Cabezal de toma de corriente.

Una zapata de toma de corriente provista de:

un cuerpo de la zapata (3a) configurado para apoyarse sobre un extremo superior de un pantógrafo en dirección transversal a un vehículo;

un marco de apoyo (10) sustentado sobre el cuerpo de la zapata;

un cuerpo de apoyo de la corredera (9) dispuesto sobre el cuerpo de la zapata (3a) en dirección transversal al vehículo a lo largo del cuerpo de la zapata (3a); y

una corredera (7b) que está apoyada y fijada sobre una superficie superior del cuerpo de apoyo de la corredera (9) y cuya superficie superior está configurada para entrar en contacto con una línea aérea,

el marco de apoyo (10) comprende secciones de paredes de apoyo (23) que sobresalen de los dos extremos del marco de apoyo en dirección transversal al vehículo (10),

el cuerpo de apoyo de la corredera (9) comprende un miembro de apoyo central (12) que se elonga en dirección transversal al vehículo, y un par de miembros de apoyo de los extremos (13) dispuestos en los dos extremos dispuestos longitudinalmente del miembro de apoyo central (12),

el miembro de apoyo central (12) se deforma elásticamente hacia abajo en dirección longitudinal debido a una carga aplicada como consecuencia del contacto entre la línea aérea y la corredera (7b),

los dos extremos del miembro de apoyo central (12) y los extremos interiores, transversales al vehículo, de los miembros de apoyo extremos (13) que están conectados ensamblando primero ejes de conexión (14) dispuestos en la dirección de la marcha del vehículo, lo que permite que oscilen y cambien de dirección libremente, y las secciones de las paredes de apoyo (23) y las secciones exteriores, en dirección transversal al vehículo, de los miembros de apoyo extremos (13) están conectados por unos segundos ejes de conexión (21) lo que les permite oscilar y cambiar de dirección libremente, y además

los dos extremos del miembro de apoyo central (12) se apoyan de forma que permiten la libre oscilación sobre el cuerpo de la zapata a través de los respectivos miembros de apoyo extremos (13) y el conjunto del miembro de apoyo central es capaz de subir y bajar libremente con respecto al cuerpo de la zapata (3a),

permitiendo así que la superficie superior de la corredera (7b) se desplace en dirección vertical con respecto al cuerpo de la zapata (3a) en la totalidad del cuerpo de apoyo de la corredera en dirección longitudinal (9),

donde el marco de apoyo (10) está provisto de un orificio de guía (28) y el miembro de apoyo central (12) está provisto de un eje (27) en paralelo con el primer (14) y el segundo (21) eje de conexión, dispuesto en una posición alineada con el orificio de guía (28), donde el eje (27) está instalado de forma móvil, a fin de subir y bajar libremente en el orificio de guía (28).

Cabezal de toma de corriente

Campo técnico

La presente invención se refiere a una mejora de una zapata de toma de corriente utilizada de forma que se instala en el techo de un vehículo ferroviario, como un vehículo ferroviario Super Express que viaja a alta velocidad, para que tome corriente eléctrica de una línea aérea, y pretende mejorar el rendimiento de seguimiento de una corredera sobre la línea aérea, así como garantizar un rendimiento de contacto entre esta línea aérea y la corredera (rendimiento en el mantenimiento de un estado de contacto adecuado) .

Antecedentes de la técnica Sobre el techo de un vehículo ferroviario, hay una zapata de toma de corriente soportada a través de un pantógrafo para tomar la corriente eléctrica de una línea aérea. Concretamente una corredera, que está apoyada sobre la superficie superior de la zapata de toma de corriente y que está fabricada con un material conductor, como metal sinterizado, se apoya elásticamente contra el borde inferior de la línea aérea para tomar la corriente eléctrica de esta línea aérea para el vehículo. Entre este pantógrafo y las zapatas de toma de corriente, la estructura de aquellas utilizadas en vehículos ferroviarios de alta velocidad, como un vehículo ferroviario Super Express, difiere de la estructura de aquellas utilizadas en vehículos ferroviarios convencionales, teniendo en cuenta la reducción del ruido del flujo de aire generado cuando el vehículo está viajando, y el rendimiento de seguimiento en la línea aérea.

La FIG. 19 muestra una zapata de toma de corriente divulgada en el Documento de Patente 1 entre las zapatas de toma de corriente que se han desarrollado para un vehículo ferroviario de alta velocidad en consideración de estos puntos. En el caso de esta estructura convencional, en la sección del extremo superior de un marco superior 1 que forma parte del pantógrafo se apoya la sección media de un tubo de tope 2 y alrededor de este tubo de tope 2 hay un cuerpo de zapata hueco 3 mantenido elásticamente, lo que permite un ligero movimiento ascendente y descendente. Por consiguiente, dentro de este cuerpo de zapata 3 se proporcionan ejes lineales 4, resortes 5 e hilos conductores 6 para conducir la electricidad. Sobre la superficie superior del cuerpo de zapata 3 va instalada una corredera 7.

Como resultado de esta estructura, incluso cuando se conduce a alta velocidad, el aire no fluye alrededor del tubo de tope 2, los ejes lineales 4, los resortes 5 y los hilos conductores 6, lo que permite la correspondiente reducción del ruido del flujo de aire. Por otra parte, en caso de que la posición vertical de la línea aérea varíe ligeramente, el cuerpo de zapata 3 cambia de dirección con respecto al tubo de tope 2 para seguir el cambio de la posición de la línea aérea. En otras palabras, este tubo de tope 2 no necesita desplazarse en dirección vertical. Por tanto, la masa inercial de la porción que se desplaza en dirección vertical para seguir la línea aérea se puede mantener en niveles bajos y el rendimiento de seguimiento de esta porción en la línea aérea puede resultar excelente. Si la posición vertical de la línea aérea cambia de forma significativa, el marco superior 1 sube y baja para permitir que la corredera 7 siga esta línea aérea. Un tubo de tope en el ámbito de las zapatas de toma de corriente para vehículos ferroviarios se refiere a un elemento en forma de marco de apoyo dispuesto en sentido transversal al vehículo en la sección del extremo superior de un pantógrafo. Convencionalmente en realidad tenía forma de tubo (en el caso del pantógrafo de forma rómbica que se utilizaba para un vehículo ferroviario convencional) . Sin embargo, no se limita a una forma de tubo (especialmente para un vehículo ferroviario de alta velocidad) .

En el caso de la estructura convencional que se divulga en el Documento de Patente 1 anteriormente mencionado, en comparación con su estructura en la técnica anterior, el ruido del flujo de aire se puede reducir y el rendimiento de seguimiento en la línea aérea se puede mejorar. Sin embargo, por lo que respecta a la mejora del rendimiento de seguimiento de la línea aérea, todavía se pueden introducir mejoras. Concretamente, en la estructura convencional, cuando la posición vertical de la línea área cambia ligeramente, el cuerpo de la zapata 3 y un par de varillas del marco 8 a la derecha y a la izquierda fijadas a este cuerpo de la zapata 3 suben y bajan junto con el conjunto de la corredera 7. Por tanto, es inevitable que la masa inercial sea importante, a pesar de que no se incluya el tubo de tope 3 ni el marco superior 1. Por consiguiente, en caso de que se continúe incrementando la velocidad del vehículo ferroviario, es posible que el rendimiento de contacto entre la superficie superior de la corredera 7 y la línea aérea (rendimiento en el mantenimiento de un estado de contacto adecuado) se reduzca. Si la fuerza elástica de un resorte montado en el pantógrafo para dotar al marco superior 1 de elasticidad en dirección vertical y la fuerza elástica de los respectivos resortes 5 para dotar al tubo de tope 2 una fuerza elástica en dirección ascendente con respecto al cuerpo de la zapata 3 se incrementan, se puede mejorar el rendimiento de seguimiento. Sin embargo, en este caso, dado que la presión de la superficie de contacto entre la superficie superior de la corredera 7 y la línea aérea se incrementa, lo que provoca un notable desgaste de la corredera 7 y la línea aérea, no resulta preferible.

Por otra parte, para mejorar el rendimiento de seguimiento de la línea aérea, se puede considerar una estructura como la que se muestra de forma aumentada en la FIG. 20. Concretamente, una corredera 7a que entra en contacto con la línea aérea y una placa de soporte de la corredera en la que se apoya esta corredera 7a desde abajo se deforman (comban) en una forma cóncava debido a una carga que se aplica como consecuencia del contacto con la línea aérea. Alternativamente, la corredera 7a comprende una pluralidad de elementos de corredera divididos en sentido transversal al vehículo y dispuestos en serie en este sentido transversal, y una placa de soporte de la corredera en la que se apoyan estos respectivos elementos de la corredera se deforma tal y como se ha descrito

anteriormente. Se puede considerar una estructura en la que los dos extremos que se entienden longitudinalmente de esta corredera 7a o la placa de soporte de la corredera se apoyan en el cuerpo de la zapata (no mostrado en el dibujo) . En tal construcción, cuando la posición vertical de la línea aérea cambia ligeramente de dirección, la corredera 7a y la placa de soporte de la corredera se deforma elásticamente en respuesta al ligero desplazamiento vertical de esta línea aérea, y el rendimiento de contacto entre la línea aérea y la corredera 7a se puede conservar fácilmente. Sin embargo, en el caso de la estructura mostrada en la FIG. 20, dado que los dos extremos de la corredera 7a que se extienden longitudinalmente o la placa de soporte de la corredera se apoyan en el cuerpo de la zapata, no resulta fácil garantizar un volumen de deformación elástica (volumen de curvatura) en dirección vertical de los dos extremos de la corredera 7a o de la placa de soporte. Es decir, el volumen de desplazamiento en dirección vertical (carrera) de las superficies superiores de los dos extremos de esta corredera 7a como consecuencia de la deformación elástica resulta inevitablemente menor. Por este motivo, en caso de que la línea aérea se encuentre posicionada cerca de los dos extremos de la corredera 7a, no se puede obtener fácilmente el efecto de mejora del rendimiento de seguimiento de esta corredera o la placa de soporte de la corredera como consecuencia de la deformación elástica. En otras palabras, cuando la línea aérea se encuentra posicionada cerca de los dos extremos de la corredera 7a que se extienden longitudinalmente, en caso de que la línea aérea se desplace ligeramente en dirección vertical, el cuerpo de la zapata y el marco superior del pantógrafo que soporta este cuerpo de la zapata suben y bajan junto con la corredera 7a. Por tanto, la masa inercial es importante, tal y como ocurre con la estructura mostrada en la FIG. 19 anteriormente mencionada, y existe la posibilidad de que el rendimiento de contacto en ambos extremos de esta corredera 7a no se pueda conservar fácilmente.

El Documento de Patente 2 divulga una zapata de toma de corriente provista de: un cuerpo de zapata configurado para apoyarse sobre el extremo superior de un pantógrafo en dirección transversal a un vehículo; un marco de apoyo que se sustenta sobre el cuerpo de zapata; un cuerpo de apoyo de la corredera dispuesto sobre el cuerpo de la zapata en dirección transversal al vehículo... [Seguir leyendo]

1. Una zapata de toma de corriente provista de:

un cuerpo de la zapata (3a) configurado para apoyarse sobre un extremo superior de un pantógrafo en dirección transversal a un vehículo;

un marco de apoyo (10) sustentado sobre el cuerpo de la zapata;

un cuerpo de apoyo de la corredera (9) dispuesto sobre el cuerpo de la zapata (3a) en dirección transversal al vehículo a lo largo del cuerpo de la zapata (3a) ; y una corredera (7b) que está apoyada y fijada sobre una superficie superior del cuerpo de apoyo de la corredera (9) y cuya superficie superior está configurada para entrar en contacto con una línea aérea, el marco de apoyo (10) comprende secciones de paredes de apoyo (23) que sobresalen de los dos extremos del marco de apoyo en dirección transversal al vehículo (10) , el cuerpo de apoyo de la corredera (9) comprende un miembro de apoyo central (12) que se elonga en dirección transversal al vehículo, y un par de miembros de apoyo de los extremos (13) dispuestos en los dos extremos dispuestos longitudinalmente del miembro de apoyo central (12) , el miembro de apoyo central (12) se deforma elásticamente hacia abajo en dirección longitudinal debido a una carga aplicada como consecuencia del contacto entre la línea aérea y la corredera (7b) , los dos extremos del miembro de apoyo central (12) y los extremos interiores, transversales al vehículo, de los miembros de apoyo extremos (13) que están conectados ensamblando primero ejes de conexión (14) dispuestos en la dirección de la marcha del vehículo, lo que permite que oscilen y cambien de dirección libremente, y las secciones de las paredes de apoyo (23) y las secciones exteriores, en dirección transversal al vehículo, de los miembros de apoyo extremos (13) están conectados por unos segundos ejes de conexión (21) lo que les permite oscilar y cambiar de dirección libremente, y además los dos extremos del miembro de apoyo central (12) se apoyan de forma que permiten la libre oscilación sobre el cuerpo de la zapata a través de los respectivos miembros de apoyo extremos (13) y el conjunto del miembro de apoyo central es capaz de subir y bajar libremente con respecto al cuerpo de la zapata (3a) , permitiendo así que la superficie superior de la corredera (7b) se desplace en dirección vertical con respecto al cuerpo de la zapata (3a) en la totalidad del cuerpo de apoyo de la corredera en dirección longitudinal (9) , donde el marco de apoyo (10) está provisto de un orificio de guía (28) y el miembro de apoyo central (12) está provisto de un eje (27) en paralelo con el primer (14) y el segundo (21) eje de conexión, dispuesto en una posición alineada con el orificio de guía (28) , donde el eje (27) está instalado de forma móvil, a fin de subir y bajar libremente en el orificio de guía (28) .

2. Una zapata de toma de corriente de acuerdo con la reivindicación 1, donde el miembro de apoyo central (12) y los respectivos miembros de apoyo extremos (13) que conforman el cuerpo de apoyo de la corredera (9) y el cuerpo de la zapata (3a) están provistos de miembros elásticos (31) que empujan el miembro de apoyo (12) y los respectivos miembros de apoyo extremos (13) hacia arriba.

3. Una zapata de toma de corriente de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la corredera (7b) comprende una pluralidad de elementos de la corredera (34a, 34b) que están divididos en dirección transversal al vehículo y dispuestos en serie en esta dirección transversal, y estos respectivos elementos de la corredera (34a, 34B9 están apoyados y fijados sobre las superficies superiores del miembro de apoyo central (12) y los respectivos miembros de apoyo extremos (13) que conforman el cuerpo de apoyo de la corredera (9) .

4. Una zapata de toma de corriente de acuerdo con la reivindicación 3, donde la pluralidad de elementos de la corredera (34a, 34b) están apoyados y fijados sobre las superficies superiores del miembro de apoyo central (12) y los respectivos miembros de apoyo extremos (13) , y debido a la deformación elástica de este miembro de apoyo central (12) y a la oscilación y los cambios de dirección de los respectivos miembros de apoyo extremos (13) , las respectivas superficies superiores de los respectivos elementos de la corredera (34a, 34b) se desplazan en dirección vertical con respecto al cuerpo de la zapata (3a) .