[1]Изобретение относится к электротранспорту и может быть использовано для электромобилей различного назначения, в частности в токоприемнике троллейбуса.
[2]Известна четырехступенчатая штанга токоприемника троллейбуса, изготовленная из легированной стали. Штанга имеет предварительный выгиб вверх, что обеспечивает прохождение троллейбусов под искусственными сооружениями, где высота подвески контактного провода снижается.
[3]Однако значительная масса такой штанги и ее жесткость приводят к большим колебаниям силы контактного нажатия на провод при изменении уровня его подвески, что вызывает недостаточную устойчивость токосъемника на контактной сети, повышает износ угольной вставки и контактного провода, служит причиной интенсивных искрений на участках с уклоном провода вверх по движению и, следовательно, не обеспечивает надежности работы транспорта. Кроме того, штанга требует надежной электроизоляции, не менее из трех последовательных ступеней.
[4]Известна также штанга токоприемника троллейбуса, выполненная в виде трубы из стеклопластика и снабженная гибкой стяжкой, размещенной эксцентрично внутри трубы и обеспечивающей ее изгиб.
[5]Указанная конструкция не позволяет компенсировать прогиб штанги транспортного средства при изменениях высоты контактного провода относительно дорожного покрытия, что также снижает надежность работы штанги.
[6]Известен также способ изготовления штанги, принятый авторами за прототип (Патент Российской Федерации №2026796, кл. В60 5/12, 1991 г.), при котором штанга токоприемника транспортного средства представляет собой полый стержень, выполненный из концентрических слоев, пропитанных полимерным связующим волокон армирующего материала, расположенного как по винтовой линии, так и вдоль стержня.
[7]Такая конструкция из-за отсутствия выгиба штанги вверх не обеспечивает надежного контакта токосъемной головки токоприемника с контактным проводом при изменении его высоты, особенно при проезде сети на участках с наименьшим уровнем подвески контактного провода.
[8]Технической задачей настоящего изобретения является устранение этих недостатков и, как следствие, повышение электробезопасности и пожарной безопасности троллейбусного транспорта.
[9]Нами предлагаются штанга, содержащая втулку для крепления штанги на транспортном средстве, устройство для установки токосъемной головки и корпус из композитного материала, выполненный в виде полого стержня переменного сечения с постоянной толщиной, состоящего из концентрических слоев, пропитанных полимерным связующим волокон армирующего материала, расположенного как вдоль, так и по винтовым линиям, отличающаяся тем, что осевые слои корпуса выполнены плавно изогнутыми вверх относительно продольной оси втулки.
[10]Придание корпусу предварительного выгиба позволяет компенсировать прогиб штанги, создаваемый силой нажатия токосъемной головки токоприемника на контактный провод, что значительно повышает надежность токопередачи при работе в любых условиях и обеспечивает стабильный контакт с контактным проводом.
[11]На фиг.1 представлена штанга, общий вид; на фиг.2 показан поперечный разрез А-А; на фиг.3 - продольный разрез Б-Б основания штанги; на фиг.4 - продольный разрез В-В вершины штанги.
[12]Штанга содержит корпус 1, втулку 2 для крепления штанги на транспортном средстве и устройство 3 для установки токосъемной головки.
[13]Корпус 1 штанги представляет собой полый изогнутый стержень, продольная ось 6 которого имеет форму упругой линии. Корпус изготовлен из выгнутых вверх концентрических слоев 4, 5, пропитанных связующим волокон армирующего материала. Слои 4 расположены по винтовым линиям и в зависимости от угла укладки воспринимают как изгибные нагрузки, так и нагрузки от крутящего момента. Слои 5 расположены вдоль корпуса 1 и воспринимают изгибные нагрузки. Возможна укладка армирующего материала только по винтовым линиям под небольшим углом к горизонтальной оси.
[14]Могут быть использованы стекло, органо- и другие волокна, а в качестве полимерной матрицы - связующие, например, на основе эпоксидных и полиэфирных смол.
[15]Укладка слоев может производиться методом протяжки, намотки, выкладки и другими способами, применяемыми при изготовлении изделий из полимерно-композиционных материалов. При этом величина выгиба корпуса штанги зависит от условий эксплуатации, типа транспортного средства, на котором она установлена, характера контактной сети и др. и обеспечивается технологическим процессом изготовления корпуса.
[16]Для обеспечения надежности работы штанги токоприемника необходимо чтобы ее выгиб мог компенсировать прогиб, возникающий за счет нажатия головки токосъемника на контактный провод.
[17]Изготовление изогнутого корпуса штанги может осуществляться, например, следующим способом. На оправку укладывают несколько слоев из пропитанных связующим волокон армирующего материала до достижения расчетной толщины корпуса. Затем производится предварительная термообработка заготовки корпуса, по окончании которой оправку удаляют из заготовки корпуса. Далее заготовку изгибают в соответствии с профилем и в таком состоянии окончательно отверждают.
[18]Штанга работает следующим образом. Корпус 1 с помощью втулки 2 крепится на транспортном средстве. На устройстве 3 штанги монтируется токосъемная головка. Корпус с токосъемной головкой подпружинивается к контактному проводу. Ток от контактного провода по токопроводу (не показан), расположенному в центральном отверстии корпуса 1, передается к тяговому электродвигателю транспортного средства, при движении на участках с уменьшенным уровнем подвески контактного провода от поверхности дорожного покрытия увеличивается сила нажатия токосъемной головки токоприемника на провод и выгиб штанги уменьшается, что компенсирует прогиб штанги.
[19]Предлагаемая конструкция штанги из полимерно-композиционного материала обеспечивает надежную работу токоприемника транспортного средства, исключает аварии за счет потери контакта головки с проводом или из-за механического разрушения штанги даже при проезде контактной сети на участках с наименьшим уровнем подвески контактного провода, повышает электробезопасность троллейбусов, обеспечивает снижение отказов на линии и расходов на эксплуатацию машин и контактной сети.
