ES2197264T3 - Contacto de puesta a tierra. - Google Patents
Contacto de puesta a tierra.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN CONTACTO DE TOMA DE TIERRA PARA TRANSMITIR LAS CORRIENTES ENTRE LAS PIEZAS FIJAS DE UN VEHICULO DE RAILES Y SU EJE ROTATORIO DE LA RUEDA, QUE ABARCA AL MENOS UN ELEMENTO (12) DE CONTACTO, SOMETIDO A PRESION EN LA DIRECCION DEL EJE DE LA RUEDA Y QUE HACE CONTACTO CON UNA SUPERFICIE DE CONTACTO, QUE PARTE DE FORMA DIRECTA O INDIRECTA EL EJE DE LA RUEDA Y ESTA COMPUESTA EN ESPECIAL DE MATERIAL DE CARBONO O LO CONTIENE. PARA OBTENER UN CONTACTO SIEMPRE SUPERFICIAL DEL ELEMENTO DE CONTACTO CON LA SUPERFICIE DE CONTACTO, AL MISMO TIEMPO QUE UN PESO REDUCIDO DEL CONTACTO DE TOMA DE TIERRA, SE PROPONE QUE AL MENOS UN ELEMENTO (12) DE CONTACTO ESTE SOMETIDO A PRESION A TRAVES DE UN DISPOSITIVO (22) RELLENO DE UN FLUIDO (20) O DE UN MATERIAL FLUIDIZADO.
Description
Contacto de puesta a tierra.
La invención se refiere a un contacto de puesta a
tierra para la transmisión de corrientes entre partes fijas de
vehículo de un vehículo ferroviario como locomotoras eléctricas,
Diesel-eléctricas, o vehículo de tracción o de
pasajeros y cuyo eje giratorio de la rueda comprende al menos un
elemento de contacto impulsado con presión en la dirección del eje
de la rueda, que se apoya en una superficie de contacto que parte
directa o indirectamente desde el eje de la rueda, que está
constituida especialmente de material de carbono o que lo
contiene.
Las corrientes de trabajo y/o las corrientes de
señales de vehículos ferroviarios pueden ser retornadas a través de
árboles de ejes y de ruedas de ejes hacia el carril de rodadura y,
por lo tanto, hacia la fuente de energía. La transmisión desde las
partes estacionarias del vehículo sobre los ejes giratorios se
realiza en este caso con puentes de corriente especiales, que se
designan habitualmente como contacto de la corriente de retorno /
contacto de puesta a tierra.
Los rodamientos de los ejes pueden estar en el
circuito de corriente útil o en el circuito de corriente de
interferencia. Para protegerlos contra el paso de corriente y, por
lo tanto, contra destrucción, el contacto de la corriente de
retorno / contacto de puesta a tierra debe formar un puente de
baja impedancia. En el caso de que aparezca una tensión sobre el
rodamiento, por ejemplo, a partir de 0,5 - IV (tensión Fritt),
comienza el flujo de corriente a través del rodamiento. En
combinación con una cantidad de corriente que se incrementa de forma
repentina, se reduce la tensión de paso a continuación
aproximadamente a 0,5 V.
Los contactos de la corriente de retorno /
corriente de señales / puesta a tierra deben establecer en todas
las situaciones de funcionamiento del vehículo una conexión
eléctrica buena y segura entre la conexión de la corriente de
retorno en el vehículo y el eje de la rueda sobre un trayecto
definido de la corriente. Además, especialmente en el caso de una
transmisión de señales, debe estar asegurado que existe una
resistencia de paso constante.
En el caso de un contacto de puesta a tierra
conocido a partir del documento DE-OS 1 953 043, en
una carcasa, que parte desde un eje de un vehículo ferroviario
eléctrico, está montada de forma no giratoria, pretensada por
muelle, una escobilla de carbón, que está apoyada frente a un disco
de contacto giratorio. En este caso, la escobilla de carbón o bien
puede ser presionada por medio de un muelle de compresión contra
una placa de contacto o ésta puede ser presionada por medio de un
muelle de tracción contra la escobilla de carbón. En el caso de
utilización de un muelle de compresión, éste puede partir, dado el
caso, desde un disco, que está conectado directamente con el
eje.
Se conoce por el documento DD 81 136 una zapata
empotrada que no está destinada como contacto de puesta a tierra,
que puede ser presionada por medio de un cilindro hidráulico o
neumático en la superficie de rodadura de la rueda de un vehículo
ferroviario.
Se conoce por el documento CH 176 524 un vehículo
ferroviario eléctrico, con rueda motriz suspendida elásticamente.
En este caso, la corriente de trabajo es derivada sobre una
escobilla de carbón, que es prensada sobre una banda de rodadura de
la rueda de tal manera que la escobilla de carbón actúa al mismo
tiempo como zapata de limpieza para la superficie de rodadura de la
banda de rodadura de la rueda.
A partir del documento EP 0 582 888 A1 se deduce
un contacto de puesta a tierra del tipo mencionado al principio. En
este caso, la superficie de contacto, en la que se apoya la
escobilla de carbón, está constituida por material de carbón o lo
contiene. De esta manera resulta, entre otras cosas, la ventaja de
una reducción del desgaste con respecto a los otros contactos de
puesta a tierra.
La presente invención se basa en el problema de
desarrollar un contacto de puesta a tierra del tipo descrito al
principio, de tal forma que con un tamaño de construcción reducido y
un peso reducido, se consigue una alta facilidad de mantenimiento,
debiendo estar asegurado al mismo tiempo que el elemento de
contacto como escobilla de carbón o escobillas de carbón se
apoya(n) en la extensión necesaria y superficialmente en la
superficie de contacto.
El problema se soluciona según la invención
esencialmente porque el al menos un elemento de contacto está
impulsado con presión a través de una instalación lleva con un
fluido o un material apto para fluir. En este caso, especialmente la
instalación está delimitada, en el caso del elemento de contacto,
por un elemento flexible como membrana, que se apoya
superficialmente en el elemento de contacto. A través de estas
medidas se pueden compensar las desigualdades sin problemas, estando
asegurado al mismo tiempo que el elemento de contacto como la
escobilla o escobillas de carbón se apoyan en la extensión
necesaria y superficialmente en la superficie de contacto. Puesto
que la instalación que transmite la presión se puede llenar con un
fluido o con material apto para fluir, es decir, que ejerce la
función de un cojín, es posible un tamaño de construcción reducido.
Independientemente del número de los elementos de contacto, como
escobillas de carbón, soportados sobre la superficie de contacto,
solamente es necesaria una única instalación de impulsión de
presión, como cojín, de manera que se obtiene una simplificación
constructiva con un incremento simultáneo de los intervalos de
mantenimiento necesarios.
En particular, la invención prevé que la
instalación esté configurada como cojín en forma de disco, cuyo
lado superior y cuyo lado inferior están constituidos por elementos
flexibles como membranas.
Para asegurar una estructura constructiva
sencilla, está previsto que la instalación presente un bastidor
circundante en forma de U en sección, en el que está dispuesto, en
el interior, un anillo de soporte, entre el cual y el bastidor
están fijados, tal como retenidos fijamente, los elementos
flexibles, como membranas.
Para poder transmitir presión en la extensión
necesaria a través de la instalación rellena con un fluido y/o con
un material apto para fluir, sobre el elemento flexible, que se
encuentra alejado del elemento de contacto, actúa un elemento de
placa de presión, que está impulsado con fuerza por medio de
tensión previa con muelle en la dirección de la instalación.
Como fluido se contemplan especialmente los
fluidos con una compresibilidad alta, tales como líquidos. En este
caso se prefiere especialmente glicol. También son adecuadas otras
substancias aptas para fluir, no contaminantes del medio ambiente.
Como ejemplos se mencionan líquidos de freno, productos granulados,
como arena.
Para llenar la instalación con medidas sencillas,
otra propuesta de la invención prevé que el bastidor presente un
orificio de llenado que se puede cerrar, en el lado interior, con
una bola y, en el lado exterior, con un elemento de cierre como
tornillo.
Muy en general, el espacio interior de la
instalación delimitada por una membrana al menos en el lado del
elemento de contacto debería poder llenarse a través de una válvula
de retención insertada en el bastidor.
Para la realización de una estructura sencilla
del bastidor propiamente dicho, está previsto que éste esté
compuesto por anillos de retención en forma de L en la sección. El
bastidor propiamente dicho puede estar recibido por un soporte de
fijación cilíndrico hueco, desde el que parte un yugo, que se
mantiene a distancia del elemento de contacto, y que sirve de apoyo
para el elemento de resorte, como muelle helicoidal, que actúa
sobre el elemento de placas de presión.
El elemento de contacto propiamente dicho puede
estar constituido por segmentos de escobilla de carbón separados
por medio de elementos distanciadores, que presentan una forma
triangular, considerados desde la superficie de contacto. Aunque
aquí se puede ver una forma de realización preferida de la
escobilla de carbón, se pueden aplicar igualmente otras
disposiciones de escobillas de carbón habituales, para montarlas en
un contacto de puesta de tierra según la invención.
Otros detalles, ventajas y características de la
invención se deducen no sólo a partir de las reivindicaciones, de
las características que se deducen de éstas -por sí solas y/o en
combinación- sino también a partir de la descripción siguiente de un
ejemplo de realización preferido que se deduce del dibujo.
En este caso:
La figura 1 muestra una vista inferior de un
contacto de puesta a tierra.
La figura 2 muestra una sección a lo largo de la
línea II en la figura 1, y
La figura 3 muestra una representación de detalle
del contacto de puesta a tierra según las figuras 1 y 2.
En las figuras se representan elementos
esenciales de un contacto de la corriente de retorno / corriente de
señales / de puesta a tierra, por medio de los cuales deben
transmitirse corrientes entre partes estacionarias de un vehículo
ferroviario y su eje giratorio. A tal fin, directa o indirectamente
desde un eje de giro no representado parte un disco de contacto 10,
que está constituido con preferencia de material de carbón o que lo
contiene, en cuyo disco de contacto se apoya un elemento de contacto
12, montado en el soporte de fijación que parte desde una parte
estacionaria del vehículo, que está constituido, en el ejemplo de
realización, en total, por seis escobillas de carbón 12, que
presentan una forma triangular, consideradas desde el disco de
contacto 10 y que están distanciadas entre sí por medio de
nervaduras de fijación o de separación 14. No obstante, a este
respecto se puede remitir también a instalaciones conocidas. Por
razones de simplicidad, a continuación de habla de escobillas de
carbón en lugar del elemento de contacto.
Como se deduce a partir de la representación en
sección según la figura 2, desde cada escobilla de carbón 12 parte
un cable de corriente como cordón de escobilla 16, que está fijado
de manera conductora de electricidad en un cilindro hueco 18 que se
designa como anillo de contacto, que puede ejercer al mismo tiempo
la función de un casquillo de cojinete. El anillo de contacto 18
puede estar fijado a continuación en una carcasa, que se conecta
con la parte estacionaria del vehículo. De la misma manera son
concebibles otras fijaciones o construcciones habituales.
Para asegurar que las escobillas de carbón 12 se
apoyan en la extensión necesaria y superficialmente sobre el disco
de contacto 10, las primeras deben ser impulsadas con presión. A
tal fin, según la invención, está prevista una instalación 22 que
se puede llenar con un medio de presión como líquido 20 y que
ejerce la función de un cojín, la cual presenta la estructura
siguiente.
La instalación 22 presenta una membrana superior
y una membrana inferior 24, 25. Las membranas 24, 26 están
distanciadas, por una parte, por medio de un anillo de soporte 28
y, por otra parte, están cerradas herméticamente hacia el exterior.
El volumen delimitado por las membranas 24 y 26 y por el anillo de
soporte 28 se puede llenar a continuación con el fluido 20.
Las membranas 24, 26 con el anillo de soporte 28
son recibidas y fijadas por un bastidor, formado por un anillo de
sujeción exterior 30 y por un anillo de sujeción interior 32, que
está recibido, por su parte, por el anillo de contacto 18.
El anillo de sujeción interior y el anillo de
sujeción exterior 30, 32 presentan en sección una forma de L,
extendiéndose las membranas 24, 26 y el anillo de soporte 28 entre
los brazos 34, 36, que se extienden a lo largo de las membranas 24,
26, del anillo de sujeción exterior y del anillo de sujeción
interior 30, 32.
Para llenar el espacio interior 38 delimitado por
las membranas 24, 26 y por el anillo de soporte 28, el bastidor
formado por los anillos de sujeción 30, 32, incluido el anillo de
soporte 28, están atravesados por un taladro 40, que se puede
cerrar, en el lado del espacio interior, por una bola 42 y, en el
lado exterior, por un tornillo como tornillo prisionero 44. De esta
manera, se forma una válvula de retención.
Sobre la membrana 24, que se encuentra alejada de
las escobillas de carbón, está apoyada una placa de presión 46,
sobre la que es impulsada con presión la instalación 22, por lo
tanto las membranas 24, 26 así como el fluido bloqueado dentro de
éstas, para presionar las escobillas de carbón 12, en la extensión
necesaria, sobre el disco de contacto y establecer un contacto
superficial.
Para que se pueda ejercer, a través de la placa
de presión 46, la acción de presión necesaria sobre las membranas
24, 26 y sobre el fluido 20, sobre la parte exterior de la placa de
presión 46 actúa un elemento de resorte en forma de un muelle
helicoidal 48, que está apoyado en un yugo 50, que parte desde el
anillo de contacto 18 y está conectado con éste por medio de
tornillos 52.
A través de la placa de presión 46 y el fluido
20, la membrana 26 experimenta la impulsión de presión necesaria,
que es transmitida sobre las escobillas de carbón 12.
Como fluido es especialmente adecuado un fluido
de alta compresibilidad, por lo tanto un fluido como especialmente
glicol. El fluido debería ser llenado en el volumen 38 sin
inclusiones de aire.
A través de la instalación 22 configurada en
forma de cojín se consigue una estructura generalmente compacta, de
manera que el contacto de puesta a tierra presenta un tamaño de
construcción reducido. Al mismo tiempo se consiguen ventajas de
peso. También en virtud de la estructura constructiva sencilla se
consigue una facilidad de mantenimiento alta.
Es evidente que no es necesario que la
instalación esté delimitada a ambos lados con una membrana. En su
lugar, es suficiente una membrana, que se apoya en el elemento de
contacto.
Claims (10)
1. Contacto de puesta a tierra para la
transmisión de corrientes entre partes fijas de un vehículo
ferroviario como locomotoras eléctricas,
Diesel-eléctricas, o vehículo de tracción o de
pasajeros y cuyo eje giratorio de la rueda comprende al menos un
elemento de contacto, como escobilla de carbón (12) impulsado con
presión en la dirección del eje de la rueda, que se apoya en una
superficie de contacto que parte directa o indirectamente desde el
eje de la rueda, que está constituida especialmente de material de
carbono o que lo contiene, caracterizado porque el al menos
un elemento de contacto (12) está impulsado con presión a través de
una instalación (22) lleva con un fluido (20) o un material apto
para fluir.
2. Contacto de puesta a tierra según la
reivindicación 1, caracterizado porque la instalación (22)
está delimitada en el lado del elemento de contacto por un elemento
flexible como membrana (26), que se apoya superficialmente en el
elemento de contacto como escobilla de carbón (12).
3. Contacto de puesta a tierra según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la instalación
(22) presenta una geometría en forma de disco con un lado inferior
constituido la mayoría de las veces por un elemento flexible (24,
26), especialmente con lado inferior y lado superior que están
constituidos por elementos flexibles.
4. Elemento de puesta a tierra según al menos una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
instalación (22) presenta un bastidor (30, 32) circundante, en forma
de U en la sección, en el que, en el lado interior, está dispuesto
un anillo de soporte (28), entre el cual y el bastidor están
fijados, tal como retenidos fijamente, elementos flexibles como
membranas (24, 26).
5. Elemento de puesta a tierra según al menos una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
sobre el elemento flexible, que se encuentra alejado del elemento
de contacto, como membrana (24) actúa un elemento de placas de
presión (46), que está impulsado con fuerza en la dirección de la
instalación (22), con preferencia por medio de tensión previa por
muelle.
6. Elemento de puesta a tierra según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el elemento de contacto es una escobilla de carbón (12), que está
constituida por segmentos con preferencia de forma triangular,
separados por medio de elementos distanciadores (14), considerados
desde la superficie de contacto (10), donde con preferencia todos
los elementos de contacto, que se apoyan en la superficie de
contacto, como escobillas de carbón o bien sus segmentos, están
impulsados con presión por una única instalación (22) llena con el
fluido o el material apto para fluir.
7. Elemento de puesta a tierra según al menos una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un
espacio (38), delimitado por los elementos flexibles (24, 26) y el
anillo de soporte (28), está lleno con el fluido (20) de alta
compresibilidad como glicol, aceite, arena, o lo contiene, donde
con preferencia el fluido está introducido libre de inclusión de
aire en el espacio que se puede llenar, dado el caso, a través de
una válvula de retención, especialmente el bastidor que delimita el
espacio presenta un orificio de llenado (40) que se puede cerrar,
en el lado interior, con una bola (42) y en el lado exterior con un
elemento de cierre como tornillo (44).
8. Elemento de puesta a tierra según al menos una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
bastidor está constituido por un anillo de sujeción (30) exterior
en forma de L en la sección y por un anillo de sujeción (32)
interior en forma de L en la sección, especialmente el bastidor
presenta una forma de copa abierta con membrana que se extiende a lo
largo de su orificio, que se puede fijar por medio de un anillo de
sujeción.
9. Elemento de puesta a tierra según al menos una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las
membranas (24, 26) están dispuestas de una manera sellada en la
periferia entre el anillo de soporte (28) y brazos (34, 36), que se
extienden a lo largo de las membranas, del anillo de sujeción
exterior e interior (30, 32), respectivamente.
10. Contacto de puesta a tierra para la
transmisión de corrientes entre partes fijas de un vehículo
ferroviario, especialmente de una locomotora eléctrica,
Diesel-eléctrica, o de un vehículo de tracción o de
pasajeros y cuyo eje giratorio de la rueda está constituido por al
menos un elemento de contacto (12), impulsado con presión en la
dirección del eje de la rueda, que se apoya en una superficie de
contacto que parte directa o indirectamente desde el eje de la
rueda, que está constituida especialmente de material de carbono o
que lo contiene, caracterizado porque
- -
- el al menos un elemento de contacto (12) está impulsado con presión a través de una instalación (22) en forma de disco, llena con un fluido (20) o un material apto para fluir,
- -
- la instalación (22) está delimitada en el lado del elemento de contacto por un elemento flexible (26), que se apoya superficialmente en el elemento de contacto (12),
- -
- sobre el lado de la instalación (22), que se encuentra alejado del elemento de contacto, actúa un elemento de placas de presión (46) impulsado en la dirección del elemento de contacto (12) por medio de tensión de muelle.
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