CZ7119U1 - Lyžina sběrače proudu elektricky poháněných vozidel, napájených z vrchního vedení - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká lyžiny sběrače proudu elektricky poháněných vozidel, napájených z vrchního vedení.

Dosavadní stav techniky ^r Pro bezporuchový provoz s malým opotřebováním sběračů proudu elektricky poháněných vozidel je důležité, aby přítlak kluzných i lišt sběračů proudu na trolejový drát byl vždy v předem určeném rozmezí. U jedoucího vozidla dochází ke změnám přítlaku v důsledku statických a dynamických změn výšky vrchního vedení, jakož i v důsledku vertikálních pohybů samého vozidla a na něm namontovaného sběrače proudu. Tyto změny mohou nabýt značné velikosti. Obecně je známo, že malé hmotnosti zrychlovaných těles zlepšují vlastnosti pružení. Je proto snaha vyrábět lyžiny sběračů pokud možno nejmenší hmotnosti.

Dalším provozním problémem, projevujícím se zejména v sítích vrchního vedení tramvají, jsou poruchová místa v průběhu trolejového drátu, např. vadné úsekové oddělovače nebo poškozené závěsy trolejového vodiče. Při projíždění takového místa dochází často k poškození kluzných lišt, celých sběračů proudu, nebo dokonce soustavy vrchního vedení. Odvrácení, nebo alespoň zmenšení škod tohoto druhu lze dosáhnout přidáním dalšího stupně volnosti lyžíně sběrače proudu, zejména v podélném směru vozidla.

Lyžina sběrače proudu, jenž tyto podmínky splňuje, je známá ze spisu DE 42 19 112 AI. Tato lyžina má kluzné lišty upevněny na koncích přítlačné tyče, kterou drží dva elastické tažné prvky na nosiči, přičemž tažné prvky jsou zpravidla uspořádány ve směru působení sil proudícího vzduchu. Tažnými prvky mohou být zejména šroubové pružiny, zvlněné ploché pružiny, pružné přítlačné tyče, nebo tuhé tyče s pružným uložením. Lyžina má zde vedle své pohyblivosti ve svislém směru a v podélném směru vozidla také horizontální volnost pohybu příčně ke směru pojezdu vozidla. Tato příčná pohyblivost je v mnoha případech použití sběračů proudu * spíš nežádoucí, jelikož v extrémních případech může způsobit boční úlet lyžiny z troleje, především tehdy, když jako u této známé lyžiny tuhost pružin horizontálně v příčném směru vozidla není < z konstrukčních důvodů obzvláště vysoká.

Další lyžina sběrače proudu je známá ze spisu DE 31 38 264 C2. Tato známá lyžina má ve směru jízdy za sebou umístěny dva nosiče kluzných lišt, které jsou upevněny na vrcholové trubce pomocí sad rovnoběžně vedených a nad sebou umístěných pružin. Vrcholová trubka je součástí sběrače proudu a pružiny jsou na ní pevně napnuty. Dále jsou pružiny mezi nosiči a vrcholovou trubkou alespoň zdola podepřeny. Alespoň část pružin je tyčového tvaru, přednostně kruhového, čtvercového nebo obdélníkového průřezu. Jelikož všechny pružiny probíhají v podélném směru vozidla, nemá lyžina v tomto směru žádnou možnost volného pružení, což je zvlášť výrazným provozním problémem. Další nevýhoda této známé lyžiny spočívá v tom, že k dosažení potřebných délek pružin musí

-1CZ 7119 Ul mít nosiče a tím i kluzné lišty relativně velkou rozteč, což je pro některé aplikace, především pro lyžiny sběračů proudu tramvají, nežádoucí. Jako podstatné je u této známé lyžiny zdůrazněno, že každý nosič je vzhledem k jinému nezávisle zavěšen. U velmi přesně namontovaných trakčních vedení s malými výškovými výkyvy je takové zavěšení samozřejmě výhodné, avšak u sítí trakčních vedení nepřesné nebo silně proměnlivé výšky se tato vlastnost obrací v nevýhodu. Ta spočívá v tom, že při stoupání nebo klesání troleje, relativně vůči vozidlu již neleží třecí plochy obou kluzných lišt ve stejné rovině. Kluzné lišty jsou vůči vedení relativně zešikmeny, což urychluje opotřebení kluzných lišt a zhoršuje spolehlivost kontaktu. Konečně je nutno konstatovat, že známá lyžina je v příčném směru k troleji jen tehdy dostatečně stabilní a tuhá, když pružiny jsou provedeny ve tvaru listových t pružin obdélníkového průřezu. Takové listové pružiny jsou na druhé straně aerodynamicky spíš nepříznivé, neboť: v závislosti na rychlosti jízdy vozidla způsobují silné změny přítlaku kluzných lišt na trolej.

Úkolem předloženého technického řešení je vytvořit lyžinu pro účel uvedený v úvodu, která při malé hmotnosti a při zachování dosažených předností se skládá pokud možno z malého počtu dílců, je snadno vyrobítelná, má vhodné charakteristiky pružení a volnost v požadovaných směrech, přičemž je zamezeno volnosti lyžiny v nežádoucím směru.

Podstata technického řešení

Vytyčený úkol je splněn lyžinou podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že pružné spojovací prvky jsou vytvořeny ze dvou pružných prutů, ohnutých do tvaru písmene U, že přímé větve každého pružného prutu jsou uloženy příčně ke směru jízdy vozidla a spojovací oblouk každého pružného prutu je umístěn ve směru jízdy vozidla, a že pružné pruty jsou vždy na jedné straně uchyceny v držáku, spojeném s vrcholovou hřídelí a na druhé straně jsou spojeny s jedním z nosníků.

Provedení a uspořádání pružných spojovacích prvků podle technického řešení výhodně dává lyžině relativně, vzhledem k ostatním částem sběrače proudu volnost pohybu ve svislém směru, to znamená ve směru přítlaku, ve směru podél vozidla a ve směru výkyvu kolem vrcholové hřídele, přičemž současně vylučuje nežá- _< doučí volnost vodorovně, ve směru příčném k podélné ose vozidla. Každému pohybovému stupni volnosti je současně přiřazena požadovaná charakteristika pružení, a to bez speciálních opatření, jenom provedením spojovacích prvků jako pružných prutů ve tvaru písmene U, relativně měkké pérování ve svislém směru a relativně k tomu tvrdší pružení ve směru podél vozidla, jakož i ve výkyvném pohybu kolem vrcholové hřídele. Lyžina zároveň potřebuje pouze velmi málo stavebních prvků, tudíž všechny výhody z malé hmotnosti zůstávají zachovány. Navíc jsou pružné vlastnosti pružných prutů snadno vypočítatelné, což lze využít ke konstrukční optimalizaci pro každý případ použití.

Pružné pruty mohou být vyrobeny buď z jednoho kusu ohnutím, nebo mohou být sestaveny z více dílů. Provedení z jednoho kusu poskytuje zejména výhodu jednoduché výroby. Provedení pružného prutu jako vxcedílného prvku mu dává možnost ovlivnit vlastnosti

-2CZ 7119 Ul jednotlivých částí pružného prutu podle požadavků.

Další výhodou je, že pružné pruty jsou na volných koncích větví spojeny s držáky a v oblouku jsou spojeny s nosníkem. Toto provedení pružných prutů činí montáž lyžiny velmi jednoduchou, nebot je lze vložit z vnější strany, bez překážek způsobených jinými dílci. Další výhodou je, že v úseku nosníků, které během provozu vozidla jsou relativně blízko vrchního vedení, nemohou konce větví vyčnívat, což by při nesprávné montáži mohlo způsobit nežádoucí kontakt s trolejí.

Další rozpracování popsaného provedení počítá s tím, že spojení mezi volnými konci větví pružných prutů s držáky je svěrné

I a je rozpojítelné a přestavitelné podél větví. Toto spojení se na jedné straně dá velmi rychle pořídit a na druhé straně skýtá výhodu tím, že přestavením může být změněna délka větví až k oblouku, čímž se dosáhne odpovídající změna pružnosti.

Z hlediska spojení mezi úsekem oblouku pružného prutu a nosníku je výhodné, když se jedná o bezsvěrkové zásuvné spojení. Takové spojení je mimo jiné rychle proveditelné, což usnadňuje montáž lyžiny a zmenšuje možnost chyby při její kompletaci.

K umožnění zmíněného zásuvného spojení jsou výhodně na každém nosníku provedeny dva otvory ve vzdálenosti větví pružného prutu, kterými se pružný prut provlékne až na doraz, vytvořený obloukem. Zhotovení těchto otvorů je snadno proveditelné, což přispívá k získání lyžiny při nízkých pořizovacích nákladech. Doraz tvořený obloukem navíc minimalizuje nežádoucí příčné pohyby vůči ostatním částem sběrače proudu. Pokud je žádána jistá příčná pohyblivost, může být úsek oblouku pružného prutu opatřen přídavným ohybem nebo zaoblením, opačným vůči nosníku. Tím je dosaženo jisté příčné pohyblivosti, spojené s vyžadovanou tvrdou charakteristikou pružení.

Další rozpracování řešení vychází z toho, že držáky jsou posuvné po vrcholové hřídeli v jejím axiálním směru a v žádané poloze jsou aretovatelné. Tato posouvatelnost držáků po vrcholové hřídeli dává možnost výroby lyžin různé šířky, při použití jednotných držáků a pružných prutů. Použít lze i nosníky, pouze kluzné lišty budou mít různé délky.

* Aby se vyloučilo přetížení a tím poškození pružných prutů při provozu lyžiny, vrcholová hřídel svými konci zasahuje pod nosníky, které při čistě statickém zatížení lyžiny, přitlačené na vrchní vedení, mají odstup od vrcholové hřídele. Touto konstrukcí je dosaženo, že nosník při nadměrném zatížení silami shora dopruží maximálně na vrcholovou hřídel, která je tak dorazem pro pružení ve svislém směru. Vrcholová hřídel může mít předem určenou tuhost v ohybu a tím předurčenou charakteristiku pružení, takže po dosednutí nosníku na doraz se k pružícímu účinku pružného prutu přidává také podstatně tvrdší pružící účinek vrcholové hřídele. Aby bylo nejen umožněno omezení pružné dráhy ve svislém směru dolů a aby se také zajistilo omezení jiných případných relativních pohybů mezi lyžinou a ostatními částmi sběrače proudu, jsou nosníky a/nebo konce vrcholové hřídele opatřeny dorazy. Možné provedení těchto dorazů spočívá v tom, že každý nosník je zespodu opatřen otevřeným rámem, do kterého volně zasahují konce

-3CZ 7119 Ul vrcholové hřídele. Výška rámu stanovuje vůli pohybu lyžiny v příslušném směru.

Aby při dosednutí na doraz nedocházelo k tvrdým nárazům, mohou být spodní strany nosníků a/nebo konce vrcholové hřídele a/nebo dorazy obloženy tlumícím materiálem. Takovým materiálem může být guma nebo umělá hmota, výhodně s uzavřeným obvodem. Přehled obrázků na výkrese

Příklad provedení technického řešení lyžiny podává přiložený výkres, který znázorňuje lyžinu v pohledu šikmo shora.

Příklad provedení technického řešení

Lyžina 1 podle technického řešení je umístěna na vrcholové hřídeli 4 zde nezobrazeného sběrače proudu, pomocí dvou pružných prutů 2. tvaru písmene U a dvou držáků 2· Vrcholová hřídel 4. je otočně uložena v ložiskách 5 horního rámu sběrače proudu.

Dvě kluzné lišty 6a 7 jsou pevně sešroubovány s nosníky 8 a tvoří s nimi tuhý rám. Nosníky 8 jsou většinou vyrobeny z umělé hmoty nebo z lehkého kovu, např. z hliníku, aby byly pokud možno lehké.

Každý z pružných prutů 2 je zvenčí provléknut dvěma otvory v nosníku 8 a na svých volných koncích je svěracími šrouby 9. upevněn v držáku 3. Otvory v držácích 3 jsou mírně šikmé vůči horizontále, důsledkem čeho pružné pruty 2 zlehka stoupají směrem ven, čímž získávají předpětí.

Při silových účincích nebo nárazech ve směru A, podmíněných přítlakem vrchního vedení na lyžinu 1, se pružné pruty 2 chovají jako ohybové pružiny s jednostranným vetknutím, tudíž relativně měkce.

Při silách nebo nárazech, vyvolaných např. vadnými místy na troleji, ze směrů B a C, odpovídajících směru jízdy vozidla vybaveného sběračem proudu, chovají se pružné pruty 2 jako ohybové pružiny s oboustranným pevným vetknutím, tudíž jsou výrazně tvrdší.

Při kývavých pohybech kolem vrcholové hřídele 4 ve směru D, jsou pružné pruty 2 vystaveny kombinovanému torsnímu a ohybovému zatížení. Pružení je relativně tvrdé.

Relativní pohyby lyžiny 1 k ostatním částem sběrače proudu ve směrech A, B, C jsou omezeny tím, že nosníky 8 mají zespodu rám s otevřenými stěnami, přičemž v každém z nich je zaveden jeden konec vrcholové hřídele 4.. Při čistě statickém zatížení lyžiny 1, mají konce vrcholové hřídele 4. z každé strany odstup od nosníků 8. Při silném dynamickém zatížení lyžiny 1 působí rámy jako dorazy, zamezující nadměrnému zatížení pružných prutů 2. Pro zmírnění tvrdých nárazů lyžiny 1 jsou konce vrcholové hřídele 4 olemované prstencem 11 z měkkého materiálu, tlumícího nárazy, např. z pryže.

Uvolněním svěracích šroubů 9, 10 a posunutím držáků 3 po

-4CZ 7119 Ul vrcholové hřídeli 4 dovnitř nebo ven, je možno podle potřeby měnit konstantu pružení pružných prutů 2. Pouhým uvolněním svěracích šroubů 10 a posunutím držáků 3. je možno přizpůsobit vzdálenost pružných prutů 2 různým délkám kluzných lišt 6, 7a tím i různým šířkám lyžiny 1.

Claims (10)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Lyžina sběrače proudu elektricky poháněných vozidel, napájených z vrchního vedení, provedená jako rámová s dvěma rovnoběžnými kluznými lištami, křížem uspořádanými k podélné ose vozidla a umístěnými na nosníky, orientované v podélném směru vozidla, která je umístěna na vrcholovou hřídel spojenou s horním rámem nebo horní vidlicí sběrače proudu a která je opatřena pružnými spojovacími prvky vrcholové hřídele s nosníky, vyznačující se tím, že pružné spojovací prvky jsou vytvořeny ze dvou pružných prutů (2) tvaru písmene U, kde přímé větve každého pružného prutu (2) jsou uspořádány příčně k podélnému směru vozidla a oblouk každého pružného prutu (2) je orientován po délce vozidla, přičemž pružné pruty (2) jsou vždy na jedné straně spojeny s držákem (3), umístěným na vrcholové hřídeli (4) a na druhé straně jsou spojeny s jedním z nosníků (8).
2. 2. Lyžina podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý pružný prut (2) je zhotoven buď z jednoho kusu jeho ohnutím a nebo je sestaven z více prvků.
3. 3. Lyžina podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že každý pružný prut (2) je koncem přímé větve spojen s držákem (3) a v oblasti oblouku je spojen s nosníkem (8).
4. 4. Lyžina podle nároku 3, vyznačující se tím, že spojení mezi konci pružného prutu (2) a držákem (3) je rozpoj itelné, svěrné a přestavitelné ve směru přímé větve.
5. 5. Lyžina podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že spojení mezi obloukovou částí pružného prutu (2) a nosníkem (8) je provedeno jako bezsvěrkové a zásuvné.
6. 6. Lyžina podle nároku 5, vyznačující se tím, že v každém nosníku (8) jsou provedeny dva otvory s roztečí na vzdálenost přímých větví pružného prutu (2), přičemž pružný prut (2) je provléknut těmito otvory na doraz v obloukové části .
7. 7. Lyžina podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že držáky (3) jsou jednak provedeny jako posuvné v axiálním směru po vrcholové hřídeli (4) a jednak jako aretovatelné v požadované poloze na vrcholové hřídeli (4).
8. 8. Lyžina podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrcholová hřídel (4) svými konci

   -5CZ 7119 Ul zasahuje pod nosníky (8), které při statickém zatížení lyžiny (1) a přitlačení na vrchní vedení, mají odstup od vrcholové hřídele (4).
9. 9. Lyžina podle nároku 8, vyznačující se tím, že nosníky (8) a/nebo konce vrcholové hřídele (4) jsou opatřeny dorazy vzájemného pohybu.
10. 10. Lyžina podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že spodní strany nosníků (8) a/nebo konce vrcholové hřídele (4) a/nebo dorazy jsou obloženy tlumícím materiálem. ,