ITMI20040434U1 - Dispositivo di sostegno per terza rotaia - Google Patents

Description

“Dispositivo di sostegno per terza rotaia”

Riassunto del trovato

Il dispositivo di sostegno per terza rotaia con una piastra di sostegno (12), montata localmente fissa, e con una spina (4), che è supportata scorrevole elasticamente rispetto alla piastra di sostegno (12) e alla cui estremità è montata la terza rotaia (2), possiede un primo manicotto (9), in cui la spina è supportata scorrevole e girevole in un foro. Questo primo manicotto (9) presenta una filettatura esterna (10), in cui è applicata una filettatura interna (11’) localmente fissa di un secondo manicotto (11). Il secondo manicotto (11) è accoppiato rigidamente con la piastra di sostegno.

(Figura 2).

Descrizione del trovato

L’innovazione si riferisce ad un dispositivo di sostegno per una terza rotaia conformemente alla definizione introduttiva della rivendicazione 1.

Un tale dispositivo è noto dal documento US 4 230 209. Per sostenere una terza rotaia come linea di contatto aerea per veicoli vincolati a rotaia ed azionati elettricamente, si utilizza ivi un profilato scatolato fessurato longitudinalmente, localmente fisso, fissato ad esempio tramite isolatori alla volta di un tunnel, attraverso la cui fessura sporge un perno, alla cui estremità inferiore è avvitata una terza rotaia con filo di contatto fissato, eseguito come filo scanalato. L’estremità superiore del perno, situato nel profilo scatolato, possiede una testa allargata come contrappoggio per una molla di torsione, la cui estremità inferiore è sostenuta sul profilo scatolato rispettivamente su un corpo di centraggio a guida di piattello inserito nel profilo scatolato. La terza rotaia con questa molla a spirale è supportata elasticamente rispetto al profilo scatolato localmente fisso, laddove la molla a spirale porta sostanzialmente il peso intrinseco della terza rotaia.

Per tratte ad alta velocità, che vengono percorse a 240 km/h ed oltre, è indispensabile una distanza esatta fra filo di contatto e binario, per avere forze di contatto il più possibile uniformi fra la presa di corrente del veicolo e il filo di contatto. Distanze variabili portano a fluttuazioni della forza di contatto e quindi a fluttuazioni della resistenza di contatto elettrica, da cui seguono indesiderate scintillazioni e anche una maggiore usura sulla presa di corrente del veicolo e/oppure sul filo di contatto, sia in seguito ad abrasione oppure in seguito ad elettroerosione. Con la descritta sospensione molleggiante della terza rotaia vengono in verità smorzate vibrazioni della terza rotaia e in certa misura compensate irregolarità della distanza fra filo di contatto e binario, ciononostante nel noto dispositivo è necessario allineare il profilo scatolato localmente fisso assai esattamente relativamente alla sua altezza sul binario (rotaia). Poiché specialmente le volte di tunnel in pratica raramente oppure mai realmente esattamente sono orientata parallelamente al binario, ossia al corpo del binario, l’aggiustaggio del profilo scatolato richiede moltissimo dispendio. Pertanto è estremamente dispendioso un posto aggiustaggio su una tratta già esistente.

Il documento DE 195 17 806 A1 descrive una sospensione del filo di contatto per ferrovie urbane, che riduce vibrazioni per mezzo di elementi ammortizzatori elastici come una molla. Le molle in tal caso impiegate sono disposte in modo da contrastare una forza che procede verso l’alto dal binario e solleva il filo di contatto.

Un dispositivo di sostegno similare è noto dal documento DE 195 48 103 C1, in cui un morsetto, sostenente il filo di contatto, è fissato parimenti ad un perno precaricato elasticamente, che è fissato movibile su un sostegno localmente fisso. Anche qui la molla precarica il filo di contatto verso il basso in direzione del binario.

Il documento EP 0 572 869 B1 (corrispondentemente al documento DE-GM 92 07 518 U1) mostra un punto di sostegno di linea di contatto, in cui il filo di contatto rispettivamente la terza rotaia tramite un dispositivo ammortizzatore elastico come una molla è sospeso alla volta di una galleria. Il dispositivo ammortizzatore in particolare è formato da un mantello di acciaio esterno, da un nucleo di acciaio interno e da un interposto strato di gomma. Il nucleo di acciaio possiede un foro passante, attraverso il quale è inserita una vite di collegamento portante un dispositivo di sostegno per il filo di contatto rispettivamente per la terza rotaia. La testa della vite è sostenuta sul lato superiore del dispositivo ammortizzatore. Il dispositivo ammortizzatore da parte sua è collegato rigidamente con un tubo cavo. Il tubo cavo da parte sua è fissato ad una piastra di ancoraggio ed ivi può essere spostato linearmente in un foro ed arrestato per mezzo di una vite di centraggio situata trasversalmente rispetto all’asse longitudinale del tubo cavo, per cui è possibile impostare la posizione in altezza della terza rotaia. In tal caso però è problematico il sostegno del tubo cavo da parte della vite di centraggio di andamento trasversale. Se questa viene soltanto leggermente allentata, allora già il tubo cavo insieme al dispositivo ammortizzatore al filo di contatto può cadere in basso fuori dalla piastra di ancoraggio. Quindi è impossibile un preciso aggiustaggio in altezza di semplice manipolazione.

L’innovazione si pone il compito di perfezionare il dispositivo di sostegno per terza rotaia del genere menzionato all’inizio, in modo che con buon comportamento dinamico della terza rotaia né risulta migliorato l’aggiustaggio, specialmente relativamente alla posizione in altezza. Dovrà risultare possibile un preciso aggiustaggio, di semplice esecuzione, e anche in un secondo momento su un’installazione già esistente.

Questo problema viene risolto mediante le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1. Ulteriori esecuzioni ed ulteriori sviluppi dell’innovazione sono contenenti nelle sottorivendicazioni.

Il principio fondamentale dell’innovazione consiste pertanto nel prevedere su una piastra di sostegno un manicotto filettato con filettatura esterna e foro interno, laddove sulla piastra di sostegno è montato fisso un secondo manicotto con filettatura interna, come ad esempio una madrevite, ad esempio è avvitato. Nel primo manicotto è supportata scorrevole assialmente e girevole una spina, laddove l’estremità inferiore libera della spina reca la terza rotaia. L’estremità superiore della spina fuoriesce dal primo manicotto e per mezzo di una molla è sostenuta sul lato frontale superiore del manicotto. In tal modo la terza rotaia è supportata elasticamente tramite la spina e con il proprio peso intrinseco sollecita la molla. Mediante la filettatura esterna del primo manicotto è possibile aggiustare con precisione la posizione in altezza. La spina serve anche come snodo di rotazione rispettivamente di orientamento, cosicché è perfettamente possibile un aggiustaggio laterale della terza rotaia rispetto alla mezzeria del binario, laddove la piastra di sostegno in tal caso è sostenuta tramite una struttura portante con un secondo snodo su un punto di fissaggio, come ad esempio sulla parete di un tunnel.

Conformemente ad un vantaggioso ulteriori sviluppo dell’innovazione il primo manicotto sulla propria filettatura esterna possiede il contorno esterno di un esagono. In tal modo il manicotto può essere ruotato senza problemi da una chiave per viti o da altro attrezzo, per aggiustare la posizione in altezza.

Conformemente ad un ulteriore sviluppo dell’innovazione è possibile con ciò fissare anche la posizione di rotazione del primo manicotto mediante un disco di sicurezza presentante una rientranza centrale che con vincolo geometrico impegna l’esagono del primo manicotto. Preferibilmente la rientranza ha la forma di un dodecagono. Il disco di sicurezza poggia contro rotazioni relative su sporgenze o viti della piastra di sostegno. Conformemente ad un ulteriore sviluppo dell’innovazione la sospensione elastica è realizzata per mezzo di una molla, che poggia sul lato frontale superiore del primo manicotto ed è assicurata per mezzo di una madrevite montata sull’estremità libera superiore della spina, laddove la molla è realizzata preferibilmente per mezzo di un pacco di molla a piattello.

Preferibilmente la piastra di sostegno è montata scorrevole lateralmente rispetto ad una struttura portante. In tal modo è possibile impostare la posizione laterale della terzo rotaia nel corso della regolazione di precisione. Poiché la spina agente come snodo di rotazione è anche girevole rispetto al primo manicotto, la terza rotaia, in caso di variazione longitudinale in seguito a calore dell’ambiente circostante e della corrente di trazione, può orientarsi in fori in combinazione con un controsnodo della struttura portante. Il controsnodo è montato preferibilmente all’estremità posteriore della struttura portante fra l’isolatore ivi usualmente presente ed una colonna di sospensione.

Con rinnovazione si ottiene una buona presa di corrente, poiché sulla lunghezza della tratta della terza rotaia si ottiene un’uniforme elasticità. Ogni componente sostenente il filo di contatto e la terza rotaia in seguito alla massa, montata in maniera puntiforme sul conduttore elettrico, porta ad un punto di discontinuità. Per effetto della testa di articolazione di scarico della terza rotaia oppure di un morsetto del filo di contatto si ottiene con la molla non soltanto un ammortizzamento ma anche un supporto permanentemente “flottante” del conduttore elettrico. Il molleggio, eseguito come pacco di molle, viene adattato al peso del conduttore elettrico agente sul punto di sospensione. Questo pacco di molle è permanentemente precaricato dal peso intrinseco del conduttore elettrico e con il sollevamento di questo da parte della presa di corrente scarica la molla. Il molleggio di compressione della molla quindi diminuisce, il conduttore elettrico viene sollevato verso l’alto e la presa di corrente del veicolo può deviare verso l’alto, il che porta ad un’eliminazione della forza di contatto fra il conduttore elettrico e la presa di corrente. Grazie alla possibilità della precisa impostazione in altezza è possibile influenzare assai positivamente le forze di contatto.

In seguito l’innovazione viene illustrata più dettagliatamente in base ad un esempio di realizzazione in relazione al disegno. In particolare:

la figura 1 mostra una vista anteriore di un dispositivo di sostegno secondo l’innovazione,

la figura 2 mostra una vista laterale del dispositivo di sostegno della figura 1 ,

la figura 3 mostra una vista dall’alto del dispositivo di sostegno della figura 1 ,

la figura 4 mostra una vista anteriore di una struttura portante per un impianto di terza rotaia con un dispositivo di sostegno secondo l’innovazione, in due varianti,

la figura 5 mostra una vista dall’alto su una piastra di connessione impiegata per l’innovazione,

la figura 6 mostra una sezione trasversale della piastra di connessione della figura 5,

la figura 7 mostra una vista laterale della spina impiegata per rinnovazione,

la figura 8 mostra una vista laterale della spina con piastra di connessione saldata a ridosso, pacco di molle e madrevite, la figura 9 mostra una vista laterale di una coppiglia di sicurezza per assicurare la madrevite sulla spina,

la figura 10 mostra una vista dall’alto di disco di sicurezza, la figura 1 1 mostra una sezione trasversale di un manicotto impiegato per l'innovazione,

la figura 12 mostra una vista dall’alto del manicotto della figura 11, e

la figura 13 mostra una sezione trasversale di un secondo manicotto.

Dapprima si faccia riferimento alle figure 1 e 2. Il dispositivo di sostegno 1 per sostenere una terza rotaia 2, sostenente un filo di contatto scanalato 3, possiede una spina cilindrica 4, alla cui estremità inferiore, nella posizione di esercizio normale, è fissata una piastra di connessione 5, ad esempio saldata. La terza rotaia 2 viene fissata a questa piastra di connessione 5 mediante angolare di serraggio 6 e viti con madreviti 7, laddove gli angolari di serraggio fissano una traversa 8 della terza rotaia 2 fra di loro e la piastra di connessione 5.

La spina 4 è supportata scorrevole linearmente girevole in un primo manicotto 9. Il manicotto 9 possiede una filettatura esterna 10 avvitata in una filettatura interna 11’ di un secondo manicotto 11. 11 secondo manicotto 11 è fissato ad una piastra di sostegno 12, ad esempio saldato. La piastra di sostegno 12 mediante viti 13 viene fissata ad una struttura portante che viene illustrata dettagliatamente in relazione alla figura 4.

Un segmento superiore della spina 4 sporge dal manicotto 9 e reca una molla 14 che è sostenuta direttamente oppure tramite un disco 15 sul lato frontale superiore del manicotto 9. L’altra estremità della molla 14 tramite un ulteriore disco 16 ed una madrevite 17, che è avvitata su una filettatura 18 all’estremità libera della spina, è sostenuta rispetto alla spina 4. La molla 14 è qui eseguita come pacco di molle a piattello. Però in generale è possibile impiegare anche altre molle, come ad esempio una molla a spirale, un manicotto elastomero o similari.

La madrevite 17 è protetta contro rotazione rispetto alla spina 4, ad esempio attraverso un foro 19, che si estende attraverso la madrevite 17 e la spina 4 ed in cui viene inserita una coppiglia di sicurezza (vedere figura 9).

Il manicotto 9 può essere regolato nella sua altezza rispetto alla piastra di sostegno 12 localmente fissa mediante rotazione rispetto al secondo manicotto 11, per cui l’altezza della piastra di connessione 5 e quindi della terza rotaia 2 e del filo di contatto 3 sono impostabili in modo continuo e preciso. Per fissare la posizione di rotazione del manicotto 9 è previsto un disco di sicurezza 20 che si estende sul manicotto 9, poggia sul lato superiore della piastra di sostegno 12 ed è sostenuto sulle viti 13 contro una rotazione relativa.

Come descritto ancora più dettagliatamente in relazione alle figure 10 e 13 il manicotto 9 possiede un controllo esterno esagonale e il disco di sicurezza 20 possiede un’apertura centrale qui eseguita come dodecagono, per cui il manicotto 9 può essere arrestato solidale alla rotazione. La filettatura esterna 10 del manicotto 9 corrispondentemente a ciò in sezione trasversale possiede un contorno esagonale, ossia i filetti sostanzialmente portanti della filettatura sono presenti rispettivamente essenzialmente nei vertici dell’esagono.

Al posto del disco di sicurezza 20 si potrebbe prevedere anche un controdado, che avvitato sulla filettatura esterna 10 della spina 4 e viene precaricato contro il lato superiore della piastra di sostegno 12.

La molla 14 viene precaricata rispettivamente sollecitata grazie al peso intrinseco della terza rotaia 2 con il filo di contatto 3, cosicché in definitiva la terza rotaia 2 è sospesa flottante elasticamente sulla molla 14 e nel caso di forze orientate verticalmente verso l’alto può essere sollevata dalla presa di corrente di un veicolo con coazione della molla 14.

Grazie ai supporto elastico del peso intrinseco della terza rotaia è possibile ottenere un comportamento dinamico della terza rotaia sostanzialmente migliore, poiché vengono meglio smorzate forzatamente vibrazioni indotte dalla presa di corrente di un veicolo transitante accanto, cosicché la tratta può essere percorsa anche con velocità sostanzialmente maggiore, fino ad oltre 240 km/h. Si ottengono forze di contatto più uniformi fra presa di corrente e filo di contatto rispettivamente terza rotaia, e quindi una migliore trasmissione della corrente e meno formazione di scintille e aggiuntivamente una minore usura sulla presa di corrente e sul filo di contatto rispettivamente sulla terza rotaia. Grazie all’impostazione in altezza la terza rotaia può essere aggiustata esattamente ed è possibile meglio compensare tolleranze della struttura portante. L’impostazione in altezza è facilmente possibile anche con terza rotaia montata. È necessario unicamente sollevare il disco di sicurezza 20 e ruotare il manicotto 9. Successivamente si fa di nuovo cadere il disco di sicurezza 20 sulla piastra di sostegno 12, dove essa si blocca fra le viti 1 3.

Inoltre va richiamata l’attenzione sul fatto che la spina 4 può ruotare rispetto al manicotto 9 attorno al suo asse longitudinale. In tal modo è possibile eseguire orientabile la struttura portante per la terza rotaia, per allontanare ad orientamento lateralmente ad esempio la terza rotaia, il che è necessario per lavori di manutenzione e di riparazione, in capannoni di montaggio e similari. In tal modo è possibile anche compensare vibrazioni che si propagano lungo la terza rotaia.

La figura 4 mostra una disposizione di terza rotaia con struttura portante e con il dispositivo di sostegno secondo l’innovazione, nell’esempio di un tunnel. Su una parete 21 di tunnel in maniera convenzionale è fissato un tubo portante 22, al quale è fissato uno snodo di orientamento con asse di orientamento verticale, a cui segue un isolatore 24, alla cui estremità libera è fissato un dispositivo portante 25, sul quale è fissata la piastra di sostegno 12 con le viti 13. A seconda delle esigenze l’isolatore 24 e il dispositivo portante 25 possono essere orientati orizzontalmente (parte superiore della figura 4) oppure obliquamente inclinati verso il basso (parte inferiore della figura 4). La terza rotaia 2 con filo di contatto 3 può essere spostata verticalmente mediante la sospensione molleggiante. Aggiuntivamente è possibile impostare l’altezza della terza rotaia 2 con filo di contatto 3 in direzione verticale. Se si intende orientare di lato la terza rotaia, allora il dispositivo portante 25 e l’isolatore 24 mediante lo snodo di orientamento 23 possono essere orientati in un piano orizzontale, rimanendo conservato l’orientamento della terza rotaia 2 grazie allo snodo di orientamento, che è formato fra la spina 4 e la parete interna del manicotto 9 ed è parimenti eseguito con asse di orientamento verticale.

Le figure 5 fino a 12 mostrano singoli componenti del dispositivo di sostegno secondo l’innovazione.

Le figure 5 e 6 mostrano la piastra di connessione 5 in vista dall’alto e in sezione trasversale. La piastra di connessione 5 nella vista dall’alto è sostanzialmente quadrata. Nella sua zona centrale essa ha un rilievo 26 con un foro centrale 27 per il passaggio della spina 4 saldata ai due lati del rilievo. I due segmenti 28, che si susseguono lateralmente al rilievo 26, sono situati di nuovo in un piano e possiedono rispettivamente due fori 29 per il passaggio delle viti 13.

La figura 7 mostra la spina 4 presentante una parte centrale cilindrica allargata 30 formante una parte del supporto a scorrimento con il manicotto 9. Nella zona superiore essa possiede un segmento cilindrico 31 di diametro minore. Sul gradino 32, formato fra la parte centrale 30 e il segmento 31 , la molla 14 poggia o direttamente oppure tramite un disco forato 15. Sull’estremità libera superiore della spina 4 è realizzata una filettatura 33 per alloggiare la madrevite 17. In questa zona la filettatura possiede anche un foro trasversale 19 per alloggiare la coppiglia di sicurezza. L’estremità inferiore della spina 4, che si sussegue alla parte centrale 30, possiede parimenti in un segmento 34 di diametro minore inseribile nel foro 27 della piastra di connessione 5, dopodiché la spina viene saldata in questa zona bilateralmente sulla piastra di connessione 5.

Nella figura 8 è rappresentato come la spina 4 tramite il cordone di saldatura 35 saldata sulla piastra di connessione 5. Anche la molla 14 è disposta fra due dischi 15 e 16 sul segmento 31 e la madrevite 17 è avvitata sulla filettatura 33. La figura 9 mostra una coppiglia di sicurezza 36 avente un’ala 37 di andamento rettilineo, che viene inserita nel foro 19 della madrevite 17 della filettatura 33. Un’ala 38, curvata a circa a forma di semicirconferenza, abbraccia la madrevite 17 per assicurare così la coppiglia di sicurezza 36 contro fuoriuscite. Un’ala curvata anteriore 39 facilita l’inserimento della coppiglia di sicurezza.

La figura 10 mostra il disco di sicurezza 20 in vista dall’alto; questo è circa di forma quadrata con lati smussati 40 e con un’apertura centrale 41 qui eseguita come dodecagono.

Le figure 11 e 12 mostrano il manicotto 9 con filettatura esterna 10 e con un foro centrale 42. Come è riconoscibile dalla figura 12 il contorno esterno possiede conformazione esagonale. I filetti della filettatura 10 pertanto in corrispondenza dei vertici hanno una profondità maggiore che in corrispondenza delle zone piatte. Ugualmente una tale filettatura può essere avvitata perfettamente anche nella filettatura interna del secondo manicotto 11 (figure 1 e 2). Come è riconoscibile dalla figura 11 la filettatura non si estende per l’intera lunghezza del manicotto 9. Anzi all’estremità superiore è prevista una zona 43 priva di filettatura, che in primo luogo serve da protezione aggiuntiva contro uno svitamento dalla filettatura interna del secondo manicotto 11 e anche è utilizzabile come appendice per una chiave per vite. Aggiuntivamente in tal modo si realizza una superficie di appoggio perfettamente definita e priva di filettatura per il disco 15, rispettivamente per la molla 14.

La figura 13 mostra il secondo manicotto 11, la cui filettatura interna 11’ è adattata alla filettatura esterna 10 del primo manicotto 9. Il secondo manicotto 11 può essere realizzato anche come madrevite saldata alla piastra di sostegno 12.

Al posto del secondo manicotto 11 con filettatura interna 11’ si può anche prevedere che l’apertura della piastra di sostegno 12 abbia una filettatura interna, in cui è abitale il primo manicotto 9.

Claims (8)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo di sostegno per terza rotaia con una piastra di sostegno montabile localmente fissa e con una spina, che è supportata elasticamente con una molla rispetto alla piastra di sostegno e ad una cui estremità è applicato un dispositivo di fissaggio per fissare una terza rotaia, caratterizzato dal fatto che la spina (4) è supportata scorrevole e girevole in un foro di un primo manicotto (9) e che il primo manicotto (9) presenta una filettatura esterna (10) awitabile in una filettatura interna (1 1 ’) localmente fissa.
2. 2. Dispositivo di sostegno per terza rotaia secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la filettatura interna (11’) è realizzata su un secondo manicotto (11) e che il secondo manicotto (11) è collegato rigidamente con la piastra di sostegno (12).
3. 3. Dispositivo di sostegno per terza rotaia secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che il primo manicotto (9) possiede un contorno esterno di un esagono.
4. 4. Dispositivo di sostegno per terza rotaia secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che è previsto un disco di sicurezza (20) con un’apertura centrale (41) che abbraccia estremamente con vincolo geometrico il primo manicotto (9) ed è assicurata contro rotazione relativa su battute (13) fissate con la piastra di sostegno (12).
5. 5. Dispositivo di sostegno per terza rotaia secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che le battute sono viti (13) per fissare la piastra di sostegno (12) su una struttura portante (25).
6. 6. Dispositivo di sostegno per terza rotaia secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che la spina (4) tramite una molla (1 4) è sostenuta su un lato frontale del primo manicotto (9).
7. 7. Dispositivo di sostegno per terza rotaia secondo la rivendicazione 6, caraterizzato dal fatto che la molla è un pacco di molle (14).
8. 8. Dispositivo di sostegno per terza rotaia secondo le rivendicazioni 6 e 7, caraterizzato dal fatto che l’estremità libra superiore della spina (4) presenta una filettatura (18) per fissare una madrevite (17) sostenuta sull estremità superiore della molla (14).