ITCS980009A1 - Pantografo autoregolante a limitazione di forza - Google Patents

Description

Pantografo autoregolante a limitazione di forza.

Descrizione generale del campo di intervento deH'invenzionc

Attualmente i treni ad alta velocità sono dotati di pantografi che, per assicurare il contatto in qualsiasi condizione, favorendo nello stesso la conduzione, devono esercitare una forte pressione sulla linea aerea Ciò fa si che il passaggio del treno provochi sia un forte trazione sulle linee aeree dovuta all'attrito, che l'oscillazione delle catenarie, e tale oscillazioni possono, in particolari condizioni di velocità, provocare la rescissione della linea da parte del secondo pantografo, in quanto oscillazione e passaggio di pantografo si trovano in controfase, come avvenuto anche recentemente. Conseguenza di ciò il blocco del treno, e spesso anche la sospensione dell'erogazione dei servizi di bordo, con conseguenti fortissimi disagi per i passeggeri.

La presente invenzione riguarda un pantografo, che viene così denominato solo in quanto destinato a sostituire i normali pantografi dei treni, che anziché essere dotato di un sistema a molla, come normale nei pantografi, per permettere il recupero del gioco tra tetto del treno e catenaria, é dotato di un sistema di controllo della pressione esercitata sulla linea, di un sistema di misura della sua posizione attuale, e di servomotori che modificano la posizione del pantografo, in modo da mantenere il contatto continuo con la linea aerea, pur limitando le forze trasmesse, permettendo di variare sia l'altezza che l'incidenza della superficie di contatto. Quanto sopra poiché ciò che importa ai fini della trasmissione della potenza elettrica è l'estensione del contatto e non già la forza trasmessa, che su di un elemento di contatto normalmente usurato deve anzi essere limitata il più possibile in modo da produrrere la riduzione sia dei carichi verticali, che sono poi quelli che, durante il moto del treno, provocano l'onda viaggiante che può provocare i danni dianzi descritti, che quella dei carichi orizzontali, riducendo la trazione sulla linea.

Vantaggio del sistema, la possibilità di aumentare la velocità dei treni senza dover intervenire sulle linee aeree. Per fare ciò il nuovo pantografo dovrebbe sostituire tutti quelli attualmente utilizzati su treni e motrici ad alta velocità.

A tal fine il pantografo dovrà essere dotato di un sistema di misura delle forze trasmesse, di tipo estensi metri co o altro, ed in grado di valutare sia le forze di taglio che quelle verticali, di un sistema di misura della posizione verticale, in modo da poter valutare le forze di inerzia, che durante la fase di movimento del pantografo, a causa dell'inerzia della massa sospesa sopra agli estensimetri incrementa la forza misurata in fase di sollevamento del pantografo, mentre la diminuisce durante l'abbassamento del pantografo stesso, e di un sistema di regolazione dell'inclinazione del pattino superiore di contatto, la cui incidenza potrà essere variata rispetto all'orizzintale, in modo da minimizzare la resistenza di contatto.

Oltre a ciò, sarà necessario provvedere il sistema di servomotori che provvedano con continuità all'innaJzamento o abbassamento del pantografo ed alla regolazione dell'incidenza, in modo da assicurare la continuità del contatto. Nauralmente tale servoassistenza potrà essere sia elettrica che pneumatica od idraulica.

In alternativa a quanto detto sopra, il sistema potrebbe essere anche ad un solo grado di libertà, limitandosi al controllo della pressione, mentre l'elemento a pattino verrebbe semplicemente mantenuto in orizzontale.

La Tavola 1 illustra una possibile esecuzione del sistema, in cui il pantografo regge una piastra, incernierata da una parte ed a giunto scorrevole dall'altra, il cui parallelismo rispetto alla base è garantita dalla geometria del pantografo stesso. Si noti che le due barre di base del pantografo sono incernierate con un sistema di ruote dentate comandate da un servomotore, ovviamente dotato di encoder di misura della posizione, in modo da muovere le barre stesse in controfase, realizzando la movimentazione del pantografo come mostrato in Tavola 2. Tornando alla Tavola 1, notiamo ancora come linclinazione del pattino, possa essere assicurata muovendo la base del pantografo, magari con una camma, il cui appoggio è assicurato da una molla Come ulteriore possibilità per assicurare i due gradi di libertà, non certamente esaustiva delle possibili soluzioni, il comando indipendente delle barre di base illustrto da Tavola 3.

La Tavola 4 mostra una soluzione simile alle precedenti, ma ad un solo grado di libertà. La successiva Tavola 5 mostra infine una soluzione in cui il pantografo è sostituito da un sistema di innalzamento in verticale del complesso pattino.

Quanto mostrato è unicamente solo un esempio delle possibili soluzioni atte a risolvere il problema di un pantografo attivo a uno o due gradi di libertà.

Tutto il sistema dovrà anche essere il più leggero possibile, in modo da ridurre la potenza spesa per vincere l'inerzia, e soprattutto estremamente affidabile, poiché non dave aggiungere ulteriori problemi ad un sistema già abbastanza difficile da gestire.

E' appena il caso di ricordare che comunque il sistema di misura e controllo dovrà essere ben isolato rispetto all'elemento di contatto, poiché su questo si scarica l'intero potenziale di trazione, attualmente 3000 VDC. Conseguentemente la posizione degli isolatori è stata assunta in prossimità del pattino di contatto, ma sono possibili anche soluzioni più tradizionali, al prezzo di un notevolissimo sforzo di isolamento dei misuratori e servomotori.

Claims (1)

1. Rivendicazioni. 1) Semento di contatto dalla linea aerea (pantografo) caratterizzato dalla presenza di misuratori di forza trasmessa, di misuratori di posizione, di due servomotori elettrici, idraulici o pneumatici, e di un sistema di controllo, per consentire di mantenere il contatto con la linea aerea in qualsiasi condizione, sia in alzo che in inclinazione, massimizzando l'area di contatto, pur limitando la forza trasmessa 2) Elemento di contatto dalla linea aerea (pantografo) caratterizzato dalla presenza di misuratori di forza trasmessa, di misuratori di posizione, di un servomotore elettrico, idraulico o pneumatico, e di un sistema di controllo, per consentire di mantenere il contatto con la linea aerea in qualsiasi condizione, mantenendo il pattino sempre orizzontale, pur limitando la forza trasmessa