Пневматический привод штанги троллейбуса

Полезная модель относится к городскому электротранспорту, а именно к устройствам подъема и установки токоприемника.
Известен пневматический привод штанги троллейбуса (патент на ПМ DE №9409813 от 17.06.94), один конец которой шарнирно закреплен на горизонтальной оси, установленной на основании, поворотном относительно вертикальной оси, закрепленной неподвижно на раме троллейбуса, состоящий из двух соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров поворота штанги относительно горизонтальной оси (в вертикальном направлении) так, что шток одного из ПЦ закреплен шарнирно на стойке, установленной на поворотном основании, а шток второго шарнирно закреплен на штанге; двух предварительно напряженных (натянутых) нажимных пружин, концы каждой из которых закреплены шарнирно на стойке с возможностью регулирования силы натяжения, а другие - на штанге; пневмоцилиндр поворота штанги относительно вертикальной оси с цилиндром, закрепленным шарнирно на раме троллейбуса, и штоком, шарнирно закрепленным на рычаге, установленном на поворотном основании; датчика углового положения штанги в вертикальном направлении.
Недостаток данного пневмопривода - медленное опускание штанги вниз после схода контактного башмака с токопровода и быстрого подъема штанги вверх под действием пружин.
Известно устройство пневматического привода штанги троллейбуса (патенты на изобретения CZ №299211 от 04.05.2004, CZ №299140 от 04.05.2004, прототип), один конец которой шарнирно закреплен на горизонтальной оси, установленной на основании, поворотном относительно вертикальной оси, закрепленной на раме троллейбуса, а другой конец имеет головку с контактным башмаком, взаимодействующим с воздушным токопроводом, состоящий из пневмоцилиндра поворота штанги в вертикальном направлении, расположенного так, что цилиндр закреплен шарнирно на стойке, закрепленной на основании, а шток закреплен шарнирно на штанге; двух соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров поворота штанги относительно вертикальной оси так, что шток одного пневмоцилиндра закреплен шарнирно на раме троллейбуса, а шток другого пневмоцилиндра взаимодействует со штангой через рычаг, закрепленный на поворотном основании штанги; двух растянутых пружин, один конец каждой из которых закреплен на основании штанги, а другие концы - на штанге; датчиков, сигнализирующих о положении штанги относительно токопровода; пневматической системы управления пневмоцилиндрами.
Недостаток данного устройства пневмопривода - в замедленной реакции пневматической системы управления на сход контактного башмака и штанги с токопровода и поворот штанги вверх под действием пружин вследствие увеличенного объема заполняемой воздухом полости одного из соосно расположенных пневмоцилиндров.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, - сокращение времени реакции пневмопривода на сход контактного башмака штанги с токопроводом и быстрый отвод штанги вниз поворотом на ограниченный угол.
Техническая задача решена в пневматическом приводе штанги троллейбуса, один конец которой шарнирно закреплен на горизонтальной оси, установленной на основании, поворотном относительно вертикальной оси, закрепленной на раме троллейбуса, а другой конец имеет головку с контактным башмаком, взаимодействующим с воздушным токопроводом, состоящий из пневмоцилиндра поворота штанги в вертикальном направлении, закрепленного шарнирно на стойке, установленной на поворотном основании, со штоком, закрепленным шарнирно на штанге; двух соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров двухстороннего действия поворота штанги относительно вертикальной оси с закрепленным шарнирно на раме троллейбуса концом штока одного пневмоцилиндра и взаимодействующим со штангой концом штока другого пневмоцилиндра; двух предварительно растянутых пружин, один конец каждой из которых закреплен на основании штанги, а другой - на штанге; датчиков, сигнализирующих о положении штанги относительно токопровода; блока пневматической системы управления пневмоцилиндрами, при этом пневмоцилиндр поворота штанги в вертикальном направлении состоит из первого и второго соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров двухстороннего действия со штоком одного из них, закрепленным шарнирно на стойке, различающихся величинами максимального хода поршня так, что отношение максимального хода поршня со штоком одного из пневмоцилиндров поворота штанги относительно горизонтальной оси к максимальному ходу поршня со штоком другого пневмоцилиндра находится в зависимости, определяемой соотношением:
1
2
где S и S - величины максимального хода соосно расположенных пневмоцилиндров поворота штанги относительно горизонтальной оси.
На штанге может быть шарнирно закреплен шток пневмоцилиндра с большим максимальным ходом поршня.
Каждый из пневмоцилиндров поворота штанги относительно горизонтальной и вертикальной осей имеет датчики положения штока, относительно соответствующего цилиндра.
Достижение технического эффекта, - сокращение времени реакции пневмопривода на сход контактного башмака штанги с токопроводом и быстрый отвод штанги вниз поворотом на ограниченный угол, - достигается за счет следующей совокупности отличительных признаков: пневмоцилиндр поворота штанги в вертикальном направлении состоит из первого и второго соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров двухстороннего действия со штоком одного из них, закрепленным шарнирно на стойке, различающихся величинами максимального хода поршня так, что отношение максимального хода поршня со штоком одного из пневмоцилиндров поворота штанги относительно горизонтальной оси к максимальному ходу поршня со штоком другого пневмоцилиндра находится в зависимости, определяемой соотношением:
1
2
где S и S - величины максимального хода соосно расположенных пневмоцилиндров поворота штанги относительно горизонтальной оси.
На штанге может быть шарнирно закреплен шток пневмоцилиндра с большим максимальным ходом поршня.
Каждый из пневмоцилиндров поворота штанги относительно горизонтальной и вертикальной осей имеет датчики положения штока, закрепленного шарнирно на штанге, относительно соответствующего цилиндра.
Данная совокупность отличительных признаков не обнаружена в ходе проведенного патентно-информационного поиска, следовательно, полезная модель отвечает критерию «новизна».
На фиг. 1 показана кинематическая схема пневматического привода штанги троллейбуса.
На фиг. 2 - положение поршней пневмоцилиндров привода штанги, уложенной на крыше в горизонтальное положение.
На фиг. 3 - положение поршней пневмоцилиндров при установке штанги на токопровод из ее горизонтального положения.
На фиг. 4 - положение поршней пневмоцилиндров при положении штанги в рабочем состоянии (при контакте башмака с токопроводом).
На фиг. 5 - положение поршней пневмоцилиндров при положении штанги после схода башмака с токопровода.
На фиг. 6 - положение поршней пневмоцилиндров при быстром опускании штанги вниз после схода башмака с токопровода.
На фиг. 7 - положение поршней пневмоцилиндров при медленном укладывании штанги в горизонтальное положение при ее повороте вправо по ходу троллейбуса относительно вертикальной оси.
На фиг. 8 - положение поршней пневмоцилиндров при медленном укладывании штанги в горизонтальное положение при ее повороте влево по ходу троллейбуса относительно вертикальной оси.
Пневматический привод штанги 1 троллейбуса (фиг. 1-8), один конец которой шарнирно закреплен на горизонтальной оси 2, установленной на поворотном на вертикальной оси 3 основании 4, закрепленном в неподвижном основании 4а на крыше 5 троллейбуса, а другой конец имеет головку 6 (фиг. 2-8) с контактным башмаком 7, взаимодействующим с воздушным токопроводом 8 (фиг. 3-8), состоит из сдвоенного пневмоцилиндра 9 поворота штанги 1 в вертикальном направлении, из соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров 10 и 11 двухстороннего действия со штоком 12, закрепленным шарнирно на стойке 13, и штоком 14, закрепленным шарнирно на штанге 1, различающихся величинами максимального хода поршней 15 и 16 так, что отношение максимального хода поршня 15 к максимальному ходу поршня 16 находится в зависимости, полученной на основе экспериментов, определяемой соотношением:
1
2
где S и S - величины максимального хода соосно расположенных пневмоцилиндров 10, 11 поворота штанги 1 относительно горизонтальной оси 2 (фиг. 2);
двух соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров 17 и 18 двухстороннего действия с закрепленным шарнирно на крыше троллейбуса концом штока 19 пневмоцилиндра 18 и взаимодействующим со штангой 1 концом штока 20 пневмоцилиндра 17; двух предварительно растянутых пружин 21 (фиг. 2-8), один конец каждой из которых закреплен на поворотном основании 4, а другой - на штанге 1; магнитных датчиков 22 (например, типа Balluff) положения поршня относительно соответствующего цилиндра на каждом из пневмоцилиндров 10, 11, 17, 18 поворота штанги 1 относительно горизонтальной и вертикальной осей; блока 23 (фиг. 1, 3-8) пневматической системы управления пневмоцилиндрами 10, 11, 17, 18.
Положение поршней со штоками в пневмоцилиндрах 10, 11, 17, 18 зависит от положения штанги 1 относительно крыши 5 троллейбуса (штанга 1 уложена параллельно крыше 5 или поднята) и относительно токопровода 8: башмак 7 в контакте с токопроводом 8 (фиг. 4); башмак 7 сошел с токопровода и штанга 1 поднялась выше токопровода (фиг. 5); от направления движения штанги 1 (вверх к токопроводу) (фиг. 3); вниз от токопровода 8 (фиг. 6), вправо от линии, параллельной оси троллейбуса (фиг. 7), влево от линии, параллельной оси троллейбуса (фиг. 8).
Когда штанга 1 уложена горизонтально и зафиксирована относительно крыши 5 троллейбуса (фиг. 2), поршневая и штоковая полости пневмоцилиндров 10, 11, 17, 18 сообщаются с атмосферой.
Подъем штанги 1 вверх (фиг. 3) после снятия ее фиксации относительно крыши 5, происходит под действием силы растянутых пружин 21, воздух из поршневых полостей пневмоцилиндров 10 и 11 через блок 23 вытесняется в атмосферу.
При положении штанги 1 в рабочем состоянии (фиг. 4) поршневые и штоковые полости пневмоцилиндров 10, 11, 17, 18 соединены через блок 23 с атмосферой; в процессе движения троллейбуса штанга 1 следует за изменением положения оси троллейбуса относительно токопроводов 8.
При сходе башмака 7 с токопровода 8 происходит резкое изменение вертикального положения штанги 1 (фиг. 5), поэтому датчик 22 пневмоцилиндра 11 подает сигнал на переключение блока 23 для подачи воздуха в поршневые полости пневмоцилиндров 10 и 11; быстро перемещаясь, поршень и шток пневмоцилиндра 11 поворачивают штангу 1 вниз на угол, обеспечивающий надежное отсутствие контакта штанги 1 и башмака 7 с токопроводом 8; затем штанга 1 опускается вниз со скоростью, регулируемой блоком 23 (фиг. 6). При этом за счет подачи воздуха под давлением через блок 23 в поршневые или штоковые полости пневмоцилиндров 17 и 18 осуществляется поворот штанги 1 вправо или влево (фиг. 7).