专利名称：集电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于一个第三轨道(dritte Schiene)的集电器，该集电器包括一个从车辆出来的基本平行四边形架(Basis-parallelogramm)、连同从所述平行四边形架出来的用于受电弓的支座，其中所述基本平行四边形架包括一个在轨道侧延伸的一个第一杆臂(Schenkel)、沿着该第一杆臂延伸的远离轨道的第二杆臂以及铰接地分别与第一和第二杆臂的第一和第二端部相连接的第三和第四杆臂，而且用于受电弓的支座与一个唯一的相对于车辆可以用其旋转轴中的至少一个而调整的杆臂相连接。
在一种相应的集电器中，用于受电弓的支座形成了第一杆臂，它与邻接杆臂铰接相连。为了例如在支座或受电弓悬吊着时避免集电器的完全破坏，在两个适合的杆臂上设有理论断裂点。由于作用在各自铰接点上的力根据车辆的行驶方向是不同的，因而通常在发生故障时只有一个理论断裂点发生破坏。这意味着至少通过一个短的路段使支座与受电弓随动，因而就存在有集电器、它的周围环境和电流轨道损坏的危险。此外由于通向车辆驱动装置的导体直接从受电弓或它的支座里出来，因而可以在各个不同点上发生断裂。此外由于所述基本平行四边形架的所有杆臂都由金属制成，因而该平行四边形架或者容纳该平行四边形架的并且与车辆相连接的外壳相对于该平行四边形架例如通过绝缘板或绝缘梁而实现电绝缘。对应的集电器也有相对较大的重量。
不利之处还在于如果通向支座或受电弓的平行四边形架杆臂与第三轨道的倾角相对较大，那么对于障碍的反应或者平行四边形架对于这种障碍的避让则根据车辆的方向是不同的，因而同样也有可能受到干扰，伴有相应的接下来的损坏。
由DE 87 09 213 U1已知一种集电器，它包括有一个受电弓，该受电弓从一个摇臂装置出来。
由AT 297 798可以查到一种可以贴靠在一条接触线上的具有理论断裂点的集电器。
GB 177 422规定了一种用于一个第三轨道的、具有一个平行四边形架的集电器，从所述平行四边形架出来一个受电弓。
本发明的问题是改进开头所述种类的一种集电器，相对于障碍得到一种中立的特性(neutrales Verhalten)，也就是说同样良好地避让而与车辆的行驶方向无关。此外集电器应该相对比较轻。同样，如果在支座上或在受电弓上作用了不许可的大的力，那么应该可以从基本平行四边形架松脱开，而不会有使该四边形破坏的危险。
按照本发明这个问题通过一种开头所述类型的集电器主要通过如下方法来解决支座与第一或第四杆臂通过至少一个具有一个理论断裂点的连接件而连接起来。
如果使支座最好从作为第四杆臂的、相对于车辆可以用其两个旋转轴进行调整的侧杆臂处出来，那么支座也可以从第一根在轨道侧延伸的杆臂处出来，而并不偏离本发明。
所述支座与相应的杆臂通过至少一个具有一个理论断裂点的连接件连接起来。但是支座最好特别是通过一组或多组多个各自有一个理论断裂点的连接件如螺栓而连接起来。
同时螺栓本身与支座的接触面形成了一个在受电弓和杆臂之间的导电连接。
通向车辆驱动装置的电流导体然后由杆臂本身处出来，因而当支座或受电弓断开时并不损坏电流导体本身。
按照另一种具有本发明结构的本发明的建议规定了无论是第一杆臂还是第二杆臂都由电绝缘的材料制成。这样对于按照本发明的集电器就有很大的优点。由于所述材料就使重量降低了。此外并不需要附加的绝缘措施，而另外情况下，如果基本平行四边形架的所有杆臂都由金属制成的话，如同在背景技术中的情况那样，那就必须要有这些措施。
为了确保集电器有稳定的轴向导向，此外还规定了所述第二杆臂通过至少两个杆状元件、如连杆而构成。这些杆臂可以与第三和第四杆臂通过设计成球形的支承点铰接连接起来，因此就可以实现一种无扭曲性。
为了进一步减轻重量，第一杆臂如摇臂可以通过一个中空轴与一个U形断面部分的与车辆相连接的集电器外壳的侧面侧壁相连接，因而一部分外壳就构成了基本平行四边形架的第三杆臂。
第四具有支座的并由金属制成的杆臂最好具有两个相互连接起来的侧面侧壁，它们一侧从旋转轴处出来，第一和第二杆臂也从这些旋转轴处出来，而另一侧由连接元件如螺栓贯穿，以便与受电弓的支座能够实现机械的和电的连接。
此外在第一杆臂的旋转轴之间的连接线与第三轨道的夹角为，它在受电弓支承在第三轨道上时为≤15°。因此有条件地得出了集电器相对于障碍的一种中立的特性，也就是说与车辆的行驶方向无关而对这种障碍有同样良好的反应。
为使受电弓可以在所需要的范围内并用必要的压力贴靠在第三轨道上，有一个弹簧元件如压力弹簧从所述车辆或者集电器外壳处出来，该弹簧铰接在第一杆臂上。同时铰接点的选择应使得当受电弓置于第三轨道上时在正常运行时作用一个恒定的压力。若出现故障时集电器抬起来了，那就缩短了压力弹簧的有效长度，同时如此移动所述铰接点，使得在抬起的位置上实现自固定。可以通过例如一个爪实现一种附加的保险。
为了实现在此就规定了从外壳或车辆里从一个第一铰接点处出来一个向第一杆臂施加压力的弹簧，它与第一杆臂在一个第二铰接点处相连接，该铰接点位于所述杆臂的旋转轴之间，因而当受电弓支承在第三轨道上时，所述第二铰点在第三轨道和想象中的位于第一铰接点和连接第一与第二杆臂的旋转轴之间的直线之间，而且在抬高位置上第二铰接点在所述直线和车辆或者说外壳与车辆的紧固处之间，其中作用在第二铰接点上的压力使基本平行四边形架在抬起位置上实现一种自固定。
在本发明的改进方案中可以在集电器上作用一个风动工作的气缸，该气缸从车辆或者集电器外壳出来并伸向第一在轨道侧延伸的杆臂。因而还可以使集电器实现所希望的自动抬起或者降下。
本发明的其它细节部分、优点和特征不仅可以参见权利要求书、由权利要求可知的特征(本身的和/或组合)，也可参见以下对于附图所示的优选实施例所作的说明。附图示出
图1按照背景技术的包括有一个基本平行四边形架的集电器的原理图；图2和3具有基本平行四边形架的一种按照本发明的集电器的原理图；图4一种按本发明的集电器的侧视图；图5按图4的集电器的一个俯视图；图6按图4的集电器的一个后视图；图7沿图4中G-G线的一个剖面图；图8沿图4中H-H线的一个剖面图。
本发明涉及一种用于一个第三轨道的集电器，如它们用来给例如地铁中的车辆的电驱动装置供电。对应的由背景技术已知的集电器具有一个基本平行四边形架10，它从一个外壳处出来并与车辆连接。
按照
背景技术：
的一个基本平行四边形架10包括有杆臂12、14，16、18，其中在轨道侧的杆臂12由受电弓本身构成，电流通过受电弓流向驱动装置。该受电弓与邻接的侧面杆臂14、18通过理论断裂点相连接，以便当出现不许可的力时可以实现松脱开。因此就确保了整个集电器不受到破坏。
当然由于基本平行四边形架10和牢固地与车辆或集电器外壳连接的、远离轨道的杆臂16和杆臂14、18与第三轨道的设定角的结构而有以下缺点一方面对于理论断裂点施加了一种与行驶方向有关的压力负载，因而当有故障时就不会强制地使理论断裂点发生破坏，而另一方面不会同样地实现避开障碍。对应的集电器重量也较大，并且必须通过绝缘板或相应的元件相对于车辆实现电绝缘。
当有损伤时就需要很费事地工作。同时不利之处在于通向受电弓的、建立起与驱动装置连接的导体断开，并产生火花放电。
所有这些缺点即可以利用按本发明的、同样也是按照一种基本平行四边形架的原理构建的集电器来避免。因此由图2和3的原理图可见，在一种按照本发明的基本平行四边形架20中其杆臂22、24、26、28中没有一个是由受电弓30构成的。同时所述在轨道侧延伸的杆臂22称为第一杆臂，平行或大致平行于该杆臂的、远离轨道侧的杆臂26称为第二杆臂。连接第一和第二杆臂22、26的杆臂28、24称为第三和第四杆臂，其中第三和第四杆臂28、24最好比第一和第二杆臂22、26短得多，正如这不仅由图2、3所示原理图、也从尤其是图4中可见的那样。通过杆臂长度的设计还可以得出如下优点如果支座58从第四杆臂24里出来，那就生成有利的杠杆力。
按照本发明所述受电弓30并不由基本平行四边形架20的杆臂22、24、26、28构成，更确切地说而是与其中一个杆臂相连接，该杆臂至少有一个可调整的旋转轴。在实施例中受电弓与也称作侧面杆臂的第四杆臂24或者该杆臂的加长部分相连接。当然也可以使受电弓30与所述第一在轨道侧延伸的杆臂22或者它的延长部分相连接。与此无关地因而有如下优点只还需要一个理论断裂点或者说一组理论断裂点，以便在出现故障时确保松开受电弓30或者松开容纳受电弓30的支座，该支座在图4中用附图标记58表示。
此外，剩下的侧面杆臂(在实施例中是侧面杆臂28也就是第三杆臂)位置固定地指向车辆，因而得出了在所述沿着第三轨道延伸的杆臂22、26和第三轨道之间的一个较小的倾斜角，其结果是得出一种相对于障碍来说中立的特性。这意味着与行驶方向无关地可以同样良好地避让障碍。所述轨道侧的或第一杆臂22或者连接该杆臂的旋转轴的直线(相应于在图4中画出的、象征杆臂38的第一杆臂)与第三轨道的夹角为，最好≤15°。
按照本发明的集电器20的较详细的细节由图4至8给出。
集电器32包括有一个外壳33，该外壳与车辆或者车辆的底面相连接，如螺钉固定住。在图4中用实线38、40、42、44象征表示的平行四边形架20由以下部件构成一个由塑料制成的在轨道侧延伸的摇臂46，它作为第一杆臂38；沿着所述杆臂延伸的两个连杆48、50，作为第二杆臂40，它们同样也由电绝缘材料制成；一个由侧面侧壁34、36所形成的外壳34的部段，作为第三杆臂42；以及一个由一个带有侧面侧壁54、56的U形头部52构成的杆臂作为第四杆臂44。
外壳34和头部52都由金属制成。一个受电弓支座58从所述头部52处出来，该支座在本实施例中通过具有理论断裂点60、62的螺栓64、66与头部52连接。螺栓64、66的数量例如可以达到6个。受电弓支座58本身与一个受电弓68连接，该受电弓由一个支承件70和一个摩损件72组成，所述摩损件滑动地支承在第三轨道74上用于传递电流。摩损件72可由钢、黄铜、复合材料和/或塑料材料制成。就这方面来说可以参考足够多的已知的解决方案和材料。
也称作为剪切销钉的螺栓64、66不仅用于在受电弓支座58和头部52之间因此与集电器32的基本平行四边形架20之间实现机械连接，而且也用于在受电弓68和车辆的一个驱动装置之间实现电流传递。那么电流就通过一个未表示出的导体输给驱动装置，所述驱动装置与由导电材料制成的头部52在部位76处连接。因此当支座58断开时所述由头部52(第四杆臂44)出来的导体并不受到损坏。
头部52通过旋转轴78、80与摇臂46或者连杆48、50连接。无论是作为第一杆臂的摇臂46的、还是作为第二杆臂的连杆48、50的、位于对面的端部都通过旋转轴或旋转轴82、84与外壳33的侧壁34、36相连接。同时轴82为了节省重量设计成空心轴。
为了能够在所述由头部52所构成的第四杆臂和由外壳33的部段所形成的第三杆臂之间实现与所述由连杆48、50所形成的第二杆臂的无扭曲的连接，连杆48、50在其端部具有轴承孔86、88，旋转轴80、84的球形的部段嵌入到该轴承孔中，其中在第三杆臂的部位里、也就是在外壳33里延伸的旋转轴84并不设计成贯穿的，而是由两个轴端构成。此外有一个压力弹簧94从车辆侧面的外壳33的部段90处出来，也就是说从一个第一铰接点92处出来，该弹簧在一个第二铰接点96里与摇臂46连接。同时第二铰接点96相对于一个将旋转轴82与第一铰接点92连接起来的直线应如此取向，使得当受电弓68支承在第三轨道74上时第二铰接点96布置在所述直线和第三轨道74之间。
在抬起的位置上(图4虚线所示)第二铰接点96在直线的对面的侧面上延伸，也就是在所述直线和车辆之间。因而有条件地产生一种自固定作用，该自固定作用通过如下方法来加强在第二抬起位置上使压力弹簧94缩短并因此将较大的力通过第二铰接点96引入到摇臂46上。所述抬起的位置可以附加地通过未表示出的爪或其它止动机构而锁紧住。
按照本发明受电弓68或者它的受电弓支座58从一个用两个旋转轴相对于外壳33或车辆可以调整的杆臂(在实施例中从第四杆臂24、44)处出来，该杆臂由头部52构成。因此只需要一个理论断裂点或者一组理论断裂点，它们在实施例中通过剪切销轴64、64构成，因而当支座58由于不允许的大的力而产生断裂时就确保了集电器32没有其它的损坏。
由于导电部分、也就是说受电弓68与支座58和头部22相对于集电器外壳34通过摇臂46和连杆48、50而实现电绝缘的，因而不仅大大节省了重量而且具有如下附加优点相对于车辆就不需要附加的绝缘措施了。由于有两个连杆48、50作为基本平行四边形架20的第二杆臂26、40，使得集电器32得到一种导向的轴向对齐，而不需要有附加的导向措施。同时由于支承轴承保证了无扭曲性。
压力弹簧94另外还确保了当受电弓68支承在第三轨道74上时实现均匀的压力作用，其中当受电弓68抬起时保证了自固定作用。
由于沿着第三轨道74延伸的第一和第二杆臂22、38、26、40由塑料制成，因而对振动和冲击起到缓冲作用，因而可以实现高度平稳的运行。
此外从头部52的靠轨道侧部位出来一个应急舌片98，当履带链板68与其支座62要断开时，所述应急舌片98就可以滑动地支承在第三轨道44上，以便能够继续驱动车辆并开到一个修理地点。
另外在车辆或外壳33和摇臂46之间布置有一个未表示出的气缸，以便可以用简单的结构方面的措施使集电器、也就是说受电弓68自动抬起或降下。
权利要求
1.用于一个第三轨道(74)的集电器(32)，该集电器包括一个从车辆里出来的基本平行四边形架(20)连同从所述架里出来的用于一个受电弓(30，68)的支座(58)，其中基本平行四边形架包括一根在轨道侧延伸的第一杆臂(22，28)、一根沿着该第一杆臂延伸的远离轨道的第二杆臂(26，40)以及铰接地分别与第一和第二杆臂的第一和第二端部连接的第三和第四杆臂(24，28，42，44)；而且用于受电弓的支座与一个唯一的杆臂相连接起来，该杆臂相对于车辆利用该杆臂的至少一个旋转轴可以进行调整，其特征在于，支座(58)与第一或第四杆臂(22，38，46；24，44，52)通过至少一个具有一个理论断裂点(60，62)的连接件(64，66)连接起来。
2.按权利要求1所述的集电器，其特征在于，用于受电弓(68)的支座(58)与一个杆臂(24，44，52)连接起来，该杆臂相对于车辆利用该杆臂的两个旋转轴可以进行调整。
3.按权利要求1或2所述的集电器，其特征在于，连接第一和第二杆臂(22，26，38，40)的第三杆臂(28，42)相对车辆或者集电器(32)的与车辆连接的外壳(33)固定地布置；第四杆臂(24，44，52)用其与第一和第二杆臂相连接的旋转轴(78，80)可以相对于车辆进行调整；而且用于受电弓(68)的支座(58)从所述第四杆臂处出来。
4.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，支座(58)与第一或第四杆臂(22，24，38，44)通过多个分别具有一个理论断裂点(60，62)的连接件(64，66)如螺栓连接起来。
5.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，受电弓(68)通过所述连接件(64，66)如螺栓与支座(58)导电地连接起来。
6.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，从所述与支座(52)相连接的杆臂(22，24，38，44)、尤其是从所述最好作成集电器头部(52)的第四杆臂处出来一个通向车辆驱动装置的电流导体。
7.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，从第四杆臂(24，44)或者说从头部(52)引出一个支撑在第三轨道(74)上的应急靴(98)。
8.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，第三杆臂(28，42)是集电器(32)的外壳(33)的一个部段。
9.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，第一杆臂(22，38)和第二杆臂(26，40)都由电绝缘的材料制成。
10.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，第二杆臂(26，40)由至少两个杆状元件、如连杆(48，50)构成。
11.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，第一杆臂(22，38)、如摇臂(46)相对于一个连接它的旋转轴(78，82)的直线与第三轨道(74)当受电弓(68)支承在第三轨道上时有一个≤15°的夹角。
12.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，从集电器(32)的外壳(33)或者从车辆上从一个第一铰接点(92)处出来一个将压力施加到第一杆臂(22，38)上的弹簧元件(94)、如一个压力弹簧，该弹簧元件与第一杆臂在一个第二铰接点(96)处连接；该第二铰接点位于第一杆臂的旋转轴(78，82)之间；当受电弓(68)支承在第三轨道(74)上时该第二铰接点在第三轨道和一个直线之间延伸，该直线使所述第一铰接点与使第一杆臂和第三杆臂(28，44)相连接的旋转轴进行连接；而且当集电器在抬起位置时该第二铰接点就位于所述直线和车辆或者外壳(33)与车辆的紧固处之间，其中作用在第二铰接点上的压力导致基本平行四边形架(20)在抬起位置上自动保持住。
13.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，第一杆臂(23，38)如摇臂(46)通过一个作为旋转轴的空心轴(82)与作为一个断面为U形的外壳(33)部段的第三杆臂(28，42)的侧面侧壁(34，36)连接起来。
14.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，构成第二杆臂(26，40)的两个杆状元件如连杆(48，50)通过球形结构的支承点与第三或第四杆臂(24，28，42，44)连接起来。
15.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，车辆或者集电器(32)的外壳(33)与第一杆臂(22，38)通过一个气缸连接起来。
16.按上述权利要求中至少一项所述的集电器，其特征在于，所述平行四边形架(20)具有两个短杆臂(24，28)和两个长杆臂(22，26)；而且支座(58)从一个短杆臂(24)或所述短杆臂的一个延长段处出来。
全文摘要
本发明涉及一种用于一个第三轨道的集电器，该集电器包括一个从车辆里出来的基本平行四边形架(20)连同从所述架里出来的用于一个受电弓(30)的支座，其中基本平行四边形架包括一根在轨道侧延伸的第一杆臂(22)、一根沿着该第一杆臂延伸的远离轨道的第二杆臂(26)以及铰接地分别与第一和第二杆臂的第一和第二端部连接的第三和第四杆臂(24，28)。为了在一种集电器中相对于障碍达到一种中立的性能，以便实现同样与车辆的行驶方向无关的良好的避让，为此建议用于受电弓的支座与一个唯一的相对于车辆用至少其一个旋转轴可以调整的杆臂(24)相连接起来。
文档编号B60L5/39GK1764559SQ200480000102
公开日2006年4月26日 申请日期2004年2月3日 优先权日2003年2月3日
发明者J·拉姆施克 申请人:申克金属及合成材料有限责任公司