ES2939474T3 - Dispositivo de descenso rápido para pantógrafo, pantógrafo equipado así, procedimiento de puesta en práctica y procedimiento de mejora de un pantógrafo de este tipo - Google Patents

Abstract

Este dispositivo de descenso rápido (1) comprende una válvula (20) que comprende dos cámaras (22, 24), al menos una tira de fricción (10, 12) fijada al cuerpo de la proa del pantógrafo, destinada a entrar en contacto con el catenaria y equipada con un circuito de detección de degradación (11, 13), al menos una tubería de suministro de fluido (44) a la cámara principal de la válvula, al menos una tubería de suministro (30, 32) destinada a suministrar este fluido a la cámara piloto de la válvula, así como al menos una línea de control (14) que se extiende desde la cámara piloto (22) de la válvula, para alimentar un circuito de detección respectivo (10, 12). Según la invención, este dispositivo de bajada rápida comprende unos medios (40) de bloqueo temporal del suministro de fluido a la cámara principal, que aseguran de forma fiable la subida inicial del pantógrafo hasta su contacto con la catenaria. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de descenso rápido para pantógrafo, pantógrafo equipado así, procedimiento de puesta en práctica y procedimiento de mejora de un pantógrafo de este tipo

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de los pantógrafos, en particular, para un vehículo ferroviario. En primer lugar, tiene por objeto un dispositivo de descenso rápido, destinado a equipar un pantógrafo, así como un pantógrafo equipado con un dispositivo de descenso rápido de este tipo. Igualmente, tiene por objeto un procedimiento de puesta en práctica de un pantógrafo de este tipo, así como un procedimiento de mejora de un pantógrafo de este tipo por medio de este dispositivo de descenso rápido.

Antecedentes tecnológicos

De manera habitual, un pantógrafo comprende, en primer lugar, un armazón que permite su fijación sobre la carrocería de un vehículo, en particular, de tipo ferroviario. Este armazón soporta un brazo articulado, cuyo extremo superior recibe un arco destinado a entrar en contacto con la catenaria de alimentación. Por consiguiente, este pantógrafo garantiza el contacto eléctrico entre la unidad de tracción, por ejemplo, la locomotora, y la catenaria anteriormente mencionada.

Se concibe que, a medida que se pone en funcionamiento el vehículo, el contacto eléctrico tiene tendencia a provocar un desgaste de los elementos mecánicos en contacto mutuo. Igualmente, se concibe que resulta primordial evitar un desgaste de la catenaria durante un contacto de este tipo. Por consiguiente, se conoce dotar el pantógrafo de al menos una banda de rozamiento, que está fijada sobre el arco, de manera que entra en contacto con la catenaria. Por tanto, esta banda de rozamiento, que se realiza de un material conductor menos duro que el que constituye la catenaria, permite recoger la corriente eléctrica procedente de esta catenaria, sin por ello dañar esta última.

Esta banda de rozamiento está habitualmente integrada en un dispositivo denominado de descenso rápido, tal como al que hace referencia la invención. Teniendo esto en cuenta, esta banda está provista de un circuito, que permite detectar la degradación de esta banda. Este circuito de detección se alimenta por medio de un fluido, que, normalmente, es aire comprimido. Por otro lado, está prevista una válvula, que comprende una cámara principal y una cámara piloto separadas por una membrana, en donde está dispuesto un agujero calibrado.

En funcionamiento, esta válvula presenta varias funciones. Interviene, en primer lugar, en la fase de subida inicial del pantógrafo, desde su posición bajada contra la carrocería del vehículo, hacia su posición levantada en contacto con la catenaria. Durante esta fase de subida, una unidad neumática, colocada en la carrocería del vehículo, suministra aire comprimido a un elemento de despliegue del brazo articulado, que, normalmente, es un cojín. La línea de suministro, que une esta unidad y este cojín, posee una derivación que permite la alimentación de la cámara principal de la válvula. Durante esta fase, se admite el aire comprimido a nivel de la cámara principal, después pasa por el agujero calibrado de la membrana.

Este aire alimenta, entonces, la cámara piloto de la válvula, después los circuitos de detección de degradación de las bandas de rozamiento, mediante un conducto de monitorización.

En ausencia de detección de avería, la presión en la cámara piloto se aplica sobre una cara de la membrana, cuya superficie es más importante que la de la cara opuesta sobre la cual se aplica la presión de la cámara principal. Como resultado, el esfuerzo aplicado sobre la membrana en la cámara piloto, es superior al aplicado sobre la membrana en la cámara principal. Por consiguiente, la membrana obtura la salida de la cámara principal, que está al aire libre. En el caso en que se produce un escape a nivel de un circuito de detección de degradación de una banda de rozamiento, correspondiente a un desgaste crítico de esta última, la presión en la cámara piloto de la válvula disminuye bruscamente, de manera que se alcanza un valor próximo a la presión atmosférica.

Por consiguiente, se establece una diferencia de presiones significativa entre esta cámara piloto y la cámara principal, que induce una fuerza resultante que tiende a deformar la membrana, que ya no obtura la salida de la cámara principal. Al estar la cámara principal conectada al cojín de despliegue, este último también se encuentra, entonces, puesto a la presión atmosférica, lo cual provoca un descenso sustancialmente inmediato del pantógrafo. Por consiguiente, se evita cualquier riesgo de daño de la catenaria.

El uso de la válvula, tal como se describió anteriormente, presenta, en teoría, ventajas notables. En efecto, por lo menos en funcionamiento normal, esta válvula está en condiciones de cumplir varias funciones distintas, al tiempo que se beneficia de una estructura sencilla y, por consiguiente, de un precio de coste reducido. No obstante, en la práctica, esta válvula se ve sometida a ciertos fallos, que lo más a menudo son de tipo aleatorio.

En particular, se ha constatado que no siempre permite garantizar la función de subida inicial del brazo articulado, que permite colocar el pantógrafo en contacto con la catenaria. Esta aparición es particularmente perjudicial para el correcto funcionamiento de la red ferroviaria. En efecto, implica una parada del tren, que viene acompañada de un retraso que puede ser significativo.

Los documentos GB1374972A y WO2015112174A1 divulgan dispositivos de descenso rápido para pantógrafo.

Teniendo en cuenta lo anterior, la invención tiene como objetivo remediar al menos algunos inconvenientes de la técnica anterior presentada anteriormente.

En esencia, tiene como objetivo proponer un dispositivo de descenso rápido para pantógrafo, que sea susceptible de cumplir las diferentes funciones que se le asignan.

En particular, tiene como objetivo proponer un dispositivo de este tipo que permita garantizar, de manera perfectamente fiable, la subida del brazo articulado, de manera que se ponga en contacto eléctrico el pantógrafo con la catenaria.

La invención tiene como objetivo, igualmente, proponer un dispositivo de este tipo, cuya estructura mecánica no sea significativamente más compleja que la de los dispositivos anteriores, de manera que se conserve un precio de coste razonable.

Finalmente, tiene como objetivo proponer un dispositivo de este tipo que pueda instalarse en un pantógrafo de primer equipamiento, o bien que pueda alternativamente sustituir a un dispositivo de descenso rápido ya colocado en un pantógrafo en funcionamiento.

Objetos de la invención

Al menos uno de los objetivos anteriores se logra por medio de un primer objeto de la invención, que es un dispositivo de descenso rápido para pantógrafo, según la reivindicación 1 adjunta.

Otras características ventajosas de este dispositivo de descenso rápido constituyen el objeto de las reivindicaciones 2 a 10 adjuntas:

Un segundo objeto de la invención es un pantógrafo según la reivindicación 11 adjunta.

Un tercer objeto de la invención es un procedimiento de puesta en práctica de un pantógrafo tal como el anterior, según la reivindicación 12 adjunta.

Un cuarto objeto de la invención es un procedimiento de mejora de un pantógrafo, según la reivindicación 13 adjunta.

Un quinto objeto de la invención es un vehículo ferroviario según la reivindicación 14 adjunta.

Es mérito del solicitante haber identificado los inconvenientes, asociados a la puesta en práctica de la técnica anterior citada anteriormente. En esencia, el solicitante ha puesto de relieve que, en el estado de la técnica, los fallos aleatorios de la válvula proceden esencialmente del hecho de que la posición de la membrana es inestable durante la fase teórica de subida del pantógrafo. En particular, esta membrana tiene tendencia a desprenderse con respecto al asiento, que está colocado en la salida de la cámara principal. Este fenómeno se ve más o menos acentuado, concretamente debido a la temperatura exterior, al desgaste de la membrana, o incluso a la obstrucción del agujero calibrado dispuesto en esta membrana. Cuando este efecto es demasiado significativo, la cantidad de aire que se escapa de la válvula se vuelve demasiado alta.

Por consiguiente, la cantidad de aire que pasa a través del agujero calibrado de la membrana, ya no es suficiente, de manera que se aumenta la presión en la cámara piloto, con vistas a volver a adherir la membrana sobre el asiento anteriormente mencionado. Por consiguiente, a la vez las bandas de rozamiento, así como el cojín de despliegue, se ponen a una presión netamente inferior a la necesaria, para garantizar la subida correcta del pantógrafo. Esto conduce a un fallo considerable, ya que este pantógrafo no puede cumplir su función principal de recogida de la corriente, lo cual implica la parada del tren.

Por el contrario, la invención prevé medios que permiten bloquear, de manera temporal, la alimentación con fluido de la cámara principal perteneciente a la válvula. Teniendo en cuenta que la cámara principal ya no está alimentada con fluido, el fluido admitido en el cojín de despliegue ya no puede escaparse por la válvula. En estas condiciones, este cojín de despliegue se encuentra alimentado con fluido comprimido a una presión apropiada, con vistas a una subida correcta del pantógrafo.

Se observará que estos medios de bloqueo son de naturaleza temporal, a saber, que pueden desactivarse de manera que la válvula pueda cumplir el conjunto de las funciones que se le confieren. En particular, una vez que la cámara principal se alimenta de nuevo con fluido comprimido, el funcionamiento del dispositivo de descenso rápido según la invención, es sustancialmente análogo al de los dispositivos de la técnica anterior.

Descripción de las figuras

A continuación, va a describirse la invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, facilitados únicamente a modo de ejemplos no limitativos, en donde:

La Figura 1 es un diagrama neumático que ilustra, en el estado estático, los diferentes elementos que constituyen un dispositivo de descenso rápido, según un primer modo de realización de la invención, que está montado en un pantógrafo de un vehículo ferroviario.

La Figura 2 es una vista de perfil que ilustra, en el estado dinámico, la circulación de aire comprimido en el dispositivo de descenso rápido, durante la subida inicial del pantógrafo.

La Figura 3 es una vista de perfil análoga a la Figura 2, que ilustra la circulación de aire comprimido en el dispositivo de descenso rápido, en el contexto de un funcionamiento normal del pantógrafo.

La Figura 4 es una vista de perfil análoga a la Figura 2, que ilustra la circulación de aire comprimido en el dispositivo de descenso rápido, durante una retirada de emergencia del pantógrafo.

La Figura 5 es una vista de perfil análoga a la Figura 2, que ilustra la circulación de aire comprimido en el dispositivo de descenso rápido, una vez que se ha vuelto a bajar completamente el pantógrafo.

La Figura 6 es un diagrama neumático análogo a la Figura 1, que ilustra un dispositivo de descenso rápido, según un segundo modo de realización de la invención.

La Figura 7 es un diagrama neumático análogo a la Figura 1, que ilustra un dispositivo de descenso rápido, según un tercer modo de realización de la invención.

La Figura 8 es un diagrama neumático análogo a la Figura 1, que ilustra un dispositivo de descenso rápido, según un cuarto modo de realización de la invención.

Descripción detallada

Las Figuras 1 y 2 ilustran, en forma, respectivamente, de un diagrama neumático y de una vista mecánica, un dispositivo de descenso rápido, según la invención, que se designa en su conjunto, mediante la referencia 1, en la Figura 1. Este dispositivo equipa un pantógrafo 210, descrito más en detalle a continuación, que pertenece a un vehículo ferroviario 200, representado de manera esquemática en la Figura 2.

Este vehículo 200 es de tipo clásico, de modo que, en esta Figura 2, únicamente se ha ilustrado su carrocería 202, de manera parcial, así como su techo 204. Este vehículo está equipado, además, de manera conocida, de una unidad 206 de suministro de un fluido, concretamente de aire comprimido, así como de una línea principal 208, denominada de suministro. Este vehículo ferroviario 200 está diseñado para circular sobre una vía ferroviaria no representada, por encima de la cual se extiende una catenaria 209. Esta última, que se representa de manera parcial, garantiza, de manera clásica, el paso de una corriente eléctrica de alimentación.

La Figura 2 ilustra, igualmente, de manera esquemática, el pantógrafo 210 anteriormente mencionado, que está montado en el vehículo 200. Este pantógrafo está diseñado para captar la corriente eléctrica de alimentación de la catenaria 209 y, por consiguiente, alimentar eléctricamente el vehículo ferroviario 200. Este pantógrafo es, igualmente, de tipo conocido en sí mismo, de modo que no se describirá en detalle. En primer lugar, comprende un armazón 212, montado en el techo del vehículo, así como un arco 214 destinado a entrar en contacto con la catenaria 209.

Un brazo articulado 216, que une el armazón y el arco, puede moverse entre una posición replegada, en donde se sitúa en las inmediaciones del techo, así como una posición desplegada, en donde garantiza el contacto del arco y de la catenaria. La puesta en movimiento del brazo 216 se garantiza por un elemento de despliegue, que, normalmente, es un cojín 218. Este último se alimenta, de manera neumática, por la línea 220 de alimentación, que se extiende a partir de la línea principal 208 anterior.

El dispositivo 1 de descenso rápido, según la invención, comprende esencialmente, en primer lugar, al menos una banda de rozamiento, una válvula principal, un distribuidor principal, un distribuidor intermedio y una cámara de reserva. Este dispositivo 1 comprende, además, diferentes conductos que permiten la admisión de aire comprimido desde la unidad 206, así como la circulación de aire comprimido entre los elementos mecánicos anteriores. En la Figura 1, a todos los elementos mecánicos que pertenecen a este dispositivo, se les asignan referencias numéricas estrictamente inferiores al número 100.

En el presente ejemplo de realización, están previstas dos bandas 10 y 12 de rozamiento idénticas. No obstante, a modo de variante, el dispositivo 1 puede estar equipado por medio de un número diferente de estas bandas, en particular, con una única banda de rozamiento. Cada banda 10 y 12, que es de tipo conocido en sí mismo, está, concretamente, equipada con un circuito 11 y 13 respectivo, denominado de detección de desgaste, mostrado de manera esquemática. El circuito de detección de desgaste está, generalmente, constituido por un tubo que atraviesa la banda de rozamiento, en el sentido de su longitud. La ruptura de este tubo o su perforación son la indicación de una banda desgastada o rota.

De manera clásica, uno de los dos extremos del circuito 11 de detección se alimenta por un conducto 14, denominado de monitorización. En el conjunto de las Figuras 2 a 5, este conducto 14 se representa a distancia del brazo 216 del pantógrafo, por motivos de claridad. Sin embargo, en la práctica, este conducto está ventajosamente fijado a lo largo de este brazo 216, de manera que se adapta a las variaciones de altitud del pantógrafo. Por otro lado, el circuito 13 de detección, colocado aguas abajo del circuito 11, se alimenta con fluido a partir del otro extremo del circuito 11, mediante un conducto 16 de unión. El otro extremo del circuito 13 está obturado. Cada banda 10 y 12 de rozamiento es adecuada para fijarse sobre el cuerpo del arco 214, mediante cualesquiera medios apropiados.

La válvula principal 20 comprende dos cámaras, a saber, respectivamente, una cámara principal 24 y una cámara 22 denominada piloto, que están separadas por una membrana 25. La cámara principal 24 está provista de un orificio 21 de entrada, así como de un orificio 50 de salida, mientras que la cámara piloto 22 está provista de un orificio 27 denominado piloto. Como se verá a continuación, la membrana 25 posee una primera posición funcional, denominada cerrada, en donde obtura el orificio de salida, así como una segunda posición funcional, denominada abierta, en donde no obtura este orificio. En particular, en esta primera posición funcional, la válvula descansa sobre un asiento 29, previsto en las inmediaciones de la salida de la cámara principal 24.

Debe observarse que, a diferencia de las válvulas conocidas en el estado de la técnica, la membrana 25 de la válvula según el primer modo de realización de la invención, carece de orificio calibrado. Se indica, por otro lado, como 28 el conducto piloto, que permite el suministro de aire comprimido en la cámara piloto 22. Este conducto 28 está conectado al conducto 14 de monitorización anterior. De manera ventajosa, las secciones respectivas de estos conductos 14 y 28 son idénticas, lo cual asegura una mayor simplicidad de fabricación, así como una reducción de los costes.

Estos conductos 14 y 28 se ponen en comunicación, en primer lugar, con un conducto derivado 30, que se extiende a partir de un conducto 18 principal de admisión, que se extiende desde la línea 208, en paralelo con la línea 220 de alimentación. Por otro lado, estos conductos 14 y 28 se ponen en comunicación con un conducto 32 de alimentación, denominado provisional, colocado en paralelo con el conducto derivado 30.

Este conducto derivado 30 está equipado con una restricción 34, de modo que su sección de paso está calibrada, al tiempo que es netamente inferior a la de los conductos 18 y 14. Por otro lado, el conducto 32 presenta ventajosamente una sección muy superior a la restricción 34, de manera que se garantiza un aumento eficaz de la presión en la cámara piloto, durante la fase inicial, como se verá más en detalle a continuación. Además, igualmente, de manera ventajosa, la sección del conducto 32 es inferior a la del conducto 44 descrito a continuación, concretamente por motivos de costes.

El conducto secundario 32 se extiende, en su extremo aguas arriba, a partir de una primera salida del distribuidor principal 40. De manera conocida en sí misma, como se muestra concretamente en la Figura 1, este distribuidor 40 comprende una corredera 41 montada deslizante contra un resorte 43. La entrada de este distribuidor está formada por el extremo aguas abajo de un conducto 42 de unión, que se extiende a partir del conducto 18 de admisión mencionado anteriormente, presentando ventajosamente la misma sección. La otra salida del distribuidor 40 está formada por el extremo aguas arriba de un conducto 44 que permite la alimentación de la cámara principal 24 de la válvula, mediante su orificio 21 de entrada. Finalmente, este distribuidor 40 comprende un conducto 54 de control, que va a detallarse a continuación. De manera clásica, en función de la presión del fluido en este conducto de control, la corredera 41 es susceptible de adoptar dos posiciones funcionales. Esta corredera garantiza, así, la puesta en comunicación selectiva entre, por un lado, el conducto 42 de unión y, por otro lado, o bien el conducto secundario 32 o bien el conducto 44 de alimentación de la cámara principal 24.

El conducto 44 presenta una sección muy superior a la del conducto 32, descrito anteriormente. De manera general, el experto en la técnica elegirá una sección alta para los diferentes conductos 220, 18, 42 y 44, de manera que se permita una evacuación rápida del aire fuera del cojín, durante la segunda fase de puesta en práctica, descrita a continuación. Finalmente, la cámara principal dispone de un orificio 50 de salida, de tipo conocido en sí mismo, cuya sección es superior o igual a la de los diferentes conductos aludidos anteriormente.

El distribuidor principal 40 está controlado por un distribuidor intermedio 52, mediante el conducto 54 de control anterior. Este distribuidor intermedio 52 posee una corredera 53, montada deslizante contra un resorte 55. De manera clásica, en función de la posición de esta corredera 53, la entrada del distribuidor 52, que está formada por un conducto 57 pinchado en el conducto 42, puede ponerse en comunicación selectiva con una de las salidas de este distribuidor.

La primera salida de este distribuidor está formada por el conducto 54, del que se ha visto que garantiza el control del distribuidor principal. Por otro lado, la segunda salida de este distribuidor está obturada por un tapón 59.

El control de este distribuidor intermedio está conectado, mediante un conducto 56 de control, a la cámara 60 de reserva. Esta última se alimenta, desde el conducto 42, por una línea 62 denominada de reserva. Esta línea 62 está equipada con una restricción 64, cuya sección es netamente inferior a la del conducto 42 anterior.

Cuando la presión, denominada de control, en la línea 56 de control, es inferior a un primer valor predeterminado, indicado P1, el distribuidor intermedio 52 está en su configuración ilustrada concretamente en la Figura 2. Después, cuando la presión de control se vuelve superior a este primer valor, el distribuidor intermedio bascula a su configuración ilustrada de manera esquemática en la Figura 3. Por otro lado, cuando la presión de control baja de nuevo, hasta volverse inferior a un segundo valor predeterminado P2, el distribuidor intermedio 52 bascula de nuevo hacia su primera configuración funcional de la Figura 2. A modo de ejemplos no limitativos, el segundo valor predeterminado P2 puede ser ligeramente inferior al primer valor predeterminado P1, de manera que se evitan fenómenos intempestivos de oscilación del distribuidor 52.

Se observará que, a diferencia del distribuidor principal 40, este distribuidor intermedio 52 es ajustable, lo cual se materializa por la flecha asociada al resorte 55. Por consiguiente, este distribuidor 52 es del tipo manostato neumático. Así, por ejemplo, gracias a una rueda de ajuste, pueden hacerse variar los dos valores predeterminados anteriores, permitiendo el control del distribuidor 52. La histéresis, diferencia de valor entre P1 y P2, es, generalmente, fija, y no es ajustable. De manera conocida en sí misma, pueden preverse medios de ajuste, que permiten hacer variar estos valores predeterminados, independientemente uno del otro, combinando dos manostatos neumáticos.

En el ejemplo descrito y representado, los distribuidores, respectivamente, principal 40 e intermedio 52, son de tipo de correderas. A modo de alternativa no representada, la invención encuentra su aplicación en otros tipos de distribuidores, conocidos por el experto en la técnica. Se mencionará concretamente, de manera no limitativa, los distribuidores de chapaletas.

A modo de ejemplos no limitativos, a continuación se facilitan los siguientes valores numéricos:

- sección de cada conducto 18, 42 y 44: entre 8 mm (milímetros) y 15 mm, normalmente próxima a 10 mm;

- sección del conducto 32: entre 4 mm y 6 mm, normalmente próxima a 4 mm;

- sección de la restricción 34: entre 0,4 mm y 1,2 mm, normalmente próxima a 0,7 mm;

- sección de la restricción 64: entre 0,2 mm y 0,7 mm, normalmente próxima a 0,4 mm;

- sección de cada conducto 14 y 28: entre 4 mm y 6 mm, normalmente próxima a 4 mm;

- volumen de la cámara 60 de reserva: entre 0,2 l (litros) y 1,0 l, normalmente próximo a 0,4 l.

Ahora va a describirse la puesta en práctica del pantógrafo 210 anterior, equipado con el dispositivo 1 de descenso rápido, según la invención, haciendo referencia a las Figuras 2 y 3. En estas figuras, los conductos, en donde circula el aire comprimido, se muestran en trazos discontinuos. Los otros conductos se ilustran en trazos continuos, materializándose mediante flechas el flujo de aire comprimido en estos conductos.

A medida que la unidad 206 de suministro proporciona aire comprimido, este último se admite, por un lado, en el cojín 218 y, por otro lado, en el conducto 18. Entonces, hay acumulación, a la vez en la cámara 60 de reserva y en el conducto 56 de control, de este aire comprimido, cuya presión aumenta progresivamente. En un primer momento, esta presión de aire comprimido es inferior al primer valor predeterminado P1 anterior. Por consiguiente, este aire comprimido, presente a una escasa presión en el conducto 56 de control, no permite desplazar la corredera 53. En estas condiciones, el conducto 57 de entrada está obturado por el tapón 59.

Por tanto, el otro conducto 54 de salida, que forma, como se vio anteriormente, el control del distribuidor principal, no está alimentado con fluido. Así, la corredera 41 del distribuidor principal 40 se mantiene en su posición de la Figura 2. Por consiguiente, el aire comprimido se admite únicamente en la cámara piloto 22. El distribuidor 40 se encuentra, por tanto, en su primera posición funcional, denominada de bloqueo temporal, en donde bloquea el conducto 44 que alimenta la cámara principal 24. Esta fase de bloqueo temporal, también corresponde a una fase de alimentación, denominada provisional, del conducto 32 con aire comprimido que alimenta la cámara piloto 22.

Así, según la invención, en esta primera fase de subida del pantógrafo, la cámara piloto se encuentra llena de manera rápida, gracias al conducto secundario 32 anteriormente mencionado. Esto debe compararse con la técnica anterior mencionada anteriormente, en donde la cámara piloto se llena lentamente a través de un agujero calibrado de escaso diámetro, dispuesto en la membrana. Con respecto a esto, se observará que, gracias a la invención, el conducto secundario 32 es susceptible de presentar un diámetro muy superior al del agujero calibrado, lo cual permite el llenado mucho más rápido de la cámara piloto.

Entonces, la presión que reina en esta cámara piloto 22 es netamente más alta que la que reina en la cámara principal 24. Esto permite, así, adherir firmemente la membrana 25 sobre su asiento 29, lo cual se materializa mediante la flecha F25 en esta Figura 2. Por otro lado, a diferencia de la técnica anterior, dado que la cámara principal ya no está alimentada con fluido, el fluido que alimenta el cojín de despliegue ya no puede escaparse por la válvula. Así, la subida del pantógrafo se pone en práctica de manera fiable, ya que el cojín se alimenta permanentemente con aire comprimido a una presión suficiente.

Al final de esta fase inicial de subida, materializada mediante la flecha F216 en la Figura 2, el brazo articulado alcanza su posición desplegada, de manera que pone en contacto las bandas 10 y 12 con la catenaria. Esta posición desplegada se ilustra, en particular, en la Figura 3. En paralelo, la presión de aire comprimido en el conducto 56 de control continúa aumentando, hasta superar el primer valor predeterminado P1 anterior. Por consiguiente, la corredera 53 del distribuidor auxiliar 52 se desliza, de manera que a partir de ese momento pone en comunicación el conducto 57 de entrada con la línea 54 de control. El aire comprimido, que circula a partir de ese momento en esta línea 54, tiene el efecto de desplazar a su vez la corredera 41 del distribuidor principal 40. Este último se encuentra en su segunda posición funcional, denominada de suministro, en donde permite el suministro de aire comprimido, en dirección a la cámara principal 24.

El aire comprimido fluye, entonces, en el conducto 44, en dirección a la cámara principal 24, mientras que la cámara piloto 22 únicamente se alimenta por el conducto derivado 30, cuyo caudal está limitado por la restricción 34. Este último conducto 30 permite aliviar los ligeros escapes eventuales del circuito de monitorización de desgaste de las bandas, a saber, los tubos 11 y 13, la cámara piloto 22 y los conductos asociados. En la técnica anterior, mencionada en la parte de introducción de la presente descripción, el agujero calibrado de la membrana permite realmente realizar esta función. Sin embargo, también debe permitir el llenado inicial del circuito de monitorización.

Por tanto, puede considerarse que el diámetro del agujero calibrado es el resultado de un compromiso entre la velocidad de llenado y la sensibilidad de detección de un escape del tubo 11 o 13, debido al desgaste de la banda 10 o 12. Realmente, un diámetro alto permite llenar rápidamente el circuito de monitorización, garantizando, así, la subida del pantógrafo. En cambio, esta subida eficaz se efectúa con el perjuicio de una pérdida importante de sensibilidad de detección. Por el contrario, un diámetro demasiado pequeño no permite llenar de manera suficientemente rápida la cámara piloto, que, por tanto, no podrá oponerse al esfuerzo, debido a la presión en la cámara principal, haciendo imposible la subida del pantógrafo.

La invención presenta ventajosamente un desacoplamiento entre, por un lado, el llenado del circuito de monitorización realizado por el conducto secundario 32 y, por otro lado, la compensación de los ligeros escapes eventuales, permitida por el conducto derivado 30 dotado de la restricción 34. En consecuencia, gracias a la invención, el diámetro de la restricción 34 puede ser ventajosamente inferior al del agujero calibrado de la membrana previsto en la técnica anterior, lo cual ofrece, así, una mejor sensibilidad de detección de desgaste de las bandas.

La cámara piloto 22 se llena previamente a la cámara principal 24, mientras que la membrana posee, además, una superficie frente a la cámara piloto, que es superior a la que está frente a la cámara principal. Debido a esto, el esfuerzo aplicado sobre la membrana en la cámara piloto, siempre es superior al aplicado sobre la membrana en la cámara principal, correspondiente a la flecha F25 anterior. Como resultado, el orificio de salida de la cámara principal se mantiene constantemente cerrado, gracias a la firme adherencia de la membrana sobre el asiento 29. Así, durante la subida completa del pantógrafo, la invención permite suprimir, de manera sustancialmente total, los escapes observados a nivel del orificio 50 de salida, en la técnica anterior.

Se observará que el uso del distribuidor intermedio 52 permite retardar temporalmente el paso del distribuidor principal 40, desde su posición de bloqueo hacia su posición de suministro, con respecto a la aparición de un acontecimiento representativo del despliegue del pantógrafo. En el ejemplo ilustrado, este acontecimiento corresponde al instante en que los medios 206 de suministro comienzan a suministrar fluido. A modo de variante, este acontecimiento puede corresponder al momento en que el pantógrafo abandona su posición baja. Por ejemplo, una leva montada en el eje de articulación entre el brazo inferior y el armazón 212, controla el distribuidor principal 40 a su posición de suministro, cuando el pantógrafo alcanza una altura determinada por la leva. En este caso, el distribuidor 40 dispone, entonces, de un control mecánico, en lugar de un control neumático. El distribuidor auxiliar, la reserva 60 y los conductos asociados, son, entonces, opcionales.

En caso de desgaste crítico de una de las bandas 10 y 12 de rozamiento, el tubo insertado en esta última se perfora y se pone a la presión atmosférica, de manera conocida en sí misma. Se trata, por ejemplo, de la banda 10, lo cual se muestra mediante la flecha F10 en la Figura 4. Por consiguiente, la cámara piloto 22 ya no se alimenta sustancialmente con aire comprimido, ya que el aire suministrado por el conducto derivado 30, dotado de la restricción 34, no es suficiente para compensar el escape a nivel de la banda. La presión de la cámara principal 24 ejerce, entonces, una fuerza superior a la de la cámara piloto. Por consiguiente, la membrana 25 se levanta según la flecha f25 en la Figura 4, de modo que el aire comprimido se evacua por el orificio 50 de la válvula 20, según la flecha F50. Al estar la cámara principal conectada al cojín de despliegue por los conductos sucesivos 220, 18, 42 y 44, este último se encuentra, por tanto, puesto a la presión atmosférica, lo cual se muestra mediante la flecha F218. Esto hace descender el brazo articulado 216, según la flecha F'216 en esta misma Figura 4.

En paralelo, el aire se evacua fuera de la cámara 60 de reserva. No obstante, teniendo en cuenta la presencia de la restricción 64 de sección muy escasa, esta evacuación se realiza a un caudal muy escaso, de modo que la presión en la línea 56 de control disminuye muy lentamente. En estas condiciones, el distribuidor intermedio 52 no vuelve inmediatamente a su configuración inicial mostrada en la Figura 2. Con respecto a esto, el distribuidor principal 40 tampoco vuelve a su configuración de bloqueo, representada en esta misma Figura 2.

Dicho de otro modo, existe un retardo temporal entre, por un lado, la aparición de un acontecimiento representativo del repliegue del pantógrafo y, por otro lado, el retorno del distribuidor a su configuración de bloqueo. En el ejemplo ilustrado, este acontecimiento corresponde a la puesta a la presión atmosférica de la banda de rozamiento. Sin embargo, a modo de variante, puede preverse que este acontecimiento corresponda al instante en que el pantógrafo recupera su posición baja. Por ejemplo, una leva montada en el eje de articulación entre el brazo inferior y el armazón 212, controla el distribuidor principal 40 a su posición de bloqueo, cuando el pantógrafo vuelve por debajo de una altura determinada por la leva. En este caso, el distribuidor 40 dispone, entonces, de un control mecánico, en lugar de un control neumático; no siendo ya necesarios el distribuidor auxiliar, la reserva 60 y los conductos asociados.

Finalmente, una vez que la presión en la cámara 60 y la línea 56 de control ha disminuido sustancialmente, el distribuidor 52 vuelve a su configuración inicial mostrada en la Figura 2. Debido a esto, el distribuidor principal 40 bascula a su configuración inicial de bloqueo. Como se desprende de lo anterior, este basculamiento tiene lugar después de una evacuación importante de aire fuera del cojín, provocando un descenso del pantógrafo hasta su posición inicial. Se destacará, además, que, en esta configuración, el brazo articulado no puede volver a subir. En efecto, teniendo en cuenta que las bandas 10 y 12 siguen estando puestas a la presión atmosférica, lo mismo sucede para el cojín, cuya presión, por consiguiente, no puede aumentar. En estas condiciones, este cojín no puede cumplir su función de despliegue del brazo, como se materializa mediante la flecha tachada F''216 en la Figura 5.

Esto es muy particularmente ventajoso, ya que evita que el arco, equipado con las bandas de rozamiento, a partir de ese momento defectuosas, entre en contacto con la catenaria. Así, la invención permite evitar cualquier riesgo de enganche entre este arco y la catenaria y, más generalmente, cualquier deterioro de esta última.

Las Figuras 6 a 8 ilustran otros tres modos de realización de la invención. En estas Figuras 6 a 8, los elementos mecánicos idénticos a los de las Figuras 1 a 5, poseen los mismos números de referencia, solo a los elementos mecánicos diferentes asignándoseles el sufijo “prima” ('), “segunda” (") y “tercera” ("').

El dispositivo 1' de la Figura 6 difiere del de las figuras anteriores, en particular, por que carece del conducto derivado 30 equipado con la restricción 34. A diferencia del dispositivo 1 de las Figuras 1 a 5, la membrana 25' de la válvula 20' está perforada con un orificio 27', como en el estado de la técnica. A modo de ejemplo, la sección de este orificio 27' está comprendida entre 0,7 mm y 1,2 mm.

La puesta en práctica del dispositivo 1' de descenso rápido, según esta variante de la Figura 6, es globalmente análoga a la del dispositivo 1 descrito anterior. No obstante, se observará que esta variante de la Figura 6 se prefiere menos que el modo de realización principal de las Figuras 1 a 5. En efecto, durante la puesta en práctica del dispositivo 1, mostrado en estas figuras, los distribuidores 40, 52 y la válvula 20 están preferiblemente montados en una platina neumática, que se conoce en sí misma. De manera típica, esta última se presenta en forma de un bloque metálico, en donde se realizan, mediante cualesquiera medios apropiados, los conductos 18, 28, 30, 32, 42, 44, 54, 56, 57, 62, las restricciones 34, 64, así como la reserva 60.

Esta platina neumática permite obtener una mejor fiabilidad del sistema, ya que reduce el riesgo de escape, limitando los conexiones. También permite una reducción del precio de coste del sistema de descenso rápido. El empleo de una válvula sin membrana, perforada con un agujero calibrado, contribuye a una mejor fiabilidad y a un coste menor. Así y todo, esta variante permite la renovación a menor coste de un pantógrafo equipado según un dispositivo de descenso rápido, según la técnica anterior, reutilizando la válvula 20'.

El dispositivo 1'' de la Figura 7 difiere del de las figuras anteriores, en particular, por que carece de una cámara de reserva, así como del conducto de reserva y del distribuidor intermedio asociados con la misma, en el primer modo de realización principal. En esta Figura 7 se ha ilustrado, de manera esquemática, un retardante 60'', de cualquier tipo apropiado.

En funcionamiento, se supone, en primer lugar, que el distribuidor 40 está en su posición activa, análoga a la de la Figura 2, lo cual permite hacer subir el pantógrafo, como se describió anteriormente. El retardante es adecuado para hacer pasar este distribuidor a su posición inactiva, al final de una duración predeterminada que, normalmente, está comprendida entre 6 y 10 segundos. Por otro lado, en el caso de una puesta a la atmósfera de una de las bandas de rozamiento, este retardante 60'' es adecuado para retardar temporalmente el retorno del distribuidor a su posición activa. De manera normal, se observa una duración comprendida, por ejemplo, entre 6 s y 10 s, a partir del instante de puesta a la atmósfera, antes de hacer bascular el distribuidor a su posición activa.

El retardante 60" puede ser de tipo mecánico, como, por ejemplo, una leva montada en el eje de articulación entre el brazo inferior y el armazón 212 que controla el distribuidor principal 40", en su posición de suministro, cuando el pantógrafo alcanza una altura determinada por la leva, en su posición de bloqueo, cuando el pantógrafo vuelve por debajo de una altura determinada por la leva. El distribuidor 40" dispone, entonces, de un control mecánico, en lugar de un control neumático. Aunque la leva determina una altura del pantógrafo, esta altura corresponde a un retardo temporal determinado, dado que la unidad de suministro de fluido está, generalmente, equipada con un regulador de caudal.

A modo de variante no representada, igualmente, puede preverse combinar las variantes de las Figuras 6 y 7. Dicho de otro modo, en esta variante complementaria, la membrana está perforada con un orificio como el 27' de la Figura 6, mientras que el dispositivo está equipado con un retardante análogo al 60'' de la Figura 7.

En el modo de realización, representado en la Figura 8, se sustituyen ventajosamente los dos distribuidores 40 y 52 por un único distribuidor 40''', cuyos valores de control P1 y P2 están previamente fijados por construcción. Esta variante, que es ventajosa a nivel económico, puede preverse, en particular, cuando se conoce la presión de pilotaje. Así, este modo de realización de la Figura 8 puede prestarse a una industrialización a gran escala, en particular, cuando se combina con la platina neumática descrita anteriormente.

El dispositivo de descenso rápido, según la invención, puede instalarse, en primer lugar, en un pantógrafo de primer equipamiento. A modo de alternativa, igualmente, puede equipar un pantógrafo existente. Con respecto a esto, este pantógrafo existente puede carecer inicialmente de un dispositivo de descenso rápido. Un pantógrafo de este tipo puede estar equipado, igualmente, de un dispositivo de descenso rápido desgastado, en particular, según el estado de la técnica, en cuyo caso el dispositivo de la invención sustituye, entonces, a este dispositivo desgastado.

La invención no se limita a los ejemplos descritos y representados.

Así, en los modos de realización anteriores, la fase de bloqueo temporal del distribuidor 40 es simultánea a la fase de alimentación provisional, por el conducto 32. No obstante, a modo de variante, puede preverse un retardo entre este bloqueo temporal y esta alimentación provisional. En particular, el comienzo de la fase de alimentación provisional puede retardarse en el tiempo según una duración predeterminada, con respecto al comienzo de la fase de bloqueo temporal.

En los modos de realización anteriores, la válvula 20, cuya membrana 25 carece de orificio, se encuentra combinada con medios de bloqueo temporal de la alimentación con fluido de la cámara principal. No obstante, a modo de variante no representada, puede preverse que una válvula de este tipo, sin orificio en la membrana, pueda colocarse en un dispositivo de descenso rápido que no posee tales medios de bloqueo temporal.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (1; 1'; 1"; 1"') de descenso rápido para pantógrafo (210), comprendiendo este pantógrafo un armazón (212), un arco (214) destinado a colocarse contra una catenaria (209), un brazo articulado (216) que une el arco al armazón, medios (218) de despliegue del brazo articulado puestos en comunicación con medios (206) de suministro, pertenecientes a un vehículo ferroviario (200) equipado con este pantógrafo, siendo estos medios de suministro adecuados para suministrar un fluido comprimido, en particular, aire comprimido, comprendiendo este dispositivo de descenso rápido:

- una válvula (20) que incluye dos cámaras (22, 24), que están separadas por una membrana (25), comprendiendo la primera cámara (22), denominada piloto, un orificio (27) de pilotaje de la válvula, comprendiendo la segunda cámara (24), denominada principal, un orificio (21) de entrada y un orificio (50) de salida, permitiendo dicho orificio de salida la evacuación del fluido a la atmósfera, poseyendo esta membrana una primera posición funcional, denominada cerrada, en donde obtura el orificio de salida, así como una segunda posición funcional, denominada abierta, en donde no obtura el orificio de salida, - al menos una banda (10, 12) de rozamiento adecuada para fijarse sobre el cuerpo del arco, estando esta banda de rozamiento destinada a entrar en contacto con la catenaria, y estando equipada con un circuito (11, 13) de detección de degradación, configurado para alimentarse por dicho fluido, - al menos un conducto (44) de suministro destinado a suministrar fluido a la cámara principal por su orificio de entrada, estando cada conducto de suministro configurado para ponerse en comunicación mediante el fluido, con los medios de suministro,

- al menos un conducto (30, 32) de alimentación destinado a alimentar fluido a la cámara piloto, estando cada conducto de alimentación configurado para ponerse en comunicación mediante el fluido, con los medios de suministro,

- al menos un conducto (14) de monitorización, que se extiende a partir de la cámara piloto (22) de la válvula, para alimentar un circuito respectivo de detección de degradación de las bandas (10, 12) de rozamiento,

- medios (220, 18, 42, 44) de conexión, configurados para conectar mediante el fluido, los medios (218) de despliegue y la cámara principal (24), de manera que al menos una parte sustancial del fluido comprimido se evacua fuera de los medios despliegue, cuando la membrana (25) se encuentra en la segunda posición funcional, denominada abierta,

comprendiendo este dispositivo de descenso rápido, además, medios (40) de bloqueo temporal de la alimentación con fluido de la cámara principal.

2. Dispositivo de descenso rápido, según la reivindicación 1, en donde dicha membrana (25) de la válvula (20) carece de orificio.

3. Dispositivo de descenso rápido, según una de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios de bloqueo temporal son medios (40) de cierre temporal del conducto (44) de suministro.

4. Dispositivo de descenso rápido, según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios (40) de alimentación provisional con fluido de la cámara piloto (22), siendo estos medios de alimentación provisional medios (40) de apertura provisional de un conducto (32) de alimentación, denominado provisional, que une estos medios (40) de apertura provisional y el orificio de pilotaje de la válvula.

5. Dispositivo de descenso rápido, según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende un conducto (30) de alimentación, denominado derivado, que desemboca en el orificio de pilotaje de la válvula, poniéndose este conducto de alimentación derivado en comunicación mediante el fluido con los medios de suministro, poseyendo este conducto derivado una restricción (34), cuya sección es muy inferior a la sección del conducto (14) de monitorización.

6. Dispositivo según las reivindicaciones 4 y 5, en donde los medios de cierre temporal y de apertura provisional comprenden un distribuidor principal (40) que une los medios (206) de suministro, o bien al conducto (32) de alimentación provisional, en una primera posición de distribución, denominada temporal, o bien al conducto (44) de suministro, en una segunda posición de distribución, denominada nominal.

7. Dispositivo según la reivindicación anterior, que comprende primeros medios (60, 60'', 62, 64) de retardo temporal, que son adecuados para retardar el paso del distribuidor principal de su posición temporal a su posición nominal de distribución, con respecto a la aparición de un acontecimiento representativo del despliegue del pantógrafo, siendo el acontecimiento representativo del despliegue del pantógrafo, en particular, el instante en que los medios de suministro comienzan a suministrar fluido, o incluso, en particular, el instante en que el pantógrafo abandona su posición baja.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, que comprende, además, segundos medios (60, 60'', 62, 64) de retardo temporal, que son adecuados para retardar el paso del distribuidor principal, de su posición nominal a su posición temporal de distribución, con respecto a la aparición de un acontecimiento representativo del repliegue del pantógrafo, siendo el acontecimiento representativo del repliegue del pantógrafo, en particular, el instante de puesta a la presión atmosférica de la banda de rozamiento, o incluso, en particular, el instante en que el pantógrafo recupera su posición baja.

9. Dispositivo según las reivindicaciones 7 y 8, en donde los primeros medios de retardo temporal son comunes con los segundos medios de retardo temporal, sabiendo que, preferiblemente, los medios comunes de retardo temporal comprenden:

- una cámara (60) de reserva,

- un conducto (62) de reserva unido a los medios de suministro y que alimenta esta cámara de reserva, poseyendo este conducto de reserva una restricción (64) de sección,

- así como un medio de control adecuado para posicionar el distribuidor principal en su posición temporal, cuando la presión en la cámara de reserva es inferior a un primer valor de consigna, siendo este medio de control, además, adecuado para posicionar el distribuidor principal en su posición nominal, cuando la presión en la cámara de reserva es superior a un segundo valor de consigna.

10. Dispositivo según la reivindicación anterior, en donde los medios de control comprenden un conducto (54''') de control principal que une la cámara de reserva a la entrada de control del distribuidor principal, sabiendo que, preferiblemente, los medios de control comprenden, además, un distribuidor intermedio (52), extendiéndose el conducto de control principal a partir de una salida de este distribuidor intermedio, comprendiendo este distribuidor intermedio un conducto (56) de control intermedio que se extiende a partir de la cámara (60) de reserva.

11. Pantógrafo (210) que comprende un armazón (212), un arco (214) destinado a colocarse contra una catenaria (209), un brazo articulado (216) que une el arco al armazón, medios (218) de despliegue del brazo articulado puestos en comunicación con medios (206) de suministro, pertenecientes a un vehículo ferroviario (200) equipado con este pantógrafo, siendo estos medios de suministro adecuados para suministrar un fluido comprimido, en particular, aire comprimido, comprendiendo este pantógrafo, además, un dispositivo de descenso rápido, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

12. Procedimiento de puesta en práctica de un pantógrafo, según la reivindicación anterior, que comprende una etapa de suministro de un pantógrafo, según la reivindicación anterior, y procedimiento en donde se colocan los medios de bloqueo temporal en una configuración activa, denominada de bloqueo, de manera que se despliega el brazo articulado y se pone en contacto cada banda de rozamiento con la catenaria, después se hacen pasar estos medios de bloqueo temporal a su configuración inactiva, denominada de suministro, tras la aparición de un acontecimiento representativo del despliegue del pantógrafo, siendo el acontecimiento representativo del despliegue del pantógrafo, en particular, el instante en que los medios de suministro comienzan a suministrar fluido, o incluso, en particular, el instante en que el pantógrafo abandona su posición baja,

sabiendo que, preferiblemente, se colocan de nuevo los medios de bloqueo temporal en su configuración activa, tras la aparición de un acontecimiento representativo del repliegue del pantógrafo, siendo el acontecimiento representativo del repliegue del pantógrafo, en particular, el instante de puesta a la presión atmosférica de la banda de rozamiento, o incluso, en particular, el instante en que el pantógrafo recupera su posición baja.

13. Procedimiento de mejora de un pantógrafo que comprende un armazón (212), un arco (214) destinado a colocarse contra una catenaria (209), un brazo articulado (216) que une el arco al armazón, medios (218) de despliegue del brazo articulado puestos en comunicación con medios (206) de suministro, pertenecientes a un vehículo ferroviario (200) equipado con este pantógrafo, siendo estos medios de suministro adecuados para suministrar un fluido comprimido, en particular, aire comprimido,

procedimiento en donde se instala un dispositivo de descenso rápido, según una de las reivindicaciones 1 a 10 y, en particular, en donde el pantógrafo existente está equipado con un dispositivo de descenso rápido existente, en estado desgastado, en cuyo caso se sustituye este dispositivo existente por el dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 10.

14. Vehículo ferroviario (200) que incluye un techo (204), así como un pantógrafo (210) según la reivindicación 11, estando el armazón (212) del pantógrafo fijado sobre el techo de dicho vehículo ferroviario.