УСТРОЙСТВО ПРИВОДА ПАНТОГРАФА Российский патент 2020 года по МПК B60L5/26 B60L5/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение принадлежит к технологии пантографов и, в частности, к устройству привода пантографа.

Уровень техники изобретения

В существующем электрическом локомотиве и городском рельсовом транспортном средстве технология привода пантографа, главным образом, включает в себя два типа, а именно пружинный привод и пневмопружину (обычно известную как пневмоподушка, цилиндр пневмокамеры). Учитывая исчерпывающие причины того, что пантограф, приводимый посредством пневмопружины, имеет преимущество легкого веса, низкой стоимости производства, эксплуатации и технического обслуживания, хорошие характеристики демпфирования, пантограф, приводимый посредством пневмопружины, демонстрирует лучшие следящие характеристики, чем пружинный привод, и качество токосъема является высоким. В настоящее время пантограф, приводимый посредством пневмопружины, стал тенденцией развития, пневмопружина используется почти во всех устройствах привода пантографа в электрических локомотивах, многосекционных поездах и городских рельсовых транспортных средствах в отечественной и зарубежной эксплуатации.

Для того, чтобы обеспечивать достаточный крутящий момент подъема пантографа, существующие приводные устройства часто используют только пневмопружины большого диаметра, вплоть до 300 мм. Пневмопружина большого диаметра делает структуру подрамника пантографа более высокой, приводя в результате к увеличению площади ветрозащиты и большому ветровому сопротивлению, которое не способствует аэродинамической характеристике пантографа и, в частности, имеет огромное влияние на устойчивость токосъема в высокоскоростном многосекционном поезде.

Кроме того, пневмопружина также касается направляющего устройства для направления при наполнении воздухом, и направляющее устройство, как правило, размещается в пневмопружине на предшествующем уровне техники. Вследствие проскальзывания пневмопружины внутренняя стенка пневмопружины подвержена износу вследствие соприкосновения с направляющим устройством, приводя в результате к поломке.

Сущность изобретения

Принимая во внимание вышеописанные проблемы, настоящее изобретение нацелено на предоставление пантографа, который имеет небольшое ветровое сопротивление, хорошую аэродинамическую характеристику и низкую интенсивность отказов.

Техническое решение для решения проблемы в настоящем изобретении является следующим: предусматриваются устройство привода пантографа, включающее в себя монтажное основание, установленное на нижнем конце штанги нижнего рычага, и пневмоподушки, установленные на подрамнике, причем предусмотрены по меньшей мере две пневмоподушки, один конец каждой пневмоподушки шарнирно прикреплен к подрамнику, а конец каждой пневмоподушки, который не прикреплен шарнирно к подрамнику, является свободным концом, при этом свободный конец каждой пневмоподушки соединен последовательно со свободным концом соседней пневмоподушки посредством жесткого соединительного устройства, и каждая пневмоподушка может приводить в движение соседнюю пневмоподушку так, чтобы перемещаться вместе посредством жесткого соединительного устройства;

продольное направление пневмоподушки согласовано с направлением перемещения поезда;

устройство дополнительно включает в себя стальной проволочный трос с одним концом, соединенным с монтажным основанием, и другим концом, прикрепленным к свободному концу пневмоподушки.

В вышеописанном решении традиционная пневмоподушка большого размера заменяется множеством пневмоподушек малого размера, которые взаимно соединяются, чтобы перемещаться вместе, и размещаются горизонтально, тем самым, уменьшая высоту подрамника пантографа, уменьшая площадь ветрозащиты и способствуя оптимизации аэродинамической характеристики при исходном условии обеспечения достаточного упора.

В частности, жесткое соединительное устройство включает в себя толкающую штангу, прикрепленную к свободному концу каждой пневмоподушки, и пару соединительных штанг, одна соединительная штанга соединяет один конец каждой толкающей штанги последовательно, а другая соединительная штанга соединяет другой конец каждой толкающей штанги последовательно. Жесткое соединительное устройство обеспечивает синхронность перемещения пневмоподушек.

Предпочтительно, жесткое соединительное устройство дополнительно снабжается направляющим устройством, которое обеспечивает линейное перемещение пневмоподушек.

В конкретном решении направляющее устройство является линейной опорой качения, прикрепленной к подрамнику, и соединительная штанга собрана с линейной опорой качения с возможностью выполнять поступательное движение вдоль оси линейной опоры качения.

В другом конкретном решении направляющее устройство включает в себя первое направляющее седло, расположенное между соединительными штангами и прикрепленное к подрамнику, поперечную балку, соединяющую две соединительных штанги и прикрепленную к соединительным штангам, и второе направляющее седло, прикрепленное к нижней части поперечной балки, первое направляющее седло выравнено со вторым направляющим седлом, причем остается зазор между первым направляющим седлом и вторым направляющим седлом, между первым направляющим седлом и вторым направляющим седлом размещена направляющая пластина, и два конца направляющей пластины соответственно прикреплены шарнирно к первому направляющему седлу и второму направляющему седлу.

Первое направляющее седло и второе направляющее седло не допускают формирования отклонения пневмоподушки в процессе перемещения, и длина хорды дуги, по которой направляющая пластина может поворачиваться, является подвижным размером пневмоподушки.

Дополнительно, на нижнем конце штанги нижнего рычага находится пара регулирующих пластин, прикрепленных шарнирно на двух сторонах монтажного основания, в регулирующих пластинах и монтажном основании выполнены зажимные пазы, и два конца стального проволочного троса проходят зажимной паз в монтажном основании, проходя зажимные пазы в регулирующих пластинах, после чего прикреплены к толкающей штанге на свободном конце пневмоподушки.

Целью регулирующей пластины является регулировка крутящего момента, и изменение позиции регулирующей пластины определяет различие крутящего момента для подъема пантографа.

Предпочтительно, диаметр пневмоподушки равен 150-170 мм.

Значимые результаты настоящего изобретения являются следующими:

1. Применяется множество пневмоподушек малого размера, тем самым, уменьшая высоту подрамника пантографа и уменьшая ветровое сопротивление, в то же время уменьшая площадь ветрозащиты и способствуя оптимизации аэродинамической характеристики.

2. Направляющее устройство размещается снаружи пневмоподушки, таким образом, эффективно устраняя проблему контактного износа.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение дополнительно иллюстрируется ниже вместе с чертежами.

Фиг. 1 является трехмерным схематичным чертежом устройства привода в варианте осуществления 1 настоящего изобретения.

Фиг. 2 является видом сбоку устройства привода в варианте осуществления 1 настоящего изобретения.

Фиг. 3 является трехмерным схематичным чертежом устройства привода в варианте осуществления 2 настоящего изобретения.

Фиг. 4 является частичным укрупненным видом для I на фиг. 3.

Фиг. 5 является видом сбоку устройства привода в варианте осуществления 2 настоящего изобретения.

Ссылочные знаки: 1. подрамник; 2. штанга нижнего рычага; 31. стальной проволочный трос; 32. регулирующая пластина; 33. монтажное основание; 34. пневмоподушка; 35. соединительная штанга; 36. толкающая штанга; 37. линейная опора качения; 38. свободный конец; 39. крепежная гайка; 311. первое направляющее седло; 312. второе направляющее седло; 313. направляющая пластина; 314. поперечная балка.

Подробное описание вариантов осуществления

Вариант 1 осуществления

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, устройство привода пантографа включает в себя стальной проволочный трос 31, монтажное основание 33, установленное на нижнем конце штанги 2 нижнего рычага, и пневмоподушки 34, установленные на подрамнике 1. Диаметр пневмоподушки равен 150-170 мм.

Предусматриваются две пневмоподушки 34, один конец каждой пневмоподушки 34 шарнирно прикрепляется к подрамнику 1, и конец каждой пневмоподушки 34, который не прикрепляется шарнирно к подрамнику 1, является свободным концом 38. Свободный конец 38 каждой пневмоподушки 34 соединяется последовательно со свободным концом 38 соседней пневмоподушки 34 посредством жесткого соединительного устройства, и каждая пневмоподушка 34 может приводить в движение соседнюю пневмоподушку 34 так, чтобы перемещаться вместе посредством жесткого соединительного устройства.

Жесткое соединительное устройство включает в себя толкающую штангу 36, прикрепленную к свободному концу 38 каждой пневмоподушки 34, и пару соединительных штанг 35, одна соединительная штанга 35 соединяет один конец каждой толкающей штанги 36 последовательно, а другая соединительная штанга 35 соединяет другой конец каждой толкающей штанги 36 последовательно. Жесткое соединительное устройство дополнительно снабжается направляющим устройством, которое обеспечивает линейное перемещение пневмоподушек 34. Направляющее устройство является линейной опорой качения 37, прикрепленной к подрамнику, и соединительная штанга 35 собирается с линейной опорой качения и может выполнять поступательное движение вдоль оси линейной опоры качения 37.

Продольное направление пневмоподушки 34 согласуется с направлением перемещения поезда.

Пара регулирующих пластин 32, шарнирно прикрепленных к двум сторонам монтажной пластины 33, располагаются на нижнем конце штанги 2 нижнего рычага, и зажимные пазы формируются в регулирующих пластинах 32 и монтажной пластине 33.

Два конца стального проволочного троса 31 проходят зажимной паз в монтажном основании 33, проходят зажимные пазы в регулирующих пластинах 32 и, наконец, прикрепляются к толкающей штанге 36 на свободном конце пневмоподушки 34.

Отверстия для установки соединительной штанги 35 и стального проволочного троса 31 оставляются на обоих концах толкающей штанги 36. Резьба размещается на двух концах соединительной штанги 35, при этом внешняя резьба размещается на одном конце, а внутренняя резьба размещается на другом конце. Внешний резьбовой конец соединительной штанги 35 проходит через монтажное отверстие, оставленное в толкающей штанге 36, и жесткое соединение между соединительной штангой 35 и толкающей штангой 36 осуществляется посредством крепежной гайки 39.

Соединители с внешней резьбой сгибаются на обоих концах стального проволочного троса 31, и стальной проволочный трос непосредственно соединяется с внутренним резьбовым концом соединительной штанги 35 через соединители. Мера против ослабления должна быть применена в месте соединения стального проволочного троса 31 и соединительной штанги 35, и, предпочтительно, эта мера против ослабления осуществляется посредством механического противоослабляющего режима добавления и крепежной гайки между стальным проволочным тросом 31 и соединительной штангой 35.

Когда пневмоподушка 34 заполняется сжатым воздухом определенного давления, пневмоподушка 34 расширяется, и свободный конец 38 пневмоподушки 34 толкает жесткое соединительное устройство, сформированное посредством толкающей штанги 36 и соединительной штанги 35, чтобы перемещаться вперед, тем самым, реализуя синхронное движение двух пневмоподушек. Толкающая штанга 36 тянет стальной проволочный трос 31, чтобы выполнять прямолинейное движение, и стальной проволочный трос 31 тянет монтажное основание, так что штанга 2 нижнего рычага пантографа поворачивается.

Вариант 2 осуществления

Как показано на фиг. 3-5, вариант 1 осуществления повторяется, различие между вариантом 1 осуществления и вариантом 2 осуществления основано на том, что: направляющее устройство включает в себя первое направляющее седло 311, расположенное между соединительными штангами 35 и прикрепленное к подрамнику 1, поперечную балку 314, соединяющую две соединительные штанги 35 и прикрепленную к соединительным штангам 35, и второе направляющее седло 312, прикрепленное к нижней части поперечной балки 314, первое направляющее седло 311 выравнивается со вторым направляющим седлом 312, оставляется зазор между первым направляющим седлом 311 и вторым направляющим седлом 312, направляющая пластина 313 размещается между первым направляющим седлом 311 и вторым направляющим седлом 312, и два конца направляющей пластины 313 соответственно шарнирно прикрепляются к первому направляющему седлу 311 и второму направляющему седлу 312.

Первое направляющее седло 311 и второе направляющее седло 312 не допускают формирования отклонения пневмоподушки 34 в процессе перемещения, и длина хорды дуги, по которой направляющая пластина 313 может поворачиваться, является подвижным размером пневмоподушки 34.

Изобретение относится к токоприемникам для транспортных средств. Устройство привода пантографа содержит монтажное основание, установленное на нижнем конце штанги нижнего рычага, и пневмоподушки, установленные на подрамнике. При этом предусмотрено по меньшей мере две пневмоподушки, причем один конец каждой пневмоподушки шарнирно прикреплен к подрамнику, а конец каждой пневмоподушки, который не прикреплен шарнирно к подрамнику, является свободным концом. При этом свободный конец каждой пневмоподушки соединен последовательно со свободным концом соседней пневмоподушки посредством жесткого соединительного устройства. Каждая пневмоподушка выполнена с возможностью приводить в движение соседнюю пневмоподушку так, чтобы перемещаться вместе посредством жесткого соединительного устройства. Продольное направление пневмоподушки согласовано с направлением перемещения поезда. Стальной проволочный трос одним концом соединен с монтажным основанием, а другим концом прикреплен к свободному концу пневмоподушки. Технический результат заключается в улучшении аэродинамической характеристики пантографа. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство привода пантографа, содержащее монтажное основание (33), установленное на нижнем конце штанги (2) нижнего рычага, и пневмоподушки (34), установленные на подрамнике (1), при этом предусмотрено по меньшей мере две пневмоподушки (34), причем один конец каждой пневмоподушки (34) шарнирно прикреплен к подрамнику (1), а конец каждой пневмоподушки (34), который не прикреплен шарнирно к подрамнику (1), является свободным концом (38), при этом свободный конец (38) каждой пневмоподушки (34) соединен последовательно со свободным концом (38) соседней пневмоподушки (34) посредством жесткого соединительного устройства, и каждая пневмоподушка (34) выполнена с возможностью приводить в движение соседнюю пневмоподушку (34) так, чтобы перемещаться вместе посредством жесткого соединительного устройства;

продольное направление пневмоподушки (34) согласовано с направлением перемещения поезда;

стальной проволочный трос (31) с одним концом, соединенным с монтажным основанием, и другим концом, прикрепленным к свободному концу (38) пневмоподушки (34).

2. Устройство привода пантографа по п. 1, при этом жесткое соединительное устройство содержит толкающую штангу (36), прикрепленную к свободному концу (38) каждой пневмоподушки (34), и пару соединительных штанг (35), одна соединительная штанга (35) соединяет один конец каждой толкающей штанги (36) последовательно, а другая соединительная штанга (35) соединяет другой конец каждой толкающей штанги (36) последовательно.

3. Устройство привода пантографа по п. 2, при этом жесткое соединительное устройство дополнительно снабжено направляющим устройством, которое обеспечивает линейное перемещение пневмоподушек (34).

4. Устройство привода пантографа по п. 3, при этом направляющее устройство является линейной опорой качения (37), прикрепленной к подрамнику, и соединительная штанга (35) собрана с линейной опорой качения с возможностью выполнять поступательное движение вдоль оси линейной опоры качения (37).

5. Устройство привода пантографа по п. 3, при этом направляющее устройство содержит первое направляющее седло (311), расположенное между соединительными штангами (35) и прикрепленное к подрамнику (1), поперечную балку (314), соединяющую две соединительные штанги (35) и прикрепленную к соединительным штангам (35), и второе направляющее седло (312), прикрепленное к нижней части поперечной балки (314), первое направляющее седло (311) выровнено со вторым направляющим седлом (312), причем остается зазор между первым направляющим седлом (311) и вторым направляющим седлом (312), между первым направляющим седлом (311) и вторым направляющим седлом (312) размещена направляющая пластина (313), и два конца направляющей пластины (313) соответственно шарнирно прикреплены к первому направляющему седлу (311) и второму направляющему седлу (312).

6. Устройство привода пантографа по п. 2, при этом на нижнем конце штанги (2) нижнего рычага расположена пара регулирующих пластин (32), шарнирно прикрепленных на двух сторонах монтажного основания (33), в регулирующих пластинах (32) и монтажном основании (33) выполнены зажимные пазы, причем два конца стального проволочного троса (31) проходят зажимной паз в монтажном основании (33), проходя зажимные пазы в регулирующих пластинах (32), после чего прикреплены к толкающей штанге (36) на свободном конце пневмоподушки (34).

7. Устройство привода пантографа по любому из пп. 1-6, при этом диаметр пневмоподушки (34) равен 150-170 мм.