集电器的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的集电器。


背景技术：

2.用于为能沿着滑接导线/滑触线运动的耗电器供电的滑接导线系统的集电器在运行时经常承受动态负荷。因此存在如下应用：在该应用中，可运动的耗电器的集电器仅短暂地、也就是说仅沿着耗电器的全部运动区域的一部分使用，像例如在分选设备中常见的那样。由此导致在移入使用该集电器的路段中时、在从这种路段中移出并进入不使用该集电器的路段中时集电器的负荷特别大的问题。
3.目前，在移入时的负荷通过长的喇叭口(trichter)减小，集电器通过该喇叭口抓住并且经由平坦的斜坡连续地引导到其与滑接导线接合的运行位置中。为了移出，通常不使用这种喇叭口，从而集电器在移出时从滑接导线的端部中被甩出并且止挡在界定其运动区域的机械止挡部上。在耗电器随后在集电器不与滑接导线接触的情况下运动时，集电器受到提高的振动负荷。
4.集电器的另一种动态负荷在于在可运动的耗电器与沿着其运动轨道敷设的滑接导线之间的间距的变化。特别是在转弯中通常导致所述间距的减小，所述间距减小在由常规的弹簧通常产生集电器对滑接导线的母线/导电轨/接触轨的压紧力时不必要地提高压紧力。
5.这种在运行状态改变时的动态负荷显著地增大了集电器的机械装置的磨损。


技术实现要素：

6.因此本发明的目的是，在改变集电器的运行状态时减小集电器的机械装置的动态负荷。
7.本发明通过具有权利要求1的特征的集电器来实现该目的。本发明的有利的改进方案和设计方案在从属权利要求中给出。
8.根据本发明，提供一种用于为能沿着滑接导线运动的耗电器供电的集电器，所述集电器具有用于滑触体的、可动地被支承的保持件，该保持件的运动区域通过两个机械止挡部来界定，该保持件为了使滑触体压靠在滑接导线的母线上而被弹簧装置朝向该保持件的运动区域的第一端部的方向加载以力，其中，设置有减振装置，如果保持件处于其运动区域的预先规定的、在一侧上通过所述第一端部界定并且不包括全部运动区域的第一部段内，则所述减振装置对保持件的由弹簧装置引起的朝向该保持件的运动区域的第一端部的方向的运动进行减振。
9.由此避免了：在沿着可运动的耗电器的运动轨道仅部分地敷设有滑接导线的设备中，集电器的可动部分在从滑接导线中移出时被提供了用于使集电器的滑触体压紧到滑接导线的母线上的力的弹簧装置猛烈地甩到界定滑触体的保持件的运动区域的机械止挡部上。在集电器不与滑接导线接触的轨道部段中继续运动时，集电器在其机械止挡部上的振
动随后通过减振元件被衰减。通过减振，显著地减小了集电器的机械负荷和由机械负荷引起的集电器的机械装置的磨损。
10.减振装置可以有利地以已知类型的流体式减振器或摩擦式减振器的形式或者也以至少一个弹簧元件的形式实现，其中，也可以使用由弹性体制成的缓冲元件作为弹簧元件。
11.优选地，第二部段邻接保持件的运动区域的预先规定的第一部段，第三部段邻接该第二部段，其中，第三部段延伸至运动区域的与第一端部相反的第二端部，弹簧装置在第三部段中的刚度小于在第二部段中的刚度。由此，在滑触体的保持件的运动区域的第三部段中，在如特别是在转弯运动时出现的那样可运动的耗电器与母线之间的间距明显减小时，避免了滑触体对滑接导线的母线的不必要的高压紧力。
12.弹簧装置可以具有机械地彼此并联的至少两个弹簧，在所述至少两个弹簧中，至少一个弹簧在保持件的全部运动区域中起作用，而至少一个弹簧在保持件的运动区域的第二部段中起作用并且在第三部段中不起作用。这是一种特别简单且因此适宜的实现如在本应用中所期望的那样的具有不同刚度的两个偏移区域的弹簧装置的方式。在此，在第二部段中起作用并且在第三部段中不起作用的弹簧和在保持件的全部运动区域中起作用的弹簧可以具有不同的刚度，以便提供用于最佳地调节弹簧装置的最终得到的弹簧特性曲线的附加的自由度。
13.一种简单且特别有利的实现在第二部段中起作用并且在第三部段中不起作用的弹簧的形式是气动弹簧。这种气动弹簧优选具有腔室，该腔室带有可变的、取决于弹簧的偏移/行程的容积，在该腔室中，在使得弹簧力提高的偏移的情况下，气体被压缩，腔室具有排出口，该排出口在预先确定的偏移程度/行程值时被打开，由此，气动弹簧在超过所述偏移程度时不起作用。弹簧的突然失效可以通过这种方式用简单的手段在不使用昂贵的电子和机电部件的情况下实现。
14.作为至少两个弹簧并联且其中至少一个弹簧在确定的偏移下不起作用的另选方案，弹簧装置也可以具有至少一个由盘簧形成的柱。由此也可以产生如根据本发明在滑触体的运动区域的第二端部上应提供的那样的递减的非线性弹簧特性曲线。
15.根据本发明的集电器的一种简单的且因此特别适宜的实现方案在于，集电器具有带有第一轴线的第一转动支承件，杆通过该第一转动支承件在所述两个机械止挡部之间可转动地与固定在可运动的耗电器上的支座相连接，集电器具有带有第二轴线的第二转动支承件，滑触体的保持件通过该第二转动支承件与杆连接，其中，第一轴线和第二轴线彼此平行。在这种情况下，弹簧装置可以在滑触体的保持件与支座之间的距离增大的方向上对杆加载以力，以便提供用于使滑触体压紧到滑接导线的母线上的压紧力。
附图说明
16.下面根据详细的实施例参照附图描述本发明。图中示出：
17.图1示出根据本发明的集电器的示意性的三维斜视图，包括对集电器的运动区域的不同部段的图示说明，和
18.图2示出根据本发明的集电器的一部分的示意性侧视图，
19.图3示出处于两个不同的运行位置中的根据本发明的集电器的减振元件的示意性
纵剖视图。
20.附图标记列表：
[0021]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
集电器
[0022]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支座
[0023]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一转动支承件
[0024]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
杆
[0025]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二转动支承件
[0026]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
保持件
[0027]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滑触体
[0028]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一转动轴线
[0029]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二转动轴线
[0030]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上侧
[0031]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴
[0032]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支承座
[0033]
13、14
ꢀꢀꢀ
突出部
[0034]
15、16
ꢀꢀꢀ
悬臂
[0035]
17-24
ꢀꢀꢀꢀ
止挡面
[0036]
25、26
ꢀꢀꢀ
减振元件
[0037]
27、28
ꢀꢀꢀ
附加弹簧
[0038]
29
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活塞
[0039]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
缸
[0040]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
腔室
[0041]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
排出口
[0042]
33
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通道
[0043]
34
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
复位弹簧
[0044]
35
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开口
[0045]
36
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀
[0046]
f0、f3ꢀꢀꢀ
反力
[0047]
f1、f2ꢀꢀꢀ
弹簧力
[0048]
a、b、c
ꢀꢀ
运动区域的部段
具体实施方式
[0049]
如图1所示，根据本发明的集电器1的一个可能的实施方式的主要部件有支座2、第一转动支承件3、杆4、第二转动支承件5和保持件6，在该保持件上固定有滑触体7。杆4通过第一转动支承件3可转动地支承在支座2上并且从该支座出发延伸至第二转动支承件5，滑触体7的保持件6通过该第二转动支承件可转动地支承在杆4上，其中，两个转动支承件3和5的转动轴线8和9彼此平行。滑触体7是能导电的并且通过引线与耗电器连接，该耗电器能以被沿着预先确定的轨道强制引导的方式运动。支座2固定在图中未示出的可运动的耗电器上。
[0050]
通过两个转动支承件3和5在相反方向上的同时转动，具有滑触体7的保持件6可以相对于支座2升高或降低，其中，在运行时贴靠在图中未示出的滑接导线的母线上的、滑触体7的上侧也可以倾斜，以便在支座2与滑接导线之间的间距沿着耗电器的运动轨道连续改变时，在滑触体7的上侧与滑接导线的母线之间的面接触保持不中断。
[0051]
杆4的相对于支座2的运动区域通过两个在图1中未示出的、在转动支承件3内部的机械止挡部来界定。相应地，这也适用于保持件6相对于杆4的、通过转动支承件5实现的运动区域，其中，保持件6的运动区域基于杆4的长度而整体上基本上通过杆4相对于支座2的运动区域来确定。
[0052]
用于使滑触体7的上侧压靠在滑接导线的母线上的力通过转动支承件3中的弹簧装置产生，该弹簧装置在那里支撑在支座2上并且将力施加到杆4上，该力使杆在缺少母线的反力的情况下在图1中沿顺时针方向向着两个机械止挡部中的第一机械止挡部运动。通过在集电器1在滑接导线上运行时通过滑触体7的上侧、保持件6和转动支承件5传递到杆4上的、母线的反力，杆4被保持在其通过两个机械止挡部界定的运动区域的中间区域中、即被保持在其相对于支座2的上侧10的角度的在图1中以a标记的中间区域中。
[0053]
在母线的反力消失时、即当可运动的耗电器进入到其运动轨道的一个在其中没有敷设滑接导线的部段中时，杆4处于在图1中以c标记的区域中，在该区域中在杆4与支座2的上侧10之间的角度大于在区域a中在杆4与支座2的上侧10之间的角度。该区域c通过第一机械止挡部界定，杆4由于弹簧装置的力而止挡在该第一机械止挡部上。
[0054]
当在支座2固定在其上的可运动的耗电器与滑接导线之间的间距异常地减小时，像例如在集电器1转弯运动时可能出现的情况那样，杆4处于在图1中以b标记的区域中，在该区域中在杆4与支座2的上侧10之间的角度小于在区域a中在杆4与支座2的上侧10之间的角度。该区域通过第二机械止挡部界定。
[0055]
根据本发明设置有减振装置，该减振装置仅在区域c中起作用，在该区域中没有母线的反力作用到杆4上。当杆4由于——如在集电器1从滑接导线的端部中移出时那样的——母线反力突然消失而通过弹簧装置的力朝向第一止挡部的方向被加速时，该减振装置对所述杆的运动进行减振。通过这种减振，防止了杆4硬邦邦地止挡在第一止挡部上并且决定性地减小了长期导致特别是转动支承件3和5的磨损的机械负荷。
[0056]
为了在其它运行状态下也降低集电器的机械负荷，根据本发明在区域a和b中设置了弹簧装置的不同的刚度，即弹簧装置的刚度在通过第二止挡部界定其一个端部的区域b中比在正常运行区域a中小。通过在端部区域b中的这种较小的刚度，在耗电器与滑接导线之间的间距异常地减小时，防止了在滑触体7与滑接导线的母线之间的压紧力过度上升，这种过度上升也可能会导致传递该力的转动支承件3和5的相应负荷。
[0057]
在图2中以示意性的形式示出本发明的在前面说明的功能的一种可能的实现方式。在图2中在侧视图中仅示出转动支承件3和5以及杆4，通过转动支承件5将母线的反力f0作用到该杆上。杆4固定在转动支承件3的轴11上，该轴以能围绕转动支承件的转动轴线8转动的方式支承在转动支承件3的支承座/支承块12上。支承座12具有两个彼此径向对称地相对置的轴向突出部13和14，这两个轴向突出部覆盖转动支承件3的在其中布置有杆4的轴向区域。该杆在支承座12的区域中具有圆的形状，该圆具有用于轴11的中心缺口和两个彼此径向对称地相对置的悬臂15和16，其中，杆4的弯成角度的部分从第一悬臂15出发朝向另一
转动支承件5延伸。
[0058]
由此，在转动支承件3的周向方向上，在支承座12的突出部13和14上的径向止挡面17和18与在杆4的悬臂15和16上的相应的径向止挡面19和20相对而置，这些径向止挡面共同形成对于杆4的沿顺时针方向的转动运动的止挡部，通过该沿顺时针方向的转动运动，所述杆相对于支座2的上侧10的角度增大。此外，在转动支承件3的周向方向上，在支承座12的突出部13和14上的两个径向止挡面21和22与在杆4的悬臂16和15上的相应的径向止挡面23和24相对而置，这些径向止挡面共同形成对于杆4的沿逆时针方向的转动运动的止挡部，通过该沿逆时针方向的转动运动，所述杆相对于支座2的上侧10的角度减小。
[0059]
为了施加滑触体7的朝向滑接导线的母线的、与反力f0处于平衡的压紧力，设置有具有第一弹簧的弹簧装置，该第一弹簧施加作用到杆4上的合力f1，该合力产生作用到杆4上的沿顺时针方向的转矩。该弹簧本身在图2中未示出，而是仅通过两个箭头来象征性表示，这两个箭头说明由该弹簧施加的力f1的方向。该弹簧特别可以是扭簧，或者是受拉力加载的螺旋弹簧，其中心轴线是转动支承件3的轴线8。这种类型的弹簧本身是已知的，并且不需要详细描述。
[0060]
为了防止杆4在集电器1从滑接导线的端部中移出之后反力f0消失时由于力f1而被加速并且杆4的止挡面19和20刹不住地撞击支承座12的止挡面17和18，设置有减振装置，该减振装置由两个减振元件25和26组成，这两个减振元件中的第一减振元件布置在突出部13的止挡面17之前并且第二减振元件布置在突出部14的止挡面18之前。减振元件25和26在与杆4的止挡面19和20接触时共同产生减振力f2，该减振力与第一弹簧的力f1相反并且在止挡面17与19或18与20接触之前引起杆4的运动的制动，由此避免转动支承件3的强烈的脉冲式负荷。
[0061]
减振元件25和26在最简单的情况下可以是弹簧元件、如特别是由弹性体制成的缓冲元件。但是，代替两个弹簧元件，也可以设置一个已知类型的摩擦式减振器或流体式减振器。
[0062]
如从图2中可见的，在杆4的在图2中示出的正常位置中，在杆4的止挡面19和20与减振元件25和26之间分别存在间距，使得减振元件在杆4从其正常位置中偏移了一定的最小偏移距离之后才起作用。该间距的尺寸被确定为，使得当在集电器1运行时与集电器的正常位置有略微偏差(该偏差可能随着时间推移由于滑触体7磨损而产生)的情况下，减振元件25和26还不会起作用。在图1中示出杆4的正常位置，在该正常位置中，该杆位于在图1中以a标记的区域的中心处。减振元件25和26起作用的区域是在图1中以c标记的区域。
[0063]
在杆4的相反的转动方向上，如果在支座2与滑接导线的母线之间的间距出现减小，则第一弹簧对该杆的运动进行减振。为了在这种情况下既确保在所述间距的正常波动范围内有足够的减振效果，又在所述间距的减小超出正常波动范围的情况下避免力f0和f1过度增大，可以接入第二弹簧，所述第二弹簧对杆4施加与第一弹簧的力f1相反的、然而小于第一力f1的力。因此，当第一弹簧的偏移超过一定程度时，也就是说，当杆4从区域a运动到区域b中时，该第二弹簧可与第一弹簧机械地反向连接。
[0064]
附加的具有其方向与力f1相反的力的弹簧的接入例如可基于对杆4的偏移进行检测的角度传感器、电子控制装置和机电的执行器来实现，然而这会引起过大的花费。一种更简单的方案在于，将至少两个弹簧机械地彼此并联，从而使它们的力相加，并且在预先确定
程度的偏移时使这些弹簧之一失效，这可以利用纯机械的手段在不使用电子的和机电的部件的情况下实现。下面根据图3描述这种方案。
[0065]
图3示出附加弹簧27，该附加弹簧设置为图2的集电器的弹簧装置的双重的组成部分，也就是说，在弹簧装置中设置有相同的第二弹簧28。两个弹簧27和28分别支撑在轴向突出部13和14上并且在杆4沿逆时针方向偏移时分别被杆4的悬臂15和16的止挡面23和24加载以力。因此，由弹簧装置施加到杆4上的合力以相加的方式由在图2中未示出的、例如可以是扭簧的第一弹簧的力f1和两个附加弹簧27和28的力组成，该附加弹簧根据本发明特别可以构造为气动弹簧的形式，如下面说明的那样。
[0066]
在图1和图2中以沿逆时针方向转动的形式偏移时、也就是说在集电器1的支座2接近滑接导线的母线时，杆4通过止挡面23将力f3施加到活塞29上，该活塞在缸30中可运动地被引导。因为杆4进行转动运动，而活塞29进行线性运动，所以止挡面23通过在图3中未示出的铰链以本身已知的方式连接，该铰链能够实现将杆4的转动运动转换成活塞29的线性运动。活塞29与缸30一起限定腔室31，在该腔室中封闭了气体体积，该气体体积在活塞29运动到缸30中时被压缩并且由此产生与力f3相反指向的反作用力。气动弹簧的这种工作原理本身是已知的。腔室31中的气体优选为空气。
[0067]
气动的附加弹簧27和28的根据本发明的特征在于，在缸30的内侧上设置有排出口32，腔室31的内端部区域通过通道33与该排出口连接，并且该排出口视活塞29的位置而定或者回到腔室31中，或者通过活塞29覆盖和密封，或者在活塞29的外侧端部后方处于缸30的内侧的向外敞开的部段中。排出口32和通道33的这种布置使得，排出口32在活塞29运动到缸30中时在活塞30的特定位置被开放，并且位于腔室31内部的气体然后可以逸出到周围环境中，由此气动的附加弹簧27或28不起作用，也就是说不再有反作用力反作用于施加到活塞29上的力f3。
[0068]
力f3由杆4在其偏移时施加并且是由杆4整体上施加到转动支承件3的弹簧装置上的力的一部分。通过在杆4的特定的偏移时取消气动的附加弹簧27和28的力分量，转动支承件3的整个弹簧装置的力在该偏移时突然降低。气动的附加弹簧27和28以及杆4与该附加弹簧的机械连接被设计成，使得在从图1的角度范围a到角度范围b的过渡中实现弹簧力的这种下降。气动的附加弹簧27和28的力的突然的下降在其作用方面相当于接入如下弹簧：该弹簧具有在其特定的偏移时与继续不变地起作用的弹簧相反的力方向。
[0069]
在图3中还示出复位弹簧34，其功能在于，在取消通过杆4施加到活塞29上的力f3时，使活塞29返回运动到缸30的外端部，特别是返回运动到排出孔再次位于腔室31内部或者至少通过活塞29封闭的位置中，从而气动弹簧27和28恢复其功效。复位弹簧34虽然也产生抵抗由杆4引起的力f3的附加的反力，该反力在排出口32开放之后也保持不变并且随着继续偏移还增大，但是复位弹簧34仅具有相对小的刚度，该刚度仅需要足以使得活塞29在取消力f3之后返回运动到静止位置中就够了。因此，与由腔室31中的气体的压缩引起的力相比，复位弹簧34的力对转动支承件3的弹簧装置的整体特性的贡献非常小。
[0070]
在缸30的壁中，在一在活塞29的任何位置中都不被活塞遮盖的区域中、例如像图3中所示地在端壁中设置有开口35，阀36布置在该开口中。该阀36在腔室31中存在超压时被关闭，而在腔室31中存在负压时被打开。其功能是，当腔室31的容积在杆4的力f3取消之后通过由于复位弹簧34的力而导致的活塞29的运动而增大时，能使得气体、优选空气从周围
环境流入腔室31中。因此在没有阀36的情况下，如果活塞29在朝向其静止位置的方向返回运动时再次封闭排出口32，则在腔室31中产生负压，由此会阻碍向静止位置的运动或者需要复位弹簧的不期望高的刚度。
[0071]
根据本发明，气动的附加弹簧27和28被设计成，使得整个弹簧装置的弹簧特性曲线在杆4的运动区域的部段a和b中非线性地呈现出分段地不同的弹簧刚度的形式，其中，在部段b中最终得到的弹簧刚度小于在部段a中最终得到的弹簧刚度。在此，弹簧刚度在从区域a过渡到区域b中时突然降低。因此，整体上得到递减的弹簧特性曲线。
[0072]
前面所描述的实施例是这种递减的弹簧特性曲线的一种适宜的实现方案，然而不是对此的唯一可行的方案。另一种可行方案例如在于，使用盘簧柱作为弹簧元件，因为盘簧柱具有递减的弹簧特性曲线。然而，其相当平滑地延伸，即在唯一一次预先确定的偏移的情况下没有刚度的突然变化。
[0073]
本发明不限于先前描述的利用杆4的实施方式，该杆在一个端部上通过转动支承件3与支座2连接并且在另一个端部上通过另一个转动支承件5与滑触体7的保持件6连接。例如也可以通过布置带弹簧的、用于在支座2与滑触体7的保持件6之间进行连接的伸缩管，来实现母线与可运动的耗电器之间的间距的沿着其运动轨道的可变性。在具有在支座2与保持件6之间的连接构件的线性而非旋转运动的结构中也可以使用本发明，在这种情况下，可以代替扭簧使用例如螺旋弹簧或渐开线弹簧作为弹簧元件，以产生滑触体的压紧力，并且在所述气动附加弹簧27和28中，不必通过铰链将杆4的旋转偏移转换成活塞29的线性偏移。