专利名称：自由擒纵式无轨电车超车装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种自由擒纵式无轨电车超车装置，是无轨电车上的附件。
现行无轨电车由于受车顶两根架空线接触杆(俗称辫子)的限制，致使在行进中只能前后有序地一辆接一辆地行驶，若遇到前车停驶，后车也只能跟着停驶，因此，常见无轨电车排长队的现象，其客运效率亦因此而受影响。
本实用新型的任务是不改变现行无轨电车双辫设计型式的条件下，在辫子末稍(紧接架空线处)和辫子根座(车顶棚)加装本实用新型“自由擒纵式无轨电车超车装置”，以克服现行无轨电车上述存在的缺点，使后车自由超越前车，增加无轨电车的行驶自由度。
本实用新型自由擒纵式无轨电车超车装置是由主体部件擒纵机构(图1)和副件辫子油压支撑增力架(图3)两部分构成，主体部件装设在无轨电车辫子的末稍，副件装设在辫子的根座。
主体部件擒纵机构(图1)主要是由辫子夹6，10，12，内侧衬有纵纹硬质橡胶层1的擒纵叉2，平衡锤17，套有硬质橡胶螺纹套9的中空压杆8，台阶式固定压杆块螺杆4和钢珠限位装置13，14，15构成；擒纵叉与平衡锤直交为一体，由台阶式固定压块4滑装固定，可绕其旋转，并由限位钢珠15限定，以防行车时上下摆动，辫子夹由上盖6，下盖10构成，上下盖形成的空腔12，辫子18即从此空腔通过，由沉头紧固螺栓固定，在中空压杆8的外表和擒纵叉2的内侧装设有条纹硬质橡胶套和衬，以防辫子18横向摆动。
副件辫子油压支撑增力架(图3)主要由收放油缸20，增力油缸21，增力架轮22，增力架基座19，U形固紧螺栓24构成；增力架基座19，通过U形固紧螺栓24安装在辫子18下部，增力架19下面绞接有收放油缸20和增力油缸21，收放油缸的另一端绞接于增力油缸体的中部，在增力油缸活塞的延伸杆的自由端装有滚轮22。
当两辆无轨电车在同一架空线路下前后行驶需要超车时，后车辫子上本装置的擒纵叉2自动擒住前车辫子上本装置的中空压杆8，同时后车的油压支撑增力架放下，加强本车辫子的稳定度，並随着超车的行进而将前车的辫子下压，短时脱离架空线让后车辫子超越，前后车辫子易位实现后，擒纵叉将原前车辫子送回架空线，复原接触，并释放它。
下面是利用本装置的实施方式和原理说明由于辫子的末稍高悬于电车的尾端与架空线滑动接触，故在超车时擒纵机构动作之前两车的基本状态是(一)前后车已平行，保持500～800毫米间距並列行驶(计算时，间距取中间数650毫米)。前车处于车行方向的右侧，后车在左侧(按中国交通规则)。
(二)后车辫子与架空线夹角达到並在全超车过程中保持33°左右。
(三)擒纵机构加装在每根辫子的末稍，其擒纵叉2原位于车行方向的右侧，压杆4位于左侧(本说明及超车装置的设计系按中国交通法规右行制而言的。用于左行制的国家，只需将本实用新型装置换位安装即可)。由于后车辫子偏转，与架空线夹角达33°左右，从作图可知，后车擒纵叉2已旋至前车对应辫子的左侧，与前车擒纵机构的压杆8处于同一纵线位置，可以正交地擒住前车的压杆8。
(四)后车辫子根部已由司机操纵放下本实用新型装置的副件－－油压支撑增力架，得到支承；前车辫子照常处于原工作状态，受一定的力的下压作用，辫子可下移脱离架空线。
超车可能进行于两种状况之一其一，前车已停驶；其二，两车皆在行驶，超车完成于前后车的速度差，並且前车的辫子在受后车的擒纵机构作用下，短时脱离架空线，前车仍可凭惯性前行。
电车有两根辫子，为了简化超车作用的原理说明，先从单根辫子的换位过程给予论述，同时假设前车停驶，在理论上是可以的。
在超车过程中单根辫子换位，其擒纵机构的动作原理示意图－(图5)表示如下图a，后车擒纵叉2已擒住前车的压杆(8)；换位动作开始前的瞬间，擒纵叉因平衡锤17作用，常保持水平位置。
图b，超车时，后车的车速肯定大于前车，因此可看作前车未驶，后车在继续前驶，而后车的辫子已受本超车装置副体－－增力架的支承而固定，因而在后车辫子上擒纵叉2上产生了一个力，压迫本擒纵叉2绕滑装轴偏转，並且其偏转方向必定是向下。同时，前车辫子上的擒纵机构的压杆8被后车的擒纵叉2擒住，故后车擒纵叉2的被压下向偏转，实质上是迫使前车辫子下移，脱离架空线。其下移距离取决于擒纵叉2的杆长。图b表示后车擒纵叉2已下向偏转90°，即前车辫子最大下移距离。
图c，后车辫子已越过前车辫子，实现了换位。后车擒纵叉2已偏转180°，叉口指向了车尾。
图d，偏转270°，将原前车辫子复原接触架空线，並自动释放。
两辫子位置已实现互换，原后车的擒纵叉2因平衡锤17作用，恢复並保持水平位置。
上述全过程是在后车擒纵叉绕轴旋转而带动前车辫子在与架空线保持同一铅垂面作下移而后上行复原完成的，故可保证原前车辫子在短时脱离架空线后，准确复位。
在上述单根辫子换位论述的基础上，要论证双辫换位的可能性，只需解决按电车前行方向前车左侧辫子与后车右侧辫子在空间形成交叉而能完成换位即可。今将动作原理示意图二(图6)解释如下从原理示意图二(图6)之甲可见进入超车状态前车停于或正常行驶于架空线下，其右侧辫子A和左侧辫子B(皆按车行方向言)，分别与两架空线在同一铅垂面，故平面图示二者重叠。后车两辫子，右侧a和左侧b皆与架空线在水平面成约33°的夹角。(为简化说明，A、B、a、b、各标子末端，即滑块与架空线的接触点)图示可见，当a移至a′位置时，即已超越了B点，则后车辫子a′(虚线示)与前车辫子B在空间形成交叉，辫子B已不可能下移至辫子a′之下，让a′超越换位。只有当后车辫子a上的c点进至与前车辫子B，滞后距离BC时，后车辫子b上的擒纵叉2，已卡住前车辫子B的压杆4，换位才能实现。从作图可知，BC长约等于两架空线间距的2／5，亦即本超车装置的擒纵叉2的轴心至叉心的长度，应约等于两架空线间距的2倍。
原理示意图二(图6)之乙，为垂直平面图，由图可见前车左侧辫子B点与后车右侧辫子a上的c点，高差为BC，亦即当c点在纵向尚未超越B点之前，B点即应由于后车辫子b上的擒纵叉的作用，下移至c点之下，才能消除a辫与B辫的交叉障碍，实现换位。
从原理示意图二(图6)之丙可知，后车辫子b上的擒纵叉2的轴心轨迹在与架空线平行的线上，如果视此轴心点与辫子末端滑块(碳刷)和架空线接触点重合(因擒纵叉装设于辫子末端，轴心与滑块和架空线接触点间距很小，在工业应用上可忽略不计)，故仍以a表示。擒纵叉2叉心D同上设与B点咬合，即B、D点重叠，为简明计，以D表示。D点的轨迹在以a为圆心，aD为半径的圆弧上，並受辫子B的以辫子根座为圆心，辫长为半径的B点的制约。故由丙可见，当a之擒纵叉2已卡住B之压杆4后，再前移由a至a′，D即下移至D′。可看出a至a′的移距很小，而D下移至D′的垂距ED′已可满足图乙B至C的需要。
结合上述双辫的阐述，故双辫换位可以实现，即超车可行。
在擒纵叉2的叉内侧和压杆4外表镶以表面条纹的硬橡胶等摩擦系数大的材料，以防止辫子在压离架空线后产生横向摆动，保证辫子准确复位。
本实用新型的优点和效果如下(1)不需改变现行无轨电车的设计即可完成超车目的，从而增加了无轨电车的行驶自由度，可免除无轨电车排长队的现象，提高无轨电车的客运效率。
(2)本装置结构简单，无需额外动力，运转自由，加工精度要求也不太高，在生产技术，投资和成本方面都易被厂家接收。
图1擒纵机构结构图图2擒纵机构立体图图3辫子油压支撑增力架结构图图4辫子油压支撑增力架立体图图中1、纵纹硬质橡胶衬2、擒纵叉3、擒纵叉杆4、台阶式固定压杆块螺杆
5、防松螺栓6、辫子夹上盖7、防松螺栓8、中空压杆9、圈纹硬质橡胶套10、辫子夹下盖11、辫子夹沉头紧固螺栓12、辫子夹空腔13、弹簧压紧螺栓14、弹簧15、限位钢珠16、平衡锤杆17、平衡锤18、辫子19、增力架基座20、收放油缸21、增力油缸22、增力架轮23、进出油嘴24、U形固紧螺栓图5擒纵机构动作原理示意图一图6擒纵机构动作原理示意图二图中1、架空线2、前车辫子3、后车辫子4、前车擒纵超车装置5、后车擒纵超车装置
权利要求1.一种自由擒纵式无轨电车超车装置，本实用新型的特征是由主体部件擒纵机构和副件辫子油压支撑增力架两部分构成；主体部件装设在无轨电车辫子的末稍，副件装设在辫子的根座；(1)主体部件擒纵机构主要由辫子夹，擒纵叉、平衡锤、中空压杆、台阶式固定压杆块螺杆和限位钢珠装置构成；擒纵叉与平衡锤直交为一体，由台阶式固定压块滑装固定，可绕其旋转，并由限位钢珠限定，辫子夹套在辫子末稍；(2)副件辫子油压支撑增力架，主要由收放油缸、增力油缸、增力架轮、增力架基座，U形固紧螺栓构成；增力架基座通过U形固紧螺栓安装在辫子下部，增力架下面铰接有收放油缸和增力油缸，收放油缸的另一端铰接于增力油缸体的中部，在增力油缸活塞的延伸杆的自由端装有滚轮。
2.根据权利要求1所述的自由擒纵式无轨电车超车装置，其特征是所述的辫子夹由辫子夹上盖，辫子夹下盖构成，上下盖形成空腔，辫子即从此空腔通过。
3.根据权利要求1所述的自由擒纵式无轨电车超车装置，其特征是所述的中空压杆的外表和擒纵叉的内侧，装设有条纹硬质橡胶套和衬。
专利摘要一种自由擒纵式无轨电车超车装置。由主体部件擒纵机构和副件辫子油压支撑增力架两部分构成，主体部件装设在无轨电车辫子的末梢，副件装设在辫子的根座；当两辆无轨电车在同一架空线下前后行驶需超车时，后车的擒纵机构自动擒住前车辫子的本装置的中空压杆，随着车的行进将前车的辫子下压使其短时脱离架空线而让后车之辫子超越，实现了前后车的易位。此装置大大增加无轨电车的行驶自由度，提高电车的客运效率。
文档编号B60L5/34GK2068927SQ90203908
公开日1991年1月9日 申请日期1990年4月3日 优先权日1990年4月3日
发明者曹宇平, 曹载平 申请人:曹宇平, 曹载平