Colector de corriente eléctrica para transmitir energía eléctrica entre una línea eléctrica y un vehículo.

Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica para transmitir energía eléctrica entre una línea (14) eléctrica y un vehículo (12),

que comprende:

- un bastidor (16) de base para su montaje en el vehículo,

- un primer brazo (20, 32) de soporte inferior articulado al bastidor (18) de base,

- un brazo (22) de soporte superior articulado al primer brazo (20, 32) de soporte inferior,

- un cabezal (40) de colector de corriente articulado al brazo (22) de soporte superior;

- una biela (50) articulada al cabezal de colector de corriente, y

caracterizado porque comprende además

- una guía (46) para guiar un seguidor (48) en relación con el brazo (22) de soporte superior a lo largo de una trayectoria (49), estando la biela (50) articulada al seguidor (48),

- medios (60) de transmisión para convertir un movimiento de rotación del brazo (22) de soporte superior en relación con el primer brazo (20, 32) de soporte inferior en un movimiento del seguidor (48) en relación con el brazo (22) de soporte superior a lo largo de la trayectoria (49).

Colector de corriente eléctrica para transmitir energía eléctrica entre una línea eléctrica y un vehículo La invención se refiere a un conjunto de colector de corriente para transmitir energía entre una línea eléctrica y un vehículo, particularmente un vehículo ferroviario eléctrico tal como un tren o un tranvía.

Por el documento de la técnica anterior EP 1.157.876 se conoce un colector de corriente que tiene un brazo de soporte inferior articulado a un bastidor de base unido al techo del vehículo, una subunidad de brazo de soporte superior articulada al brazo de soporte inferior y un cabezal de colector de corriente conectado a la subunidad de brazo de soporte superior. La subunidad de brazo superior está formada por dos barras conectadas rígidamente entre sí. Una barra de guía inferior está articulada entre el bastidor de base y una extensión de la subunidad de brazo de soporte superior, para garantizar que la subunidad de brazo de soporte superior se levante o se baje cuando el brazo de soporte inferior se levanta o se baja. El brazo de soporte inferior y la barra de guía inferior forman un varillaje de cuatro barras que proporciona un movimiento vertical sustancialmente rectilíneo de eje de pivote del cabezal de colector de potencia. Una barra de guía superior está articulada entre la subunidad de brazo de soporte superior y el cabezal de colector de corriente, para formar otro varillaje de cuatro barras. Esto garantiza que el cabezal de colector se fuerza a moverse sin pivotar en relación con la línea aérea y a permanecer en una posición horizontal cuando se sube o se baja el conjunto. Un dispositivo de este tipo es muy eficaz para guiar el colector y su cabezal. Sin embargo, la resistencia aerodinámica del conjunto de varillaje es considerable, debido al número de brazos y barras, lo que da como resultado una resistencia al aire importante y un ruido considerable, particularmente cuando se usa a alta velocidad.

Por el documento de la técnica anterior GB 1.506.855 se conoce una disposición de pantógrafo colector actual con baja resistencia al aire. Este pantógrafo comprende un bastidor de base, un único brazo inferior que pivota sobre el bastidor de base, un único brazo superior que pivota sobre el brazo inferior y un cabezal de colector de corriente que pivota sobre el brazo superior. Los brazos inferior y superior se mueven en el mismo plano geométrico longitudinal vertical. En la posición plegada, el brazo superior está por encima del brazo inferior, dando como resultado un conjunto voluminoso. Están previstos medios de levantamiento para levantar los brazos ejerciendo una fuerza para hacer pivotar el brazo inferior en relación con el bastidor de base. Una extensión del brazo superior está conectada al bastidor de base por medio de un varillaje tensor no extensible, que tiene una parte flexible que pasa alrededor de una leva. La leva está conformada de modo que el ángulo entre el brazo superior y el bastidor de base es sustancialmente igual al ángulo entre el brazo inferior y el bastidor de base, cuando se levanta o se baja el pantógrafo. El brazo inferior es tubular y el varillaje tensor se extiende a través del brazo inferior, de modo que, según el documento, la disposición ofrece resistencia al aire baja para un funcionamiento a alta velocidad. Sin embargo, el cabezal de colector puede rotar libremente en relación con el brazo de soporte superior en la posición de funcionamiento. El eje de pivote del cabezal de colector está ubicado más alto que el centro de gravedad del cabezal de colector, de modo que sólo se usa la gravedad para compensar en cierta medida el cabeceo del cabezal de colector. En la posición de funcionamiento, la alta resistencia al rozamiento puede llevar, por tanto, a diferentes fuerzas de contacto entre cada una de las dos tiras de colector y la línea de catenaria; en el peor de los casos una tira de colector puede perder el contacto. Además, en el caso de una emergencia que reduzca el movimiento del colector de corriente, el cabezal de colector puede volcar debido a la inercia de su masa. Además, también es probable que el cabezal de colector pivote y pierda el contacto con la línea aérea si choca contra un pájaro a alta velocidad.

Por el documento JP 08 331 702 se conoce un conjunto de colector de corriente dotado de un bastidor de base para su montaje en un vehículo, un primer brazo de soporte inferior articulado al bastidor de base, un brazo de soporte superior articulado al primer brazo de soporte inferior, un cabezal de colector de corriente articulado al brazo de soporte superior, una biela articulada al brazo de soporte superior y el cabezal de colector. El conjunto de colector de corriente está dotado de medios de transmisión para convertir un movimiento de rotación del brazo de soporte superior en relación con el primer brazo de soporte inferior en un movimiento de la biela en relación con el brazo de soporte superior.

La invención pretende proporcionar una disposición compacta para guiar de manera eficaz el cabezal de colector sin deteriorar el rendimiento aerodinámico y aeroacústico del colector de corriente particularmente a alta velocidad.

Según la presente invención, se proporciona un conjunto de colector de corriente eléctrica para transmitir energía eléctrica entre una línea eléctrica y un vehículo, que comprende:

- un bastidor de base para su montaje en el vehículo,

- un primer brazo de soporte inferior articulado al bastidor de base,

- un brazo de soporte superior articulado al primer brazo de soporte inferior,

- un cabezal de colector de corriente articulado al brazo de soporte superior,

- una guía para guiar un seguidor en relación con el brazo de soporte superior a lo largo de una trayectoria,

- una biela articulada al seguidor y al cabezal de colector de corriente, y

- medios de transmisión para convertir un movimiento de rotación del brazo de soporte superior en relación con el primer brazo de soporte inferior en un movimiento del seguidor en relación con el brazo de soporte superior a lo largo de la trayectoria.

Gracias a los medios de transmisión, al mecanismo de guía y seguidor y a la biela, se define una cadena de transmisión cinemática de modo que la rotación del cabezal de colector está siempre en relación con la rotación de los brazos de soporte. Por tanto se evita un cabeceo no controlado del cabezal de colector. La cooperación entre la guía y la biela proporciona una conversión de movimiento que es sencilla, fácil y fiable y que puede transmitir fuerzas altas. Además, la guía y la biela no requieren mucho espacio, de modo que la disposición es muy compacta, tiene una resistencia al aire baja y no será una fuente importante de ruido. Por tanto, el conjunto está particularmente bien adaptado para vehículos de alta velocidad.

La trayectoria definida por la guía puede ser una trayectoria curvilínea optimizada para conseguir un movimiento deseado predeterminado del cabezal de colector, por ejemplo una traslación vertical rectilínea pura, cuando el conjunto se levanta o se baja. Sin embargo, se obtienen resultados muy buenos con una trayectoria rectilínea. Se consigue una estructura muy compacta cuando el eje de la trayectoria rectilínea cruza un eje de pivote del cabezal de colector de corriente en relación con el segundo brazo de soporte.

Gracias al mecanismo de guía y varilla, hay pocas restricciones o limitaciones para los medios de transmisión. Según una primera realización preferida, los medios de transmisión comprenden una barra de guía articulada al primer brazo de soporte inferior y al seguidor. El brazo de soporte superior está articulado al primer brazo de soporte inferior alrededor de un primer eje de rotación y la barra de guía está articulada al primer brazo de soporte inferior alrededor de un segundo eje de rotación que está desplazado en relación con el primer eje de rotación. El conjunto de varillaje obtenido es muy rígido, soporta vientos fuertes y ha demostrado ser muy fiable.

Según una realización alternativa, los medios de transmisión comprenden una varilla tensora flexible, no extensible, que tiene un extremo unido al seguidor y otro extremo unido al primer brazo de soporte, y medios tensores. Esta disposición es muy ligera y permite, con ayuda de poleas si es necesario, conformar los medios de transmisión según las necesidades.

Según una realización adicional, los medios de transmisión comprenden un circuito de fluido, un primer cilindro que actúa entre el primer brazo de soporte y el segundo brazo de soporte, y un segundo cilindro que actúa entre el segundo brazo de soporte y el seguidor. En este caso se obtiene una estructura muy compacta, en particular... [Seguir leyendo]

1. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica para transmitir energía eléctrica entre una línea (14) eléctrica y un vehículo (12) , que comprende:

- un bastidor (16) de base para su montaje en el vehículo,

- un primer brazo (20, 32) de soporte inferior articulado al bastidor (18) de base,

- un brazo (22) de soporte superior articulado al primer brazo (20, 32) de soporte inferior,

- un cabezal (40) de colector de corriente articulado al brazo (22) de soporte superior;

- una biela (50) articulada al cabezal de colector de corriente, y

caracterizado porque comprende además

- una guía (46) para guiar un seguidor (48) en relación con el brazo (22) de soporte superior a lo largo de una trayectoria (49) , estando la biela (50) articulada al seguidor (48) ,

- medios (60) de transmisión para convertir un movimiento de rotación del brazo (22) de soporte superior en relación con el primer brazo (20, 32) de soporte inferior en un movimiento del seguidor (48) en relación con el brazo (22) de soporte superior a lo largo de la trayectoria (49) .

2. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según la reivindicación 1, en el que la trayectoria (49) es una trayectoria (49) rectilínea.

3. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según la reivindicación 2, en el que la trayectoria (49) rectilínea tiene un eje longitudinal que cruza un eje (42) de rotación del cabezal (40) de colector de corriente en relación con el brazo (22) de soporte superior.

4. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de transmisión comprenden una barra (60) de guía articulada al primer brazo (20, 32) de soporte inferior y al seguidor (48) .

5. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según la reivindicación 4, en el que el brazo (22) de soporte superior está articulado al primer brazo de soporte inferior alrededor de un primer eje de rotación, y la barra (60) de guía está articulada al primer brazo (20, 32) de soporte inferior alrededor de un segundo eje de rotación que está desplazado en relación con el primer eje de rotación.

6. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los medios de transmisión comprenden una varilla (160) tensora flexible, no extensible, que tiene un extremo unido al seguidor (48) y otro extremo unido al primer brazo (20, 32) de soporte inferior, y medios (164) tensores.

7. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los medios de transmisión comprenden un circuito (260) de fluido, un cilindro (262) inferior que actúa entre el primer brazo (20, 32) de soporte inferior y el brazo (22) de soporte superior, y un cilindro (264) superior que actúa entre el brazo (22) de soporte superior y el seguidor (48) .

8. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de transmisión están alojados al menos en parte dentro de una sección (30) tubular del brazo (22) de soporte superior.

9. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios (20, 32) de acoplamiento entre el brazo (22) de soporte superior y el bastidor (16) de base, de manera que el ángulo del brazo (22) de soporte superior y el primer brazo (20, 32) de soporte inferior depende del ángulo entre el primer brazo (20, 32) de soporte inferior y el bastidor (16) de base.

10. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según la reivindicación 9, en el que los medios de acoplamiento comprenden un segundo brazo (20, 32) de soporte inferior articulado al bastidor (16) de base y al brazo (22) de soporte superior.

11. Conjunto (10) de colector de corriente eléctrica según la reivindicación 10, en el que un eje geométrico de

rotación del brazo (22) de soporte superior en relación con el segundo brazo (20) de soporte inferior está ubicado entre un eje geométrico de rotación del brazo (22) de soporte superior en relación con el primer brazo (32) de soporte y el cabezal (40) de colector de corriente.