用于车辆的集电器的摇杆的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的集电器的摇杆，所述摇杆具有至少一个第一接触片并且具有第二控制杆装置，所述至少一个第一接触片连接到第一控制杆装置，所述第一控制杆装置耦接到第一支承设备，所述第二控制杆装置耦接到第二支承设备，其中所述第一支承设备和所述第二支承设备可以铰接方式连接到集电器连杆机构。


背景技术：

2.电动车辆通常配备有集电器（例如单臂或剪式受电弓等等），借助于所述集电器，从接触线或导电轨等等收集电流，并且借助于所述集电器，车辆的电力驱动装置被供应有电力。
3.强力作用在集电器上、特别是当车辆以高速行进时。这些力一方面是集电器的摇杆的接触片与接触线或导电轨等等之间的接触力，并且另一方面是由动态力产生的空气动力学力。
4.因此，重要的是提供为通过一个或多个接触片与接触线或导电轨等等进行接触的摇杆提供有效弹起，以便减少集电器连杆机构上的负载，并且避免集电器与接触线或导电轨等等之间的接触损失。
5.从现有技术已知的实例是ep 2 644 433 a2，其公开一种具有集电器连杆机构的集电器以及一种经由接触片与接触线进行接触的可倾斜摇杆。所述集电器连杆机构包括上臂和下臂以及气动致动器，承载所述摇杆，并且以铰接方式安装在车辆上。所述摇杆可以通过所述致动器来升高和降低。
6.同样，wo 02/32714 a1描述一种用于电动车辆的集电器的框架摇杆，其中两个加固框架以铰接方式连接到两个接触片。所述框架具有延伸的框架管，扭力弹簧安装在所述框架管中。摇杆通过所述扭力弹簧连接到集电器的顶点轴。在此装置中，第一扭力弹簧耦接到顶点轴的第一端部，而第二扭力弹簧连接到顶点轴的第二端部。所述扭力弹簧经由支承元件以不可旋转方式连接到载体元件，所述载体元件连接到所述顶点轴。
7.进一步，ep 0 844 131 a1同样地揭示一种具有用于电动车辆的集电器的接触片的框架摇杆。所述接触片经由u形弹簧轭（所述u形弹簧轭的臂横向于车辆纵向方向延伸）刚性地连接到载体元件，所述载体元件连接到集电器的顶点轴。
8.ep 1 361 103 b1还公开一种用于电动车辆的集电器的摇杆，其经由控制杆设备、轴和独立于所述轴实现的弹簧连接到集电器的上臂。所述轴安装在载体管中、由支承件轴向和径向支撑。扭矩通过控制杆设备被引入到轴中，弹簧产生对应反作用扭矩，其中所述弹簧一方面连接到所述轴，并且另一方面连接到载体管。
9.在其已知形式中，所引用方法遭受如下缺点：与连杆机构或上臂或顶点轴相比，摇杆或接触片没有明显移动性，并且对于变形几乎没有任何补偿和/或包括轴和弹簧的复杂支承装置例如提供在摇杆与上臂之间。


技术实现要素：

10.本发明的目的是公开一种如下摇杆：其代表与现有技术相比的进展，并且在其构造方面简单，并且还具有适当负载承载能力，包括关于动态负载的负载承载能力。
11.根据本发明，此目的借助于一种引言中所述类型的摇杆来实现，其中第一扭力弹簧固定地连接到第一控制杆装置的控制杆并经由可移位支承件不可旋转地连接到第一支承设备，或者第一扭力弹簧经由可移位支承件不可旋转地连接到第一控制杆装置的控制杆并固定地连接到第一支承设备，其中所述第一扭力弹簧同时是第一控制杆装置与第一支承设备之间的扭矩传递设备和弹簧设备。
12.因此，实现一种用于收集电流的特别轻质、紧凑、但稳健且耐磨装置。可以省去摇杆与集电器连杆机构之间的复杂支承装置，例如由螺旋弹簧囊封的轴。根据本发明的装置可以使用少量部件实现，所述部件在其复杂性方面也较低。
13.第一扭力弹簧同时充当扭矩传递设备和弹簧设备。由接触线或导电轨经由第一接触片传递的接触力通过第一控制杆装置引入到第一扭力弹簧中。第一扭力弹簧因存在扭转力矩的作用而扭转。对应反作用弹簧力抵消因对应扭力弹簧刚度而存在的扭转力矩的影响。第一接触片和第一控制杆装置的加载和卸载过程通过弹起缓冲，从而实现机械分离的摇杆支承件。
14.第一扭力弹簧与沿车辆纵向方向和车辆横向方向作用在摇杆上的力分离。
15.所述摇杆支承件适合由接触力和空气动力学力引起的负载，包括高频动态负载。因可移位支承件而提供例如由第一扭力弹簧的扭力引起的第一扭力弹簧的长度变化的补偿。这具有减轻摇杆上的负载的效果，并且避免损坏、特别是在重负载和/或高频负载的情况下。
16.有益的是，第一扭力弹簧是形状锁定（强制锁定，positive locking）和预张紧的。
17.如果第一扭力弹簧固定地连接到第一控制杆装置的控制杆，则简化组装和拆卸任务。出于组装目的，第一控制杆装置或第一控制杆装置的控制杆必须与预安装在其上的第一扭力弹簧一起简单地螺纹连接到第一支承设备中并随后连接到所述支承设备。
18.借助于第一扭力弹簧的预张紧实现了适应于限定的载荷情况的悬架特性。
19.如果第一支承设备包括第一扭力弹簧所连接到的夹紧元件，则获得有利实施例。
20.通过此措施实现摇杆支承件的有利模块化。这使得可以例如随后更换夹紧元件，同时保持可连接到集电器连杆机构的第一支承设备，以便用不同扭力弹簧替换第一扭力弹簧（例如出于磨损和撕裂原因或由于负载情况的变化）。
21.有帮助的是，第一支承设备具有第一壳体，第一扭力弹簧布置在所述第一壳体内部。
22.由于此措施，第一扭力弹簧被保护免受环境影响（例如湿度和颗粒等等）。
23.为了支持夹紧元件和第一扭力弹簧的简单且快速可替换性，并且同时还保护夹紧元件免受环境影响，可以进一步提供的是，夹紧元件以不可旋转且可拆卸方式连接到第一壳体并且布置在第一壳体内部。
24.如果第一安装设备不可旋转地连接到第一控制杆装置的控制杆并可旋转地连接到第一壳体，则进一步改善第一扭力弹簧的简单且快速可替换性，第一扭力弹簧通过第一安装设备连接到第一控制杆装置。
25.因此，第一安装设备一方面充当第一扭力弹簧的适配器，并且另一方面充当第一控制杆装置的适配器。
26.如果提供第二接触片，则实现有利解决方案，所述第二接触片连接到第三控制杆装置和第四控制杆装置，所述第三控制杆装置耦接到第一支承设备，所述第四控制杆装置耦接到第二支承设备，其中同时是第三控制杆装置与第一支承设备之间的扭矩传递设备和弹簧设备的第三扭力弹簧固定地连接到第三控制杆装置的控制杆并经由可移位支承件不可旋转地连接到第一支承设备，或者经由可移位支承件不可旋转地连接到第三控制杆装置的控制杆并固定地连接到第一支承设备。
27.在此情况下，有益的是，第三扭力弹簧连接到夹紧元件。
28.由于第一扭力弹簧和第三扭力弹簧借助于夹紧元件的分离，第一扭力弹簧和第三扭力弹簧能够几乎彼此独立地适应作用在第一接触片和第二接触片上的相应负载条件，因此，根据本发明的摇杆展现过载或由此导致的损坏的低倾向，并且还展现过度磨损的低倾向。
附图说明
29.下文参考示例性实施例更详细解释本发明。
30.所述图通过实例示出：图1：以侧视图示出了示例性集电器的示意图，图2：以第一侧视图示出了本发明摇杆的示例性第一实施例变型的示意图，其中示出第一接触片，图3：以第二侧视图示出了本发明摇杆的示例性第一实施例变型的示意性剖视图，其中示出第一接触片和第二接触片，并且其中扭力弹簧元件经由可移位支承件连接到夹紧元件，以及图4： 以侧视图示出了本发明摇杆的示例性第二实施例变型的细节的示意性剖视图，其中示出第一接触片和第二接触片，并且其中扭力弹簧元件经由可移位支承件连接到控制杆装置。
具体实施方式
31.图1中呈现的示意性侧视图示出具有集电器连杆机构1的示例性集电器，集电器连杆机构1包括下臂2、上臂3、具有第一受电弓角（pantograph horn）5和第二受电弓角（未示出）的顶杆4、平行导杆6和耦接杆7。下臂2和耦接杆7以铰接方式连接到基架8，基架8经由第一柱绝缘体9、第二柱绝缘体10和第三柱绝缘体（未示出）连接到轨道车辆的车顶11。用于升高和降低集电器的气动升降驱动器12提供在基架8与下臂2之间。
32.上臂3以铰接方式连接到下臂2，并且也以铰接方式连接到耦接杆7，而平行导杆6以铰接方式连接到下臂2。
33.具有第一接触片13、第二接触片14、第一控制杆装置15、第二控制杆装置16（示出在图2中）、第三控制杆装置17和第四控制杆装置（未示出）的根据本发明的摇杆安装到集电器连杆机构1上。所述摇杆另外包括第一支承设备18和第二支承设备19（示出在图2中），经由第一支承设备18和第二支承设备19，所述摇杆以铰接方式连接到顶杆4，即，连接到集电
器连杆机构1。
34.第一扭力弹簧21和第二扭力弹簧22（第一扭力弹簧21和第二扭力弹簧22示出在图2中）、第三扭力弹簧23（示出在图3中）和第四扭力弹簧（未示出）布置在第一支承设备18的第一壳体20和第二支承设备19的第二壳体内部，所述第四扭力弹簧一方面使第一控制杆装置15、第二控制杆装置16、第三控制杆装置17和第四控制杆装置相互连接，并且另一方面使第一支承设备18和第二支承设备19相互连接。
35.所述摇杆也以铰接方式连接到平行导杆6并经由包括从现有技术已知的碳滑动件（未示出）的第一接触片13和第二接触片14与接触线24相互接合，因此，轨道车辆被供应有电力。
36.第一接触片13和第二接触片14平行于在图1中看似突出的车辆横向轴线25对准。第一支承设备18和第二支承设备19平行于车辆纵向轴线26对准，即，由于第一控制杆装置15、第二控制杆装置16、第三控制杆装置17和第四控制杆装置而相对于第一接触片13和第二接触片14旋转90
°
。
37.在图2中以示意性第一侧视图公开根据本发明的摇杆的示例性第一实施例变型。
38.所述摇杆被提供成用于轨道车辆的集电器（如通过图1中的实例示出），并且包括第一接触片13和第二接触片14（如图1和图3中所示）。
39.所述摇杆另外具有第一控制杆装置15、第二控制杆装置16、第三控制杆装置17（示出在图3中）和第四控制杆装置（未示出）。另外，所述摇杆包括第一支承设备18和第二支承设备19，第一支承设备18和第二支承设备19耦接到第一控制杆装置15、第二控制杆装置16、第三控制杆装置17和第四控制杆装置。第一控制杆装置15具有第一控制杆27和第二控制杆28，第二控制杆装置16具有第三控制杆29和第四控制杆30。
40.第一控制杆27经由第一旋转接头31连接到第一接触片13，第二控制杆28经由第二旋转接头32连接到第一控制杆27。此外，第二控制杆28借助于螺纹连接固定地（即，以不可移动和不可旋转方式）连接到第一安装设备34，第一安装设备34又可旋转地连接到第一支承设备18的第一壳体20（示出在图3中）。
41.第三控制杆29借助于螺纹连接固定地连接到第一接触片13，第四控制杆30经由第三旋转接头33连接到第三控制杆29。第四控制杆30也固定地连接到第二安装设备35，第二安装设备35又可旋转地连接到第二支承设备19的第二壳体（未示出）。
42.集电器的第二接触片14经由第三控制杆装置17并经由第三安装设备36（示出在图3中）连接到第一支承设备18，并且经由第四控制杆装置和第四安装设备（未示出）连接到第二支承设备19。
43.就其相对于彼此的布置以及其构造而言，第二接触片14、第三控制杆装置17、第四控制杆装置、第三安装设备36和第四安装设备以与第一接触片13、第一控制杆装置15、第二控制杆装置16、第一安装设备34和第二安装设备35相同的方式实现，尽管关于第一接触片13、第一控制杆装置15、第二控制杆装置16、第一安装设备34和第二安装设备35，它们连接到第一壳体20和第二壳体、旋转180
°
。
44.第一扭力弹簧21提供在第一壳体20内部并借助于螺纹连接固定地连接到第一安装设备34，并且因此固定地连接到第一控制杆装置15的第二控制杆28。
45.第二扭力弹簧22提供在第二壳体内部并借助于螺纹连接固定地连接到第二安装
设备35，并且因此固定地连接到第二控制杆装置16的第四控制杆30。
46.也布置在第一壳体20中的第三扭力弹簧23（示出在图3中）借助于螺纹连接附接到第三安装设备36，并且因此固定地连接到第三控制杆装置17的控制杆。
47.也布置在第二壳体中的第四扭力弹簧（未示出）借助于螺纹连接附接到第四安装设备，并且因此固定地连接到第四控制杆装置的控制杆。
48.第一扭力弹簧21、第二扭力弹簧22、第三扭力弹簧23和第四扭力弹簧具有矩形横截面。
49.第一扭力弹簧21和第三扭力弹簧23通过可移位支承件不可旋转地连接到第一支承设备18，并且第二扭力弹簧22和第四扭力弹簧通过可移位支承件不可旋转地连接到第二支承设备19。这结合图3参考第一扭力弹簧21和第三扭力弹簧23通过实例来描述。
50.第一扭力弹簧21、第二扭力弹簧22、第三扭力弹簧23和第四扭力弹簧因其固定且不可旋转支承件而在负载下扭转。
51.第一扭力弹簧21、第二扭力弹簧22、第三扭力弹簧23和第四扭力弹簧同时是一方面在第一控制杆装置15、第二控制杆装置16、第三控制杆装置17与第四控制杆装置之间以及另一方面在第一支承设备18与第二支承设备19之间的扭矩传递设备和弹簧设备。
52.图3示出同样在图1和图2中示出的轨道车辆的集电器的本发明摇杆的相同示例性第一实施例变型的示意图。因此，在一些情况下，使用相同的附图标记。与示出摇杆的第一侧视图的图2相比，图3示出摇杆的剖切第二侧视图，其公开摇杆相对于第一侧视图旋转90
°
的视图。
53.所述摇杆包括第一接触片13、第二接触片14、第一控制杆装置15、第二控制杆装置16（示出在图2中）、第三控制杆装置17、第四控制杆装置（未示出）、第一支承设备18和第二支承设备19（示出在图2中），它们连接到第一安装设备34、第二安装设备35（示出在图2中）、第三安装设备36和第四安装设备（未示出）。
54.第一扭力弹簧21连接到第一安装设备34，第二扭力弹簧22（示出在图2中）连接到第二安装设备35，第三扭力弹簧23连接到第三安装设备36，并且第四扭力弹簧（未示出）连接到第四安装设备。
55.第一接触片13经由第一控制杆装置15连接到第一安装设备34，第一控制杆装置15和第一安装设备34借助于螺纹连接相互附接。第一安装设备34经由第一滚子轴承37可旋转地连接到第一支承设备18的中空圆柱形第一壳体20。第一壳体20用纤维加强复合材料实现，并且充当摇杆箱。第一滚子轴承37借助于螺纹连接附接到第一壳体20。
56.根据本发明，还可以想到，第一壳体20用金属材料实现。第一安装设备34在其正面上具有第一凹槽39，用弹簧钢实现的第一扭力弹簧21的第一端部被夹紧到适当位置并借助于螺纹连接固定到第一凹槽39中。
57.根据本发明，还可以想到，例如用纤维加强复合材料实现第一扭力弹簧21。
58.第一扭力弹簧21具有矩形横截面并经由其第二端部以不可旋转、形状锁定和可移位方式沿其纵向轴线43的方向并沿第一接触片13的纵向延伸部的方向（即，沿第一扭力弹簧21的宽度的方向）、或者视情况沿横向于纵向轴线43的方向安装在与第一支承设备18相关联的金属圆柱形夹紧元件44的第二凹槽40中。第一扭力弹簧21的矩形横截面的高度相对于第一扭力弹簧21的长度较小。
59.第二凹槽40在夹紧元件44的第一正面上铣出。在第二凹槽40的区域中对夹紧元件44的对应机械机加工使得第一扭力弹簧21能够以最小阻力滑入和滑出第二凹槽40。
60.第一扭力弹簧21在第一安装设备34连接到第一壳体20之后被预张紧。
61.因此，可能的是，减轻第一扭力弹簧21中的机械应力（即，第一扭力弹簧21的机械负载），因此，第一扭力弹簧21一方面经受减小的负载，并且另一方面对由第一接触片13与接触线24（示出在图1中）之间的接触力引起的负载灵活地作出反应。
62.夹紧元件44经由从现有技术已知的紧固装置（图3中未示出）借助于螺纹连接（即，可拆卸地）连接到第一壳体20，即，连接到第一支承设备18。所述紧固装置经由第一壳体20中的对应凹口（同样未示出）连接到夹紧元件44。
63.由于将夹紧元件44固定到第一支承设备18的螺纹连接以及第一扭力弹簧21在夹紧元件44中的不可旋转、可移位安装，第一扭力弹簧21以不可旋转且可移位方式连接到第一支承设备18。
64.在夹紧元件44的第二正面上提供第三凹槽41，经由第三凹槽41，第三扭力弹簧23以不可旋转且可移位方式连接到第一支承设备18。第三扭力弹簧23进一步借助于到提供在第三安装设备36的正面上的第四凹槽42中的夹紧动作并且借助于螺纹连接而连接到第三安装设备36。就材料、几何形状和用于附接到夹紧元件44和第三安装设备36的连接技术而言并且就取向而言，第三扭力弹簧23以与第一扭力弹簧21相同的方式实现。
65.第三扭力弹簧23具有与第一扭力弹簧21相同的纵向轴线43。
66.第一扭力弹簧21、第三扭力弹簧23和夹紧元件44布置在第一壳体20内部。
67.第一壳体20的壳体纵向轴线以及第一扭力弹簧21和第三扭力弹簧23的纵向轴线43延伸到彼此中。
68.根据本发明，还可以想到，省去第三扭力弹簧23并且将第一扭力弹簧21连接到第一安装设备34和第三安装设备36。
69.第三安装设备36经由第二滚子轴承38可旋转地连接到第一壳体20（即，连接到第一支承设备18），第二滚子轴承38像第一滚子轴承37一样借助于螺纹连接附接到第一壳体20。
70.第三控制杆装置17借助于螺纹连接附接到第三安装设备36。
71.第三控制杆装置17又连接到第二接触片14。
72.第一壳体20通过从现有技术已知的紧固装置（未示出）借助于螺纹连接附接到第一支承设备18的保持元件45。
73.第一支承设备18经由保持元件45以铰接方式连接到集电器的顶杆4（示出在图1中）的第一顶杆端部，即，连接到集电器连杆机构1。
74.就其构造而言，并且关于其到顶杆4的连接，第二支承设备19以与第一支承设备18相同的方式实现。第二支承设备19以铰接方式连接到顶杆4的第二顶杆端部。
75.就其结构和功能而言，第二壳体及其壳体内含物（包括第二扭力弹簧22和第四扭力弹簧）以与第一壳体20及其壳体内含物相同的方式实现。
76.第二壳体平行于第一壳体20布置和对准。
77.在第一控制杆装置15与第三控制杆装置17之间或第二控制杆装置16与第四控制杆装置之间不提供加固框架等等。根据本发明的摇杆被实施为无框架摇杆或实施为具有单
独的弹性接触片（individuallysprungcontactstrip）的摇杆。
78.图4用剖切侧视图示意性地示出轨道车辆的集电器的本发明摇杆的示例性第二实施例变型的细节。
79.本发明摇杆的示例性第二实施例变型类似于通过图3中的实例示出的示例性第一实施例变型。因此，在一些情况下，在图4中使用与图3中相同的附图标记。
80.与图3相比，图4示出摇杆，其中第一扭力弹簧21经由可移位支承件不可旋转地连接到第一控制杆装置15的控制杆并固定地连接到第一支承设备18。
81.未示出的另外的扭力弹簧以相同方式连接到另外的控制杆装置（未示出）和另外的支承设备（同样未示出）。
82.第一支承设备18和另外的支承设备具有第一壳体20和另外的壳体，与根据本发明的摇杆的示例性第一实施例变型相比，所述另外的壳体用金属材料实现。
83.与图3相比，图4中所示的第一扭力弹簧21和未示出的另外的扭力弹簧用纤维加强复合材料实现。
84.附图标记列表1集电器连杆机构2下臂3上臂4顶杆5第一受电弓角6平行导杆7耦接杆8基架9第一柱绝缘体10第二柱绝缘体11车顶12升降驱动器13第一接触片14第二接触片15第一控制杆装置16第二控制杆装置17第三控制杆装置18第一支承设备19第二支承设备20第一壳体21第一扭力弹簧22第二扭力弹簧23第三扭力弹簧24接触线25车辆横向轴线
26车辆纵向轴线27第一控制杆28第二控制杆29第三控制杆30第四控制杆31第一旋转接头32第二旋转接头33第三旋转接头34第一安装设备35第二安装设备36第三安装设备37第一滚子轴承38第二滚子轴承39第一凹槽40第二凹槽41第三凹槽42第四凹槽43纵向轴线44夹紧元件45保持元件。