УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ СКОЛЬЗЯЩЕГО ЭЛЕМЕНТА НА ТОКОПРИЁМНИКЕ
APPARATUS FOR SECURING SLIDING ELEMENT ON CURRENT COLLECTOR

Изобретение относится к устройству для закрепления скользящего элемента, или полоза, на токоприемнике для отвода электрической энергии от контактной линии на транспортное средство с электрическим приводом, а также к токоприемнику и к транспортному средству с электрическим приводом.
Скользящие элементы обычного вида известны. Они представляют собой составные части токоприемника, который соединен с транспортным средством с электрическим приводом. Скользящий элемент находится в контакте со стационарной контактной линией и служит для отвода электрической энергии от контактной линии к транспортному средству с электрически приводом.
Скользящие элементы содержат носитель и по меньшей мере одну расположенную на носителе угольную вставку. Соединение между носителем и по меньшей мере одной угольной вставкой производится, как известно, посредством склеивания. При этом применяют электропроводный клей. Целью является достижение как можно более низкого сопротивления перехода между угольными вставками и носителем. Соединение может производиться также посредством других подходящих способов, например, посредством клемм, клепки, резьбы, пайки или аналогичных.
Носитель может содержать также воздуховод, соединенный с местом подключения к системе сжатого воздуха. Этот пневматический канал проходит по существу по всей длине носителя. Этот пневматический канал служит для распознавания повреждения или износа угольных вставок. При слишком сильном повреждении или слишком сильном износе находящийся под давлением воздушный канал открывается, так что происходит падение давления, которое фиксируется соответствующим прибором управления. Тогда токоприемник опускают, то есть отсоединяют от контактной линии.
Известные скользящие элементы зафиксированы на верхнем конце токоприемника посредством резьбовых соединений или размещенного там балансира. Прочие места подключения, например, для сжатого воздуха или электрических контактов, размещаются отдельно.
При замене скользящих элементов, как правило, приходится разъединять несколько резьбовых соединений для механического крепления, дополнительных резьбовых соединений для электрического подключения и несколько пневматических соединителей для сжатого воздуха при их наличии, а после замены скользящего элемента заново фиксировать их на сменном элементе. Это обуславливает большие затраты времени. Кроме того, поскольку замену скользящих элементов производят, как правило, на крыше транспортного средства, это осуществляется в затрудненных условиях. Это приводит к повышенному риску некачественных монтажных работ. В целом замена скользящих элементов, имеющих известную систему крепления в форме резьбовых соединений, связана с высокими издержками вследствие затрат времени и подверженности ошибкам.
Поэтому задача изобретения состоит в создании такой системы крепления угольных контактных накладок на токоприемнике транспортного средства с электрическим приводом или на размещенном там балансире, которая позволяет упростить процесс технического обслуживания, ускорить и сделать более экономичным его проведение.
Согласно изобретению эта задача решена устройством, имеющим признаки, указанные в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования описаны в зависимых пунктах формулы.
В устройстве согласно изобретению для закрепления скользящего элемента на токоприемнике или на размещенном там балансире с целью отвода электрической энергии от контактной линии на транспортное средство с электрическим приводом контактная линия расположена неподвижно, а токоприемник соединен с транспортным средством. Приведенное ниже изложение всегда исходит из того, что скользящий элемент закреплен на токоприемнике или на размещенном там балансире, даже если указывается только токоприемник. Скользящий элемент содержит носитель (несущий элемент) и по меньшей мере одну расположенную на носителе угольную вставку. Между скользящим элементом и токоприемником выполнено по меньшей мере одно место крепления для закрепления скользящего элемента на токоприемнике. Благодаря предпочтительному выполнению по меньшей мере двух мест крепления между скользящим элементом и токоприемником обеспечено надежное крепление скользящего элемента на токоприемнике и одновременно также надежное положение или, соответственно, ориентация скользящего элемента по отношению к токоприемнику.
В каждом месте крепления между скользящим элементом и токоприемником на стороне скользящего элемента расположено по меньшей мере одно фиксирующее средство, а на стороне токоприемника расположено относящееся к каждому из фиксирующих средств приемное приспособление для этого фиксирующего средства. При этом каждое фиксирующее средство и относящееся к нему приемное приспособление посредством введения фиксирующего средства в относящееся к нему приемное приспособление и фиксации в нем вводятся в зацепление друг с другом с возможностью отсоединения. Другими словами, в каждом месте крепления на скользящем элементе выполнено некоторое количество фиксирующих средств, а на токоприемнике соответствующее количество относящихся к фиксирующим средствам приемных приспособлений, которые расположены по месту таким образом, что для закрепления скользящего элемента фиксирующие средства вводятся в приемные приспособления на токоприемнике, где они фиксируются в приемном приспособлении. Поэтому устройство может обозначаться также как "система защелкивания", в которой каждое из фиксирующих средств защелкивается в соответствующее приемное приспособление.
В первом варианте исполнения в носителе скользящего элемента возможно наличие пневматического канала для мониторинга состояния сжатого воздуха и, соответственно, для индикации повреждения или износа по меньшей мере одной угольной вставки. При этом сжатый воздух подводится к пневматическому каналу и регистрируется прибором управления. Если по меньшей мере одна угольная вставка повреждена или слишком изношена, происходит падение давления, которое регистрирует прибор управления. После этого токоприемник опускают и тем самым отсоединяют от контактной линии.
В системе крепления согласно изобретению как фиксирующее средство, так и относящееся к нему приемное приспособление могут содержать сообщающиеся друг с другом сквозные отверстия, которые образуют сквозное проходное отверстие для передачи сжатого воздуха от токоприемника в пневматический канал в носителе, когда фиксирующее средство и относящееся к нему приемное приспособление введены в зацепление друг с другом с возможностью отсоединения. При этом соответствующие сквозные отверстия в фиксирующем средстве и в относящемся к нему приемном приспособлении образуют участок прохождения сжатого воздуха от токоприемника к пневматическому каналу в носителе скользящего элемента. Если фиксирующее средства и приемное приспособление вводятся в зацепление, сквозное отверстие фиксирующего средства образует продолжение сквозного отверстия приемного приспособления до пневматического канала носителя. Таким образом, благодаря совмещению соответствующих сквозных отверстий в фиксирующем средстве и в относящемся к нему приемном приспособлении при ведении фиксирующего средства в приемное приспособление создается пневматическое подключение для передачи сжатого воздуха, которое теперь больше не требуется устраивать как отдельное присоединение. Тем самым значительно ускоряется и упрощается замена скользящего элемента. Электрическое подключение скользящего элемента этим не затрагивается. Оно предпочтительно производится посредством по меньшей мере одного резьбового соединения.
В следующем варианте исполнения возможно наличие в фиксирующем средстве направленных наружу выступов, которые при введении фиксирующего средства в относящееся к нему приемное приспособление защелкиваются за соответствующими выступами в приемном приспособлении и/или в соответствующих углублениях в приемном приспособлении. В соответствии с этим внутри приемного приспособления, в которое вводится фиксирующее средство, выполнены выступы, выступающие в область, в которую вводится фиксирующее средство. В качестве альтернативы этому или одновременно с этим внутри приемного приспособления могут быть выполнены углубления, которые соответствуют выступам в фиксирующем средстве. Теперь, если фиксирующее средство с соответствующим усилием вводят в приемное приспособление, выступы фиксирующего средства задвигаются за выступы внутри приемного приспособления и/или вводятся в области углублений внутри приемного приспособления, так что выступы фиксирующего средства фиксируются, и фиксирующее средство защелкивается в этом положении. Специалист без труда поймет, что выполнение выступов и углублений может производиться также обратным образом, так что выступы могут быть выполнены внутри приемного приспособления, а соответствующие им выступы и/или углубления - в фиксирующем средстве.
Предпочтительно фиксирующее средство и/или приемное приспособление может быть снабжено уплотнительными элементами, которые предотвращают утечку сжатого воздуха.
Направленные наружу выступы фиксирующего средства и соответствующие выступы и/или углубления приемного приспособления могут быть выполнены либо по всему периметру фиксирующего средства и/или внутренней части приемного приспособления, либо прерывистыми на участках. Промежутки между ними могут быть предусмотрены, например, чтобы сократить материальные и/или производственные затраты на выполнение выступов и/или углублений, а также и для того, чтобы упростить введение фиксирующее средства в приемное приспособление и отсоединение фиксирующего средства от приемного приспособления. Если, например, выступы фиксирующего средства и выступы приемного приспособления выполнены только на участках, то возможен поворот фиксирующего средства и приемного приспособления относительно друг друга для отсоединения, так что соответствующие выступы расположены с таким смещением по отношению друг к другу, что возможно отсоединение фиксирующего средства от приемного приспособления без больших затрат энергии.
В следующем варианте осуществления возможно выполнение выступов фиксирующего средства в виде элементов, установленных с возможностью перемещения, и их соединение с механизмом предварительного натяжения, так что элементы, установленные с возможностью перемещения, при введении фиксирующего средства в относящееся к нему приемное приспособление вжимаются внутрь фиксирующего средства, а после прохождения выступов и/или при достижении углублений выжимаются из внутренней части фиксирующего средства посредством механизма предварительного натяжения. Благодаря выполнению выступов с возможностью перемещения и их возврату в начальное положение посредством механизма предварительного натяжения введение фиксирующего средства в относящееся к нему приемное приспособление и отсоединение фиксирующего средства из приемного приспособления облегчаются. Специалисту понятно, что также и при отсоединении фиксирующего средства установленные с возможностью перемещения элементы вжимаются внутрь фиксирующего средства и посредством механизма предварительного натяжения снова выжимаются после прохождения выступов внутри приемного приспособления. Равным образом для специалиста очевидно, что при том же самом принципе действия альтернативно возможно расположение установленных с возможностью перемещения элементов внутри приемного приспособления, в то время как соответствующие выступы и/или углубления могут быть предусмотрены на фиксирующем средстве.
Кроме того, возможно наличие в механизме предварительного натяжения элемента управления для воздействия на него вручную для перемещения установленных с возможностью перемещения элементов внутрь фиксирующего средства. При этом такой элемент управления должен был быть расположен таким образом, чтобы он при замене скользящего элемента техником был легко доступен и удобен в обслуживании. Таким образом фиксирующее средство может быть быстро и без больших затрат энергии отсоединено от приемного приспособления, например, посредством вытягивания и одновременного воздействия на элемент управления.
Фиксирующее средство может отсоединяться от относящегося к нему приемного приспособления посредством вытягивания с минимальным усилием, вытягивания с одновременным вращательным движением и/или вытягивания с одновременным воздействием на элемент управления. Вытягивание с минимальным усилием имеет место прежде всего при жестком выполнении выступов и/или углублений в фиксирующем средстве и относящемся к нему приемном приспособлении, однако может находить применение также и при всех других вариантах исполнения. При этом минимальное усилие - это такая величина усилия, которая необходима для вытягивания фиксирующего средства с его выступами мимо соответствующих выступов приемного приспособления и/или из соответствующих углублений и зависит от формы и материала выступов, выполненных в фиксирующем средстве или, соответственно, в приемном приспособлении. Вытягивание с одновременным вращательным движением особенно предпочтительно, если выступы фиксирующего средства и/или выступы приемного приспособления выполнены прерывистыми на участках. Предпочтительно может предусматриваться также дополнительный предохранительный элемент, который исключает превышение допустимого минимального усилия, поворота и воздействия на элемент управления.
Еще в одном варианте исполнения токоприемник может содержать устройство для приема и ориентации носителя, имеющее выполненную в каждом месте крепления между токоприемником и скользящим элементом выемку, посредством которого возможно введение фиксирующего средства сквозь это устройство в соответствующее приемное приспособление. В этом варианте исполнения на токоприемнике расположено устройство, например, несущая структура в форме ванны, которая целиком или частично принимает в себя носитель скользящего элемента и при этом одновременно задает ориентацию носителя и тем самым всего скользящего элемента по его положению относительно токоприемника. При этом в устройстве для приема и ориентации носителя предусмотрены выемки в области мест крепления, так что посредством этих выемок возможно введение фиксирующих средств в соответствующие приемные приспособления. Благодаря устройству для приема и ориентации носителя упрощается и ускоряется точный монтаж скользящего элемента, так как посредством устройства для приема и ориентации носителя точно задается положение скользящего элемента. Устройство для приема и ориентации носителя может быть выполнено цельным по всей длине носителя или составным.
В устройстве согласно изобретению возможно электропроводное соединение, в частности склеивание, носителя по меньшей мере с одной угольной вставкой.
Кроме того, задача решена токоприемником, который содержит устройство согласно изобретению для закрепления скользящего элемента на токоприемнике.
Следующий аспект изобретения - это транспортное средство с электрическим приводом, в частности рельсовое транспортное средство с электрическим приводом, которое содержит токоприемник согласно изобретению, имеющего устройство согласно изобретению для закрепления скользящего элемента на токоприемнике.
Ниже изобретение более подробно разъясняется посредством чертежей, на которых показаны:
фигура 1 - вид сбоку, разрез и перспективное изображение скользящего элемента с устройством согласно изобретению для закрепления на токоприемнике в первом варианте осуществления,
фигура 2 - два разреза устройства согласно изобретению для закрепления на токоприемнике в первом варианте осуществления,
фигура 3 - вид сбоку, разрез и перспективное изображение скользящего элемента с устройством согласно изобретению для закрепления на токоприемнике во втором варианте осуществления,
фигура 4 - два разреза устройства согласно изобретению для закрепления на токоприемнике во втором варианте осуществления,
фигура 5 - разрезы, изображающие выполнение выступов и углублений в фиксирующем средстве и приемном приспособлении,
и
фигура 6 - схематичные разрезы, изображающие конструкцию элементов, установленных с возможностью перемещения, и механизма предварительного натяжения.
На фигуре 1а показан вид сбоку токоприемника 20, имеющего скользящий элемент 10 и устройство согласно изобретению для закрепления скользящего элемента на устройстве для приема и ориентации носителя (балансира) на токоприемнике. Скользящий элемент 10 содержит носитель 11 и угольную вставку 12, причем угольная вставка закреплена на носителе 11 посредством электропроводного клея. Скользящий элемент 10 закреплен на токоприемнике 20 в двух местах 30 крепления. Над токоприемником проходит подвод 45 сжатого воздуха к местам 30 крепления. На фигуре 1а обозначен разрез А-А, который представлен на фигуре 1b. Перспективное изображение токоприемника 20 с двумя скользящими элементами 10 с фигур 1а и 1b представлено на фигуре 1с. Каждый из скользящих элементов 10 соединен в двух местах 30 крепления с токоприемником 20.
Кроме того, на фигуре 1 изображены места 22 электрического подключения для контакта со скользящим элементом 10.
В дальнейшем описание исходит из того, что скользящий элемент 10 закреплен на приемном приспособлении балансира, даже если говорится о креплении на токоприемнике.
На фигуре 2 показаны два изображения в разрезе устройства согласно изобретению для закрепления скользящего элемента 10 на токоприемнике 20 по фигуре 1 в области места 30 крепления. В носителе 11 выполнен пневматический канал 13 для мониторинга сжатого воздуха или, соответственно, для определения состояния угольной вставки 12 посредством сжатого воздуха. В месте 30 крепления в скользящем элементе 10 выполнено фиксирующее средство 31, внутри которого имеется сквозное отверстие 33 для сжатого воздуха. Фиксирующее средство 31 введено в приемное приспособление 32 и зафиксировано. Приемное приспособление 32 содержит сквозное отверстие 34 для сжатого воздуха. Благодаря совмещению соответствующих сквозных отверстий в фиксирующем средстве 31 и в приемном приспособлении 32 сквозные отверстия 33 и 34 образуют сквозной проход для передачи сжатого воздуха сквозь место 30 крепления. Сжатый воздух через подвод 45 сжатого воздуха вводится в сквозное отверстие 34 приемного приспособления 32, через сквозное отверстие 34 приемного приспособления 32 проходит в сквозное отверстие 33 фиксирующего средства 31 и оттуда непосредственно в пневматический канал 13 носителя 11. Таким образом, не требуется отдельного места подключения для снабжения сжатым воздухом, так как при введении и фиксации фиксирующего средства 31 в приемное приспособление 32 одновременно создается пневматическое соединение.
В показанном на фигуре 2 варианте исполнения приемное приспособление 32 посредством резьбового соединения 71 зафиксировано в адаптере 70, который в свою очередь посредством еще одного резьбового соединения 72 закреплен на токоприемнике 20. Это позволяет осуществлять быстрый монтаж и замену устройства для закрепления скользящего элемента 10 на токоприемнике 20.
На фигуре 3а показан вид сбоку, а на фигуре 3b - разрез, а на фигуре 3с - перспективное изображение скользящего элемента 10 с устройством согласно изобретению для закрепления на токоприемнике 20 во втором варианте осуществления. Как и на фигуре 1, скользящий элемент 10 образован носителем 11 и угольной вставкой 12, которая закреплена на носителе 11 посредством электропроводного клея. Скользящий элемент 10 в каждом из двух мест 30 крепления сначала вставлен в устройство 40 для приема и ориентации носителя 11 и сквозь него соединен с токоприемником 20. Обозначенный на фигуре 3а разрез А-А представлен на фигуре 3b.
На фигуре 4 показаны два разреза места крепления с фигуры 3. Устройство для приема и ориентации носителя 11 выполнено в виде несущей конструкции в форме ванны, которая соответствует форме носителя 11. Конструкция 40 в форме ванны соединена посредством резьбового соединения 73 с токоприемником 20. Когда необходимо закрепить скользящий элемент 10 с носителем 11 на токоприемнике 20, его вкладывают в конструкцию 40 в форме ванны и таким образом одновременно задают его ориентацию. При этом в каждом месте 30 крепления фиксирующее средство 31 проводят сквозь выемку в конструкции 40 в форме ванны и в приемное приспособление 32, где оно фиксируется. В этом втором варианте исполнения также предусмотрен подвод 45 сжатого воздуха, который от токоприемника 20 проводит сжатый воздух через сообщающиеся друг с другом сквозные отверстия 33 и 34 в пневматический канал 13 носителя 11.
На фигуре 5 в трех изображениях разрезов представлено в качестве примера выполнение трех выгнутых наружу выступов 35 фиксирующего средства 31 и соответствующие выступы 36а или, соответственно, углубления 36b приемного приспособления 32.
При этом фигура 5а показывает вариант осуществления, согласно которому в приемном приспособлении 32 выполнены выступы 36а, соответствующие выступам 35 фиксирующего средства 31 и после введения фиксирующего средства 31 в приемное приспособление 32 в направлении показанной стрелки защелкивающиеся за выступами 36b. На фигуре 5b показана ситуация, при которой в приемном приспособлении 32 выполнены углубления 36b, соответствующее выступам 35 фиксирующего средства 31. Фигура 5с показывает форму, являющуюся комбинацией из фигур 5а и 5b. Во всех представленных вариантах возможно выполнение выступов либо вдоль всего периметра фиксирующего средства 31 или, соответственно, внутренней части приемного приспособления 32, либо с прерываниями.
На фигуре 6 схематично показано выполнение выступа 35 фиксирующего средства 31 в виде установленного с возможностью перемещения элемента 50, который соединен с механизмом предварительного натяжения 55. На фигуре 6а представлено положение покоя установленного с возможностью перемещения элемента 50. Установленный с возможностью перемещения элемент 50 выжимается наружу посредством механизма предварительного натяжения 55 и при этом размещается по меньшей мере с частичным выступанием наружу из фиксирующего средства 31, так что он образует выпуклый выступ 35. На фигуре 6b показан установленный с возможностью перемещения элемент 50, вжатый внутрь фиксирующего средства силовым воздействием, которое изображено стрелкой, обозначенной буквой F. Установленный с возможностью перемещения элемент 50 принимает это положение при введении фиксирующего средства 31 в приемное приспособление 32. Как только установленный с возможностью перемещения элемент 50 проводится мимо выступа 36а приемного приспособления 32 или попадает в область углубления 36b в приемном приспособлении 32, установленный с возможностью перемещения элемент 50 снова выжимается наружу механизмом предварительного натяжения 55, так что установленный с возможностью перемещения элемент 50 защелкивается за выступом 36а или в углублении 36b. Кроме того, механизм предварительного натяжения 55 может содержать орган 60 управления (не показан), который выполнен с возможностью воздействия на него техником при монтаже или замене скользящего элемента для перемещения установленных с возможностью перемещения элементов 50 внутрь фиксирующего средства 31 и, таким образом, облегчения монтажа и отсоединения скользящего элемента 10 от токоприемника 20.
Ссылочные обозначения
10 скользящий элемент
11 носитель
12 угольная вставка
13 пневматический канал
20 токоприемник
22 место электрического подключения
30 место крепления
31 фиксирующее средство
32 приемное приспособление для фиксирующего средства 31
33, 34 сквозное отверстие для сжатого воздуха
35 выступ фиксирующего средства 31
36а соответствующий выступ в приемном приспособлении 32
36b соответствующее углубление в приемном приспособлении 32
40 устройство для приема и ориентации носителя 11
45 подвод сжатого воздуха
50 установленный с возможностью перемещения элемент
55 механизм предварительного натяжения
60 орган управления
70 адаптер для закрепления на токоприемнике 20
71, 72, 73 резьбовое соединение.