POLEA DE COMPENSACION DE CATENARIA DE FERROCARRIL.

Polea de compensación de catenaria de ferrocarril.Comprende en principio un cuerpo central de mayor diámetro con una garganta perimetral flanqueada por dos dentados circunferenciales y dos tambores coaxiales laterales donde se acoplan los cables de la catenaria cuya tensión se compensa con el contrapeso que pende de un cable que arranca de la garganta del cuerpo de mayor diámetro.

Se caracteriza porque los tambores se encastran axialmente con cierto grado de apriete en un buje del cuerpo central (1) de mayor diámetro, existiendo medios de retención axial de tales tambores (2) con respecto al buje y también medios de retención rotacional de los tambores (3) del citado buje, consiguiendo con todo ello un equilibrio de los esfuerzos sobre la polea

Polea de compensación de catenaria de ferrocarril.

Objeto de la invención

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva se refiere a una polea de compensación de catenaria que presenta en principio una garganta perimetral flanqueada por dos dentados circunferenciales y un par de tambores laterales dispuestos a ambos lados del cuerpo principal de la polea en correspondencia con el eje de acoplamiento, de manera que en la garganta se acopla un cable del que pende un contrapeso que compensa la tensión de otros dos cables de catenaria acoplados en los tambores laterales.

Partiendo de esta premisa, la novedad de la invención se centra en la característica estructura que presentan los tambores así como en los medios de fijación de los mismos y medios de acoplamiento de los cables en la garganta y tambores, proporcionando todo ello un equilibrio de esfuerzos sobre la polea.

De esta forma la polea se podrá fabricar con un peso menor y también fabricarse en otros materiales diferentes del acero como por ejemplo el aluminio con un peso mucho más reducido.

Antecedentes de la invención

En la actualidad, existen poleas de compensación de catenaria de ferrocarril que comprenden en general un cuerpo central de mayor diámetro y dos tambores laterales coaxiales menores donde se acoplan los tramos terminales de los cables de una catenaria cuya tensión se compensa con el contrapeso que cuelga de un cable que arranca de una garganta perimetral del cuerpo central, garganta flanqueada por un doble dentado circunferencial.

El arrollamiento de los cables en los tambores y garganta con pocas vueltas, provoca que tales cables friccionen entre sí y al cabo del tiempo acaban deteriorándose, pudiendo llegar incluso a romperse, ayudando a ello de forma negativa la elevada tensión a la que están sometidos los cables. Además, para compensar las contracciones y dilataciones de la catenaria los cables se solapan entre sí.

Otro inconveniente es que normalmente las distancias entre el arranque de los cables de la catenaria con respecto al cable del contrapeso no es simétrica, con lo cual se pueden producir esfuerzos descompensados sobre la polea que merman la eficiencia de su funcionamiento.

Otro inconveniente se refiere a que en la mayoría de los casos la estructura que presentan sobre todo los tambores laterales y los medios para unirse los mismos al cuerpo central de la polea, comprendiendo dichos medios tornillos, tuercas y otros elementos de fijación que dificultan el montaje.

Además esta estructura descrita implica una excentricidad en el montaje de la polea que afectará negativamente al buen funcionamiento de la polea en el frenado de la misma.

El galvanizado de la mayoría de las poleas actuales supone una parte muy importante del coste de ésta, estando además sujeto a las constantes fluctuaciones de los precios de las materias primas que en los últimos años han sufrido unas subidas muy importantes.

Otra consecuencia del galvanizado es la dificultad de conseguir un espesor uniforme y sin irregularidades que no modifique la precisión dimensional de la pieza debido al escurrido del zinc que puede generar importantes variaciones dimensionales de la polea.

También cabe señalar que todo componente de la línea aérea de contacto está expuesto a una agresión muy importante y la protección por baño de cinc en caliente (galvanizado) tiene su problemática. Especialmente en zonas de costa.

Por otro lado, los principales problemas que presentan los actuales sistemas de compensación mecánica en la línea aérea de contacto con el hilo de contacto y sustentador de la catenaria son los siguientes:

- La eficiencia ante cambios de temperatura de la compensación mecánica no es inmediata.

- El diseño de las gargantas no minimiza en absolutos los esfuerzos y la fatiga a la que se ven sometidos los cables que forman parte de este sistema de compensación, pudiendo con el tiempo deteriorarse e incluso romper.

- La longitud de las gargantas no tiene capacidad para absorber las dilataciones del cable, produciéndose un solate en las vueltas del cable que junto a un diseño no idóneo del perfil de las gargantas hace que los cables sufran importantes esfuerzos de aplastamiento, llegando incluso a romper.

- El actual sistema de anclaje de los cables, en muchos de los casos se hace mediante un prisionero que no garantiza la fiabilidad a lo largo del tiempo.

Descripción de la invención

La polea de compensación de catenaria de ferrocarril que constituye el objeto de la invención comprende un cuerpo central de mayor diámetro con una garganta perimetral flanqueada por dos dentados circunferenciales y dos cuerpos laterales de menor diámetro determinados por unos tambores cilíndricos coaxiales en los que se acoplan los tramos terminales de un par de cables de una catenaria, cuya tensión se compensa con el contrapeso que pende de un cable que arranca de la garganta perimetral citada.

Se caracteriza porque los tambores laterales se acoplan y encajan axialmente mediante apriete en un buje del cuerpo central de la polea, de manera que en este acoplamiento apretado superficies de los tambores entran en contacto con otras superficies del buje para conseguir el apriete y encaje de los tambores que aseguran su inmovilización y estabilidad.

Otra característica de la invención es que la tensión del par de cables de la catenaria que arrancan de los tambores provocan sobre éstos una resultante de fuerza con una componente radial y otra axial, de manera que las dos componentes axiales de los dos tambores están en contraposición ejerciendo un esfuerzo de compresión, con lo cual la inmovilización de los tambores estará así más reforzada.

Una solución para conseguir lo descrito en el párrafo anterior es que los tambores incorporan sendos surcos helicoidales simétricos en los que se guiarán y acoplarán los tramos terminales del par de cables de la catenaria.

Otra característica de la invención es que el ángulo del recorrido helicoidal de los surcos es variable.

La garganta del cuerpo central de mayor diámetro incorpora también un característico surco de recorrido helicoidal que facilita el acoplamiento del cable del contrapeso, evitando también la fricción, los aplastamientos y los estrangulamientos al igual que ocurre en los tambores laterales.

Por otro lado, cabe señalar que la fijación de los extremos de los cables asociados al cuerpo central y tambores laterales se realiza de forma conocida.

Una ventaja que se obtiene con la nueva polea es que se aligera el conjunto de la misma y se consigue un comportamiento óptimo frente a la corrosión ya que la misma se fabricará esencialmente mediante aluminio. El menor peso de la polea de la invención hace que los movimientos de compensación sean más inmediatos debido a las menores resistencias que se han de vencer, mejorándose así la eficiencia de la compensación. Otra ventaja de la polea es que se permiten tolerancias dimensionales mínimas para lo cual se ha elegido preferentemente el moldeo en coquilla metálica para su fabricación. Este proceso confiere una exactitud dimensional muy buena. Asimismo los diseños y procesos seleccionados nos garantizan unas deformaciones mínimas.

La nueva polea de aluminio también destaca por otras ventajas que se citan a continuación:

- Potencialidad en la fluidez y capacidad de llenado excepcionales para garantizar una compacidad y geometría correctas.

- Elevadas características mecánicas, ya que la polea va a estar sometida a importantes esfuerzos.

- Comportamiento frente a la corrosión muy bueno, ya que la compensación mecánica está expuesta a una importante agresión por corrosión puesto que se instala a la intemperie y puede encontrarse en zonas costeras donde los efectos de la corrosión son devastadores. Teniendo que ser su vida útil en estas condiciones de muchos años.

Para el montaje de la polea de la invención se han sustituido los tornillos, tuercas, casquillos y otros elementos, por un simple sistema de par de apriete en el que los tambores laterales, en los cuales se aloja el cable, de una sección de 12 milímetros u otras secciones, se encajan dichos tambores...

1. Polea de compensación de catenaria de ferrocarril, que comprende:

- un cuerpo central de mayor diámetro que incorpora una garganta perimetral flanqueada por dos dentados circunferenciales, garganta donde se acopla un tramo del cable del cual pende un contrapeso de compensación;

- dos cuerpos cilíndrico-tubulares coaxiales de menor diámetro conectados en los laterales del cuerpo central en correspondencia con un eje de giro donde se acopla el conjunto de la polea, acoplándose a dichos cuerpos coaxiales tramos extremos de cables de una catenaria cuyas tensiones se compensan con el contrapeso del cable asociado a la garganta del cuerpo de mayor diámetro; caracterizada porque los cuerpos laterales comprenden unos tambores (2) que se encastran axialmente con un cierto grado de apriete en un buje (3) del cuerpo central (1), existiendo medios de retención axial de tales tambores (2) con respecto al buje (3) y también medios de retención rotacional de los tambores (2) al citado buje (3) que forma parte integrante del cuerpo central (1) de mayor diámetro.

2. Polea de compensación de catenaria de ferrocarril, según la reivindicación 1, caracterizada porque los tambores laterales (2) incorporan unos surcos de trayectoria helicoidal (10) donde se acoplan los tramos extremos de los cables (9) de la catenaria, cuya tensión tiene una resultante de fuerza (17) con dos componentes de fuerza radiales (17') y otras dos componentes de fuerza axiales (17''), éstas últimas en contraposición, constituyendo estas componentes de fuerza (17''), al menos parte de los medios de retención axial de los tambores (2), complementándose la sección de los cables (9) con la sección de los surcos (10).

3. Polea de compensación de catenaria de ferrocarril, según la reivindicación 2, caracterizada porque los recorridos helicoidales (10) de los tambores (2) comprenden una estructura simétrica con respecto a un plano donde está contenido el cuerpo central de mayor diámetro (1) de la polea.

4. Polea de compensación de catenaria de ferrocarril, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizada porque el ángulo del recorrido helicoidal de los surcos (10) de los tambores coaxiales (2) es variable, de manera que en la parte exterior el ángulo es más pequeño con un paso menor, mientras que la parte interior es mayor con un paso también mayor.

5. Polea de compensación de catenaria de ferrocarril, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el fondo de la garganta perimetral (4) del cuerpo central (1) incorpora un surco de trayectoria helicoidal (6) donde se acopla una parte del cable (7) que soporta el contrapeso (8), complementándose la sección del cable (7) con la sección del surco helicoidal (6).

6. Polea de compensación de catenaria de ferrocarril, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los tambores (2) incorporan en su parte más interior unas porciones curvadas (16) que se encastran a presión contra unas superficies curvadas externas (11) del buje (3), haciendo tope unos bordes rectos de esas porciones curvadas (16) contra unos topes radiales (18) solidarios del buje (3), constituyendo los mismos y el apriete de los tambores (2), los medios de retención rotacional de los mismos.

7. Polea de compensación de catenaria de ferrocarril, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el buje (3) incorpora aletas radiales (12) que convergen en un tubo coaxial (13) donde se acopla el eje de giro (14) del conjunto de la polea.

8. Polea de compensación de catenaria de ferrocarril, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la polea está fabricada en material de aluminio.