铜绿产生装置的制作方法

【技术领域】

本发明涉及用于铁路车辆的铜绿(patina)产生装置和包括这种铜绿产生装置的铁路车辆。

背景技术：

已知在铁路车辆中具有集电靴，该集电靴用于与电力轨(铁路轨道中所谓的“第三轨”)滑动接触。

实际上，铁路车辆的某些直流版本通过第三轨集电装置供电，该第三轨集电装置始终通过碳铜合金trc靴(第三轨集电器)与铁路轨道的第三轨接合。trc靴在运行期间在第三轨上滑动，并且该滑动接触对trc靴产生磨损，这是因为trc靴比第三轨相对更软。

当第三轨是新的时，第三轨粗糙且未完全对齐，因此，在操作的初始阶段，trc靴显著磨损。一段时间后，在第三轨上形成trc靴的一层碳铜合金薄膜，这一层称为铜绿。这种薄膜为trc靴与第三轨之间的接触界面增加润滑性，这转而减轻trc靴的磨损。

由于铜绿层，trc靴维持与第三轨滑动接触并增大配合面。

初始磨损持续较长时间，特别地，它在trc靴与第三轨之间的50,000km的摩擦之前非常严重，在50,000km到100,000km的摩擦之间严重，在100,000km到200,000km之间中等，之后稳定下来。

当达到稳定时，存在进一步的连续磨损，这是不可避免的。而且，与天气有关的参数，像灰尘、水分和环境温度，影响磨损率。在这些异常期间可以部署该铜绿产生装置。

因此，很明显，由于trc靴的初始消耗，在形成铜绿层之前，必须频繁更换trc靴组。这是一个昂贵的部件，交付时间较长。

trc靴与第三轨之间的接触压力对于电接触和集电现象至关重要。由于它们的接合通过具有有限的刚度范围和典型特性的弹簧来执行，因此很难改变trc靴的机械特性或尺寸来延长其使用寿命。

因此，需要通过减少trc靴的消耗来减少其更换。

技术实现要素：

该目的和其他目的借助于具有在独立权利要求1中限定的特性的铜绿产生装置以及根据权利要求10的包括铜绿产生装置的铁路车辆得以完全实现。

从属权利要求中指定了本发明的优选实施方式，从属权利要求的主题应被理解为形成本说明书不可或缺的一部分。

【附图说明】

本发明的另外特性和优点将参见附图从以下描述中变得显而易见，该描述仅通过非限制性示例的方式来提供，附图中：

图1至图3示出了第三轨集电装置；

图4示出了根据本发明的典型铜绿产生装置；以及

图5示出了包括根据本发明的铜绿产生装置的铁路车辆。

【具体实施方式】

本发明涉及一种铜绿产生装置，该铜绿产生装置是没有集电(没有电连接)的简化装置，被设置为放置在铁路车辆的拖车式轨道车上。铜绿产生装置(pcd)靴由比trc靴材料软得多(相对软10％至20％)的材料制成，并且可通过具有与trc靴几乎类似的粗糙接触表面而更易于转移。铜绿产生装置的材料组成与trc靴相同，因为否则注入不当的元素会影响trc靴的电气参数。

因此，铜绿产生装置的材料具有与trc靴的材料相同的组成，但沿着其长度(即沿着轨道轴线)硬度降低且表面积增加。

有利地，所使用的材料是碳-铜合金。

特别地，该材料是浸渍有按重量计25％的铜的碳。

铜绿产生装置以接触压力安装到第三轨，该压力优选比trc靴的压力高至少10％，特别是高20％。铜绿产生装置的主要功能是将其材料转移到第三轨上，由此促进更快地形成铜绿。铜绿层是第三轨上的涂层。铜绿产生装置的存在大大减少了同样安装在铁路车辆上的trc靴的磨损。

由于其特殊要求，trc靴非常昂贵，并且用它来产生一层薄膜是不明智的。辅助装置，诸如本发明的铜绿产生装置，可以用于将tcr靴的消耗减少至少50％至70％。

图1示出了处于顶部接触模式的铁路车辆的第三轨集电装置。

轨道车4的车轮1与铁路线的轨道2接触。放置在绝缘层8上的第三轨6平行于轨道2延伸。

trc滑靴10的一侧连接到轨道车4，另一侧放置为从顶部与第三轨6接触。

第三轨6是铝和钢的复合结构，并且与trc靴10接触的表面是具有高机械和电气耐磨性的不锈钢合金。

图2和图3示出了与图1相同的元件，其中，trc靴10与第三轨6之间的接触分别从侧面和底部进行。

铜绿产生装置的安装方式与trc靴在轨道车4上的安装方式完全相同。视觉上，两个不同的装置之间没有区别。这只是电气上的不同。

图4示出了根据本发明的铜绿产生装置50。铜绿产生装置50至少包括上面公开的材料的条或靴，优选地，两个条50a。两个条50a通过相应的支撑元件54连接到支撑臂52。

每个条50a为100mm至500mm长，40mm至100mm宽，40mm至100mm厚。

有利地，每个条50a为300mm长，60mm宽，40mm厚。

有利地，每个条50a具有取自上述范围的值的任何其他组合。

使用两个条50a允许避免使用单个非常长的条，使用单个非常长的条将使得难以与第三轨6对齐。

支撑臂52被设置为固定到支撑结构56，该支撑结构56又将固定到轨道车4。

支撑臂52包括本身已知的并且类似于trc靴10的部件的部件，以便将铜绿产生装置50支撑在第三轨6上，除了不需要电连接和气动供应。

铜绿产生装置50被设置为在一侧连接至轨道车4，并且在另一侧放置为与第三轨6接触。

与图1至图3例示的trc靴10相同，铜绿生成装置50可以放置为从顶部、底部和侧面与第三轨6接触。优选地，铜绿产生装置50被手动放置为与第三轨6接触。

铜绿产生装置50被布置为通过与第三轨6摩擦而被消耗，由此在所述第三轨6上形成涂层。

涂层优选由如上所述的碳-铜合金层组成。

铜绿产生装置50相对于trc靴10更大、更宽且更深，具有上述优选的尺寸，并且它在第三轨6上形成所需的铜绿层。

铜绿层的这种快速形成增强了在第三轨6上的该润滑膜的形成，这显著地降低了trc靴10的磨损和消耗。

trc靴10的技术要求非常严格，这导致高生产成本。在轨道车4的初始运行期间，将大大消耗trc靴10。因此，由于铜绿产生装置50，减少了该trc靴10由于磨损的消耗，并且这导致了减少总运行成本。

图5示出了包括根据本发明的铜绿产生装置50的铁路车辆100。铜绿产生装置50沿着第三轨的纵轴延伸。

显然，本发明的原理保持相同，生产的实施方式和细节可以与已经纯粹通过非限制性示例的方式描述和例示的内容显著不同，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种铜绿产生装置(50)，该铜绿产生装置被布置为连接到轨道车(4)，并且被放置为和与铁路线的轨道(2)平行延伸的第三轨(6)接触，所述轨道车(4)放置在该轨道上，所述铜绿产生装置(50)包括至少一个条(50a)，该条沿着所述第三轨(6)的纵轴延伸，并且被布置为通过与所述第三轨(6)的摩擦而被消耗，由此在所述第三轨(6)上形成涂层。

2.根据权利要求1所述的铜绿产生装置(50)，其中，所述条(50a)由碳-铜合金组成。

3.根据权利要求1或2所述的铜绿产生装置，其中，所述条(50a)通过支撑元件(54)连接到支撑臂(52)，所述支撑臂(52)被设置为固定到支撑结构(56)，该支撑结构又固定到所述轨道车(4)。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的铜绿产生装置(50)，其中，所述条(50a)被放置为从顶部、底部或侧面与所述第三轨(6)接触。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的铜绿产生装置(50)，其中，所述铜绿产生装置(50)没有电连接。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的铜绿产生装置，其中，各个条(50a)为100mm至500mm长。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的铜绿产生装置，其中，各个条(50a)为40mm至100mm宽。

8.根据前述权利要求中任意一项所述的铜绿产生装置，其中，所述条(50a)为40mm至100mm厚。

9.根据权利要求6至8中任意一项所述的铜绿产生装置，其中，各个条(50a)为300mm长，60mm宽，40mm厚。

10.一种铁路车辆(100)，该铁路车辆包括根据前述权利要求中任意一项的铜绿产生装置(50)。

技术总结
一种铜绿产生装置(50)，该铜绿产生装置被布置为连接到轨道车(4)，并且被放置为和与铁路线的轨道(2)平行延伸的第三轨(6)接触，轨道车(4)放置在该轨道上，所述铜绿产生装置(50)包括至少一个条(50a)，该条沿着第三轨(6)的纵轴延伸，并且被布置为通过与第三轨(6)的摩擦而被消耗，由此在所述第三轨(6)上形成涂层。

技术研发人员：法鲁基·阿斯加尔·阿里
受保护的技术使用者：阿尔斯通运输科技公司
技术研发日：2020.09.23
技术公布日：2021.03.23