КОНТАКТНЫЙ ПРОВОД, ТОКОСЪЕМНИК И КОНТАКТНО-ПРОВОДНАЯ СИСТЕМА
CONTACT-WIRE LINE, CURRENT COLLECTOR AND CONTACT-WIRE SYSTEM

Область техники
Изобретение относится к контактному проводу по ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, к токосъемнику по ограничительной части пункта 10 формулы изобретения и к контактно-проводной системе по ограничительной части пункта 14 формулы изобретения.
Уровень техники
В известных контактно-проводных системах перемещаемые устройства, например, тележки с токоведущими элементами или транспортные подвески электрической подвесной дороги, с электрическими потребителями или без них, едут вдоль контактного провода. Для снабжения устройства электрической энергией оно оборудовано токосъемником, скользящие контакты которого взаимодействуют с кабельными проводниками, проходящими вдоль контактного провода. Устройства могут представлять собой, например, транспортные подвески или перемещаемые по рельсам тележки с токоведущими элементами, оборудованные движителем с электрическим приводом, который снабжается электрической энергией от контактного провода. Возможно также сцепление между собой нескольких транспортных подвесок, причем в этом случае часто только передние транспортные подвески оборудованы движителем с электрическим приводом. Другие транспортные подвески, двигающиеся за ними, напротив, служат только в качестве носителей грузов, без привода и прочих потребителей электрической энергии.
Пример такой известной и обычной контактно-проводной системы показан в патентном документе DE 19647336 А1. Там предусмотрена тележка с токосъемником, перемещаемая по отдельной шине вдоль монтажного промежутка, у которой скользящие контакты взаимодействуют с проводниками контактного провода, выполненными в виде токопроводов.
Для защиты обслуживающего персонала и соседних устройств транспортные подвески или их корпуса, как правило металлические, и другие детали, которые не должны проводить ток, заземляются. Для этого предусмотрен защитный скользящий контакт, который взаимодействует с проводником контактного провода, выполненным в форме защитного соединения, не находящегося под напряжением и заземленного.
Остальные проводники представляют собой фазовые провода, которые в активном режиме эксплуатации находятся под напряжением и подают ток к электрическим потребителям. Прицепные транспортные подвески без электрических нагрузок, двигающиеся за приводной подвеской, как правило, также соединены с защитным проводником при помощи защитных скользящих контактов. Тем самым в случае неполадки, при которой детали или корпуса транспортных подвесок оказываются под напряжением, обеспечивается как можно более быстрое - например, благодаря обнаружению тока утечки, - отключение напряжения фазового провода, прежде чем люди либо другие части установок подвергнутся действию напряжения.
Часто предусматриваются скользящие контакты токосъемников, вставляемые или защелкиваемые в проводник, чтобы приводить их из незадействованного, бесконтактного положения в положение контакта с проводником в шине. Это производится как правило вручную, силами обслуживающего персонала. При этом существует опасность того, что из-за часто плохой доступности скользящих контактов или из-за недостаточного внимания и осторожности обслуживающего персонала скользящий контакт может быть вставлен не в предусмотренный для него проводник шины, а в фазовый проводник, находящийся рядом с ним. Это опасно, в частности, в том случае, если таким образом защитный скользящий контакт будет вставлен не в защитный проводник, а в один из фазовых проводников, так что все детали транспортных подвесок, которые не предусмотрены для прохождения тока, или их корпуса, обычно заземленные посредством защитного проводника и таким образом свободные от напряжения, будут находиться под напряжением либо окажутся под напряжением при включении напряжения на фазовый проводник. При этом существует значительная опасность для обслуживающего персонала и деталей установок, особенно если не имеется системы распознавания ошибок, которая обнаружит такую неполадку и подаст сигнал тревоги. Например, если кто-либо из обслуживающего персонала прикоснется к деталям, находящимся под напряжением, то он получит поражение электрическим током, при определенных обстоятельствах опасное для жизни.
Эта опасность особенно велика при вставлении защитного скользящего контакта для прицепных подвесок без электрических нагрузок, так как они не имеют никаких дополнительных скользящих контактов для фазовых проводников. Если такой защитный скользящий контакт будет по ошибке вставлен в фазовый проводник, прицепная подвеска или ее корпус окажется под рабочим напряжением. Если не перепроверить правильность соединения защитного скользящего контакта и защитного проводника, то существует большая потенциальная угроза, так как ошибка часто вовсе не обнаруживается в течение довольно долгого времени или обнаруживается только при аварии.
Чтобы уменьшить эту опасность, в патентном документе JP 08072593 А предлагается обозначать цветом боковые направляющие поверхности заземляющего проводника в контактном проводе с тремя проводниками для электроснабжения и одним заземляющим проводником. Это решение в принципе улучшает защиту от вставления контакта токосъемника, предназначенного для заземляющего проводника, в проводник, предназначенный для энергоснабжения, так как обслуживающий персонал сможет лучше отличать заземляющий проводник от проводников энергоснабжения. Тем не менее, там все же возможно неправильное соединение контакта токосъемника заземляющего проводника с одним из проводников энергоснабжения, так что опасность неправильной коммутации не может быть надежно исключена.
Раскрытие изобретения
Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить такой контактный провод, токосъемник, а также контактно-проводную систему, в которых преодолены вышеназванные недостатки и которые позволяют осуществлять простое, быстрое и тем не менее однозначно определяемое соединение определенного скользящего контакта с определенным проводником контактного провода.
Изобретение решает задачу контактным проводом с признаками пункта 1 формулы изобретения, токосъемником с признаками пункта 10 формулы изобретения, а также контактно-проводной системой с признаками пункта 14 формулы изобретения. Предпочтительные варианты усовершенствования и осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Контактный провод согласно изобретению отличается тем, что второе контактное отверстие второго проводника выполнено так, что первый скользящий контакт, предусмотренный для соединения с первым проводником, не может входить во второе контактное отверстие и не может быть соединен со вторым проводником. Токосъемник согласно изобретению отличается тем, что первый скользящий контакт выполнен так, что он не может входить в другие контактные отверстия других проводников контактного провода и не может быть соединен с другими проводниками.
Контактно-проводная система согласно изобретению предусматривает, что первый скользящий контакт приспособлен для взаимодействия с в первым контактным отверстием и для электрического соединения с первым проводником в первом контактном отверстии, а второе контактное отверстие второго проводника выполнено таким образом, что первый скользящий контакт не может входить во второе контактное отверстие и не может быть соединен со вторым проводником.
Следовательно, благодаря изобретению просто и надежно предотвращается ошибочное или намеренное вставление первого скользящего контакта во второе или в последующие контактные отверстия второго или последующего проводника.
По предпочтительному варианту усовершенствования контактного провода контактные отверстия прочих продольных проводников тоже выполняются таким образом, что первый скользящий контакт не может входить в прочие контактные отверстия и не соединяется с прочими проводниками. Благодаря этому надежно и просто предотвращаются случаи ошибочного или намеренного вставления первого скользящего контакта во вторые или последующие контактные отверстия вторых или последующих проводников.
Особенно предпочтительно применение изобретения в том случае, если первый проводник представляет собой защитный проводник, а второй или последующие проводники - это фазовые проводники.
Варианты осуществления изобретения, предпочтительные с точки зрения производства и монтажа, предусматривают, что второе или последующие контактные отверстия более узкие, чем первое контактное отверстие, или что первый участок первого скользящего контакта, предусмотренный для взаимодействия с первым контактным отверстием, шире, чем ширина последующих контактных отверстий.
В одном из вариантов исполнения контактно-проводной системы первое перемещаемое устройство может иметь токосъемник с по меньшей мере двумя скользящими контактами, которые для соединения с первым или вторым проводником контактного провода входят в первое или второе контактное отверстие, причем первый проводник представляет собой защитный проводник. Тем самым обеспечивается, что скользящий контакт, который предусмотрен для соединения с защитным проводником, не может соединяться с проводником контактного провода, проводящим ток или находящимся под напряжением. Изобретение может предусматриваться также и для второго перемещаемого устройства, которое само не имеет электрического потребителя и прицеплено к первому перемещаемому устройству. Во втором перемещаемом устройстве его токосъемник имеет только первый скользящий контакт, который выполнен так, что он может входить в первое контактное отверстие для электрического соединения с первым проводником и не может входить во второе или последующие контактные отверстия второго или последующих проводников.
Краткий комментарий к чертежам
Далее изобретение описывается на основе вариантов осуществления со ссылками на сопровождающие их чертежи. На них показаны:
фиг.1 - схематичное трехмерное изображение части контактно-проводной системы с транспортной подвеской и контактным проводом;
фиг.2 - разрез контактного провода и схематичная горизонтальная проекция на соединенный с ним токосъемник контактно-проводной системы из фиг.1;
фиг.3 - фрагмент фиг.2;
фиг.4 - разрез контактного провода с фиг.2 со схематичной горизонтальной проекцией неправильно расположенного скользящего контакта.
Осуществление изобретения
Контактно-проводная система 1, фрагментарно представленная на фиг.1, имеет продольный контактный провод 2 и шинообразный проводник 3 в форме двутавра (двойного Т) в поперечном сечении, как отчетливо видно, в частности, из разреза на фиг.2. На правой, по данному рисунку, стороне шинообразного проводника 3 расположено крепление 4 проводника. Вдоль шинообразного проводника 3 расположены не представленные на рисунке соответствующие дальнейшие крепления проводника.
Крепление 4 проводника включает в себя в общей сложности шесть приемных устройств 5-10 проводника, каждое из которых соответственно имеет по существу U-образное поперечное сечение, причем открытый конец U-образного поперечного сечения указывает на фиг.3 вправо. Крепление 4 проводника может быть сделано из пластмассы или металла. Вместо шести приемных устройств 5-10 проводника может предусматриваться также большее или меньшее количество приемных устройств проводников.
В каждое из приемных устройств 5-10 проводника вставлены вытянутые, проходящие по всей длине контактного провода 2, изолирующие профили 5а-10а из неэлектропроводного материала, например, пластмассы. Изолирующие профили 5а-10а также имеют по существу U-образное поперечное сечение, концы которого на рисунках направлены вправо от шинообразного проводника 3, так что направление открытых концов U-образных поперечных сечений приемных устройств 5-10 проводника и изолирующих профилей 5а-10а направлены одинаково.
В изолирующие профили 5а-10а вставлены проводники 5b-10b из электропроводного материала, которые имеют по существу С-образное поперечное сечение, причем открытая сторона поперечного сечения в форме С на рисунках направлена вправо от шинообразного проводника 3. Таким образом, открытые стороны поперечного сечения в форме С проводников 5b-10b и открытые стороны U-образных поперечных сечений приемных устройств 5-10 проводника и изолирующих профилей 5а-10а направлены одинаково. При этом изолирующие профили 6а-10а проходят по всей длине проводников 5b-10b.
Первый проводник 5b выполнен в виде защитного проводника и в нормальном режиме эксплуатации заземлен и не находится под напряжением. Проводник 6b, расположенный непосредственно рядом с первым проводником 5b, а также примыкающие к нему последующие проводники 7b-10b выполнены как токоведущие и находящиеся под напряжением фазовые проводники и служат для снабжения электрической энергией перемещаемых устройств, выполненных в виде транспортных подвесок 11 и схематично показанных на фиг.1.
Транспортная подвеска 11 имеет не представленный на фиг.1 электрический приводной двигатель для ведущих колес 12. Ведущие колеса 12 ходят по горизонтальной верхней части верхнего "Т" шинообразного проводника 3. По бокам транспортную подвеску 11 ведут боковые направляющие колеса 13. Для электроснабжения потребителей электроэнергии на транспортной подвеске 11 предусмотрен токосъемник 14.
Токосъемник 14 имеет в общей сложности шесть скользящих контактов 15 -20, которые выполнены с возможностью перемещения из не показанного на рисунках нерабочего положения в представленное на рисунках вставленное положение для электропроводного соединения с проводниками 5b-10b. Собственно электрический контакт осуществляется посредством щеток токосъемника, которые образуют первый 15а, второй 16а или последующие участки 17а-20а скользящих контактов 15-20 и скользят по проводникам 5b-10b вдоль них.
Так как последующие приемные устройства 6-10 проводников, изолирующие профили 6а-10а и проводники 6b-10b выполнены идентично, в дальнейшем изобретение разъясняется на основе первого проводника 5b и второго проводника 6b, подробно представленных на фиг.3.
Первое или второе приемные устройства 5 или 6 проводников сформованы из пластмассового крепления 4 проводника и выполнены как единое целое с ним. На передних, свободных концах полок U-образного поперечного сечения приемных устройств 5 или 6 проводника предусмотрены обращенные друг к другу первый или второй стопорные выступы 5 с или 6 с, в которые упираются передние, свободные концы полок U-образного поперечного сечения первого или второго изолирующих профилей 5а или 6а. Таким образом, первый или второй изолирующие профили 5а или 6а очень трудно случайно вытащить из первого или второго приемных устройств 5 или 6 проводника.
Как первый изолирующий профиль 5а для первого проводника 5b, служащего в качестве защитного проводника, так и второй изолирующий профиль 6а для второго проводника 6b, служащего в качестве фазового проводника, имеют на своих передних, свободных концах полок U-образного сечения стопорные выступы 5d или 6d. Стопорные выступы 5d или 6d обращены друг к другу, во внутреннее пространство, окруженное полками, и кроме того слегка направлены в сторону дна U-образного сечения. Таким образом, С-образные проводники 5b или 6b предпочтительно закрепляются на изолирующих профилях 5а или 6а, а именно вследствие того, что передние, свободные концы С-образных проводников 5b или 6b упираются в нижние, на фиг.3 расположенные слева, площадки стопорных выступов 5d или 6d. Кроме того, скошенная внутрь внизу форма стопорных выступов 5d или 6d позволяет быстро, легко вставлять проводники 5b или 6d в изолирующие профили 5а или 6а, на фиг.3 справа, в то время как их выпадение или вытаскивание надежно предотвращается. Это относится, в частности, также к участкам контактного провода 2 между креплениями 4 проводника.
Единственное существенное различие между первым изолирующие профилем 5а для первого проводника 5b (защитный проводник) и вторым изолирующим профилем 6а для второго проводника (проводник фаз) состоит в том, что второй изолирующий профиль 6а имеет сужающиеся отростки 6е на передних концах вторых стопорных выступов 6d. Сужающиеся отростки 6е направлены к дну U-образного сечения второго изолирующего профиля 6а и проходят по существу параллельно полкам U-образного сечения второго изолирующего профиля 6а. То же самое относится также к последующим изолирующим профилям 7а - 10а последующих проводников 7b-10b (фазовых проводников).
Таким образом, в первом проводнике 5b (защитный проводник) предусматривается проходящее вдоль первого проводника 5b первое контактное отверстие 5f с первой шириной 5g, в которое может входить первый скользящий контакт 15 токосъемника 14. Как хорошо видно из фиг.3, первый участок 15а скользящего контакта 15 проходит через первое отверстие 5f мимо стопорных выступов 5d и контактирует с первым проводником 5b, чтобы достигалось электропроводное соединение. При этом первый участок 15а первого скользящего контакта 15 имеет первую ширину 15b, которая рассчитана так, что у него есть только маленький люфт между стопорными выступами 5d.
У второго проводника 6b (фазовый проводник), напротив, предусматривается проходящее вдоль второго проводника 6b второе контактное отверстие 6f, которое из-за сужающихся выступов 6е имеет ширину 6g, меньшую, чем первая ширина 5g первого контактного отверстия 5f и, в частности, меньшую, чем первая ширина 15b первого скользящего контакта 15. Во второе контактное отверстие 6f может входить второй скользящий контакт 16 токосъемника 14, который своим вторым участком 16а проходит через второе контактное отверстие 6f мимо вторых стопорных выступов 6d и сужающихся отростков 6е и контактирует со вторым проводником 6b, чтобы установить электропроводное соединение. Вторая ширина 16b второй области 16а второго скользящего контакта 16 при этом настолько мала, что между вторыми стопорными выступами 6d и сужающимися отростками 6е имеется только маленький люфт. Кроме того, вторая ширина 16b второго скользящего контакта 16 меньше, чем первая ширина 15b первого скользящего контакта 15. Благодаря сужающимся отросткам 6е, проходящим по существу параллельно, достигается простое и быстрое вставление второго скользящего контакта 16 во второе контактное отверстие 6f или его вытаскивание.
Таким образом предпочтительно предотвращается попадание первого участка 15а первого скользящего контакта 15 через второе контактное отверстие 6f в непосредственный контакт со вторым проводником 6b или уменьшение расстояния между первым участком 15а скользящего контакта и вторым проводником 6b до настолько малой величины, что под действием напряжения может происходить пробой и вследствие этого установление проводящего соединения.
Если первый скользящий контакт 15 по ошибке вставляется во второе контактное отверстие 6f, то вследствие его меньшей второй ширины 6g надежно предотвращается попадание первой щетки 15b токосъемника в электрический контакт с токоведущим вторым проводником 6b, поскольку первая щетка 15b токосъемника не проходит через второе контактное отверстие 6f, как примерно показано на фиг.4. Даже если ошибочное вставление не будет замечено, первая щетка 15b токосъемника скользит только по второму изолирующему профилю 6а, так что остается достаточное расстояние до второго проводника 6b. Таким образом обеспечивается, что через первый защитный скользящий контакт 15 напряжение не сможет попасть на части корпуса или другие детали транспортной подвески 11, не предназначенные для прохождения тока.
При этом предпочтительна возможность монтажа как первого проводника 5b (защитный проводник), так и других проводников 6b-10b (фазовых проводников) с одним и тем же расстоянием от контактных отверстий 5f, 6f соответствующих проводников 5b-10b. Таким образом удается без существенного изменения конструкции обеспечить соблюдение расстояний, часто предписываемых для предотвращения пробоя под действием напряжения, между проводниками 6b-10b и предметами, находящимися в области контактных отверстий 5f, 6f. В этом случае предпочтительно только заменяют обращенный к проводнику 5b первый участок 15а скользящего контакта защитного проводника 15, то есть саму щетку токосъемника или скользящую деталь, более широким скользящим контактом с более широким первым участком 15а, то есть более широкой щеткой токосъемника или скользящей деталью, и увеличивают ширину первых контактных отверстий 5f защитного проводника 5b. Таким образом, возможно и продолжение использования уже имеющихся токосъемников без их изменения, так что в нормальном режиме работы, без неправильно вставленных скользящих контактов, скользящие контакты 15-20 неизменно хорошо перемещаются по отдельным проводникам 5b-10b.
Из соображений более высокой надежности транспортная подвеска 11 на фиг.1 предусматривает еще один скользящий контакт 25 для защитного проводника 5b, рядом с которым не находятся никакие другие скользящие контакты для фазовых проводников 6b-10b. Как раз в этом случае существует опасность того, что скользящий контакт 25 будет вставляться в находящийся рядом с ним фазовый проводник 6b. Это ошибочное вставление показано в качестве примера на фиг.4. Как легко увидеть, из-за большей ширины щетки 25b токосъемника скользящего контакта 25 его невозможно электрически соединить с токоведущим и находящимся под напряжением проводником 6b.
Вместо U-образного поперечного сечения для приемных устройств проводников 5-10 или изолирующих профилей 5а-10а и С-образного поперечного сечения для проводников 5b-10b возможен также выбор других подходящих форм поперечного сечения, которые позволяют наличие контактных отверстий 5f-10f для скользящих контактов 15-20.