專利名稱：導電軌的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種有軌車輛的導電軌。經由接觸線單元，電流被供給到有軌車輛，例如電驅動的鐵路車輛。在大多數情況下，接觸線單元包括被懸掛在吊索上并由托架單元保持的接觸導線，接觸導線也是通常已知的架空線，來自接觸導線的電流傳輸通過安裝在車輛上的集電器發生，集電器稱作弓形接觸件或受電弓。雖然吊索被高度拉緊，但防止它在單獨的懸吊點之間下垂是不可能的，所以在鐵軌上的吊索高度不斷地上下變動，這必須通過受電弓的移動來補償，然而因此，受電弓和接觸導線之間的接觸力也改變，這可能導致振動、不一致的接觸電阻和發出火花。
背景技術：
為了實現不同波長的振動的波傳播和避免共振，因此在DE2436640中已經申請提供架空線在不同間距和不一致次序的固定點上的懸掛，然而，對于在240公里/小時或更高速度下行駛的高速線路段，這種措施是不夠的。
另外，為了傳輸電流，剛性的導電軌也用作消耗性的導體，由于需要比較少的空間，所以導電軌主要僅僅在隧道中用作架空線。這種類型的導電軌從DE 20100960U1、DE 20101581U1、DE 4207622C2、DE 19548103C1和AT409904B中知道。
從US918761、FR2470020和US4230209中知道了這樣的導電軌，其中銅接觸導線被夾持并因而保持在保持臂之間。在這種情況下，為了保持接觸導線，所謂的帶槽接觸導線被使用，即具有V形槽的銅線，導電軌的夾緊臂以確實鎖定的方式接合到該V形槽中，因而接觸導線能被替換，其中在接觸導線上有受電弓電刷，因而接觸導線會受到磨損。
由于兩個以鏡像對稱方式彼此相對的張緊臂在帶槽接觸導線上方彼此螺栓連接(US4230209、FR2470020、DE4333446A1、DE19548103C1)或彼此鉚接(US918761)，所以帶槽接觸導線被以固定的方式夾緊。
由于螺栓或鉚接連接必須在緊密的空間距離內進行，因而，無論在初始裝備期間還是在磨損的接觸導線的隨后更換期間，將帶槽接觸導線裝配到導電軌上都是非常耗時和費力的。
在實踐中，導電軌的單個元件基本上具有10米到20米的長度，因而在兩個相鄰導電軌的接合位置會出現隨之發生的問題，即，為了盡可能精確的處于一條直線的導電軌的定向，所述導電軌必須在接合位置的兩側上固定到托架單元或隧道的頂壁上，這同樣需要相當大的費用。例如，如果每個導電軌實際上僅僅在其中間固定到托架單元或隧道壁，那么導電軌的兩端可能由于它們的自然重量而下垂，以致在接合位置相對于軌道軸發生明顯的扭曲，機械地增加接觸導線的應力并導致集電方面的波動。
發明內容
因而，本發明的目的是提供一種導電軌，其以可靠的方式保持帶槽接觸導線并且裝配簡單，其中，接觸導線能以簡單的方式替換，并且它能確保接觸導線以盡可能直線的方式延伸，即在相鄰導電軌元件的接合位置。
該目的通過權利要求1中陳述的特征實現，本發明的有利布置和進一步改進在從屬權利要求中陳述。
本發明的基本原理是以細長的、單體成型件的方式設計導電軌，其在縱向方向上開槽并具有一個平的橫向支撐件和兩個張緊臂，該兩個張緊臂基本上以直角從所述橫向支撐件突伸出，在所有情況下，張緊臂都連接到相應的以銳角延伸到對稱軸線的夾緊臂。張緊臂和/或夾緊臂被制成彈性彈簧式的，所以接觸導線專門被張緊臂和/或夾緊臂的彈性力保持，因而不再需要為了以固定的方式夾緊接觸導線而使用螺栓連接。實際上，生產的是密閉箱部分，其僅僅被一個縱向槽斷開，具有高度的抗彎剛度并將接觸導線保持在一個直線軸線上，所以確保接觸導線與軌道的絕對恒定的距離，接觸導線的插入和更換都能非常簡單和迅速地完成。根據本發明進一步的改進，橫向支撐件比張緊臂到導電軌縱向方向的橫向距離更寬，因而使得橫向支撐件在兩側上突伸到張緊臂之外，結果，導電軌的幾何慣性矩增加，因而導電軌的剛性增加。
根據本發明的進一步改進，在從張緊臂到夾緊臂的過渡區中提供了橫向突伸的懸臂，其指向橫向支撐件的頂側是平的，而指向接觸導線的下側具有一個槽。所述懸臂一方面用于保持和引導插線裝置，為了插入或取出接觸導線，插線裝置將兩個張緊臂展開，該裝置能沿著懸臂的頂側行進，并能接合到設置在下側上的槽中以便展開張緊臂。另外，所述懸臂也用來增加幾何慣性矩，從而改善導電軌的抗彎剛度。
根據本發明的進一步改進，在所有情況下，指向另一張緊臂的張緊臂的內側在任何情況下都具有至少一個、優選地具有兩個在導電軌的整個長度上延伸的突出部分，由于該突出部分，導電軌的幾何慣性矩同樣增加，從而導電軌的剛性增加。所述突出部分具有一個矩形、梯形或三角形的輪廓，梯形輪廓是特別優選的實施例。
另外，根據本發明的進一步改進，在接續的導電軌的接合端面位置上，所述突出部分被用作在張緊臂和接合板之間的舌槽接合的舌部，接合板橋接所述接合位置。接合板具有與突出部分對應的槽，并且在所有情況下都在接合位置的兩側上通過僅僅一個或兩個螺栓固定到張緊臂上。為此，張緊臂具有一個孔而接合板具有一個螺紋孔，由于該舌槽接合，在相鄰導電軌的接合位置實現了接觸導線的精確、直線定向，在接合位置處不再發生扭曲。這樣，所述導電軌也能用于高達250公里/小時和更高的高速。優選地，每個接合位置使用兩個接合板，該兩個接合板在所有情況下都連接到兩個張緊臂之一。
根據本發明的進一步改進，至少一個、優選地兩個接觸片條能布置在相應的接合板和相關聯的張緊臂之間，接觸片條改善接合板和相鄰導電軌的張緊臂之間的電連接。為了接觸片條的絕對固定和改進的裝配，用于接收和保持接觸片條的接合板可以具有一個在兩側上帶有底切部的凹陷部分。
根據本發明的另一個改進，一個腹板在導電軌的整個長度上延伸并以直角從橫向支撐件的表面突伸出，腹板可以設置在橫向支撐件的頂側。平行而彼此靠近地使用多個這種腹板也是可能的。
在
以下結合附圖和參考實施例對本發明進行更詳細的說明，其中圖1是通過根據本發明第一實施例的導電軌的橫截面；圖2表示根據本發明第二實施例的導電軌；圖3是通過根據本發明第三實施例的導電軌的橫截面；圖4是圖3的導電軌的側視圖；圖5是通過接合板的橫截面；圖6是圖5的切掉部分A的放大圖；和圖7是圖6的接合板的側視圖，接合板帶有配裝的接觸片。
具體實施方式
圖1表示一個導電軌1，其具有一個縱向開槽的成型件(或異型件)，接觸導線2插入到該成型件中并以確實鎖定的方式保持就位。導電軌1具有一個帶有平的表面的板形的橫向支撐件3，兩個張緊臂4和5基本上以直角從橫向支撐件突伸出，張緊臂4和5相對于對稱軸線6鏡像對稱地布置。從橫向支撐件開始，張緊臂4和5以輕微尖角的方式會聚地形成，張緊臂的內表面和外表面之間的角度大約等于1-5°。夾緊臂7和8以銳角從張緊臂突伸出并朝著彼此延伸，在所有情況下夾緊臂都連接到張緊臂4和5的自由端，夾緊臂每個都具有相應的點，該點分別接合到接觸導線2的對應形狀的槽9和10中。所述點與槽9和10具有例如78°的角度，在這種情況下，槽9和10位于一個平面上方，該平面延伸通過接觸導線的中心軸線。
延伸自對稱軸線的側懸臂11和12分別連接到在張緊臂4和5與夾緊臂7和8之間的過渡區，所述懸臂11和12的指向橫向支撐件3的頂側是平的，而所述懸臂11和12的離開橫向支撐件3延伸的下側分別具有凹入部或槽13和14，其用作可移動的接觸導線插入裝置的引導件，接觸導線插入裝置將張緊臂和夾緊臂展開以便插入接觸導線。
橫向支撐件3在兩側上橫向突伸到張緊臂4和5之外，并且在通向張緊臂的過渡區中通過傾斜部分變厚。
上述的導電軌1總體上以單體成型件的形式構造而成，其可用擠壓拉制過程生產。使用的材料例如是鋁或鋁合金，其具有好的導電性，所以向接觸導線2供電也能通過導電軌1進行。
總體上，導電軌1形成一個箱形的成型件，其接近最大可能的長度并僅僅被用來接收接觸導線2的縱向槽斷開，并且導電軌1僅僅通過張緊臂和夾緊臂的彈性力來保持接觸導線2。總體上，成型件在相當大的程度上是抗彎曲和抗扭轉的，張緊臂和夾緊臂相對于對稱軸線6在輕微的程度上以往復的方式和以彈性的方式移動是可能的，以便插入或更換接觸導線。另一方面，該移動的可能性還受到材料的形狀、尺寸和性質以這樣一種方式限制，即接觸導線2被車輛的集電器可靠地保持，且甚至在機械加載的情況下可靠地保持。
在輸送、處理和裝配的基礎上，在一段線路上的導電軌至多具有10米到12米的長度，因而，對于一段線路，多個導電軌在它們的端面以鄰接的方式彼此連接，這通過接合板15、16來進行，接合板插入導電軌成型件的內部并橋接兩個相鄰導電軌之間的接合位置(參考圖4)。
圖1表示兩個這種類型的接合板15、16，其在截面上大致是矩形的，并且在所有情況下都分別固定到相關聯的張緊臂4和5的內側。接合板15、16的長度是40厘米的量級，接合板既用于兩個相鄰的導電軌成型件之間的電連接，又用于機械力的傳遞。接合板15、16通過螺栓17、18固定，螺栓17、18穿過張緊臂4、5中的孔19、20突伸出，并螺紋擰入接合板15、16中的螺紋孔21、22中。每個接合板僅僅需要兩到四個螺栓，這些螺栓在導電軌接合處的兩側上螺紋擰到相鄰的導電軌上。
由于孔19、20的內部間隙，一個雖然小、但仍是不利的導電軌的軸線的偏離可能會發生，由于該偏離，在接合位置可能發生扭曲。這種類型的扭曲對集電具有不利的影響，因為集電器在此偏離，從而不能以連續的方式電刷在接觸導線2上，因此集電器和接觸導線之間的接觸力會出現增加和降低，其結果是存在一個危險，即集電器可能跳離成型件，失去接觸力，因而也失去供電。對于高速的高架導電軌，這些機械/幾何形狀和電方面的缺陷是不能被接受的，為了這個目的和螺栓連接，在導電軌和接合板之間另外安排一個確實鎖定連接，即原則上使用一個舌槽接合。
為了該目的，向內突伸到導電軌成型件的內部中的突出部分23、24和25、26分別形成于張緊臂4和5的內側上，由于涉及一個擠壓段，所以突出部分在導電軌的整個長度上延伸。突出部分23和24之間或25和26之間的距離分別選擇成盡可能的大，即相應的突出部分分別位于盡可能靠近張緊臂4和5的兩端處。
接合板15和16具有對應的槽27、28和29、30，相關聯的突出部分23至26接合到這些槽中。由于這種具有確實鎖定的舌槽接合，在孔19和20中的可能的內部間隙不再有任何影響，即使舌槽接合具有微量的間隙，由于接合板的長度和由其確定的舌槽接合的長度，在相鄰的導電軌之間的偏離或扭曲實際上幾乎是零。這樣，高架導電軌能幾乎精確地鋪設在一個軸線上并且沒有間斷發生，所以集電得到了改善，高達250公里/小時或更高的高速也是可能的。任何可能的變形都以連續的方式分布到整個導電軌單元上，在垂直方向上的偏離不再發生于接合位置處。
另外，分別通過突出部分23、24和25、26，導電軌成型件的額外加強變得可能。
在圖1所示的實施例中，突出部分23至26在橫截面上具有梯形輪廓，優選地是等腰梯形的輪廓。以對應的方式，槽27至30同樣具有梯形輪廓，其深度稍大于突出部分23至26的高度，這導致楔入效果，該楔入效果確保總是具有牢固的舌槽接合的座放式連接，即使在突出部分和/或槽的生產期間存在一定量的間隙。因而，確定的機械連接總是可以達到，同時還達到無故障的電接觸。另外，應該提及的是，螺栓17、18不需要吸收任何(垂直)橫向力，所以每個導電軌接合處需要總共四到八個螺栓，即在任何情況下每個接合板兩個。還應該提及的是，為了便于接合板的插入，突出部分的前邊緣和槽的前邊緣可以具有一個斜面或倒角。
為了在接合板和張緊臂之間實現改善的電連接，根據本發明的進一步改進，可以另外提供下列措施，即在所有情況下，一個或兩個接觸片條31、32、33、34布置在接合板15和16的外側與張緊臂4和5的內側之間，這將結合圖5、6和7進行更詳細的描述。這確保了電連接不僅僅形成于舌槽接合的區域中，而且形成于接合板和張緊臂的更大面積的垂直表面之間。
在圖2的實施例中，突出部分23至26和槽27至30是矩形的，這在試驗中導致了改善的力傳遞。槽27至30的深度大于突出部分23至26的高度這個事實總是確保了接合板和張緊臂的垂直的、互相相對的表面彼此接觸，因而不是絕對需要提供接觸片條31至34。然而當然，為了改善過渡電阻，可以設置接觸片條。
另外，在圖2所示的實施例中，一個腹板37以直角突出于橫向支撐件3并在導電軌的整個長度上延伸，腹板37設置在所述橫向支撐件3的頂部上，以便進一步加強導電軌成型件。該腹板在圖2的實施例中對中地布置，設置多個這種類型的腹板也是可能的，于是它們彼此間隔一段距離平行延伸。
在這一點上，應該提及的是，根據其它實施例，即特別根據圖1和3至7，這種類型的腹板也可設置在導電軌上。
在根據圖3的實施例中，槽27至30和突出部分23至26的橫截面是三角形的。在這種情況下，同樣，突出部分和/或槽的合適尺寸能確保接合板和張緊臂的垂直面總是彼此接觸，所以在這種情況下，同樣，省略接觸片條是可能的。
圖4表示兩個相鄰的導電軌1和1a的接合位置35的側視圖，該兩個導電軌在接合位置35處一個接著另一個并且被接合板15和16(圖4中看不見)橋接，為了清楚，這里接合位置35被表示為放大的間隙。在實踐中，間隙被保持得盡可能的小，并且一方面由孔19和20與導電軌1和1a的端面36和36a的距離分別預先確定，并通過在相應的接合板15和16上的螺紋孔21和22的距離預先確定。在實踐中，在大約400毫米的接合板長度的情況下，接合板上的螺紋孔的距離會是200毫米左右，并且所述孔應該對稱地布置到接合板的中間。
圖5表示通過根據圖2的接合板的橫截面，和圖6表示細節A的放大剖視圖。為了固定接觸片條，一個在邊緣具有底切部38和39的凹陷部分37設于垂直面36上，垂直面36在裝配狀態中與張緊臂相對。一個接觸片條可以插入到所述凹陷部分37內并可由底切部38和39保持，在任何情況下，底切部都在它們的基部中具有一個半徑。接觸片條在接合板的整個長度上延伸，這可以在圖7中看到。這種類型的接觸片條可在市場上買到，它們由良好導電材料制成，例如銅或鋁，并具有多個柔性葉片。在實踐中，凹陷部分37的深度大約是0-5毫米，而凹陷部分的寬度是13到14毫米的量級，底切部38的角度是30°的量級。
如圖5中所示，接合板在任何情況下都具有兩個凹陷部分37和37a，它們優選地相對于螺紋孔22的中心軸線對稱布置。
圖7表示一個接合板的側視圖，該接合板具有被插入的接觸片條31和32以及兩個螺紋孔19。
通過本發明，高度穩定和裝配簡單的導電軌以縱向開槽的中空成型件的形式獲得，其在垂直方向上沒有偏離，因而適合高速線路段。通過兩個縱向開槽的中空成型件的確實鎖定連接，獲得了能通過接觸片條進一步改善的良好的電連接。由于導電軌的特殊形狀，接觸導線的插入以及隨后的更換能夠毫無困難地進行，也能以自動化的方式進行。
權利要求1.一種通過兩個張緊臂保持接觸導線的導電軌，所述接觸導線被保持在兩個張緊臂之間，其特征在于，所述導電軌(1)包括細長的、單體成型件，其在縱向方向上開槽并具有橫向支撐件(3)和所述兩個張緊臂(4，5)，該兩個張緊臂基本上以直角從所述橫向支撐件(3)突伸出；在所有情況下，所述張緊臂(4，5)連接到相應的以銳角延伸到對稱軸線(6)的夾緊臂(7，8)；所述張緊臂(4，5)和/或夾緊臂(7，8)被制成彈性彈簧式的；和所述接觸導線(2)專門通過張緊臂(4，5)和/或夾緊臂(7，8)的彈性力保持。
2.如權利要求1所述的導電軌，其特征在于，所述橫向支撐件(3)比所述張緊臂(4，5)到導電軌的縱向方向的橫向距離更寬。
3.如權利要求1或2所述的導電軌，其特征在于，在從所述張緊臂(4，5)到夾緊臂(7，8)的過渡區設置橫向突伸的懸臂(11，12)，其指向所述橫向支撐件(3)的頂側是平的，而指向所述接觸導線(2)的下側具有槽(13，14)。
4.如權利要求1至3中任一項所述的導電軌，其特征在于，指向另一張緊臂的張緊臂(4，5)的內側在所有情況下都具有至少一個突出部分(23，24，25，26)，其在所述導電軌(3)的整個長度上延伸。
5.如權利要求4所述的導電軌，其特征在于，每個張緊臂(4，5)都具有兩個突出部分(23，24；25，26)，其靠近相應的張緊臂(4，5)的兩端布置。
6.如權利要求4或5所述的導電軌，其特征在于，所述突出部分(23，24，25，26)在橫截面上具有矩形、梯形或三角形的輪廓。
7.如權利要求4至6中任一項所述的導電軌，其特征在于，在接續的導電軌(1，1a)的接合端面位置(35)上，設置至少一個接合板(15，16)，該至少一個接合板橋接所述接合位置(35)；所述接合板(15，16)具有與所述突出部分(23至26)對應的槽(27至30)；和在接合位置(35)的兩側上，所述接合板(15，16)具有相應的螺紋孔(21，22)，通過所述螺紋孔，接合板(15，16)可螺栓連接到兩個接續的導電軌(1，1a)的端部。
8.如權利要求7所述的導電軌，其特征在于，每個接合位置(35)設置兩個接合板(15，16)，該兩個接合板在所有情況下都可連接到兩個張緊臂(4，5)中的一個上。
9.如權利要求7或8所述的導電軌，其特征在于，至少一個接觸片條(31至34)布置在所述接合板(15，16)和相關聯的張緊臂(4，5)之間。
10.如權利要求9所述的導電軌，其特征在于，兩個平行的接觸片條(31，32；33，34)與每個接合板(15，16)相關聯。
11.如權利要求9或10所述的導電軌，其特征在于，用于接納和保持所述接觸片條(31至34)的接合板(15，16)具有在兩側上帶有底切部(38)的凹陷部分(37)。
12.如權利要求1至11中任一項所述的導電軌，其特征在于，至少一個腹板(37)以直角向上突伸出并在所述導電軌的整個長度上延伸，該至少一個腹板設置在所述橫向支撐件(3)的頂側。
專利摘要一種用于保持接觸導線的導電軌，其以細長的、單體成型件的形式構造，其在縱向方向上開槽并具有一個橫向支撐件(3)和兩個張緊臂(4，5)，該兩個張緊臂基本上以直角從橫向支撐件(3)突伸出，張緊臂(4，5)連接到相應的以銳角延伸到對稱軸線(6)的夾緊臂(7，8)。另外，張緊臂(4，5)和/或夾緊臂(7，8)被制成彈性彈簧式的，接觸導線(2)專門被張緊臂(4，5)和/或夾緊臂(7，8)的彈性力保持。在接續的導電軌(1，1a)的接合端面位置(35)上，設置至少一個接合板(15，16)，該至少一個接合板橋接接合位置(35)。通過槽(27至30)和突出部分(23至26)，接合板以確實鎖定的方式保持在張緊臂(4，5)上。
文檔編號B60M1/24GK2744553SQ20042010489
公開日2005年12月7日 申請日期2004年9月30日 優先權日2004年6月16日
發明者B·富勒爾, F·尼恩利斯特 申請人:富勒爾+福萊架空電車線工程事務股份公司