文所述大于抬升距离H，尤其是可以为抬升距离的200％或更多。尤其有利且简单易行的设计方案为，纵向距离L为抬升距离H的80％至100％，更为优选为抬升距离H的90％至100％。尤其可以通过简单的运动摇杆及/或用于沉降设备的小型附加驱动设备来实现上述方案。

沉降设备原则上可以布置在车辆车身结构与支承设备之间的运动性链条中的任意一个适合的位置上。举例而言，沉降设备可以在运动串联地布置在车身结构与绝缘设备之间。沉降设备优选在运动串联地地布置在绝缘设备与支承设备之间，这样支承设备就可以实现尤为紧凑的构造。因此，沉降设备优选具有一用于在停止位置与运行位置之间导引支承设备的导引单元，其中，导引单元运动串联地连接在绝缘设备与支承设备之间。

为了能够使支承设备在停止位置与运行位置之间根据需要进行移动，沉降设备原则上可以以任意适合的方式进行构建。沉降设备优选具有一用于在停止位置与运行位置之间导引支承设备的导引单元。所述导引单元具有至少一与支承设备相连的用于导引支承设备的导引件，其中，所述导引件建构为可摇摆的摇杆件或连杆件。从而可以实现结构简单却可以有效运转的配置。

此处需要说明的是，导引单元可能仅具有布置在车身与支承设备之间的一个唯一的导引件。导引单元通常具有多个布置在支承设备的各个导引位置上的导引件，从而可以稳固地支撑支承设备。

简单的运动摇杆式设计的特征在于，可以取得尤为良好的牢固度以及特别小的摩擦和干扰。尤其有效的形式为，在车身结构与支承设备之间各有关导引位置上仅设置唯一的简单摇杆，通过所述摇杆可以实现简单的、圆弧状的导引运动。从而可以使支承设备在停止位置与运行位置之间实现复杂的运动过程。

与此相反，使用连杆件作为导引件的连杆导引式设计，可以以尤其简单的形式来实现，在保证同等牢固度以及更低的摩擦和干扰情况下实现复杂的运动过程及/或在最小的运动空间实现内较大的纵向距离。

如上文所述，单独的导引件足以确保导引支承设备在停止位置与运行位置之间的运动。导引单元优选具有至少三个导引件，从而可以以简单的形式实现对支承设备的稳固支撑。更为优选的形式为，为支承设备设置四个呈四边形布置的导引件，这种形式尤其能够防止倾覆和扭转。优选形式为，稳固地支撑导引件，且导引件不共线布置。

由于支承设备与集电器单元可采取不同的布置形式，尤其是考虑到其自身稳固性，支承设备自身也可以承担在导引单元的一第一导引件与一第二导引件之间进行运动连接的功能。其优点在于，无须设置用于运动连接的附加部件。在根据本发明的另一优选实施方式中，设置了与第一导引件及第二导引件相连的连接设备。所述连接设备的设置是为了在第一导引件的第一导引运动与第二导引件的第二导引运动之间取得可预先规定的相互联系。所述两个导引运动之间的可预先规定的相互联系可以涉及任意一种预期的相互联系(例如两个运动之间的任意一种预期的相互转化)。

停止位置与运行位置之间运动过程的这种可预先规定的相互联系可以为恒定(举例而言，运动转化率恒定)。而这种可预先规定的相互联系同样可以至少部分地通过运动过程来发生变化(举例而言，运动转换率通过运动过程而发生改变)。

在本发明的一种尤其结构简单的方案中，连接设备尤其设计为用于使第一导引件与第二导引件进行同步导引运动。举例而言，如果两个导引件为简单的摇杆，那么通过可以实现同步运动的(或者至少为支持同步运动的)一简单的连接轴或通过一简单的连接杆将两者相连。

如上文所述，导引单元原则上可以在停止位置与运行位置之间产生任意适合的和预期的(在此空间中的)运动过程。在本发明的尤其简单而稳固设计方案中，以平行导引的形式来建构导引单元。

沉降设备优选具有一用于使支承设备产生在停止位置与运行位置之间运动的驱动单元。所述驱动单元原则上在车身结构与导引设备之间作用。驱动单元也可以纯内部式地在沉降设备的部件之间作用。驱动单元也可以在导引设备与支承设备及/或集电器单元之间作用。

在本发明的有利设计方案中，驱动单元既可以通过绝缘设备支撑在车辆顶盖或车身结构的绝缘设备上，同时又可以(额外的或可选择性的)与支承设备相连。由于驱动单元有至少一铰链点不触及导引设备，所以导引设备的就可以采取尤为简单的结构。

原则上可以通过任意适合的方式来控制停止位置与运行位置之间的运动。举例而言，可以通过一或多个不间断的或可持续的挡板来界定两个位置之间的至少一者。在另一有利设计方案中，沉降设备具有一用于测定反映支承设备位置的测定数据的传感器单元，以及一与所述传感器单元相连的、用于依据测定数据值来控制驱动单元的控制设备。也可以测定是否到达相关位置的数据，从而例如开始减少或中断对驱动设备的能源输送以及在需要情况下将支承设备闭锁在相关的位置中。

原则上可以通过任意适合的方式来将集电器设备与在支承设备处于停止位置时被供给能源的车辆部件之间的电连接进行断开。可以设置一个由相应的控制设备来控制的单独的开关件，从而可以确保在到达相关位置时断开或接通电连接。

在根据本发明的集电器设备的优选设计方案中设置了一第二电接触件，其可与第一电接触件进行可导电式的连接，其中，所述第二电接触件固定在集电器单元或支承设备上，所述第二电接触件一方面在支承设备处于停止位置时与一个基本牢固地与车辆顶盖相连的第三电接触件断开，而所述第二电接触件另一方面在支承设备移至运行位置时与所述第三电接触件啮合。换而言之，从而可以以简单的方式(尤其是不进行单独的控制)就可以仅仅通过支承设备的运动来接通及断开集电器单元与待供给能源的车辆部件之间的导电连接。

如上文所述，必须确保处于激活状态集电器设备相对于处于其他电压水平(不同于触线的电网电压)的车辆设备有效绝缘。优选通过保持适当的绝缘空气间隙来实现上述有效绝缘。因此，抬升距离H及/或纵向距离L的尺寸设定原则为，确保支承设备和集电器单元在运行位置时与电压水平不同于触线电压的车辆部件之间保持足够容纳所述可预先规定的绝缘空气间隙的安全距离。

支承设备原则上仅可具有唯一的一个运行位置。但是为了适应(例如各种公路网)不同的情况，也可以设定多个运行位置。优选可采取如下设计，第一运行位置的第一抬升距离H₁为最高值，沉降设备具有一闭锁设备，通过所述闭锁设备可将支承设备闭锁在第一运行位置及/或停止位置及/或至少一第二运行位置中，其中，第二运行位置的第二抬升距离H₂小于第一抬升距离H₁。

本发明还涉及一种用于车辆的，尤其是用于有轨车辆的，集电器设备的支承设备，所述支承设备具有根据本发明所述的集电器设备的支承设备在上文中所述的特征。所以，上文所述的设计方案及有点也可以在此实现，所述支承设备也可以使用于上述实施方式中。

本发明还涉及一种车辆，尤其是轨道车辆，其具有支撑在行驶机构上的车身，其中，至少一根据本发明的集电器设备布置在所述车身的顶盖区域中。所以，上文所述的设计方案及有点也可以在此实现，所述支承设备也可以使用于上述实施方式中。

在根据本发明的车辆的优选设计方案中，行驶机构通过一行驶机构连接器围绕着在竖直方向上延伸的摆动轴可摆动地铰链在车身上。至少一集电器设备布置在摆动轴区域中，其中，沉降设备优选采取如下设计，与在停止位置时相比，在运行位置时第一电接触件在车辆纵向方向上更加靠近摆动轴。因此，可以如上文所述，在移至运行位置时使集电器单元有利地靠近摆动轴。

尤其有利的设计为，除根据本发明的一第一集电器设备以外，在车辆的车身顶盖区域中(尤其是与第一集电器设备直接相邻的位置)布置一第二集电器设备。由于在移至运行位置时集电器单元可以靠近摆动轴，所以两个集电器单元可以取得有利的运行位置。

尤其有利的做法为，将所述第二集电器设备设计为根据本发明的集电器设备。第二集电器设备优选设计为，第二集电器设备的支承设备在从运行位置移动至停止位置时会经过的纵向距离L₂正好与第一集电器设备的支承设备的纵向距离L₁方向相反。从而可以使(被激活的)集电器单元靠近摆动轴。

附图说明

本发明的其它优选实施方案参见从属权利要求和下文联系附图所说明的优选实施例。其中：

图1为一根据本发明的车辆的优选实施方式的侧视图，所述车辆的集电器设备采用了根据本发明的优选实施方案；

图2为图1所示集电器设备处于非激活和缩回状态的截面图(沿图3中的直线II-II)；

图3为图1所示车辆一个部分的俯视图；

图4为图2所示集电器设备的动态视图；

图5为根据本发明的集电器设备的另一优选实施方式的一部分的截面图；

图6为根据本发明的集电器设备的另一优选实施方式的一部分的截面图。

具体实施方式

第一实施例

下面参照图1至图4对本发明车辆的第一优选实施例进行说明，本发明的车辆形式为轨道车辆101，具有车辆纵轴101.1。

为方便理解，各图中都给出了一个车辆坐标系x、y、z，其中，x坐标表示轨道车辆101的纵向，y坐标表示轨道车辆101的横向，z坐标表示轨道车辆101的竖向。

图1为车辆101一部分的侧视图。车辆101包括车身102，该车身在其两末端区域内分别支承在(未示出的)行驶机构上。车身102和行驶机构之间的连接形式为，在弯道行驶时，车身102和行驶机构可以围绕着在车辆竖向上延伸的摆动轴103相互摆动。当然，本发明也可以采用车身仅支承在一个行走机构上的其他配置。

车辆101涉及所谓的多系统车辆，可以通过一第一列车电网的触线104来对其输送电能。因此，在车身102的顶盖102.1中布置了一第一集电器设备105，其在激活状态下与触线104接触(如图1中虚线部分105.1所示)。

在触线104供给具有第一频率的第一电网电压时，同时可以从一第二列车电网向车辆101输送电能，其中，第二列车电网的电网电压水平及/或电压频率与第一列车电网不相同。因此，在车身102的顶盖102.1中布置了一第二集电器设备106，其在从第二列车电网供电时被激活以替代第一集电器设备105(与所属的触线接触)。

第一集电器设备105包括一集电器单元107、一支承设备108以及一沉降设备109。集电器单元107支撑在支承设备108上，支承设备108自身可以通过沉降设备109和绝缘设备110支撑在车辆顶盖102.1上。

在本实施方式中，集电器单元107设计为常规的、所谓的半剪刀单元，尤其为所谓的单柄单元。当然也可以使用其他形状的集电器单元。(图1至图3中显示为突出状态的)集电器单元107具有形状为集电器跷杆107.1的一第一电接触件，集电器单元107通过集电器跷杆107.1在突出或激活状态下与触线104接触(参见虚线部分105.1)。这种集电器单元及其工作原理都已为人熟知，在此不再详细介绍。

在本实施方式中，支承设备的形状设计为简单廉价的支架108。当然，在本发明的其他方案中也可以为支承设备选择任意其他更为复杂或简单的结构。但是支承设备尤其不得为单体式，其在必要时也可具有多个部分组成的结构。

沉降设备109运动连续地布置在绝缘设备与支架108之间，这种布置方式的作用在于(至少在集电器设备105处于激活状态时)确保支架108与车辆顶盖102.1之间无导电连接。因此，绝缘设备具有4个支撑点，其形状为采取常规设计的绝缘体110.1至110.4，其中，每个绝缘体110.1至110.4的下末端均固定在车辆顶盖102.1上，而其上末端与沉降设备109相连。绝缘体110.1至110.4不共线，也就是，成对地布置在(车辆纵轴101.1所具有的)纵向中心平面的两侧，(在车辆纵向方向上)成对地布置在相同的纵向位置上。

当然，在本发明的其他方案中也可以为沉降设备配位任意其他个数的绝缘体或支撑点。为了能够对沉降设备进行稳固有效地支撑，优选设置至少3个绝缘体或支撑点。

沉降设备109的作用为，使支架108(以及从而使支撑在支架108上的集电器单元107)在图1所示的在竖向(z方向)上远离顶盖102.1或被抬升的运行位置与图2所示的在竖向上靠近顶盖102.1或被沉降的停止位置之间移动。使用4个绝缘体110.1至110.4的设计的优点在于，可以简单地使支架108与集电器单元107共同在4个绝缘体110.1至110.4之间沉降，从而在处于停止位置时形成一种紧凑的布置形式。

沉降设备109采取如下设计，在处于被提升的工作位置时(至少在集电器单元突出时)，集电器单元107、支架108和沉降设备109的每个点均与车辆顶盖102.1以及可能布置在其上的(未显示的)车辆101的部件保持间距，此间距是为了形成足够的绝缘气隙。当然，必要的绝缘气隙或最小间距可以根据(集电器单元107上的)电网电压与车辆顶盖102.1及布置在其上的部件的电压之间的电压差值来确定。此电压差值越大，绝缘气隙当然就必须越大，从而避免发生电压击穿。

沉降设备109还设计为，使非激活的集电器设备105，尤其是处于停止位置的(缩回的)集电器单元107(在竖向上)尽可能地靠近车辆顶盖，从而在空气动力学方面(尤其是对高速时产生的噪音控制方面)取得有利的形式。

如图2和图4所示，沉降设备109最终被设计为，支架108在从(未显示的)停止位置移至运行位置时(通过虚线部分111来表示)，既要经历车辆101竖向(z方向)上的抬升距离H₁，又要在车辆101纵向(x方向)上明显运动。

因此，相对于停止位置，支架108在运行位置时在车辆纵向(x方向)上移动了一个明显的纵向距离L₁。在本实施方式中，纵向距离L₁与抬升距离H₁处于相同数量级。准确的说，也就是在本实施方式中，纵向距离L₁基本为抬升距离H₁的100％。

所以，集电器设备105在车辆顶盖102.1空间较小(特别是由于相邻的第二集电器设备106)的情况下也可以在激活状态下(也就是支架108位于运行位置且近电器单元107突出时)被置于车辆101纵向(x方向)上的一个纵向位置上，在此纵向位置上集电器跷杆107.1靠近行驶机构与车身102之间的摆动轴103。如上文所述，上述形式具有行驶动力学方面的优点，这是由于：在车身102偏离行驶机构时，例如在车辆转弯时，集电器跷杆107.1仅会在车辆横向(y方向)上有限地脱离轨道中央。

沉降设备109的优选设计方案为，支架108在车辆纵向上在停止位置与运行位置之间位移较大，从而可以在(处于非激活状态下)空间需求小的情况下使集电器单元107(在激活状态下)获得有利于空气动力学特性的有利纵向位置。

在本实施例中，沉降设备109的导引单元112进行简单的平行导引，其运动串联地连接在绝缘设备110与支架108之间，并且在支架108在停止位置与运行位置之间运动时在一简单的环形轨道上导引支架108。

此处，导引单元112的4个导引件为摇杆112.1至112.4，每个摇杆112.1至112.4均有一个末端(围绕在车辆横向上延伸的第一摆动轴)可摆动地与绝缘体110.1至110.4中的一者相连。而每个摇杆112.1至112.4另一末端(围绕同样在车辆横向上延伸的第二摆动轴)可摆动地与支架108相连。

绝缘体110.1至110.4和摇杆112.1至112.4的布置形式为，一方面，两个前摇杆112.1和112.4的第一摆动轴与两个前摇杆112.1和112.4的第二摆动轴相互对齐。同时，两个后摇杆112.2和112.3的第一摆动轴与两个后摇杆112.2和112.3的第二摆动轴相互对齐。此外，第一摆动轴与第二摆动轴的布置形式为，两者在垂直于车辆横向(y方向)的平面中构成一平行四边形，从而能够对支架108进行平行导引。

为了使支架108与固定在其上的集电器单元107共同在停止位置与运行位置之间移动，沉降涩北109还具有一形式为线性驱动机113的驱动单元，其作用于支架108与第一摇杆112.1之间。可以以任意适合的方式来建构线性驱动机113。在本实施例中建构为简单的气动活塞缸装置。当然，在本发明的其他设计方案中也可以补充性或附加性地使用任意其他的作用原理(液压式，电力式、电机式等)及/或作用运动(旋转)，即可以单独使用又可以相互组合使用。

尤其参见图4所示，线性驱动机113的纵向位置变化造成支架108与第一摇杆112.1之间所成角度的改变。如果线性驱动机113驶出了，那么(通过由摇杆112.1至112.4实现的平行导引)就会造成摇杆112.1至112.4的同步摇摆，从而将支架108抬升至运行位置(如虚线部分111所示)。

线性驱动机113的这种单侧布置形式可能会造成支架108发生扭转、不均匀形变以及导致沉降设备不均匀运动，为了避免上述情况，在本实施例中为连接设备114配备两个连接件114.1和114.2。因此，第一摇杆112.1和第二摇杆112.2可以通过一连接杆114.1相连(其连接必须确保可实现平行导引)，而第一摇杆112.1和第四摇杆112.4通过连接轴114.2抗扭转地相连，连接轴114.2的纵轴与第二摆动轴对齐。

当然，在本发明的其他设计方案中，尤其可以通过摇杆可运动性和布置方式以及提高支承设备及其他沉降设备部件的刚性，达到无需使用上述连接设备的目的。在支架及其他沉降设备部件的具有足够刚性时，连接杆114.1及/或连接轴114.2也无需使用。也可以设置多个可以同步化的驱动单元，从而不免支承设备发生不期望出现的形变。驱动单元也可以啮合在一个可以确保负载均匀地被导入支承设备的位置上(例如在支承设备的对称轴区域内)，从而可以(至少很大程度地)避免支承设备发生与期望出现的不均匀形变。

如图4所示，驱动设备也可以啮合在集电器设备105的任意其他位置上。举例而言，驱动单元可以作用于车身结构与导引设备之间(如图4中线点部分115所示)。驱动单元可以纯内部式地在沉降设备的部件之间作用。驱动单元也可以在导引设备与支承设备及/或集电器单元之间作用。

原则上可以通过任意适合的方式来控制停止位置与运行位置之间的运动。举例而言，可以通过一或多个常设的或可激活的挡板来界定两个位置之间的至少一者。

在本实施例中，沉降设备109具有一用于测定反映支架108的运行位置和停止位置的测定数据的传感器单元115，以及一与传感器单元115相连的、用于依据测定数据值来控制驱动单元的控制设备113。也可以测定是否到达相关位置的数据，从而例如开始减少或中断对驱动设备的能源输送以及在需要情况下将支架108闭锁在相关的位置中。

可以使用任意可以以适当方式来测定支架108位置的传感器来作为传感器单元115。优选使用非接触式传感器，此类型的传感器可以以简单的方式解决电绝缘的问题。在本发明的其他设计方案中也可以使用具有电绝缘的空气导线的气动开关或可以确保相对于车辆顶盖102.1电绝缘的类似设备。

在本实施例中，为了使沉降设备能适应(例如各种公路网)不同的情况，也可以将支架108闭锁在多个不同的运行位置。因此，图4中图形111所示的运行位置为一第一运行位置，此第一运行位置的第一抬升距离H₁为最高值，第一纵向距离L₁也为最高值。如果通过传感器单元115来测定到已经到达第一运行位置，就通过控制设备116将支架108闭锁在这个位置中。也可以将支架108闭锁在图4中以线-双点来表示的图形117中的第二运行位置中。支架108处于第二运行位置中的第二抬升距离H₂和第二纵向距离L₂分别小于第一抬升距离H₁和第一纵向距离L₁。

如图3所示，通过一第二电接触件118和一第三电接触件119来接通及断开集电器设备与被供给能源的车辆101部件之间的电连接.第二电接触件118可导电地与集电器跷杆107.1相连，而第三电接触件119既可导电地与被供给能源的车辆101部件相连，又电绝缘地通过绝缘设备110的另一绝缘体110.5支撑在车辆顶盖102.1的结构上。

第二电接触件118在支架108上的布置形式为，支架108处于停止位置时(参见图3)第二电接触件118与第三电接触件断开，而当支承设备移至运行位置时(参见虚线部分111)第二电接触件118与第三电接触件119啮合。换而言之，以简单的方式(尤其是不通过开关或其他设备进行单独的控制)就可以仅仅通过支架108的运动来接通及断开集电器单元107与待供给能源的车辆101部件之间的导电连接。

第二集电器设备106可以与第一集电器设备105采用相同的设计，可以参照上文所述的第一集电器设备105的各种实施形式。第一集电器设备105和第二集电器设备106可以相互旋转180°布置，从而可以使两者的集电器跷杆106.1与107.1既互相靠近，又靠近摆动轴103。因此，两个支架108在抬升或沉降时会经过方向正好相反的纵向距离L₁和L₃，这就造成，两个支架108在抬升时相互靠近，而在沉降时相互远离。

可以将两个集电器设备105，106同时激活和沉降，而在本实施例中仅可将两者中的一者激活，其中，集电器跷杆105.1或106.1在摆动轴103的区域中接触触线104，这两种情况均可实现集电器跷杆105.1和106.1的有利布置形式。

第二实施例

图5中显示了根据本发明的车辆201的另一优选实施方案，车辆201采用了根据本发明的集电器设备205的另一优选实施方案。集电器设备205的基本设计和功能原理与图1至图4中的集电器设备105相同，因此以下只说明不同之处。相同组件用同样的元件符号表示，同类组件的元件符号用增加100的数字加以区分。这些组件的特征、功能和优点参见上文所述的第一实施例中的实施方式，实施方式不同者除外。

与图1至图4所示实施方案的不同之处在于沉降设备209的设计，尤其为导引单元212的设计。在本实施例中不再设计为摇杆机构，而是设计为连杆导引件212。因此，为了替代摇杆112.1至112.4，导引导员212具有稳固地固定支架108上的4个相同构造的导引件212.5。

每个导引件212.5均具有一导引槽212.6，导引槽212.6在车辆201竖向(z方向)上和纵向(x方向)上逐步延展。在车辆201横向(y方向)上延展的导引销212.7与导引槽212.6咬合。各导引销212.7分别固定在(图5中仅显示其纵轴的)绝缘体110.1至110.4中的一者上，从而可以确保导引单元212相对于车辆顶盖102.1电绝缘。

支架108借助一线性驱动机213在车辆201的纵向上引动。因此，线性驱动机213通过绝缘设备110的另一绝缘体110.6电绝缘地支撑在车辆顶盖102.1上。

导引槽212.6的行程可设计为，支架108在车辆201纵向移动一个纵向距离L的同时，也在车辆201的竖向上移动了一个抬升距离W。纵向距离在本实施例中约为抬升距离H的400％。当然，在本发明的其他设计方案中，纵向距离L与抬升距离H也可以为任意其他的比例。

因为此纵向距离L较大，所以必须在车辆201纵向上具有足够的距离。尤其可行的方式为，在移至被抬升的状态时通过车辆顶盖201上相邻的(可能为相对于集电器设备205绝缘的)部件推动集电器设备205，可参见图5中虚线部分所示。

可以通过任意方式来对导引槽212.6的倾斜及/或扭曲进行调校，支架108从而可以实现在图5所示的运行位置与图5中虚线部分所示的停止位置之间的任意预期的运动过程。

导引槽212.6的末端所采取的设计应保证导引槽轴212.8平行于车辆201纵向延伸。其优点在于，无需耗费其他能量，即可以简单的方式在车辆201的竖向上闭锁支架108。

仅在必要时才须在车辆201纵向上闭锁支架108。这例如可以通过闭锁线性驱动机213来实现。也可以额外地或选择性地通过导引槽的相应设计将导引销开在一个固定位置上，从而闭锁支架。当然，既可以在导引槽的两个末端上实行上述闭锁，又可以在这两个末端之间的一或多个任意中间位置上实行闭锁。

由于导引件212.5的结构都相同，所以在本实施例中在运行位置与停止位置之间移动时可以对支架108进行平行推移。当然，在本发明的其他设计方案中，各导引槽也可以采用其他不同结构，支架从而除平移外还需要至少逐步地进行旋转，下文将在第三实施例中对此情况进行描述。

第三实施例

图6中显示了根据本发明的车辆301的另一优选实施方案，车辆301采用了根据本发明的集电器设备305的另一优选实施方案。集电器设备305的基本设计和功能原理与图5中的集电器设备205相同，因此以下只说明不同之处。相同组件用同样的元件符号表示，同类组件的元件符号用增加100的数字加以区分。这些组件的特征、功能和优点参见上文所述的第一实施例和第二实施例中的实施方式，实施方式不同者除外。

与图5所示实施方案的不同之处在于沉降设备309的设计，尤其为导引单元312的设计。导引单元312在本实施例中的设计方案为，，导引件312.5(与图6中仅显示其导引槽轴312.8的导引槽312.6)稳固地固定在绝缘体110.1至110.4上，而导引销312.7固定在支架108上。

与图5所示的实施方式的另一区别为，各个导引件312.5的结构不完全相同，而在在导引槽312.6的行程方面存在相互区别，因此，支架108在所述的运行位置与(点部分322所示的)停止位置之间移动时，除平移外还需要至少逐步地进行旋转，可参见图6中虚线部分323所示。换而言之，可以在坚固度较高、以及磨损及干扰较少的情况下以最小的运动空间实现复杂的运动过程和长距离纵向距离。

以上仅仅是本发明应用于轨道车辆的实施例。当然，本发明也可应用于任意类型的其它车辆。

Claims (15)

1.一种用于布置在车辆上的，特别是布置在轨道车辆上的集电器设备，其包括：

一集电器单元(107)，

一支承设备(108)以及

一沉降设备(109)，其中，

所述集电器单元(107)具有用于在集电器单元(107)被激活时与一触线(104)接触的至少一第一电接触件(107.1)，

所述支承设备(108)支撑所述集电器单元(107)，所述支承设备(108)本身可以通过一绝缘设备(110)支撑在车辆顶盖(102.1)上，

所述沉降设备(109)与所述支承设备(108)相连，因此所述支承设备(108)可以在车辆的竖向方向上在一个远离所述顶盖(102.1)的运转位置与一个靠近所述顶盖(102.1)的停止位置之间移动，

所述支承设备(108)的运行位置和停止位置在车辆的竖向方向上间隔着一个抬升距离H，

其特征在于，

所述沉降设备(109)的设计方式为，所述支承设备的运行位置与停止位置之间在车辆的纵向方向上间隔着一纵向距离L，其中，

所述纵向距离L至少为所述抬升距离H的30％，优选至少为所述抬升距离H的70％，更为优选至少为所述抬升距离H的90％。

2.如权利要求1所述的集电器设备，其特征在于，

所述纵向距离L为所述抬升距离H的80％至100％，优选为所述抬升距离H的90％至100％。

3.如权利要求1或2所述的集电器设备，其特征在于，

所述沉降设备(109)具有一用于在停止位置与运行位置之间导所述引支承设备(108)的导引单元(112；212；312)，其中，

所述导引单元(112；212；312)运动串联地连接在所述绝缘设备(110)与支承设备(108)之间。

4.如上述权利要求中任一项所述的集电器设备，其特征在于，

所述沉降设备(109)具有一用于在停止位置与运行位置之间导所述引支承设备的导引单元(112；212；312)，以及，

所述导引单元(112；212；312)具有至少一与所述支承设备(108)相连的用于导引支承设备的导引件(112.1至112.4；212.6，212.7；312.6，312.7)，其中，

所述导引件建构为可摇摆的摇杆件(112.1至112.4)或连杆件(212.6，212.7；312.6，312.7)。

5.如上述权利要求4所述的集电器设备，其特征在于，

所述导引单元(112；212；312)具有至少3个所述导引件(112.1至112.4；212.6，212.7；312.6，312.7)，优选为4个所述导引件(112.1至112.4；212.6，212.7；312.6，312.7)，其中，

所述导引件(112.1至112.4；212.6，212.7；312.6，312.7)尤其不得共线布置。

6.如上述权利要求4或5所述的车辆，其特征在于，

所述导引单元(112)具有一第一导引件(112.1)、一第二导引件(112.2，112.3)以及一连接设备(114)，其中，

所述连接设备(114)与所述第一导引件(112.1)及所述第二导引件(112.2，112.3)，以及，

所述连接设备(114)的设置是为了在所述第一导引件(112.1)的第一导引运动与所述第二导引件(112.2，112.3)的第二导引运动之间取得可预先规定的相互联系，尤其是为了使所述第一第一导引件(112.1)与所述第二导引件(112.2，112.3)进行同步导引运动。

7.如上述权利要求中任一项所述的集电器设备，其特征在于，

所述沉降设备(109)具有一用于在停止位置与运行位置之间导所述引支承设备(108)的导引单元(112；212)，其中，

所述导引单元(112；212)建构为平行导引件的类型。

8.如上述权利要求中任一项所述的集电器设备，其特征在于，

所述沉降设备(109)具有一用于使所述支承设备(108)产生在停止位置与运行位置之间运动的驱动单元(113；213；313)，其中，

所述驱动单元(113；213；313)尤其可通过所述绝缘设备(110)支撑在所述车辆顶盖(102.1)上，及/或与所述支承设备(108)相连，

及/或

所述沉降设备(109)尤其具有一用于测定反映所述支承设备(108)位置的测定数据的传感器单元(115)，以及一与所述传感器单元(115)相连的、用于依据测定数据值来控制所述驱动单元(113；213；313)的控制设备。

9.如上述权利要求中任一项所述的集电器设备，其特征在于，

设置了一第二电接触件(118)，其可与所述第一电接触件(107.1)进行可导电式的连接，其中，

所述第二电接触件(118)固定在所述集电器单元(107)或支承设备(108)上，

所述第二电接触件(118)在所述支承设备(108)处于停止位置时与一个基本牢固地与所述车辆顶盖(102.1)相连的第三电接触件(119)断开，以及

所述第二电接触件(118)在所述支承设备(108)移至运行位置时与所述第三电接触件(119)啮合。

10.如上述权利要求中任一项所述的集电器设备，其特征在于，

所述抬升距离H及/或纵向距离L的尺寸设定原则为，确保所述支承设备(108)和所述集电器单元(107)在运行位置时与电压水平不同于所述触线(104)电压的车辆部件之间保持足够容纳所述可预先规定的绝缘空气间隙的安全距离。

11.如上述权利要求中任一项所述的集电器设备，其特征在于，

所述第一运行位置的第一抬升距离H₁为最高值，以及，

所述沉降设备(109)具有一闭锁设备，通过所述闭锁设备(109)可将所述支承设备(108)闭锁在第一运行位置及/或停止位置及/或至少一第二运行位置中，其中，

第二运行位置的第二抬升距离H₂小于第一抬升距离H₁。

12.一种车辆(尤其是轨道车辆)集电器设备的支承设备，其特征在于，

其被建构为如上述权利要求中任一项所述的集电器设备(105；205；305)的支承设备(108)。

13.一种车辆，尤其是轨道车辆，其具有，

其具有支撑在行驶机构上的车身(102)，

其特征在于，

至少一如权利要求1至11中任一项所述的集电器设备(105，106；205；305)布置在所述车身(102)的顶盖(102.1)区域中。

14.如权利要求13所述的车辆，其特征在于，

所述行驶机构通过一行驶机构连接器围绕着在竖向上延伸的摆动轴(103)可摆动地铰链在所述车身(102)上，以及，

至少一所述集电器设备(105，106；205；305)布置在所述摆动轴(103)区域中

沉降设备(109)尤其设计为，与在停止位置时相比，在运行位置时第一接触件(107.1)在车辆纵向方向上更加靠近所述摆动轴(103)。

15.如权利要求13或14所述的车辆，其特征在于，

集电器设备为一第一集电器设备(105；205；305)，以及，

在所述车身(102)的顶盖区域(102.1)中，尤其是与所述第一集电器设备(105；205；305)直接相邻的位置上，布置了一第二集电器设备(106)，

所述第二集电器设备(106)尤其设计为如权利要求1至11中任一项所述的集电器设备，所述第二集电器设备(106)尤其设计为，所述第二集电器设备(106)的支承设备在从运行位置移动至停止位置时会经过的纵向距离L₂正好与所述第一集电器设备(105；205；305)的支承设备(108)的纵向距离L₁方向相反。

Images