專利名稱：用于在接觸導(dǎo)線與在軌道上運(yùn)行的電動(dòng)高速機(jī)車車輛之間控制受電的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在接觸導(dǎo)線與在軌道上運(yùn)行的電動(dòng)高速機(jī)車車輛之間控制受電的設(shè)備，包括一個(gè)設(shè)在車頂上用于安裝提升機(jī)構(gòu)的流線形外殼，在提升機(jī)構(gòu)上固定受電器的一個(gè)支承接觸滑板有角的弓架，一個(gè)用于受電器固定和絕緣的絕緣體，以及一個(gè)用于導(dǎo)出被受電器接受的電流的導(dǎo)體。
此外，本發(fā)明還涉及一種用于在接觸導(dǎo)線與在軌道上運(yùn)行的電動(dòng)高速機(jī)車車輛之間控制受電的方法，其中，被絕緣體固定的具有接觸滑板和弓架的受電器垂直提升和下降。
眾所周知，高速機(jī)車車輛尤其鐵路機(jī)車車輛可達(dá)到的最高速度決定性地取決于通過受電器從接觸導(dǎo)線的受電，受電器壓靠在接觸導(dǎo)線上。在接觸導(dǎo)線與受電器之間產(chǎn)生接觸力，由于接觸導(dǎo)線和受電器動(dòng)態(tài)地相互作用，所以接觸力會(huì)有明顯的變化。
接觸力的大小受到顯著影響的因素包括，接觸滑板與接觸導(dǎo)線之間的摩擦力、架空導(dǎo)線的剛度、由于接觸導(dǎo)線高度不同引起的局部或暫時(shí)的幾何尺寸改變、接觸導(dǎo)線的之字形鋪設(shè)、接觸滑板和接觸導(dǎo)線磨損、由于變換的行駛方向和車輛外形、風(fēng)和車輛速度造成的各種氣動(dòng)影響、受電器和接觸導(dǎo)線的振動(dòng)特性、以及在隧道內(nèi)雙線反向行車時(shí)流速的改變等。
為了即使在高速時(shí)也能根據(jù)接觸導(dǎo)線高度的明顯改變調(diào)整接觸力，DE-A3033449介紹了一種兩級(jí)的剪式受電器，包括一個(gè)通過受電器的滑板弓架貼靠在接觸導(dǎo)線上并相對(duì)于它調(diào)整為恒定接觸力的上剪架、支承上剪架的主剪架、配屬于上剪架的第一調(diào)整裝置、為了保持接觸力恒定向第一調(diào)整裝置輸出調(diào)整信號(hào)的控制器、以及配屬于第二主剪架的第二調(diào)整裝置。借助于第二控制器提供調(diào)整信號(hào)，以保持第一調(diào)整裝置按時(shí)間平均為恒定的調(diào)節(jié)行程。主剪架不再鎖定，它的位置連續(xù)地按這樣的方式調(diào)整，即保持上剪架的調(diào)節(jié)行程按平均值恒定。在剪式受電兩級(jí)之間存在這樣的工作分配，即由主剪架吸收和控制幅度較大的低頻振動(dòng)，而振幅較小的高頻振動(dòng)則由配屬于上剪架的調(diào)整裝置來處理。在這種情況下上剪架圍繞著一個(gè)按時(shí)間平均為恒定的調(diào)節(jié)行程在比較狹窄的誤差范圍內(nèi)振動(dòng)。
這種已知的剪式受電器的控制這樣進(jìn)行，首先向配屬于主剪架的第二控制器輸入作為測(cè)量參數(shù)的調(diào)節(jié)行程實(shí)際值。然后配屬于主剪架的第二調(diào)整裝置的調(diào)整信號(hào)由此實(shí)際值與額定值的偏差構(gòu)成，它對(duì)應(yīng)于配屬于上剪架的第一調(diào)整裝置調(diào)節(jié)行程力求的按時(shí)間的平均值。當(dāng)調(diào)節(jié)行程朝一個(gè)方向發(fā)生改變時(shí)，為了保持與接觸導(dǎo)線的接觸力恒定上剪架首先跟蹤，然后主剪架重調(diào)到這樣的程度，即重新達(dá)到第一調(diào)整裝置調(diào)節(jié)行程的原始值。
此已知方案的液壓伺服馬達(dá)使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并最終導(dǎo)致在實(shí)際上不能實(shí)施這種兩級(jí)的剪式受電器。此外，在行車作業(yè)時(shí)跨接大高度差的情況下，主剪架必須完全豎立，所以由上剪架支承的小型受電器只有一個(gè)小的工作范圍，在速度7250km/h時(shí)這是不夠的。此外所建議的這種剪式受電器還有一個(gè)缺點(diǎn)，采用它只能調(diào)整高度差，其他一些對(duì)接觸力的影響因素仍未予考慮。另一方面主剪架也沒有能力控制例如在250至400km/h高速區(qū)出現(xiàn)的高頻的接觸力波動(dòng)。
此外，這種已知的兩級(jí)剪式受電器在高速區(qū)引起高的聲壓。
按EP-A0649767的理論試圖采取措施來解決這些問題，即在車頂上固定一流線型剛性的圓拱頂外殼，它安裝受電器的下部和受電器設(shè)在兩個(gè)絕緣體(絕緣體和導(dǎo)體)下底座上的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。導(dǎo)體和絕緣體按規(guī)定的間距互相錯(cuò)開地沿車輛的橫向布置，以便能達(dá)到降低氣動(dòng)噪聲的目的。此外，絕緣體或?qū)w有流線形的橫截面。
盡管第二個(gè)緣絕體(導(dǎo)體)裝在氣流分離區(qū)內(nèi)，但它在整個(gè)受電器結(jié)構(gòu)始終很高的聲平中卻占不算不大的比例。由于比較剛性地固定絕緣體軸和導(dǎo)體，這種已知的受電器在補(bǔ)償接觸力波動(dòng)和跨接大的高度差方面總體上有不能令人滿意的調(diào)整特性。
最后，由EP-A0697304已知一種受電器，它借助兩個(gè)互相垂直布置的液壓提升和下降機(jī)構(gòu)有能力跨接在100至800mm之間的高度差。受電器的下部與其提升及下降機(jī)構(gòu)一起被一個(gè)安裝拱頂圍繞，兩個(gè)提升及下降機(jī)構(gòu)的下部組合在滑板弓架體內(nèi)。檢測(cè)接觸滑板與接觸導(dǎo)線之間的接觸力和距離，并用測(cè)得的值調(diào)整提升或下降機(jī)構(gòu)的垂直運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)高度差大時(shí)，受電器頭部連同絕緣體必須通過提升和下降機(jī)構(gòu)相應(yīng)地從安裝拱頂升出，因此，仍沿橫向錯(cuò)開布置的兩個(gè)絕緣體超過圓拱頂伸出并造成相應(yīng)的聲平。此外，液壓提升和下降機(jī)構(gòu)需要大的空間，這一方面通過組合在滑板弓架體內(nèi)以及另一方面通過在兩個(gè)滑板弓架體上方安裝拱頂大的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度獲得。其結(jié)果是導(dǎo)致復(fù)雜的、昂貴和重的結(jié)構(gòu)。
以此先有技術(shù)為基礎(chǔ)，本發(fā)明的目的是發(fā)展一種前言所述類型的受電器，它允許在高速區(qū)通過力和/或位置的調(diào)整順利實(shí)現(xiàn)控制受電，并與此同時(shí)顯著減少氣動(dòng)噪聲。
此目的通過具有權(quán)利要求1特征部分所述特征的前言所述類型的設(shè)備以及通過具有權(quán)利要求30特征部分所述特征的方法達(dá)到。由從屬權(quán)利要求可知有利的設(shè)計(jì)。
按本發(fā)明的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)受電器大的升舉高度以及同時(shí)還可跨接鏈形懸掛極端的高度差。通過使整個(gè)提升機(jī)構(gòu)和絕緣體即使在升舉狀態(tài)也仍被外殼包圍以及只采用單一絕緣體，有效地減少氣動(dòng)噪聲。此外安裝受電器的外殼在回縮狀態(tài)達(dá)到小的結(jié)構(gòu)高度，所以可以少維護(hù)和方便地安裝在車輛的車頂上。
可以完全取消在先有技術(shù)中昂貴的圓拱頂安裝座。除此之外按本發(fā)明的方案可以沒有困難地組合在現(xiàn)有車輛的圓拱頂結(jié)構(gòu)內(nèi)。
下面可借助附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例。
其中

圖1按本發(fā)明的受電器結(jié)構(gòu)透視圖，包括主要構(gòu)件罩、頂蓋、絕緣體和受電頭；
圖2按本發(fā)明的受電器在升舉狀態(tài)按圖1中線A-A的剖視圖；圖3按本發(fā)明的受電器在回縮狀態(tài)按圖1中線A-A的剖視圖；圖4用于一般提升高度的提升機(jī)構(gòu)基本原理；圖5通過兩個(gè)用牽引繩索連接的罩段的剖面；圖6圖5的俯視圖和示意表示牽引繩索的固定；圖7形式上為鏈驅(qū)動(dòng)器的提升機(jī)構(gòu)機(jī)電驅(qū)動(dòng)器俯視圖；圖8帶接觸滑板的弓架視圖；圖9圖8的俯視圖；圖10按圖8中線C-C通過滑板弓架體的剖面；圖11在絕緣體/受電器與在車輛一側(cè)的連接點(diǎn)之間高度改變的電纜導(dǎo)引示意圖；圖12按圖11有氣體拉力彈簧的牽引繩索導(dǎo)引；以及圖13按圖11有氣體拉力彈簧的牽引繩索導(dǎo)引。
如圖1所示，在高速機(jī)車車輛2的車頂1上安裝了有底框4的流線型外殼3。外殼3可以是在車頂上圓拱頂結(jié)構(gòu)的一部分，但也可以直接安裝在車頂上。
按圖2，外殼3由五個(gè)伸縮式互相插套的管狀環(huán)形的罩段5組成，其中在里面的罩段總是支承在外面的罩段上和由它導(dǎo)引。內(nèi)罩段同時(shí)設(shè)計(jì)為一個(gè)向外曲拱的頂蓋6并覆蓋外殼3。在曲拱的頂蓋6內(nèi)中央成形一凹部7，在其中心設(shè)一孔8。在內(nèi)頂蓋6上固定了一個(gè)頂框9。它有一個(gè)與孔8對(duì)應(yīng)的絕緣架12的孔10，絕緣體11可通過孔10導(dǎo)引。絕緣體11安置在絕緣架12上，絕緣架對(duì)稱于絕緣體軸線B-B每個(gè)端部裝一個(gè)軸螺母13。在軸螺母13內(nèi)旋入一根垂直于頂框9延伸由電動(dòng)機(jī)14通過齒輪傳動(dòng)裝置15驅(qū)動(dòng)的軸16。電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過齒輪傳動(dòng)裝置15傳給軸16，它將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為垂直的提升運(yùn)動(dòng)，并因而使絕緣架12與絕緣體11一起通過孔8移出和移入。
電動(dòng)機(jī)14、軸16、軸螺母13和齒輪傳動(dòng)裝置15構(gòu)成高頻驅(qū)動(dòng)器71。
由圖5和6可見，每個(gè)罩段5有一個(gè)指向外殼內(nèi)部的L形擋邊狀下折角17和一個(gè)同樣指向內(nèi)部的上折角18。下折角17有一個(gè)與上折角18相比更長(zhǎng)一些的邊，它用作相關(guān)的那個(gè)內(nèi)罩段的止擋。在下折角17的區(qū)域內(nèi)，在罩段5的內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)一凹槽19，它沿罩段的內(nèi)周邊延伸。罩段5由纖維復(fù)合材料例如GFK制成，它在凹槽19的所在區(qū)用嵌入物增強(qiáng)。上折角18設(shè)一密封唇70，它密封內(nèi)和外罩段5之間的空腔以防進(jìn)水。
由繩索導(dǎo)向裝置21和滑輪22組成的轉(zhuǎn)向裝置20定位在內(nèi)側(cè)凹槽19的這一部分內(nèi)。外側(cè)大體在滑輪22旋轉(zhuǎn)軸上方在罩段5上固定了一塊掛板23。在兩個(gè)罩段5互相插套的情況下，繩索導(dǎo)向裝置21大體處于與掛板對(duì)齊的垂直線內(nèi)以及設(shè)在滑輪22的前面。滑輪22可旋轉(zhuǎn)地支承在嵌入物上。它保證繩索可靠轉(zhuǎn)向。
如圖6所示，繩索24以其一端不會(huì)丟失地懸掛在掛板23上。此繩索24從掛板23起首先沿與繩索導(dǎo)向裝置21對(duì)齊的垂直線延伸，經(jīng)過滑輪22回轉(zhuǎn)為大體水平地朝一個(gè)切向固定在外罩段周緣上的牽引裝置25延伸。牽引裝置25包括拉力彈簧26和固定件27，后者同樣固定在一嵌入物上。
四個(gè)這種由繩索24、掛板23、繩索導(dǎo)向裝置21、滑輪22和牽引裝置25組成的繩索牽引裝置沿罩段的周長(zhǎng)均勻分布，它們分別將一個(gè)內(nèi)罩段與一個(gè)外罩段連接起來。
頂框9在其面朝罩段5的端部有指向外殼3內(nèi)部的用于固定提升機(jī)構(gòu)29的固定接板28，頂蓋6借助于提升機(jī)構(gòu)提升或下降(見圖2和3)。提升機(jī)構(gòu)29由四個(gè)剪式支架30組成，其中每個(gè)支架由兩個(gè)下支承臂31和32以及一個(gè)上支承臂33構(gòu)成。兩個(gè)下支承臂31和32設(shè)有滑移軸承34。上支承臂33以其一端位置固定但可回轉(zhuǎn)地鉸接在頂框9的固定接板28上，它的另一端通過鉸鏈35與下支承臂31連接。另一個(gè)下支承臂32通過鉸鏈36與上支承臂33經(jīng)一杠桿臂37連接，杠桿臂37與上支承臂33在其上構(gòu)成另一個(gè)滑移軸承38。兩個(gè)鉸鏈35、36和滑移軸承34及38因而包含了一個(gè)平行四邊形。在位置不動(dòng)地固定在頂框9上的上支承臂33垂直的直線內(nèi)，在底框4上有一固定接板39，支承臂31可回轉(zhuǎn)但位置不動(dòng)地固定在此固定接板上(見圖2)。此提升機(jī)構(gòu)例如特別適用于大的升舉高度，優(yōu)選地超出車頂高度達(dá)2.8m。
為了補(bǔ)償例如高速鐵路線網(wǎng)一般的提升高度，提升機(jī)構(gòu)29由至少兩個(gè)支架30組成，它包括一個(gè)可回轉(zhuǎn)地鉸接在頂框9上的支承臂33和一個(gè)同樣可回轉(zhuǎn)地鉸接在底框4上的支承臂32。支承臂32以其另一端與支承臂33鉸接。
如圖4中的原理圖所示，支承臂32有長(zhǎng)度L，支承臂33有長(zhǎng)度2L，支承臂32在支承臂33上的鉸接點(diǎn)將支承臂33分成兩個(gè)等長(zhǎng)的杠桿臂，以及，支承臂33的端部可相對(duì)于支承臂32的回轉(zhuǎn)點(diǎn)在底框4上直線移動(dòng)，所以支承臂33上升并提升頂蓋6。
圖7表示裝配在底框4上的機(jī)電驅(qū)動(dòng)器40。此驅(qū)動(dòng)器有兩根沿罩段5縱側(cè)定位互相平行的導(dǎo)軌41，用于安裝一個(gè)在兩個(gè)設(shè)有軸42的齒環(huán)之間導(dǎo)引的牽引鏈條43。兩根牽引鏈條43通過一個(gè)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的鏈驅(qū)動(dòng)器44傳動(dòng)。鏈驅(qū)動(dòng)器44的運(yùn)動(dòng)傳給兩根牽引鏈條43的軸42。
支承臂32下端兩側(cè)與牽引鏈條43連接，支承在導(dǎo)軌41內(nèi)，并因而在鏈驅(qū)動(dòng)器44運(yùn)動(dòng)時(shí)沿導(dǎo)軌41直線移動(dòng)。因?yàn)榱硪粋€(gè)下支承臂31位置不動(dòng)地固定，所以在另一個(gè)支承臂32下端移動(dòng)時(shí)整個(gè)支架30可通過鉸鏈和滑移軸承連續(xù)上舉或下降。鏈驅(qū)動(dòng)器44同步驅(qū)動(dòng)平行的牽引鏈條43。所以所有四個(gè)支架30的升舉或下降均衡地進(jìn)行。這一升舉或下降運(yùn)動(dòng)傳給頂蓋6。當(dāng)頂蓋6提升時(shí)，各個(gè)罩段5從里到外克服它們分別處于彈簧力作用下的繩索牽引力伸縮套管式地升舉。當(dāng)下降時(shí)罩段5從外到里通過在彈簧力作用下的繩索拉力縮回。在縮回時(shí)支架30的支承臂向里移置。頂蓋6的頂框9在支架30完全縮回時(shí)安放在外殼3的底框4上。
罩段5的高度大約等于絕緣體高度，在這里絕緣體頭部從孔8伸出(見圖5)。
絕緣體11剛性地固定在絕緣架12上。如圖8和9所示，上絕緣法蘭45支承弓架46和流線形滑板弓架體47，接觸滑板48裝在滑板弓架體內(nèi)。
在接觸滑板48與絕緣法蘭45之間有一彈簧阻尼器單元49(見圖9和10)。此彈簧阻尼器單元49由兩個(gè)大體按接觸滑板48的寬度隔開距離的夾板狀各有兩個(gè)互相垂直并彼此連接的杠桿臂51和52的整體式杠桿50組成。兩個(gè)杠桿臂51和52可共同繞一固定支點(diǎn)Dp轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，與杠桿臂52相比略長(zhǎng)一些的杠桿臂51以其輕微折角的端部可回轉(zhuǎn)地鉸接在接觸滑板固定裝置53上。較短的杠桿臂52另一端固定在拉力彈簧54上，后者可調(diào)地固定在絕緣法蘭45上。在兩個(gè)互相平行放置著的杠桿50之間固定一液壓旋轉(zhuǎn)阻尼器55，它的操縱元件56插入加工在杠桿50內(nèi)的長(zhǎng)形孔57中。拉力彈簧54在力作用在接觸滑板48上的情況下促使杠桿50轉(zhuǎn)動(dòng)，所以輕度折角的杠桿臂51實(shí)施回轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過旋轉(zhuǎn)阻尼器55持續(xù)地承接和阻尼。拉力彈簧54的剛度很小。此彈簧阻尼器單元49允許僅僅實(shí)施垂直彈性作用。滑板弓架體47在絕緣體11上的剛性固定，保證流線形滑板弓架體吸收風(fēng)荷載，而接觸滑板只分?jǐn)偟胶苄〉臍鈩?dòng)份額。
弓架46設(shè)有角58(圖8)，它們通過一個(gè)裝配在滑板弓架體47內(nèi)的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器59可調(diào)整為不同的弓架寬度，例如1950mm和1600mm。
如圖1的原理圖所示，頂蓋6有向里打開沿外殼3縱向定位的活門60，當(dāng)弓架46繞其垂直軸線轉(zhuǎn)90°沿外殼3縱向并下降時(shí)，角58可以插入其中。
在絕緣體11與圖中沒有表示的在車輛2上的連接點(diǎn)之間布設(shè)的高壓電纜61(見圖11—13)沿垂直線螺旋狀地大體近似于繞在車頂上面的絕緣體軸線的延長(zhǎng)線延伸并通過牽引繩索62固定。在絕緣架12的孔10處通過法蘭連接滾輪安裝座63(圖13)，通過它固定軸承座64。軸承座64內(nèi)安裝一根有兩個(gè)并列放置的繩輪66的軸65。繩索67繞每個(gè)繩輪66轉(zhuǎn)向180°地導(dǎo)引，它的兩個(gè)繩端沿垂直線引向兩個(gè)固定在底框4上的轉(zhuǎn)向輪68，它們將繩索67的這些繩端引向長(zhǎng)度很大的氣體拉力彈簧69。此繩索67因而構(gòu)成了一種牽引繩索72，它在拉力作用下固定，在提升機(jī)構(gòu)29升舉和回縮時(shí)拉力始終繃緊地固定高壓電纜61。繩索67用不導(dǎo)電的材料例如塑料制造。
作用在接觸滑板48上的壓緊力是一個(gè)綜合參數(shù)，它由于車輛速度、風(fēng)力大小和方向、導(dǎo)引接觸導(dǎo)線的鏈形懸掛的位置及其由受電器、摩擦和風(fēng)誘發(fā)的振動(dòng)以及車輛的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而發(fā)生不斷的變化。在按本發(fā)明的方法的第一個(gè)主動(dòng)控制階段中，補(bǔ)償鏈形懸掛的高度差。補(bǔ)償借助于機(jī)電驅(qū)動(dòng)器例如鏈驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行，補(bǔ)償鏈形懸掛在4.8至6.3m之間的高度差以及在頻率范圍3Hz以下時(shí)振幅750mm的鏈的垂直振動(dòng)。鏈驅(qū)動(dòng)器將相應(yīng)的水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成裝在外殼3內(nèi)的提升機(jī)構(gòu)29的垂直運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，相對(duì)于在第一控制階段發(fā)生的這種垂直運(yùn)動(dòng)，受電器(絕緣體、弓架、電纜)在第二主動(dòng)控制階段按頻率范圍至15Hz最大垂直行程±50mm同步振動(dòng)。第二控制階段的提升運(yùn)動(dòng)由高頻致動(dòng)器例如機(jī)電直線驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生。
在接觸導(dǎo)線與接觸滑板之間的高頻振動(dòng)在另一個(gè)準(zhǔn)同步的步驟中通過去除接觸滑板與受電器之間的力吸收和阻尼。
權(quán)利要求
1.用于在接觸導(dǎo)線與在軌道上運(yùn)行的電動(dòng)高速機(jī)車車輛之間控制受電的設(shè)備，包括一個(gè)設(shè)在車頂上用于安裝提升機(jī)構(gòu)的流線形外殼，在提升機(jī)構(gòu)上固定受電器的一個(gè)支承接觸滑板有角的弓架，一個(gè)用于受電器固定和絕緣的絕緣體，以及一個(gè)用于導(dǎo)出被受電器接受的電流的導(dǎo)體，其特征為外殼(3)由伸縮套管式結(jié)構(gòu)的內(nèi)和外罩段(5)和整體成形在內(nèi)罩段上的頂蓋(6)組成，罩段(5)通過至少兩個(gè)對(duì)稱于絕緣體軸線(B-B)裝在罩段內(nèi)部可借助相對(duì)于絕緣體軸線臥放的機(jī)電驅(qū)動(dòng)器(40)操縱的提升機(jī)構(gòu)(29)可縮回和可升舉地置于不同的提升高度，其中，提升機(jī)構(gòu)(29)、導(dǎo)體(61)和其他內(nèi)部配件(40、13、14、15、16)被罩段(5)垂直地包圍；以及，弓架(46)和接觸滑板(48)及絕緣體(11)一起通過高頻驅(qū)動(dòng)器(71)可相對(duì)于罩段(5)的提升高度垂直移動(dòng)并可繞軸線(B-B)旋轉(zhuǎn)，以及，在接觸滑板(48)與絕緣法蘭(45)之間設(shè)一彈簧阻尼器單元(49)用于消除垂直作用力和用于阻尼接觸力波動(dòng)，以及，在絕緣體與車輛一側(cè)的連接點(diǎn)之間的導(dǎo)體設(shè)計(jì)為能按不同提升高度調(diào)整的高壓電纜(61)。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為外殼(3)是車頂上圓拱頂結(jié)構(gòu)的一部分。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的設(shè)備，其特征為罩段(5)分別制有向內(nèi)成形的擋邊狀上和下折角(17、18)。
4.按照權(quán)利要求1至3所述的設(shè)備，其特征為內(nèi)和外罩段(5)互相通過至少四根沿周邊均勻分布大體平行于絕緣體軸線(B-B)延伸彈簧力張緊一次轉(zhuǎn)向的繩索(24)連接，繩索(24)在外和內(nèi)罩段(5)之間按這樣的方式布置，即，它們分別以其一端可懸掛地固定在內(nèi)部下罩段(5)的外周邊上，另一端經(jīng)由一個(gè)固定在下部外罩段(5)內(nèi)周邊上的轉(zhuǎn)向裝置(20)引向一個(gè)切向固定在外罩段(5)周邊上的牽引裝置(25)。
5.按照權(quán)利要求1至3所述的設(shè)備，其特征為內(nèi)和外罩段(5)互相通過均勻分布地設(shè)在罩段(5)周邊上大體平行于絕緣體軸線(B-B)延伸彈簧力張緊多次轉(zhuǎn)向的繩索(24)連接，繩索(24)在外和內(nèi)罩段(5)之間按這樣的方式布置，即，它們分別以其一端可懸掛地固定在內(nèi)部下罩段(5)的外周邊上，另一端經(jīng)由一個(gè)固定在下部外罩段(5)內(nèi)周邊上的轉(zhuǎn)向裝置(20)引向一個(gè)切向固定在外罩段(5)周邊上的牽引裝置(25)。
6.按照權(quán)利要求1至5所述的設(shè)備，其特征為下折角(17)設(shè)計(jì)成L形，在罩段(5)的縮回狀態(tài)，內(nèi)罩段(5)的此折角支承在外罩段(5)的下折角上。
7.按照權(quán)利要求1至6所述的設(shè)備，其特征為轉(zhuǎn)向裝置(20)由滑輪(22)和設(shè)在滑輪前面的繩索導(dǎo)向裝置(21)構(gòu)成。
8.按照權(quán)利要求1至6所述的設(shè)備，其特征為牽引裝置(25)由拉力彈簧(25)和固定件(27)或繩索卷筒構(gòu)成。
9.按照上述諸權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為在外罩段(5)內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)一凹槽(19)，凹槽內(nèi)裝設(shè)轉(zhuǎn)向裝置(20)和牽引裝置(25)。
10.按照上述諸權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為各外罩段(5)的上折角(18)設(shè)密封唇(70)，它緊緊地貼靠在內(nèi)罩段(5)的周邊上。
11.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征為罩段(5)優(yōu)選地有大體相同的高度。
12.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征為罩段(5)的高度大體與絕緣體高度相等。
13.按照前列諸權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為罩段(5)和頂蓋(6)用GFK或CFK復(fù)合材料制造。
14.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為提升機(jī)構(gòu)(29)由至少兩個(gè)支架(30)構(gòu)成，它們分別由一個(gè)可回轉(zhuǎn)地鉸接在與頂蓋(6)連接的頂架(9)上的支承臂(33)和一個(gè)下支承臂(32)組成，其中下支承臂(32)以其與支承臂(33)的固定接板(28)對(duì)齊的一端位置固定但可回轉(zhuǎn)地安裝在外殼(3)的底框(4)上，而以其另一端可回轉(zhuǎn)地鉸接在支承臂(33)上，在這種情況下后者設(shè)置成可相對(duì)于下支承臂(32)直線移動(dòng)。
15.按照權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征為支承臂(33)與下支承臂(32)相比有雙倍的長(zhǎng)度，以及下支承臂(32)按這樣的方式鉸接在支承臂(33)上，即，使后者分成兩個(gè)等長(zhǎng)的杠桿臂。
16.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為提升機(jī)構(gòu)(29)由至少兩個(gè)剪式支架(30)構(gòu)成，它們分別由一個(gè)可回轉(zhuǎn)地鉸接在與頂蓋(6)連接的底框(4)上的上支承臂(33)和兩個(gè)下支承臂(31、32)組成，其中一個(gè)下支承臂(31)與上支承臂(33)固定接板(28)對(duì)齊地位置固定但可回轉(zhuǎn)地安裝在外殼(3)的底框(4)上，而另一個(gè)下支承臂(32)設(shè)置成可相對(duì)于支承臂(31)直線移動(dòng)。
17.按照權(quán)利要求1和16所述的設(shè)備，其特征為上支承臂(33)與位置固定的下支承臂(31)通過鉸鏈(35)連接，可直線移動(dòng)的下支承臂(32)與上支承臂(33)經(jīng)由鉸鏈(36)和滑移軸承(38)通過杠桿臂(37)連接，其中兩個(gè)下支承臂(31、32)通過另一個(gè)滑移軸承(34)按這樣的方式互相連接，即，使鉸鏈(35、36)和滑移軸承(34、38)構(gòu)成一個(gè)平行四邊形。
18.按照前列諸權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為機(jī)電驅(qū)動(dòng)器(40)設(shè)計(jì)為繩索驅(qū)動(dòng)器、軸驅(qū)動(dòng)器或鏈驅(qū)動(dòng)器(44)，它有互相平行定向沿罩段(5)縱壁延伸的導(dǎo)軌(41)用于循環(huán)的牽引鏈條(43)，提升機(jī)構(gòu)直線移動(dòng)的下支承臂(32)作為牽引裝置的一部分固定在牽引鏈條中。
19.按照前列諸權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為支架(30)升舉時(shí)的支承臂(33)有一個(gè)方向朝內(nèi)或朝外的斜度。
20.按照前列諸權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為支架(30)的支承臂(33、31、32)在縮回狀態(tài)向內(nèi)互相疊置。
21.按照前列諸權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為提升機(jī)構(gòu)(29)有一個(gè)超出車頂650mm至2.8m的提升高度。
22.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為頂蓋(6)有沿行駛方向放置彼此按弓架的寬度隔開距離的活門(60)。
23.按照權(quán)利要求1和22所述的設(shè)備，其特征為弓架(46)可旋轉(zhuǎn)至少180°，以及弓架(46)的角(58)在縮回狀態(tài)插入活門(60)的活門口內(nèi)。
24.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為弓架(46)設(shè)計(jì)為借助一個(gè)設(shè)在滑板弓架體內(nèi)的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(59)可以改變寬度，它抽回或移出角(58)。
25.按照上述諸權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為高頻驅(qū)動(dòng)器(71)是一種線性驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)選地是一根由電動(dòng)機(jī)(14)傳動(dòng)的有齒輪傳動(dòng)裝置(15)的軸(16)。
26.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為弓架(46)和絕緣體(11)互相固定連接，以及接觸滑板(48)在滑板弓架體內(nèi)有唯一的一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)自由度。
27.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為高壓電纜(61)是一根柔性的導(dǎo)線，它布置成沿絕緣體軸線(B-B)的軸直線螺旋狀地繞至少一根在固定在絕緣架(12)上的滾輪安裝座(63)與固定在底框(4)上的轉(zhuǎn)向輪(68)之間垂直延伸處于拉力作用下的牽引繩索(72)卷繞。
28.按照權(quán)利要求1和27所述的設(shè)備，其特征為滾輪安裝座(63)有至少兩個(gè)并列的滾輪(66)，繩索(67)經(jīng)過它們轉(zhuǎn)向延伸到在絕緣體軸線(B-B)的軸直線以外固定在底框(4)上的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的氣體拉力彈簧(69)，其中，氣體拉力彈簧(69)設(shè)在繩索(67)的兩個(gè)繩端之間用于在牽引繩索(72)上施加拉力。
29.按照權(quán)利要求1和25所述的設(shè)備，其特征為彈簧阻尼器單元(49)包括剛度極小的拉力彈簧(54)和旋轉(zhuǎn)阻尼器(55)。
30.用于在接觸導(dǎo)線與在軌道上運(yùn)行的電動(dòng)高速機(jī)車車輛之間控制受電的方法，其中由絕緣體固定的具有接觸滑板和弓架的受電器垂直提升或下降，此方法包括下列步驟a)在第一個(gè)主動(dòng)控制階段通過將水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)電式補(bǔ)償鏈形懸掛的高度差；b)在第二個(gè)主動(dòng)控制階段受電器通過高頻驅(qū)動(dòng)器相對(duì)于步驟a)的垂直運(yùn)動(dòng)按一個(gè)振動(dòng)式垂直行程同步運(yùn)動(dòng)，以及c)通過消除接觸滑板與受電器之間的力同步地吸收和阻尼步驟a)和b)的高頻振動(dòng)。
31.按照權(quán)利要求30所述的方法，其特征為可以補(bǔ)償從車頂起的高度差為650mm至2.8m。
全文摘要
本發(fā)明的目的是發(fā)展用于在接觸導(dǎo)線與在軌道上運(yùn)行的電動(dòng)高速機(jī)車車輛之間控制受電的設(shè)備及方法,采用這種設(shè)備和方法通過調(diào)整力和/或位置可以在高速區(qū)順利地控制受電,并與此同時(shí)顯著減小氣動(dòng)噪聲。為達(dá)到此目的采取的措施是,安裝在車頂上的流線形外殼3由伸縮式結(jié)構(gòu)的內(nèi)和外罩段5和成形在內(nèi)罩段上的頂蓋6組成。罩段5可通過至少兩個(gè)裝在外殼內(nèi)部可借助相對(duì)于絕緣體軸線B－B臥放的機(jī)電驅(qū)動(dòng)器40操縱的提升機(jī)構(gòu)29縮回和升舉到不同的提升高度,其中提升機(jī)構(gòu)29和所有其他內(nèi)部配件被罩段垂直包圍。弓架46和接觸滑板48及絕緣體11一起通過高頻驅(qū)動(dòng)器71可相對(duì)于罩段5的提升高度垂直移動(dòng)并可繞絕緣體軸線B－B旋轉(zhuǎn)。在接觸滑板48與絕緣法蘭45之間有一彈簧阻尼器單元49用于消除垂直作用力和用于阻尼接觸力波動(dòng)。在絕緣體與車輛一側(cè)的連接點(diǎn)之間的導(dǎo)體設(shè)計(jì)為能按不同提升高度調(diào)整的高壓電纜61。
文檔編號(hào)B61B13/00GK1329548SQ99813994
公開日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月3日
發(fā)明者沃納·布蘭德, 沃爾夫?qū)ぞS爾迪, 漢斯－于爾根·維德曼, 約翰內(nèi)斯·克雷姆萊茨克 申請(qǐng)人:戴姆勒-克萊斯勒鐵路系統(tǒng)有限公司