專利名稱：吊架彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的用于集電器的吊架(Wippe)。
DE 36 11 940 A1公開了一種用于電動車輛的單臂集電器，它包括一個(gè)帶滑板的雙受電弓。雙受電弓的滑板段與兩個(gè)剛性地固定在兩端的滑上弓(Auflaufbügel)構(gòu)成一個(gè)框架，它通過雙橡膠-彈簧構(gòu)件或板簧以這樣的方式在上受電弓壁桿的頂管上緩沖，即，使得在其中發(fā)生彈性運(yùn)動的平面垂直于行駛方向。
由DE 42 19 112 A1已知一種電動車輛的集電器，它有一個(gè)帶滑板的框形吊架，框形吊架借助拉力構(gòu)件通過頂管固定在集電器支座的上臂上。在頂管與框架角之間分別有一拉力構(gòu)件，例如一螺旋彈簧，它通過框架的壓桿預(yù)緊并朝框架方向安裝。拉力構(gòu)件的預(yù)緊和安裝角決定了彈簧沿三個(gè)空間方向的剛度。
DE 196 08 202 A1公開了一種電動車輛集電器的吊架，包括一個(gè)連接兩個(gè)滑板段的框架和一種使框架可運(yùn)動地與集電器頂管結(jié)構(gòu)連接的導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，它由兩個(gè)轉(zhuǎn)向件構(gòu)成。導(dǎo)引吊架的轉(zhuǎn)向件分別通過金屬-橡膠套筒可回轉(zhuǎn)地一方面支承在頂管結(jié)構(gòu)上以及另一方面支承在框架上。為了實(shí)現(xiàn)吊架的彈性功能，設(shè)與導(dǎo)引結(jié)構(gòu)脫離的板簧，它們支承在頂管結(jié)構(gòu)上。
DE 196 48 787 C1公開了一種電動車輛集電器的吊架，其中，吊架設(shè)計(jì)為框形吊架，包括兩個(gè)互相平行地垂直于車輛縱軸線延伸的彼此通過兩個(gè)互相平行地沿車輛縱向延伸的支承件連接的滑板段。吊架有一頂軸，用于與集電器上臂或上受電弓臂桿連接。在頂軸與支承件之間設(shè)兩個(gè)U形延伸的彈簧夾，它們U形的邊垂直于車輛縱向以及它們U形的弧沿車輛縱向定位。彈簧夾一方面與一剛性地裝在頂軸上的固定梁連接，另一方面與支承件之一連接。
已知的這些集電器吊架有彈簧裝置，這些彈簧裝置受行駛相對氣流(Fahrtwind)的嚴(yán)重影響。根據(jù)彈簧裝置的結(jié)構(gòu)方式和定向，彈性運(yùn)動也可能沿行駛方向，所以由于行駛相對氣流使吊架進(jìn)行水平移動；由此限制了吊架的運(yùn)動余量。對于高的行駛速度，已知的彈簧裝置部分顯示出一種不確定的彈簧特性以及在吊架中有嚴(yán)重的磨損。
本發(fā)明的目的是提供一種集電器的吊架，它有一彈簧裝置，這種彈簧裝置即使在高速運(yùn)行時(shí)仍有規(guī)定的與行駛相對氣流無關(guān)的剛度，并保證操作所規(guī)定的垂直彈簧行程。
按本發(fā)明此目的通過按權(quán)利要求1前序部分所述的吊架達(dá)到，其中，彈簧裝置有一扭轉(zhuǎn)彈簧。通過扭轉(zhuǎn)彈簧這種小的結(jié)構(gòu)體積可有利地實(shí)現(xiàn)一種空氣動力學(xué)方面有利的結(jié)構(gòu)方式。通過選擇扭轉(zhuǎn)彈簧的材料及其橫截面形狀，可達(dá)到規(guī)定的剛度。扭轉(zhuǎn)彈簧摩擦系數(shù)比較小，所以扭轉(zhuǎn)彈簧卸荷時(shí)的滯后效應(yīng)可保持得很低。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，扭轉(zhuǎn)彈簧有一條沿行駛方向延伸的扭轉(zhuǎn)軸線。因此彈簧裝置的空氣阻力可保持得很小，這在高行駛速度時(shí)是特別有利的。
按本發(fā)明的一種有利的實(shí)施形式，扭轉(zhuǎn)彈簧設(shè)計(jì)為有規(guī)定扭轉(zhuǎn)模量的圓桿或成型桿，優(yōu)選地六棱桿。這種桿可使用不同材料和提供足夠的加工精度及眾所周知的機(jī)械性能，如扭轉(zhuǎn)模量。當(dāng)然也可以選擇其他成型桿，例如有多角形、U形或H形的橫截面。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，彈簧裝置有一固定段，它一端固定在頂軸上，在另一端內(nèi)旋轉(zhuǎn)固定地支承扭轉(zhuǎn)彈簧。由此在頂軸與扭轉(zhuǎn)彈簧之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接，通過此連接調(diào)整扭轉(zhuǎn)軸線離頂軸軸線的間距，并因而可確定吊架繞頂軸軸線的慣性矩。
優(yōu)選地，扭轉(zhuǎn)彈簧通過摩擦力鎖合或形鎖合旋轉(zhuǎn)固定地支承在固定段內(nèi)。
按本發(fā)明的一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)，彈簧裝置有杠桿，它們按離固定段預(yù)定的間距與扭轉(zhuǎn)彈簧旋轉(zhuǎn)固定地連接以及與框架鉸接。在一垂直地經(jīng)由滑板加入的力作用下，通過杠桿的長度可改變在扭轉(zhuǎn)彈簧上的扭矩。在杠桿固定點(diǎn)與固定段固定點(diǎn)之間受載時(shí)扭轉(zhuǎn)彈簧旋轉(zhuǎn)。在這兩個(gè)固定點(diǎn)之間的距離選擇得越長，在此范圍內(nèi)存在線性彈簧特性的扭轉(zhuǎn)角越大，并因而用于滑板的垂直的彈簧行程越大。
優(yōu)選地，彈簧裝置有兩根平行定向的杠桿，它們通過一加固件連接。通過將兩根杠桿在固定段兩側(cè)相同的距離處固定在扭轉(zhuǎn)彈簧上，獲得一種相對于頂軸軸線對稱的結(jié)構(gòu)，并保證就垂直的力而言無力矩懸吊。在受載時(shí)，在固定段兩側(cè)的扭轉(zhuǎn)彈簧段反向旋轉(zhuǎn)。在這里連接杠桿的加固件避免扭轉(zhuǎn)彈簧受彎曲負(fù)荷。
按本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實(shí)施形式，彈簧裝置有一保護(hù)管，扭轉(zhuǎn)彈簧裝在其中。保護(hù)管提供機(jī)械防護(hù)，避免扭轉(zhuǎn)彈簧例如由碎石、鳥擊和冰造成扭轉(zhuǎn)彈簧損傷和/或阻塞，從而不會由于這些情況影響扭轉(zhuǎn)彈簧的功能。此外保護(hù)管可以用于支承扭轉(zhuǎn)彈簧。
在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實(shí)施形式中，吊架有兩個(gè)彈簧裝置，它們對稱于車輛縱向中面布置。在此實(shí)施形式中在頂軸的兩端各固定一個(gè)結(jié)構(gòu)相同的彈簧裝置的固定段，所以總體上造成吊架的一種空氣動力學(xué)對稱的結(jié)構(gòu)。通過將負(fù)荷分布到兩個(gè)彈簧裝置上，扭轉(zhuǎn)彈簧和杠桿可以相應(yīng)地設(shè)計(jì)得比較小或尺寸比較纖細(xì)。
有利地，框架有兩個(gè)連接滑板的支承件，在支承件上分別鉸接兩個(gè)彈簧裝置之一的杠桿。通過支承件形成一個(gè)滑板距離可變的穩(wěn)定的懸吊框架。彈簧裝置的杠桿可轉(zhuǎn)動地固定在支承件上，所以在彈簧垂直運(yùn)動時(shí)吊架的支承件本身不必轉(zhuǎn)動。
按本發(fā)明的一項(xiàng)有利的進(jìn)一步發(fā)展，兩個(gè)支承件之一旋轉(zhuǎn)固定地與滑板連接，而另一支承件可旋轉(zhuǎn)地與滑板連接。因此在彈簧運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的杠桿在兩個(gè)彈簧裝置之間的支承件上的鉸接點(diǎn)即使微小的距離變化也能得到補(bǔ)償。
下面借助附圖中示意表示的一個(gè)按本發(fā)明的吊架的實(shí)施例說明本發(fā)明其他有利的特征，其中表示

圖1按本發(fā)明的吊架鳥瞰圖；圖2和3按本發(fā)明的吊架沿行駛方向看的局部前視圖4按本發(fā)明的彈簧裝置的俯視圖；圖5按本發(fā)明的彈簧裝置的扭轉(zhuǎn)彈簧；圖6按本發(fā)明的彈簧裝置的杠桿；以及圖7按本發(fā)明的彈簧裝置的固定段和保護(hù)管。
按圖1，電動車輛例如高速有軌車輛的集電器用的吊架有一框架1，它通過兩個(gè)彈簧裝置2、2’支承在頂軸3上?？蚣?包括兩塊垂直于行駛方向X平行延伸的用于從圖中未表示的滑接線集電的滑板11以及兩個(gè)沿行駛方向X平行延伸的支承件12、12’。支承件12、12’設(shè)計(jì)為向上開口的U型材，其中為每一塊滑板11裝入一個(gè)可沿U型材插入并用螺釘固定在期望位置的夾緊段13、13’。在滑板11的下側(cè)固定支座14、14’，它們與夾緊段13、13’連接。在車輛的每一側(cè)，滑板11的端部通過滑上弓15、15’連接，由此側(cè)向滑下的滑接線可以重新導(dǎo)引到滑板11的炭塊(Kohlestück)上。兩個(gè)彈簧裝置2、2’的每一個(gè)包括一個(gè)與頂軸3的相應(yīng)端剛性連接的固定段21、21’，裝在保護(hù)管22、22’內(nèi)的扭轉(zhuǎn)彈簧23、23’支承在固定段中。在加載時(shí)扭轉(zhuǎn)彈簧23、23’圍繞它旋轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)軸線24、24’沿行駛方向X延伸，以便在高行駛速度造成盡可能小的空氣阻力。在扭轉(zhuǎn)彈簧23、23’的自由端旋轉(zhuǎn)固定地安裝杠桿25、25’，它們借助X狀加固件26、26’穩(wěn)定化，并以其自由端鉸接在支承件12、12’下側(cè)。頂軸3可繞頂軸線5旋轉(zhuǎn)地裝在圖中未畫的頂管內(nèi)。頂管與集電器支座的圖中未表示的上臂連接。在運(yùn)行時(shí)按本發(fā)明的彈簧裝置將由架空電車線施加在吊架框架1上的力傳到頂軸3，再經(jīng)頂管傳給集電器支座。
因?yàn)樵趶椈蛇\(yùn)動時(shí)，從杠桿25在一側(cè)的彈簧裝置支承件12上的鉸接點(diǎn)27到在車輛另一側(cè)彈簧裝置的鉸接點(diǎn)27’的距離改變，所以按圖2支承件12通過夾緊段13借助螺釘與滑板11的支座14剛性連接，而按圖3支承件12’的夾緊段13’與滑板11的支座14’鉸接。采用這種結(jié)構(gòu)吊架也可以一側(cè)彈動或補(bǔ)償有限的橫向運(yùn)動。在彈簧運(yùn)動時(shí)杠桿25掃過一個(gè)圓面，圓面中點(diǎn)是扭轉(zhuǎn)軸線24以及鉸接點(diǎn)27在其圓周上運(yùn)動。
圖4表示沒有滑板11時(shí)彈簧裝置俯視圖，其中夾緊段13’通過銷子16與滑板11的支座14’鉸接。兩個(gè)夾緊段13’用螺釘固定在U形支承件12’端部。兩根杠桿25’通過X狀加固件26’加強(qiáng)。從固定段21’伸出兩個(gè)構(gòu)成保護(hù)管22’的空心圓柱部分，扭轉(zhuǎn)彈簧23’安裝和支承在其中。在扭轉(zhuǎn)彈簧23’端部成形一六邊形延伸段31’，杠桿25’旋轉(zhuǎn)剛性地套在延伸段上構(gòu)成形鎖合連接。加固件26’用纖維增強(qiáng)的塑料制造，以便在重量輕的同時(shí)提供彈簧裝置足夠的剛度，以避免在扭轉(zhuǎn)彈簧23’上作用彎曲負(fù)荷。
按圖5，扭轉(zhuǎn)彈簧23由六棱桿構(gòu)成，它在中央及兩端有圓柱體作為支承部分28、29。中央支承部分28旋轉(zhuǎn)固定地錨固安裝在固定段21的孔30內(nèi)。外部的支承部分29受載時(shí)繞扭轉(zhuǎn)軸線24旋轉(zhuǎn)，因?yàn)槌尚卧谂まD(zhuǎn)彈簧23端部的六邊形延伸段31被由于彈簧運(yùn)動而旋轉(zhuǎn)的杠桿25帶動。
為此，按圖6的杠桿25在一端有一六邊形通孔32，它可形鎖合地套在扭轉(zhuǎn)彈簧23的六邊形延伸段31上。為了夾緊在扭轉(zhuǎn)彈簧23上，杠桿25有一縫33和一個(gè)垂直于縫33延伸的孔34，用于一螺釘-螺母組合，因此可達(dá)到六邊形通孔32在六邊形延伸段31上的一種沿行駛方向X的摩擦力鎖合的配合。此外，杠桿25在其臂中有兩個(gè)細(xì)長的通孔35，用于安裝加固件26，以及在其另一端有一孔36用于與支承件12鉸接。
按圖7，十字形固定段21有一個(gè)用于將固定段21安裝在圖中未表示的頂軸3上的孔37，以及一個(gè)垂直于孔37延伸的孔38，用于例如通過螺釘-螺母組合將固定段21防旋轉(zhuǎn)地牢固安裝在頂軸3上。沿扭轉(zhuǎn)軸線24，固定段21有另一個(gè)孔30，從兩側(cè)將保護(hù)管22插入孔30內(nèi)并固定在其中。在保護(hù)管22之間，孔30有一臺階39，它用作扭轉(zhuǎn)彈簧23中央支承部分28的支承套。一個(gè)通孔40垂直于扭轉(zhuǎn)軸線24穿過孔30的臺階39，所以裝在此通孔40內(nèi)的圓柱形構(gòu)件摩擦力鎖合地阻止中央支承部分28在固定段21內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在保護(hù)管22的彼此背對的端部插入支承插座41，用于扭轉(zhuǎn)彈簧23在外部的支承部分29的滑動配合。在保護(hù)管22互相背對的端側(cè)的圓周上加工了一些槽42，它們作為嚙合在槽42內(nèi)與杠桿25連接的圖4中所示環(huán)形件43的旋轉(zhuǎn)止擋。通過確定槽42和環(huán)形件43嚙合在槽43中的凸臺的尺寸，使彈簧裝置有一個(gè)旋轉(zhuǎn)止擋裝置，它限制吊架向上和向下垂直的彈性運(yùn)動。
權(quán)利要求
1.電動車輛尤其是有軌車輛的集電器吊架，包括一個(gè)有滑板(11)的框架(1)，它通過彈簧裝置(2、2’)支承在頂軸(3)上，其中，頂軸(3)可旋轉(zhuǎn)地支承在用于與集電器的支座連接的頂管(22、22’)內(nèi)，其特征為所述彈簧裝置(2、2’)有一個(gè)扭轉(zhuǎn)彈簧(23、23’)。
2.按照權(quán)利要求1所述的吊架，其特征為所述扭轉(zhuǎn)彈簧(23、23’)有一沿行駛方向(X)延伸的扭轉(zhuǎn)軸線(24、24’)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的吊架，其特征為所述扭轉(zhuǎn)彈簧(23、23’)設(shè)計(jì)為有規(guī)定扭轉(zhuǎn)模量的圓桿或成型桿，優(yōu)選地設(shè)計(jì)為六棱桿。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的吊架，其特征為所述彈簧裝置(2、2’)有一固定段(21、21’)，它的一端固定在所述頂軸(3)上，在另一端內(nèi)旋轉(zhuǎn)固定地支承所述扭轉(zhuǎn)彈簧(23、23’)。
5.按照權(quán)利要求4所述的吊架，其特征為所述扭轉(zhuǎn)彈簧(23、23’)通過摩擦力鎖合或形鎖合旋轉(zhuǎn)固定地支承在固定段(21、21’)內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的吊架，其特征為所述彈簧裝置(2、2’)有杠桿(25、25’)，它們按離固定段(21、21’)預(yù)定的間距與扭轉(zhuǎn)彈簧(23、23’)旋轉(zhuǎn)固定地連接以及與框架(1)鉸接。
7.按照權(quán)利要求6所述的吊架，其特征為所述彈簧裝置(2、2’)有兩根平行定向的杠桿(25、25’)，它們通過一加固件(26、26’)連接。
8.按照權(quán)利要求7所述的吊架，其特征為所述彈簧裝置(2、2’)有保護(hù)管(22、22’)，所述扭轉(zhuǎn)彈簧(23、23’)裝在其中。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的吊架，其特征為所述吊架有兩個(gè)彈簧裝置(2、2’)，它們對稱于車輛縱向中面布置。
10.按照權(quán)利要求9所述的吊架，其特征為；框架(1)有兩個(gè)連接滑板(11)的支承件(12、12’)，在支承件上分別鉸接兩個(gè)彈簧裝置(2、2’)之一的杠桿(25、25’)。
11.按照權(quán)利要求10所述的吊架，其特征為兩個(gè)支承件(12)之一旋轉(zhuǎn)固定地與滑板(11)連接，而另一支承件(12’)可旋轉(zhuǎn)地與滑板(11)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電動車輛尤其是有軌車輛的集電器吊架，包括一個(gè)有滑板(11)的框架(1)，它通過彈簧裝置(2、2’)支承在頂軸(3)上，其中，頂軸(3)可旋轉(zhuǎn)地支承在用于與集電器的支座連接的頂管內(nèi)，在這里，彈簧裝置(2、2’)有一個(gè)扭轉(zhuǎn)彈簧(23、23’)，這種吊架即使在高速運(yùn)行時(shí)仍有規(guī)定的與行駛相對氣流無關(guān)的剛性以及操作所規(guī)定的垂直彈簧行程。
文檔編號B60L5/22GK1476397SQ01819389
公開日2004年2月18日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月18日
發(fā)明者斯文·巴特爾斯, 卡爾·耶格, 斯文 巴特爾斯, 耶格 申請人:勃姆巴迪爾運(yùn)輸有限公司