CN1205062C - 电力拾取装置及相应的轨道车辆 - Google Patents

Abstract

一种电力拾取装置，包括一导电弓架和一导电弓架支承，导电弓架支承包括一静止底盘和一活动底盘，前者用于安装在轨道车辆的车顶上，后者承载导电弓架并与静止底盘相连，以在一静止位置的每一侧沿横向相对于静止底盘倾斜。活动底盘通过两个可倾斜的刚性横向支承件与静止底盘相连，每个可倾斜支承件一方面以两个纵向间隔开的点与静止底盘铰接，另一方面又以两个纵向间隔开的点与活动底盘铰接。本发明还涉及一种可倾斜的轨道车辆。

Description

电力拾取装置及相应的轨道车辆

本发明的主题是一种用于轨道车辆的包括一导电弓架(pantogaph)和一导电弓架支承的电力拾取装置。导电弓架支承包括一静止底盘和一活动底盘。其中的静止底盘用于安装在轨道车辆的车顶上，活动底盘承载着导电弓架并与静止底盘相连，以便能在一静止位置的每一侧沿横向相对于静止底盘倾斜。

特别是，本发明应用于一种倾斜轨道车辆。

这种轨道车辆被设计成这样，即在轨道线路的弯曲部分，车体会相对于它的转向架轴线发生横向倾斜。

如果在轨道车辆顶部安装一个用于从架空电线拾取电力的装置，那么就需要使导电弓架相对于车体进行横向倾斜，倾斜的方向与车体相对于其轴线倾斜的方向相反，从而限制导电弓架的集电弓相对于架空电线的接触线的横向移动。

这是因为如果在被称作倾斜补偿倾斜(tilt compensationinclination)的相反的方向上，导电弓架没有这种倾斜，那么集电弓相对于接触线的相对移动就会大到足够使接触线只与集电弓的绝缘部分接触，甚至会使接触线沿横向与集电弓间隔开，这会对架空线及导电弓架造成损害，尤其是当车体返回到它的静止位置时更会造成这种损害。

在文件EP-A-785，100中描述了上述类型的电力拾取装置，其中活动导电弓架支承底盘通过四连杆与静止底盘相连。在静止时，也就是说当没有倾斜补偿的时候，这些连杆的连接点沿横向形成向下聚合的梯形(trapezium)。活动底盘的横向移动使导电弓架相对于车体发生横向倾斜。

活动底盘的横向移动是通过一根或多根推杆来产生的，推杆横向推动活动底盘，这些推杆设置在导电弓支承件的一侧或两侧。一控制系统对推杆进行控制以便移动活动底盘，并为导电弓架提供倾斜补偿。

为了确保在活动底盘良好移动的同时又要限制不需要的平移和转动，适当地设置导向件，使活动底盘靠它滑动，并在活动底盘的每一侧安装一中间横向推杆。

因此，要使电力拾取装置正确运作，就需要一种复杂庞大的结构，这种结构会由于在构成耐磨部件的导向件上的磨擦而浪费机械能。

这种类型的电力拾取装置体积大，在不限制车厢内乘客所能获得的车身内部高度的情况下，势必阻碍轨道车辆符合尺寸大小的要求。

本发明的一个目的是提供一种上述类型的电力拾取装置，它允许活动底盘能被良好地导向，并且结构相对简单。

为了实现这个发明目的，本发明的主题就是上述类型的电力拾取装置，其特征在于该活动底盘通过两个可倾斜的刚性横向支承件与静止底盘相连，每个可倾斜支承件一方面在两个纵向间隔开的点与静止底盘铰接，另一方面在两个纵向间隔开的点与活动底盘铰接。

根据具体的实施例，该电力拾取装置可以包括一或多个下面的特征，对于下面的技术特征可单独设置或在技术上进行任何可行的组合：

-每个可倾斜支承件包括：一个叉臂(yoke)，该叉臂通过它的分支与静止底盘铰接；以及两个U形夹式安装座(clevis mounts)，它延伸叉臂的基底并与活动底盘铰接；

-每个可倾斜支承件具有一横断面，它的凹进部分朝向电力拾取装置的内侧；

-每个可倾斜支承件的U形夹式安装座与对应叉臂的分支大致垂直；

-当该电力拾取装置被安装到轨道车辆的车顶上时，并且当其活动底盘处于静止位置时，把可倾斜支承件铰接到活动底盘及静止底盘上的铰接点沿横向形成一个朝下会聚的梯形。

本发明的另一个主题是一种在车顶上安装有电力拾取装置的轨道车辆，其特征在于该电力拾取装置是上面所限定的装置。

通过阅读以下参照附图只是示例性给出的描述，可以更好地理解本发明，其中：

图1是立体示意图，表示根据本发明的轨道车辆的顶部；

图2是用于移动图1中车辆的电力拾取装置用的移动装置及导电弓架支承的零件分解透视示意图；

图3是一个放大的纵向剖面示意图，表示图1和图2中的移动装置和活动底盘之间的连接；

图4和图5是横向示意图，表示图1中的轨道车辆分别处于静止位置和倾斜位置。

图1表示一安装在倾斜轨道车辆3的车顶2上面的电力拾取装置1。在图1中仅用链线表示出了部分车顶2。

这种电力拾取装置1实质上包括：

-一导电弓架4，它本身包括一个铰接臂5，在上端配置了一个集电弓6，

-一导电弓架支承7，它本身包括一静止的第一底盘8和一活动的第二底盘9，

-用于移动活动底盘9的装置10。

为了清楚起见，在图1中对支承7的描述被简化了，但在图2中更详细地描述了它的结构。

静止底盘8包括一个大致呈矩形或方形的支架11和四个电绝缘体12，这四个电绝缘体12被安装在支架11下部的每个角上，每个角上各安装一个。静止底盘8通过电绝缘体12安装在车顶2上，电绝缘体12形成支脚，用于支承车顶2上的底盘8。绝缘体12使支架11与车顶2相间隔开。

活动底盘9的结构尺寸比支架11的尺寸小。活动底盘9被设置在静止底盘8的内侧，并通过两个倾斜的刚性支承件14与静止底盘8相连，其中这两个倾斜的刚性支承件14被设置在活动底盘9的每一侧。

每个支承件14包括：一U形部分15或叉臂，它的两个分支16在点17处与支架11的前缘18及后缘19相铰接；以及两个凸耳或U夹安装座20，它们垂直于分支16向下延伸叉臂15的基底21，并且在点22处与活动底盘9的一个侧缘相铰接。

因此，可倾斜支承件14相对于车辆3的纵向方向L具有一弯成曲柄状的横断面，其凹进部分朝向导电弓架支承7的内侧。

点17和22是绕平行于纵向方向L的轴的铰接点。

分支16上的铰接点17与同一可倾斜支承件14的凸耳20上的铰接点22分别沿纵向对准，即它们分别对准并且在车辆3的纵向方向L上相互间隔开。

图4表示车辆3的车体处于静止位置，也就是说处于非倾斜位置，因此，它的车顶2平行于其转向架轴的轴线，并且平行于车辆3所站轨道线的平面。在这个图中，假定轨道线的平面是水平的，且只表示出车辆3的车体和电力拾取装置1。因此，可倾斜支承件14与静止底盘8及活动底盘9的铰接点17和22沿横向形成一个向下会聚的等腰梯形，也就是说，朝轨道车辆的车顶2会聚。

应当注意到，为简单起见，在图4中可倾斜支承件14被表示成具有一个直的横向断面。

沿横向两个可倾斜支承件14的铰接点17之间的间距大约为870mm。沿横向两个可倾斜支承件14的铰接点22之间的间距大约为760mm。同一可倾斜支承件14的铰接点17和22的横向间距大约为280mm。可倾斜支承件14与静止底盘8的铰接点17位于车顶2之上540mm处。

通过用于形成两个横向间隔开的转动连接的可倾斜支承件14，活动底盘9能相对于静止底盘8在图4所示的静止位置的每一侧上发生横向倾斜，于是，使由铰接点17和22沿横向所形成的四边形发生了变形。

由于支承件14的刚性以及铰接点17和22的纵向间隔，因此，活动底盘9在倾斜移动过程中能被良好地导向，并且限制了不需要的转动和平移。

正如在图1和图2所能看到的那样，移动活动底盘9的装置10被设置在导电弓架支承7的前面(在图1和图2中的左侧)，并且包括一电动机26、减速齿轮27和一驱动臂28。

电动机26由一支承件29固定到轨道车辆3的车顶2上。它的输出轴平行于纵向方向L并朝向后侧，图中未示出该输出轴。该输出轴通过一个电绝缘体30与减速齿轮27相连。

减速齿轮27用法兰安装在静止底盘8的支架11的前缘18上。它的输出轴31(见图3)平行于纵向方向L，并从静止底盘8的前缘向后稍微延伸。

驱动臂28的上端33被固定到输出轴31上，从而在电动机26的作用下使臂28绕平行于纵向方向L的轴线X-X作横向转动。

驱动臂28的底端34后侧上面设有沿臂28的长度方向延伸的一椭圆形槽35。这条稍呈椭圆形的槽35把一个球36固定在一根连杆37上，该连杆37从活动底盘9的前缘39向前突出。球36和椭圆形槽35在驱动臂28与活动底盘9之间形成一种连接，这种连接允许相对于轴线X-X的转动和径向滑动。

如图4所示，臂28与活动底盘9的铰接点与球36相对应，该球36位于由铰接点17和22所形成的梯形的短底边的中间。因此，铰接点36沿横向位于铰接点22之间的中央，可倾斜支承件14绕着这些铰接点22被铰接到活动底盘9上。

同样，臂28转动时所绕的轴线X-X沿横向位于可倾斜支承件14铰接到静止底盘8上的铰接点17之间的中央。轴线X-X位于这些铰接点17的稍下方。然而，为了清楚起见，轴线X-X被表示在由铰接点17和22沿横向所形成的梯形的长底边上。

导电弓架4的臂5的下端以这样的方式与活动底盘9相连，即这种连接方式能沿横向对臂和活动底盘9进行固定。

因此，可倾斜支承件14沿横向被设置在导电弓架4的每一侧。

按照传统的方式，臂5在一个展开的集电位置和一个折叠的空间最小化位置之间可以变形，以便允许集电弓6在车顶2上能进行竖直平移。

在如图4中虚线所示的展开位置，导电弓架4的集电弓6的一个中央区域43压紧轨道车辆3上方的一组架空电线的一接触线44。

在折叠位置(见图1)，连接臂5的下部和上部的中间铰接45位于导电弓架支承7的后侧。

当轨道车辆3沿着轨道线的曲线部分运行时，车体和车顶2会沿横向朝轨道的弯曲中心倾斜α角，例如朝图5所示的左侧倾斜。

因此，电机26由图中未示出的控制单元控制，以使臂28在横向沿相反方向上转动，也就是说朝着图5中的右侧转动。于是，在驱动臂28的作用下，活动底盘9相对于静止底盘8横向移动，从而使导电弓架4的臂5与轨道线大致保持垂直或正交。

因此，集电弓6与轨道线基本保持水平或平行，且架空电线的接触线44与集电弓6的中央区域43保持接触。

应当注意到，当活动底盘9通过由铰接点17和22沿横向所形成的四边形的变形而在其静止位置附近横向移动时，铰接点36实际上沿着以轴线X-X为中心的一个圆弧49(见图5)移动。

因此，用于驱动活动底盘9的臂28使得该底盘能被良好地移动，以便为导电弓架4提供倾斜补偿。

总的来说，静止底盘8和活动底盘9以及位于它们之间的连接件被设计成这样，即当活动底盘9相对于静止底盘8倾斜时，使铰接点36大致描绘出一段圆弧，从而为小于10度的倾斜角提供倾斜补偿。

实际上，臂28的下端34与活动底盘9之间的滑动连接使得可以吸收球36相对于圆弧49的径向小偏差。

顺便说来，倾斜刚性支承件14为活动底盘9提供了良好的横向导向和有限的磨擦。可倾斜支承件14的存在意味着迄今为了良好驱动活动底盘9所需的两个横向推杆和导向件都可被省去。

因此，可倾斜刚性支承件14一方面限制了电力拾取装置1的尺寸大小，另一方面还能为导电弓架获得倾斜补偿。

还应注意到，凹进部分朝向导电弓架支承内侧的可倾斜支承件14的这种横断面，能使导电弓架支承14在小体积情况下获得一个大角度移动。这个特征使得能进一步减小电力拾取装置1的体积。

此外，用于支承导电弓架4的支承件7的结构允许采用传统结构的导电弓架4。

Claims (3)

1、一种用于轨道车辆的电力拾取装置(1)，包括一导电弓架(4)和一导电弓架支承(7)，导电弓架支承(7)包括一静止底盘(8)和一活动底盘(9)，该静止底盘(8)用于安装在轨道车辆(3)的车顶(2)上，该活动底盘(9)承载着导电弓架(4)并与静止底盘(8)相连，以便能在一静止位置的每一侧沿横向相对于静止底盘(8)倾斜，其特征在于：活动底盘(9)通过两个可倾斜的刚性横向支承件(14)与静止底盘(8)相连，其中的可倾斜刚性横向支承件(14)具有其凹进部分朝向电力拾取装置(1)内侧的横断面；每个可倾斜支承件(14)包括一个叉臂(15)和两个U形夹式安装座(20)，其中的叉臂(15)通过它的分支(16)以其纵向间隔开的两点(17)与静止底盘(8)铰接；其中的U形夹式安装座(20)延伸了叉臂(15)的基底并与叉臂(15)的分支(16)垂直，所说的两个U形夹式安装座(20)以其纵向间隔开的两点(22)与活动底盘(9)铰接。

2、根据权利要求1的电力拾取装置，其特征在于当该电力拾取装置(1)被安装到轨道车辆的车顶(2)上时，并且当其活动底盘(9)位于静止位置时，把可倾斜支承件(14)铰接到活动底盘(9)及静止底盘(8)上的铰接点(17，22)沿横向形成一个朝下会聚的梯形。

3、一种在车顶(2)上安装有电力拾取装置(1)的轨道车辆，其特征在于该电力拾取装置(1)是根据权利要求1至2中的任何一个权利要求的电力拾取装置。