СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1998 года по МПК B60L9/04 

Изобретение относится к электротранспорту, в частности внутрицеховому.

Известны транспортные средства с питанием от производственной электрической сети с питанием по гибкому кабелю и с питанием от тоководов, расположенных над зоной его работы. Но оба эти вида электротранспорта обладают малой надежностью в работе. У кабельного электроснабжения быстро изнашивается кабель, мала маневренность. У электротранспорта с питанием от таководов, расположенных над зоной его работы, высокая сложность устройства и следовательно низкая надежность.

Известна система электроснабжения транспортного средства, содержащая контактную сеть с двумя группами проводников чередующейся полярности напряжения, расположенную на транспортном средстве токосъемную головку с изолированными друг от друга и подключенными к тяговому электродвигателю контактными элементами, один из которых выполнен в виде токоприемного кольца, установленного с возможностью контактирования с 1-ой группой проводников, приложенных параллельно друг другу [1]
Недостаток устройства его низкая надежность в работе.

Цель изобретения повышение надежности в работе.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной системе электроснабжения транспортного средства, содержащей контактную сеть с двумя группами проводников чередующейся полярности напряжения, расположенную на транспортном средстве токосъемную головку с изолированными друг от друга и подключенными к тяговому электродвигателю контактными элементами, один из которых выполнен в виде токоприемного кольца, установленного с возможностью контактирования с 1-ой группой проводников, проложенных параллельно друг другу, 2-ая группа проводников контактной сети выполнена в виде листового токопроводящего покрытия, на котором с помощью изоляционного материала закреплена 1-ая группа проводников, а остальные, по крайней мере, три контактных элемента токосъемной головки в виде токоприемных щеток, каждая из которых подпружинена и помещена в изолирующую втулку, на корпусе которой установлен рычаг с возможностью отвода щетки при надвигании втулки на первую группу проводников контактной сети.

При таком конструктивном исполнении тоководы имеют очень высокую жесткость в направлении действующих усилий от токосъемной головки, так как контактная сеть выполнена в виде плоского ровного электропроводного листа, подключенного к одному полюсу источника электроэнергии. Тоководы другой полярности крепятся к этому листу через электроизоляционную подкладку.

Исключается жесткая кинематическая связь токосъемной вставки и тоководов, поскольку токосъемная вставка выполнена в виде щеточного блока, щетка которого практически не создает горизонтальных усилий на тоководы. Сама токосъемная головка имеет малый вес и простую конструкцию. При этом исключен самый ненадежный элемент работы токоприемника процесс вхождения токосъемной вставки в контакт с тоководом, чем решаются жесткие требования на стабильность расстояния между тоководами.

На фиг. 1 показана заявляемая система электроснабжения транспортного средства; на фиг. 3 показан щеточный механизм в разрезе; на фиг. 2 показана токосъемная головка, вид сверху; на фиг. 4 показан вариант исполнения щеточного механизма; на фиг. 5 показан вариант выполнения щеточного механизма, снабженного устройством, автоматически поддерживающим установочные параметры. Тонкими линиями показан щеточный механизм в положении, когда щетка находится над тоководом.

Устройство по фиг. 1 состоит из электрической сетки 1, подвешенной над зоной работы транспортного средства, и токосъемной головки 2, установленной на этом транспортной средстве 3 с помощью двух штанг наружной штанги 4, установленной на шаровом шарнире 5 и вертикально удерживаемый тремя-четырьмя пружинами 6, и внутренней штанги 7, опирающейся на пружину 8. К внутренней штанге 7 прикреплена токосъемная головка 2, по ее периметру расположен обод 9, фиг. 2, изготовленный из листового токопроводящего материала (медь, бронза и др.), которому придана в поперечном сечении вогнутая форма, необходимая для надежного надвигания на тоководы и придания ему необходимой жесткости. Обод 9 несколькими спицами 10 крепится к внутренней штанге 7, фиг. 1, при этом на каждой спице 10, фиг.2, выполненной из диэлектрика, установлен щеточный механизм 11, который состоит из корпуса 12, фиг.3, снабженного втулкой 13, выполненной из диэлектрика (капрон и пр.), одна сторона которой расширена и скруглена.

Внутри втулки 13 помещена электрическая щетка 14, в которую ввернут болт 15, на головку которого опирается рычаг 16. Пружина 17, опираясь на заглушку 18, снабженную прорезью для прохода болта 15 и рычага 16, прижимает щетку 14 к токосъемной сетке 1. Втулка 13 опирается на рычаг 16, закрепленный на корпусе 12 осью 19, и установлена верхней торцевой плоскостью ниже рабочей поверхности щетки 14. Это необходимо для повышения надежности ее работы. К болту 15 крепится такопроводник 20, фиг. 1, передающий ток так же, как и токопроводник 21, прикрепленный к ободу 9, двигателю нагрузки 22. Один полюс 23, фиг. 3, токосъемной сетки 1 образован тонким листом токопроводящего материала (оцинкованного железа и пр.), к которому через полосу 24 изоляционного материала (деревянная рейка, полоса пластмассы и пр.) крепятся тоководы 25 другой полярности. Поперек тоководов 25 сверху пропущены бруски 26, к которым прикреплены и лист полюса 23 и полосы 24. На этих брусьях 26 токосъемная сетка 1 крепится к фермам здания. Для равномерного износа обода 9 токосъемная головка 2 имеет возможность проворачиваться на подвижной штанге 7, фиг. 1, относительно неподвижной 4. Чтобы исключить заматывание тоководов 20 и 21, поворот подвижной штанги 7 ограничен одним оборотом, что достигнуто установкой упоров на неподвижной и подвижной штангах.

Щеточный механизм 11, фиг.1, может быть выполнен как показано на фиг.4, где в корпусе 27, выполненном из диэлектрика, помещена щетка 28, подпружиненная пружиной 29 к электрической сетке 1. Двуплечий рычаг 31 крепится осью 32 к кронштейну 33, установленному на корпусе 27. Пружина 34 прижимает левую сторону рычага к контакту 35, связанному токопроводом 20 с двигателем нагрузки 22. Токопроводник 36 электрически связывает щетку 28 с рычагом 31. С целью автоматического поддержания зазора между втулкой 13, фиг.3, и полюсом 23 щеточный механизм может быть выполнен по фиг.5, и который лишь тем отличается от фиг.4, что ось 19 (фиг.5) расположена в пазу 38 и поджата пружиной 39, а рычаг 16 снабжен впадинами 40 (зубчатым сектором), размещенными на окружности с центром на оси 19.

Дополнительно на фиг.1 показаны уже упомянутые выше упоры 41 и 37, установленные соответственно на неподвижной и подвижной штангах и которые ограничивают поворот подвижной штанги 7 одним оборотом. При перемещении транспортного средства 3, фиг.1, под электрической сеткой 1 один полюс нагрузки передается по цепи: лист полюса 23 щетка 14 болт 15 - токопроводник 20 электродвигатель нагрузки 22. При приближении щетки 14 к тоководу 25, торец втулки 13 надвигается на полосу 24 и от взаимного усилия начинает опускаться вниз, преодолевая усилие пружины 17 и вызывая перемещение рычага 16 вниз. Рычаг 16, опускаясь вниз, через болт 15 тянет за собой электрическую щетку 14, преодолевая при этом усилие пружины 17. Когда торец втулки 13 полностью надвинется на токовод 25, ее перемещение, по указанной выше схеме, приведет к опусканию щетки 14 вниз, на расстояние, превышающее в несколько раз перемещение втулки 13. Величина этого перемещения определяется соотношением плеч рычага 16 и задается конструктором. В этом положении щетка 14 опускается значительно ниже токовода 25, что исключает ее контакт с тоководом другой полярности.

Когда втулка 13, а значит и щетка 14 пересекает токовод 25, то под действием пружины 17, сходя с токовода 25 и пластины 24, втулка 13 начинает подниматься вверх, позволяя этим подниматься вверх щетке 14. Когда втулка 13 полностью сойдет с пластины 24, щетка 14 вернется в исходное положение.

Износ щетки 14 по описанной выше цепочке вызывает подъем втулки 13, обеспечивая уменьшение зазора "а" пропорционально соотношению плеч рычага 16. Зазор "а" необходим для гарантированного прижатия щетки 14 к электрической сетке 1.

Для осуществления непрерывного снятия тока необходимо иметь несколько щеточных механизмов, но не менее трех, так как два из них могут одновременно оказаться под тоководом 25, отключаясь от токопередачи.

Другой полюс нагрузки передается по цепи: тоководы 25, фиг.1, обод 9 - токопроводник 21 двигатель нагрузки 22 и не изменяется в зависимости от направления движения транспортного средства 3. Постоянный прижим обода 9 к тоководам 25 обеспечивается пружиной 8.

Щеточный механизм 11, выполненный по фиг.4, работает следующим образом. При перемещении щетки 28 по листу 23 один полюс нагрузки передается по цепи: щетка 28 токопроводник 36 рычаг 31 контакт 35 токопроводник 20 - двигатель нагрузки 22. При приближении щетки 28 к тоководу 25 она надвигается на полосу 24 и щетка 28, преодолевая усилие пружины 29, начинает опускаться вниз, нажав на рычаг 31, заставляет его повернуться на оси 32 и размыкает электрическую цепь с контактом 35, т.е. отключается от цепи нагрузки. При дальнейшем надвигании щетки 13 на пластину 24 и токовод 25, она опускается еще ниже и проходит под тоководом 25, имея с ним контакт. При дальнейшем движении вправо щетка 13 сходит с токовода 25, затем с пластины 24 и все происходит в обратном направлении.

Автоматическое поддержание зазора "а" между втулкой 13, фиг.5, и полюсом 23 достигается тем, что в рабочем положении щетки 14 ее износ вызывает проворачивание рычага 16 на оси 19. В силу совпадения оси проворачивания 19 и оси расположения впадин 40 это не приводит к перемещению втулки 13, кроме как бы местного перемещения, вызванного тем, с чем контактирует нижний торец втулки 13 с выступом или с впадиной 40 рычага 16.

При набегании втулки 13 на токовод 25 она своим нижним торцом нажимает через впадину 40 на рычаг 16, от чего он провернется на оси 19, которая переместится в пазу 38 влево, преодолевая усилие пружины 39. Щетка 14 через болт 15 поднимется рычагом 16 вверх.

Впадина 40 необходима для исключения проворачивания рычага 16 от усилий пружины 17 в период опускания втулки 13. При сходе втулки 13 с токовода 25 все произойдет в обратном направлении.

Использование: внутрицеховой электрический транспорт, например электропогрузчики, тягачи и т.п. Сущность изобретения: система электроснабжения транспортного средства содержит контактную сеть (электрическую сетку) 1, навешенную над зоной работы транспортного средства 3, и токосъемную головку 2, установленную с помощью штанг 4 и 7. Электрическая сетка 1 выполнена в виде тонкого электропроводного листа, на котором через изоляционную прокладку крепятся тоководы противоположной полярности. Напряжение с таководов снимается жестяным ободом 9, а с листа - электрической щеткой 14, которая, проходя под тоководами, с помощью рычажного механизма 16 опускается, отключаясь от токопередачи. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Система электроснабжения транспортного средства, содержащая контактную сеть с двумя группами проводников чередующейся полярности напряжения, расположенную на транспортном средстве токосъемную головку с изолированными друг от друга и подключенными к тяговому электродвигателю контактными элементами, один из которых выполнен в виде токоприемного кольца, установленного с возможностью контактирования с 1-ой группой проводников, проложенных параллельно друг другу, отличающаяся тем, что 2-ая группа проводников контактной сети выполнена в виде листового токопроводящего покрытия, на котором с помощью изоляционного материала закреплена 1-ая группа проводников, а остальные по крайней мере три контактных элемента токосъемной головки в виде токоприемных щеток, каждая из которых подпружинена и помещена в изолирующую втулку, на корпусе которой установлен рычаг с возможностью отвода щетки при надвигании втулки на 1-ую группу проводников контактной сети. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в каждой из токоприемных щеток ось рычага расположена в прорези корпуса щеточного механизма и нагружена пружиной в направлении втулки, а сектор рычага установлен с касанием бурта последней. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждая из токоприемных щеток подключена к тяговому электродвигателю через контактную пару, установленную с возможностью разрыва электрической цепи при опускании щетки.