CN104859457A - 轨道交通工具受电弓 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通工具受电弓(1)，其包括下臂(8)、上臂(9)、导电装置，上臂(9)铰接到下臂(8)并且移动接触头(7)，上臂(9)在其一端固定至接触头(7)，导电装置在接触头(7)和安装在轨道交通工具的顶部中的一根或多根电源线之间，上臂(9)由复合材料制成且导电装置包括与上臂(9)不同的导电元件，该导电元件固定至接触头(7)，并且电连接至电源线或多根电源线。

Description

轨道交通工具受电弓

本发明大体上涉及轨道交通工具受电弓(rail vehicle pantograph)领域。

这些受电弓具有铰接架，铰接架可竖直移动以从悬链线收集向前移动轨道交通工具所需要的电流。

更具体地，铰接架配备有铰接至上臂的下臂。

上臂在第一端被固定至与悬链线接触的电流接触头。

上臂和下臂传导电流并且由金属制成。

上臂和下臂例如由铝或钢制成。

例如，在欧洲专利申请EP2457764和EP1219491中描述了这种受电弓。

仍然有需要减少这些臂的些许基本质量，而同时保持它们是空气动力学的。

在此背景下，本发明的目的是提出满足这种需要的轨道交通工具受电弓。

为此目的，轨道交通工具受电弓是值得注意的，因为上臂由复合材料制成，并且因为导电装置包括与上臂不同的导电元件，该导电元件固定至接触头，并电连接到电源线或多根电源线。

有利地，导电元件是稳定管，该稳定管防止接触头倾斜，并且电连接装置把稳定管连接至接触头的接触片。

导电装置可包括由导电材料制成的下臂，下臂通过电连接装置电连接至稳定管和电源线或多根电源线。

上臂可包括沿着上臂的长度的纵向部分，该纵向部分具有不同的横截面。

上臂可包括截头圆锥形的部分。

上臂可包括椭圆形横截面的部分，该椭圆的最长尺寸平行于接触头的纵向方向。

有利地，中间第二部分沿上臂的长度具有在椭圆的至少一个尺寸上的变化。

中间第二部分在第一长度上可以具有在椭圆的最短尺寸上的变化。

中间第二部分在第二长度上可以具有在椭圆的最大尺寸上的变化。

机械连接转向节由金属制成，并且可以具有用于连接到上臂的上连接部分，和用于连接到下臂的下连接部分。

下臂可铰接至机械连接转向节的两个凸缘。

上臂的下端可安装在上连接部分的螺纹端部件的上部上，上臂的下端被螺纹连接、粘结以及铆接至该端部件。

螺纹端部件可以包括增强部分。

该增强部分可以是截头圆锥形的，并且朝向下连接部分，其厚度可以增加。

下连杆铰接到机械连接转向节的下连接部分。

参考附图，根据在下文中通过完全非限制性指示由此给出的描述，本发明的其它特征和优点将变得非常明显，其中：

-图1描绘了根据本发明的受电弓的后透视图；

-图2a至图2c描绘了受电弓的上臂的从侧面看的视图、从上方看的视图、以及分解后透视图；

-图3a至图3h描绘了上臂的一个实施方案的纵截面图和横截面图；

-图4a和图4b示出了连接受电弓的上臂和下臂的转向节；

-图5a至图5d示出了在稳定管和下臂之间或在稳定管和接触头之间的连接的后透视图，从上方看的视图，从侧面看的视图和正向视图。

如图1所示，受电弓1包括底座2、铰接架3，铰接架3位于底座2的顶部，并且预期在大体上竖直的平面内移动。

底座2具有支架4、连接到气源的平衡缸5、电绝缘体6、阻尼器。

铰接架3配备有允许接触头7移动的铰接臂。

更具体地，铰接架3具有在机械连接转向节10处铰接到上臂9(其在图2a至图3h中示出)的下臂8。

在此特定实例中，下臂8固定至机械连接转向节10的两个凸缘11。

稳定管12由下部第一端连接到在下臂8与上臂9之间的连接部，并且由上部第二端连接到接触头7。

稳定管12可以具有大体上与上臂9的长度相当的长度，并且相对于轨道交通工具的顶部与上臂9位于相同的高度。

在此更具体地，然而这不是限制性的，稳定管12铰接到下臂8的凸耳。

接触头7还包括上端铰接轴13和弹簧箱(spring box)14，稳定管12经由其第二端连接至上端铰接轴13，弹簧箱14位于该铰接轴13上。

接触头7具有弓形件和触角16，弓形件包括大体上平行于铰接轴13并预期接触悬链线的一个或多个接触片15，触角16连接到弹簧箱14。

上臂9可以通过叉17连接到铰接轴13，如图2a至图2c中所示。

在接触头7和安装在轨道交通工具顶部中的一根或多根电源线之间存在导电装置并且在图1中示出。

根据本发明，上臂9由复合材料制成，并且导电装置包括与上臂9不同的导电元件，导电元件固定至接触头7并且直接或间接地电连接至电源线或多根电源线。

复合材料构成了被称为加强结构(通常纤维)的框架，该框架提供了机械强度并且具有被称为基质(通常由塑料诸如热塑性树脂或热固性树脂制成)的粘合剂，粘合剂为该结构提供内聚力并把负荷传送到加强结构。

这里可以使用任何类型的复合材料。

例如，有机基复合材料(OMC)、陶瓷基复合材料(CMC)和金属基复合材料(MMC)。

有利地，在本发明中，导电元件是稳定管12，稳定管12防止接触头7倾斜，从而通过使用受电弓1的现有结构使得有可能降低成本。

存在避免或限制作为电流导体的稳定管12热膨胀的各种可能的方式。

稳定管12可以被过度设计，例如，如果待沿着该管通过的是1000A的电流，则通过增加其厚度使其额定值为2000A的电流。

也可以在稳定管12中制作开口，以便冷却稳定管12。

导电的稳定管12也可以由与下臂8的导电材料相配的导电材料制成。

因此，本发明使得可以减少上臂9的重量，例如减少一半，同时由于使用可赋予所需形状的复合材料而赋予该臂空气动力学的形状，使得受电弓提供小的向前行驶的阻力是可能的。

因此，根据本发明的受电弓1允许动态的重量减轻，并且减小受电弓1在竖直运动时的惯性。

换言之，因为上臂9的运动被更好地控制，所以上臂9的运动较小和/或更快，受电弓1在其竖直运动时具有较小的惯性。

发生以下情况，被致动以便移动受电弓1并使受电弓1与悬链线接触的气动装置对受电弓1的上臂的更小和/或更快速的运动具有更好的控制，并且从而实现了弓形件与悬链线的较好接触以及弓形件抵靠悬链线的较好性能。

其次，由于质量较低，在发生冲击时，减小了由受电弓1传递到保持受电弓1的底座2的冲击力，并且这减少了底座2的磨损。

该受电弓1还使得符合顶部空间的有限占用是可能的。

在实施方案的没有示出的可选形式中，也将有可能存在围绕复合上臂9的、在复合上臂9中的或者相对于复合上臂9固定的导电管，而不使用作为电流导体的稳定管12。

也将有可能存在围绕复合上臂9的、在复合上臂9中的或者相对于复合上臂9固定的第一导电元件，而另外使用稳定管12作为第二导电元件，以便在两管之间分配电流。

第一电连接装置18把稳定管12连接至接触头7的接触片15，第一电连接装置18例如通过如图5a至图5d中所示的螺钉固定至接触片15。

在该实例中，这些电连接装置是在稳定管12和铰接轴13之间铰接之前定位的两根电缆。

有利地，导电装置包括由导电材料制成的下臂8，下臂8通过第二电连接装置19，在该实例中为两根电缆，电连接至稳定管12。

在该实例中，存在两根电缆，其通过螺钉被固定并且在下臂8和上臂9之间铰接之前位于下臂8上，并且在该铰接之后位于稳定管12上。

第三连接装置把下臂8连接至电源线或多根电源线。

在未示出的另一个实施方案中，下臂8可以由复合材料制成，这将使得有可能省掉电绝缘体6，并且导电装置可以包括第二导电元件，例如代替下臂8用于传导电流的管。

在未示出的另一个实施方案中，电连接装置例如电缆，作为下臂或第二导电元件的替代/除下臂或第二导电元件外，可直接连接至固定到接触头7的导电元件。

因为复合材料比金属弯曲更多，提供了复合上臂9的增强件或加强件。

该增强相对于上臂9的长度特别是横向的，由于所提供的负载，由于与拉紧的悬链线接触，上臂9在其运动的大体竖直的平面内具有弯曲倾向。

或者使用未示出的内部加强装置，如内部加强环或加强凹槽，和/或通过增加厚度，和/或凭借不同的横截面，这种增强可以在复合上臂9上进行。

有利地，例如，该复合上臂9可以包括具有不同的横截面的不同纵向部分。

此外，上臂9可以包括纵向部分，该纵向部分具有沿其长度L在横截面上的不同的变化。作为实施方案的一个可选形式，上臂9可以具有大体圆柱形的形状。

如果纵向部分具有不同的横截面，上臂9由此可以包括截头圆锥形的第一前部部分20，第一前部部分20通过圆形端部部分，通过螺纹连接、粘结和铆接连接到叉17。

该截头圆锥形状符合空气动力学并且减少了受电弓1周围的空气流动的阻力。

可构想出减少受电弓1周围的空气流动的阻力的任何空气动力学的形状，例如卵圆形或机翼形。

上臂9可以包括椭圆形横截面的中间第二部分21。

椭圆的最长尺寸或长轴平行于接触头7的纵向方向d，或换言之，横向于长度L。

在此，上臂9的横截面沿纵向方向L逐渐变化；特别是椭圆的长轴和短轴沿上臂9的长度随着越来越接近上臂9的第一前部部分20而减小。

更具体地，中间第二部分21在第一长度上在椭圆的短轴上具有变化。

然后，中间第二部分21在比第一长度更接近第一前部部分20的第二长度上在椭圆的长轴上具有变化。

将可构想出改变椭圆的其它方式。

上臂9包括圆形横截面的圆柱形的后部第三部分22。

该后部第三部分22连接到中间第二部分21并且经由其端部通过螺纹连接、粘结以及铆接被固定至由金属制成的机械连接转向节10。

机械连接转向节10因此具有用于连接到上臂9的上连接部分23，和用于连接到下臂8的下连接部分24。

更具体地，上臂9的下端安装在上连接部分23的螺纹端部件23a的上部，上臂9的下端被螺纹连接、粘结以及铆接至该端部件。

上连接部分23包括增强或加强部分23b。

该增强部分23b是截头圆锥形的并且朝向下连接部分24其厚度增加，直到横向管焊接到包括如在图4a中描绘的两个凸缘11的机械连接转向节的主体。

下连杆25铰接到机械连接转向节10的下连接部分。

机械连接转向节10包括两个侧向边框26和在其两个侧向边框26之间的板27，板27被洞穿有多个孔。

连接到机械连接转向节10以用于移动上臂9的下连杆25的上端铰接到侧向边框26，侧向边框26形成了下连接部分24的部分，如图1和图5a所示。

总之，根据本发明的受电弓1允许动态的重量减轻并且减小了受电弓1在竖直方向运动的惯性，而同时保持受电弓1是空气动力学的。

Claims (14)

1.一种轨道交通工具受电弓(1)，包括下臂(8)、由复合材料制成的上臂(9)、导电装置，所述上臂(9)铰接到所述下臂(8)并且移动接触头(7)，所述上臂(9)在其一端固定至所述接触头(7)，所述导电装置在所述接触头(7)和安装在所述轨道交通工具的顶部中的一根或多根电源线之间，

其特征在于，所述导电装置包括：

-导电元件，其包括与所述上臂(9)不同的稳定管(12)，所述稳定管(12)固定至所述接触头(7)，并防止所述接触头(7)倾斜，以及

-由导电材料制成的所述下臂(8)，所述下臂(8)通过电连接装置电连接至所述稳定管(12)和所述电源线或多根电源线。

2.根据权利要求1所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述电连接装置把所述稳定管(12)连接至所述接触头(7)的接触片(15)。

3.根据权利要求1和2中的一项所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述受电弓(1)包括由金属制成的机械连接转向节(10)，所述机械连接转向节(10)具有用于连接到所述上臂(9)的上连接部分(23)和用于连接到所述下臂(8)的下连接部分(24)。

4.根据权利要求3所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述上臂(9)的下端装配在所述上连接部分(23)的螺纹端部件(23a)的上部上，所述上臂(9)的下端被螺纹连接、粘结以及铆接至该端部件。

5.根据权利要求4所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述螺纹端部件(23a)包括增强部分(23b)。

6.根据权利要求5所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述增强部分(23b)是截头圆锥形的，并且朝向所述下连接部分(24)，所述增强部分(23b)的厚度增加。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述上臂(9)包括纵向部分，沿着所述上臂(9)的长度，所述纵向部分具有不同的横截面。

8.根据权利要求7所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述上臂(9)包括截头圆锥形第一部分和椭圆形横截面的中间第二部分(21)，椭圆的最长尺寸平行于所述接触头(7)的纵向方向(d)。

9.根据权利要求8所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述中间第二部分(21)沿着所述上臂(9)的长度具有在该椭圆的至少一个尺寸上的变化。

10.根据权利要求9所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述中间第二部分(21)在第一长度上具有在该椭圆的最短尺寸上的变化。

11.根据权利要求9和10中的一项所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述中间第二部分(21)在第二长度上具有在该椭圆的最大尺寸上的变化。

12.根据权利要求8至11中的一项所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述上臂(9)包括圆形的第三部分(22)。

13.根据权利要求1至6中的一项所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述上臂是大体上圆柱形的。

14.根据权利要求1至13中的一项所述的轨道交通工具受电弓(1)，其特征在于，所述导电元件被铰接至所述下臂(8)的凸耳。