ES2217351T3 - Suspension para catenaria para vias de ferrocarril o similares. - Google Patents

Abstract

UNA INSTALACION DE ELECTRIFICACION AEREA PARA LINEAS FERREAS O SIMILARES QUE COMPRENDE AL MENOS UN CABLE ELECTRICO (9), EL DENOMINADO CABLE DE CONTACTO, PARA ACCIONAR UN MOTOR, CUYO CABLE SE EXTIENDE EN UNA POSICION PREDETERMINADA A LO LARGO DE LA LINEA FERREA Y QUEDA SUJETO POR UNA PLURALIDAD DE ELEMENTOS DE SUSPENSION (3) DISPUESTOS A INTERVALOS PREDETERMINADOS. LAS SUSPENSIONES (3) SE COMPONEN, AL MENOS PARCIALMENTE, DE UNAS ESTRUCTURAS METALICAS COMPLEJAS (4, 6, 7, 8) A MODO DE POLIGONO, Y SON SOPORTADAS POR UNOS POSTES LATERALES FIJOS (1) DE MODO QUE SALGAN DE LOS MISMOS. SEGUN LA INVENCION, EN AL MENOS ALGUNAS SECCIONES DE LA LINEA (B), LAS SUSPENSIONES TIENEN GEOMETRIAS IGUALES Y CONSTANTES, A SABER, LOS ELEMENTOS DE SUSPENSION (3) SON PARECIDOS EN UN SENTIDO GEOMETRICO, MIENTRAS QUE LA UNICA VARIABLE ES LA DIFERENTE EXTENSION TRANSVERSAL GENERAL DE LOS ELEMENTOS DE SUSPENSION (3) EN LOS DIFERENTES PUNTOS DE LA LINEA FERREA (B).

Description

Suspensión para catenaria para vías de ferrocarril o similares.

La presente invención se refiere a una instalación de catenaria electrificada para líneas de ferrocarril o similar del tipo que comprende al menos un cable de contacto, que está destinado a hacer contacto con los pantógrafos, extendiéndose dicho cable de contacto a lo largo de la línea del ferrocarril, preferiblemente por encima de sus vías y siendo soportado por una pluralidad de elementos de suspensión dispuestos a intervalos predeterminados a largo de la vía férrea y estando compuestos dichos elementos de suspensión, al menos parcialmente, de estructuras metálicas sustentadas por soportes laterales fijos y sobresaliendo de los mismos, y consistiendo los elementos de suspensión de elementos metálicos alargados conectados entre sí de una manera fija y/o articulada.

El documento US 1.653.855 da a conocer una instalación de catenaria electrificada del tipo antes citado y según el preámbulo de la primera reivindicación. Esta instalación comprende una estructura de soporte del cable de contacto que posee un brazo que sobresale en dirección ascendente, medios para soportar un cable de contacto desde dicho brazo, una barra estabilizadora para soportar lateralmente el cable de contacto desde el brazo y medios para montar de manera regulable la barra estabilizadora sobre el brazo que sobresale en dirección ascendente. Los citados medios comprenden un miembro portador asegurado de manera regulable al brazo que sobresale en dirección ascendente, un miembro de sujeción que sobresale en dirección descendente, montado en el miembro portador para el movimiento de oscilación en el plano del brazo que sobresale en dirección ascendente y un montaje pivotante para el brazo estabilizador, que es regulable longitudinalmente en el miembro que sobresale en dirección descendente.

La realización de instalaciones de catenaria electrificada, aparte de encontrarse con las dificultades que surgen a raíz de problemas eléctricos, y de los tipos de materiales utilizados para asegurar la mejor funcionalidad y una vida y seguridad suficientes, implica asimismo problemas de realización típicos, provenientes de la necesidad de realizar tanto adquisiciones de material como montajes rápidos y baratos.

Las suspensiones se montan generalmente en obra, y sus geometrías han de ser adaptadas a la posición del cable de contacto con respecto a la vía de la línea de ferrocarril. Actualmente, estas geometrías se modifican de acuerdo con necesidades locales, es decir, de acuerdo con la posición local de las suspensiones respecto de la vía. Esto requiere un número considerable de partes diferentes, y por ello una mayor atención por parte del equipo de montaje para tener en cuenta las diferentes geometrías.

Las configuraciones cambiantes de los elementos de suspensión no se deben sólo a las diferentes distancias posibles a la vía de sus soportes fijos, sino también de manera especial a la necesaria sobreelevación del lado exterior de la vía respecto del lado interior en las curvas, lo cual hace que el punto central del pantógrafo se encuentre trasladado de manera transversal con respecto a la vertical que pasa por la proyección del eje de la vía.

La invención está destinada a dar a conocer una instalación de catenaria electrificada para vías férreas o similares, del tipo anteriormente descrito que, gracias a recursos simples y baratos, supone una reducción de los costes de planificación e ingeniería, de los costes de adquisición de materiales y de los costes de instalación, aparte de instalación y procedimientos de montaje más rápidos.

La invención consigue los objetivos antes citados disponiendo una instalación de catenaria electrificada de acuerdo con el preámbulo de la primera reivindicación y en la cual, por lo menos en algunos tramos de la línea, para cualquier punto de la extensión de los cables de contacto y de la vía férrea, los elementos de suspensión tienen geometrías constantes similares, mientras que lo único variable es la distinta extensión transversal total de los elementos de suspensión en los distintos puntos de la vía férrea.

Como punto de referencia para la realización geométrica de la suspensión se toma el punto en el que se va a posicionar el cable de contacto, de acuerdo con la elección del proyectista, sobre el plano vertical, transversalmente a la vía sobre la que se extiende cada elemento de suspensión.

Dado que el cable de contacto avanza siguiendo una línea poligonal y pasa de una suspensión a otra de un recorrido ideal predeterminado, la presente invención dispone que únicamente los dos elementos principales de la suspensión que soporta el cable de contacto, sean variables, manteniendo el resto de los elementos de suspensión la misma geometría.

Con referencia a una realización de los elementos de suspensión que comprende un anclaje superior en forma de una barra rígida que es sustentada por el soporte y por un puntal, de manera tal que sobresalga y oscile respecto del primero, teniendo dicho puntal también forma de una barra rígida y emergiendo de otro punto del soporte con su extremo libre convergiendo sensiblemente hacia el extremo libre del anclaje, de manera que se forme un triángulo rectángulo con ángulos constantes, así como las llamadas bridas de polígono para el cable de contacto y los brazos de polígono asociados a los mismos y conectados en un lado a la brida de polígono y en el otro al cable de contacto, en cualquier punto de al menos un tramo parcial de la línea, no se dispone ningún cambio del ángulo entre la barra de anclaje y el puntal, ni de la posición de la brida de polígono y de los brazos de polígono, por cuanto la adaptación a las diferentes condiciones se consigue haciendo tanto la barra de anclaje como el puntal más largos o más cortos por el extremo para conexión con el soporte fijo.

Además, aparte del citado cambio de longitud, la posición de la brida de polígono con respecto al extremo de la suspensión es tal que el primero está fijado al puntal en la misma posición para los dos tipos de puntos tope de inversión de la progresión en zigzag del cable de contacto, siendo ambas configuraciones referidas en lenguaje habitual como estirada y comprimida.

Las ventajas de la invención son obvias a partir de la anterior descripción: las configuraciones y con ello los procedimientos de montaje son los mismos en cualquier punto de la línea, mientras que lo único que cambia es la longitud de las barras de anclaje y de los puntales. Esto resulta particularmente ventajoso cuando los elementos de suspensión están hechos de barras conectadas entre sí de manera rígida o articulada, mediante acoplamiento o medios de unión roscada o mediante unión por apriete o similar. En este caso, las barras sólo han de ser cortadas en obra a las longitudes predeterminadas antes de aplicar accesorios finales o medios de conexión a las mimas.

La configuración geométrica de la suspensión es definida de manera teórica durante el diseño, restringiendo las posibles variables a las longitudes de la barra de anclaje y del puntal y a la posición, diferente pero constante en sí misma, de las suspensiones según las configuraciones de polígono estirada y comprimida. En estas dos configuraciones, sin embargo, únicamente la posición de la brida de polígono y su conexión al puntal cambian, el resto de las características son de todos modos idénticas para cada configuración.

En cuanto a la fabricación de los elementos de suspensión, pueden realizarse de metal, por ejemplo aluminio, o similar.

Mejoras adicionales a la presente invención formarán el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Las características de la invención y las ventajas derivadas de la misma resultarán más aparentes de la siguiente descripción de un ejemplo no limitativo, ilustrado en las figuras adjuntas, en las que:

La figura 1 es una planta superior de un tramo de una vía férrea con una instalación de electrificación dotada de suspensiones según la invención.

Las figuras 2 y 3 son vistas laterales a mayor escala de la suspensión según las dos configuraciones.

Las figuras 4 y 5 muestran una sección transversal de una vía férrea con respecto de un plano vertical en la que se desarrolla una suspensión para las dos configuraciones de polígono comprimida y estirada, respectivamente.

Las figuras 6 y 7 muestran, como en las figuras precedentes, las dos configuraciones comprimida y estirada de una suspensión en una curva.

Las figuras 8 y 9 muestran asimismo las configuraciones comprimida y estirada según las figuras precedentes, en un tramo recto y en un tramo curvo, ambas en la misma figura.

De acuerdo con las figuras, una instalación de catenaria electrificada para una vía férrea comprende una pluralidad de soportes fijos (1), distribuidos a lo largo de la línea. Estos soportes pueden ser postes, muros u otros soportes fijos no únicamente verticales, tal como puentes o estructuras abovedadas, o similar.

Cada soporte fijo (1) soporta un elemento de suspensión indicado de manera global con el numeral (3), que se extiende por encima y sobresale de la vía (B), y que se desarrolla de una forma sensiblemente triangular sobre un plano vertical y perpendicular al eje de la vía, referida como (A). La suspensión está compuesta de una barra de anclaje superior (4), con un cable (5) fijado a la misma, denominado cable portador, estando conectada dicha barra de anclaje (4) en su extremo libre, asociado con el cable portador, a otro elemento alargado, denominado puntal (6), el cual está inclinado en dirección descendente hacia el soporte fijo (1) formando un ángulo predeterminado con la barra de anclaje (4), que es esencialmente horizontal. La barra de anclaje(4) y el puntal (6) están conectados por sus extremos divergentes a puntos verticalmente alineados del soporte fijo (1), preferible y generalmente de manera tal que puedan oscilar alrededor de un eje vertical común.

En una posición predeterminada, el puntal (6) soporta una estructura con forma de polígono, que se proyecta hacia abajo y consiste en barras conectadas entre sí, denominada brida de polígono. Este último está marcado en conjunto con el número (7) y el mismo soporta en proyección otra barra (8), denominada brazo de polígono, cuyo extremo libre está conectado al cable eléctrico (9), diseñado para hacer contacto con los medios de contacto deslizante de la locomotora.

En cuanto a las figuras 4 y 5, en vía recta, la suspensión está configurada de manera tal que el cable portador(5) está alineado verticalmente con el eje longitudinal intermedio de la vía, mientras que el cable de contacto(9) situado al final del brazo es conducido por un recorrido poligonal, siendo desplazado de manera lateral respecto del plano vertical longitudinal que contiene el cable, alternativa y generalmente en la misma medida, tanto por un lado como por el otro de dicho plano vertical y longitudinal. De esta manera, el cable de contacto no interactúa con un único punto de los medios de contacto deslizantes de la locomotora, previniendo un desgaste prematuro de los mismos.

Esta progresión poligonal se consigue disponiendo dos tipos de configuraciones para las suspensiones, que permanecen constantes: la llamada configuración comprimida en la cual el cable de contacto se desplaza hacia el soporte fijo (1) y la configuración estirada en la cual el cable de contacto (9) se desplaza lateralmente en una dirección opuesta al soporte fijo (1).

Las dos configuraciones, estirada y comprimida, difieren únicamente en la posición de la brida de polígono (7) y su conexión con el puntal (6), mientras que el resto de la suspensión es idéntica para ambos elementos de suspensión. En los tramos curvos de la vía férrea, como se muestra en las figuras 6 a 9, la vía (B) tiene el lado exterior (12) sobreelevado respecto del lado interno hasta una cierta altura. En estas condiciones, la locomotora (13) se inclina lateralmente en la misma medida que la sobreelevación, y por lo tanto el punto de contacto, o, más exactamente, la banda de contacto de los medios para contacto (113) deslizante con el cable de contacto queda en una posición desplazada lateralmente hacia el lado interior de la curva, en comparación con la posición tomada en los tramos rectos. Por ello, en las curvas, el eje longitudinal intermedio alrededor del cual se extiende el camino poligonal del cable de contacto (9) debe ser trasladado convenientemente, hacia el lado interior de la curva de manera tal que interactúe nuevamente con la banda central de los medios de contacto deslizante de la locomotora. También el cable portador, que está alineado verticalmente con el eje longitudinal intermedio del camino poligonal del cable de contacto, es desplazado hacia el lado interior de la curva en la misma medida que el cable de contacto. Como muestran de manera evidente las figuras 6 y 7, y en particular las figuras 8 y 9, este desplazamiento se consigue simplemente realizando la barra de anclaje (4') y el puntal (6') de los elementos de suspensión convenientemente más cortos en las secciones curvas. El resto de la geometría de las dos configuraciones, comprimida y estirada, de los elementos de suspensión permanecen sin cambios, de una manera perfectamente congruente o al menos en una relación de similitud en sentido geométrico. Los elementos sin cambios son, por lo tanto, el ángulo entre la barra de anclaje y el puntal, las bridas de polígono y los brazos de polígono, así como las posiciones relativas entre el cable de contacto y el cable portador.

En las figuras 6 a 9, las partes de la suspensión están indicadas como (4'), (6'), (7'), (8') y el cable portador y el cable de contacto como (5') y (9').

Mediante esta disposición, los procedimientos de montaje resultan notablemente más simples y rápidos, y se obtiene un considerable ahorro en lo referente a la adquisición de materiales y a los costes.

En una realización de los elementos de suspensión que dispone elementos longitudinales para las barras de anclaje y puntales conectados mediante abrazaderas u otros tipos de uniones y una pluralidad de barras de un tamaño predeterminado para la realización de las barras fijas del polígono, los cambios de realización son únicamente las barras de anclaje y puntales de mayor o menor tamaño, mientras que los medios de fijación mutua, los elementos de fijación a los soportes laterales (1), las abrazaderas de polígono y los brazos de polígono permanecen iguales, así como los puntos de unión de los medios para la unión de la barra de anclaje y el puntal, de los medios de conexión al cable portador, de los medios de conexión al cable de contacto y de las bridas de polígono al resto de la suspensión.

Las barras de anclaje y los puntales son cortados preferiblemente al tamaño de barras preformadas hechas del material seleccionado, quedando fijados a las mismas los medios para la conexión mutua y los medios para sujetar el cable portador y el cable de contacto.

Naturalmente, la invención no se limita a las realizaciones anteriormente descritas e ilustradas en esta memoria, sino que pueden ser variadas ampliamente, de manera particular en lo referente a su realización. Por ello, por ejemplo, los soportes laterales de los elementos de suspensión pueden ser de cualquier tipo, y tanto los elementos, como su realización, pueden ser también de cualquier tipo. En particular, los soportes fijos de los elementos de suspensión pueden consistir en barras verticales o sensiblemente verticales, las cuales se fijan colgando de estructuras tipo puente o bóvedas de túnel o similar, o pueden consistir en bastidores con un elemento vertical en los mismos, fijado de manera permanente al mismo y que sobresalen de paredes naturales. Todo ello sin salir del principio rector descrito anteriormente y que se reivindica a continuación.

Claims (7)

1. Instalación de catenaria electrificada para vías férreas o similares, del tipo que comprende al menos un cable de contacto (9), el cual está diseñado para hacer contacto con pantógrafos, extendiéndose dicho cable de contacto (9) a lo largo de las vías férrea, preferiblemente por encima de las vías, y estando sostenido por una pluralidad de elementos de suspensión (3) dispuestos a intervalos predeterminados a lo largo de la vía férrea, estando dichos elementos de suspensión (3) compuestos por estructuras metálicas (4, 6, 7, 8), sujetas por soportes laterales fijos (1), que sobresalen de los mismos, y consistiendo dichos elementos de suspensión (3) en elementos metálicos alargados (4, 6, 7, 8) conectados entre sí de manera articulada y/o fija, caracterizada porque al menos en un tramo de la línea (B), por cualquier punto de la extensión de los cables de contacto (9) y de la vía férrea, los elementos de suspensión (3) tienen geometrías constantes similares, mientras que lo único variable es la diferente extensión transversal total de los elementos de suspensión (3) en los diferentes puntos de la vía férrea (B).

2. Instalación, según la reivindicación 1, caracterizada porque el punto de referencia para la realización geométrica de la suspensión se hace corresponder con el punto en el cual se ha de posicionar el cable de contacto, sobre el plano vertical, transversal a la vía en la que cada suspensión se extiende, es decir, el punto de intersección entre el cable de contacto (9) y el plano vertical transversal a la vía (B) en el que cada elemento de suspensión (3) se extiende y, en relación a la posición de los medios de contacto deslizantes (113) de las locomotoras (13), sobre dicha sección de la vía (B).

3. Instalación, según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el cable de contacto (9) avanza siguiendo una línea poligonal, esto es, en un avance en zigzag, de manera simétrica respecto del eje longitudinal intermedio de dicho avance, el cual coincide con un punto predeterminado de los medios de contacto deslizantes (113) de las locomotoras (13), preferiblemente con su centro, disponiéndose dos configuraciones alternativas de los elementos de suspensión (3) que sujetan el cable de contacto (9), alternativamente en un lado y el otro del eje longitudinal de dicho cable (9), siendo las suspensiones de cada una de las dos configuraciones al menos geométricamente similares.

4. Instalación, según la reivindicación 3, caracterizada porque las suspensiones de las dos configuraciones tienen al menos una parte que es idéntica o al menos similar en sentido geométrico.

5. Instalación, según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de suspensión (3) consisten en un anclaje superior (4), en forma de una barra rígida, sustentado por el soporte (1) y por un puntal, de manera tal que sobresalga y oscile respecto del mismo, teniendo dicho puntal asimismo forma de barra rígida, y emergiendo desde otro punto del soporte (1) con su extremo libre convergiendo sensiblemente hacia el extremo libre del anclaje (4), de tal manera que formen un triángulo rectángulo con ángulos constantes, así como las denominadas bridas de polígono (7) para el cable de contacto (9) y los vástagos de polígono (8) asociados al mismo y conectados en un lado a la brida de polígono y en el otro al cable de contacto, y consistiendo dicha brida de polígono (7) en al menos dos elementos similares a una barra, unidos en una posición predeterminada al puntal (6), siendo dotados en cualquier punto de al menos un tramo parcial de la vía férrea (B), en el que se dispone un elemento de soporte (3), sin cambio del ángulo entre la barra de anclaje (4) y el puntal (6), ni de la posición de la brida de polígono de sujeción (7) y de los brazos del polígono (9), en tanto que la adaptación a las diferentes condiciones se consigue haciendo tanto la barra de anclaje (1) como el puntal (6) más largos o cortos por el extremo de conexión con el soporte fijo (1).

6. Instalación, según la reivindicación 5, caracterizada porque, aparte del citado cambio de longitud, la posición de la brida de polígono (7) y del vástago del polígono (8) con respecto al extremo del elemento de suspensión (3), es decir, del puntal (6) y/o de la barra de anclaje (4), es siempre la misma para cada una de los dos configuraciones, estirada y comprimida.

7. Instalación, según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las dos configuraciones del elemento de suspensión (3) difieren únicamente en lo referente a la configuración de las bridas y de las conexiones de los mismos con el puntal (6), mientras que, en iguales condiciones de posicionamiento respecto a un tramo curvo, con igual sobreelevación de la vía de la línea férrea (B) o en tramos rectos de la misma, la barra de anclaje (4) y el puntal (6) son iguales en longitud y contienen el mismo ángulo.