PT847339E - Cabeca de contacto para estabelecer um contacto electrico multiplo com um artigo condutor e meios providos com uma tal cabeca de contacto - Google Patents

Description

Descrição “Cabeça de contacto para estabelecer um contacto eléctrico múltiplo com um artigo condutor e meios providos com uma tal cabeça de contacto"

PropÕe-se um processo e um dispositivo para estabelecer uma derivação entre, por exemplo, dois carris de uma via férrea, no pedido de patente de invenção holandesa 1 000 713, em nome da presente Requerente, o qual não foi ainda publicado. Em cada um dos dois carris dispõem-se dois contactos eléctricos. Um dos dois pontos de contacto de cada carril está ligado, através de uma derivação, a um ponto de contacto correspondente no . outro carril. Os dois pontos de contacto restantes são ligados á um ohmimetro. Se todos os quatro pontos de contacto fizerem bom contacto eléctrico com os carris respectivos, o ohmimetro indicará a existência de uma ligação em paralelo. A ligação em paralelo produzida pode ser monitorada, no sentido de que será dado um alarme sempre que essa ligação em derivação for interrompida, seja por que razão for. Na prática, aplicam-se deiiberadamente derivações deste tipo entre dois carris de uma via férrea numa rede ferroviária, se a referida via férrea não deve ser Usada pelos comboios. Em especial, o estabelecimento de uma derivação entre os canis provoca a mudança para vermelho do sinal associado com essa via. Optativamente, pode proporcionar-se um dispositivo parà que uma derivação deste tipo aplique automaticamente os freios num comboio que entre nessa via sem autorização (caracteristica de protecção automática contra avarias, para comboios).

Porém, no referido pedido de patente os meios que permitem a realização de- um tal processo de uma ligação em derivação em quatro pontos, de maneira adequada, nào se descrevem com mais pormenor no referido pedido de patente.

Anteriormente, era habitual produzir a ligação em paralelo entre dois carris de uma via férrea utilizando uma barra de ligação em derivação, originalmente desenvolvida por Pouyet. A referida barra de ligação em paralelo era constituída por duas barras, colocadas no prolongamento uma da outra, e uma pega. A distância entre as extremidades das duas barras é suficientemente grande para que a barra de ligação em derivação possa ser colocada precisamente perpendicularmente entre dois carris da rede ferroviária. Actuando na pega, as duas barras são afastadas uma da outra, de modo que. as extremidades ponteagudas das mesmas são apertadas contra os carris. Provendo as extremidades com uma ponta aguçada, toma-se possível que elas sejam apertadas através da ferrugem e da sujidade nos carris, se a força exercida for suficientemente elevada. Se não se produzir o contacto eléctrico com os carris, podem rodar-se as barras, com o auxílio da pega, de modo que as suas pontas penetrem através da ferrugem e das sujidades. No entanto, com esta barra de derivação, apenas pode produzir-se um contacto eléctrico em cada carril, de modo que a referida barra de derivação é apropriada apenas para estabelecer a ligação de derivação entre os dois carris da via, mas não para a ligação do referido ohmimetro. Para verificar se realmente se estabelece uma ligação em derivação, quando se utiliza uma barra deste tipo, era usual um operador caminhar até ao início da via em questão para ver se o sinal tinha realmente mudado para vermelho. Uma vez tendo verificado que a luz mudara para vermelho isso não era verificado subsequentemente, devido ao inconveniente com isso ligado de caminhar para trás e para a frente Como uma barra de derivação deste tipo podia soltar-se, por vibrações com causas diversas, não se garantira a segurança de, por exemplo, trabalhadores ferroviários na via. O objectivo do presente processo de quatro pontos é

proporcionar uma solução para este problema, que dá ou não resultado de acordo com a disponibilidade de meios com os quais podem obter-se, com fiabilidade, quatro pontos de contacto eléctrico com os carris, além disso com simplicidade. O objectivo da presente invenção é proporcionar tais meios. . A Requerente está ciente de que foram já concebidos meios com esta mesma finalidade. Tais meios conhecidos, de que as reivindicações fazem uma distinção, compreendem uma barra de derivação articulada, que possui duas barras que podem ser dobradas uma em relação à outra. Orna tal barra de derivação articulada tem dois pontos de contacto ponteagudos, em vez de um só, nas duas extremidades de cada uma das barras. Um' dos dois pontos de contacto está em contacto eléctrico com a própria barra e destina-se à ligação da derivação com um ponto de contacto correspondente na extremidade da outra barra, o qual é electricamente curto--ctrcuitado com a primeira barra referida. Os dois pontos de contacto restantes podem ser ligados, através de cabos apropriados, ao ohmimetro. Na operação da barra de derivação, é necessário empurrar dois pontos de contacto ponteagudos, nas duas extremidades, através da ferrugem e da sujidade nos carris, a fim de garantir um bom contacto eléctrico. Verificou-se que para isso é necessária uma força equivalente a cerca de 360 Kg. Em contraste com a barra original·de Pouyet, não é possível, com a barra de derivação mencionada em último lugar, melhorar o contacto eléctrico pretendido rodando a barra como um todo. Durante a utilização, empurram-se dois pontos aguçados, cada um deles fora da linha central das barras da barra de derivação, nas duas extremidades da barra de derivação, com uma força contra os carris tal que, cada rotação para raspar e eliminar a ferrugem e a sujidade, conduz a uma deslocação ou a rotura da barra de derivação. Portanto, com este 4 dispositivo, se não se tiver produzido um bom contacto eléctrico, este contacto eléctrico só pode ser melhorado, retirando toda a barra de derivação e aplicando-a de novo, eventualmente num sítio diferente. O objectivo da presente invenção consiste em aperfeiçoar os meios para o contacto eléctrico múltiplo com produtos condutores electricamente, por exemplo carris de· uma via férrea, podendo esses dispositivos ser usados no referido processo de quatro pontos.

Portanto, a invenção proporciona uma cabeça de contacto de acordo com a reivindicação 1. Usando-se uma cabeça de contacto deste tipo. pode produzir-se um contacto eléctrico múltiplo com um produto condutor eléctrico, sendo possível melhorai' ó contacto, se necessário, rodando a cabeça de contacto, o que é possível porque pelo menos o segundo contacto tem. uma porta de contacto circular, que pode rodar em tomo do centro da forma circular. Na utilização de um protótipo, verificou--se que o contacto eléctrico com carris severamente enferrujados e sujos poderia produzir-se com uma resistência com um valor inferior a 15 mQ, com aplicação de uma força de cerca de 70 kg. O primeiro contacto pode ser proporcionado com uma ponta aguçada, que se coloca no centro da referida primeira circunferência. Numa forma de realização deste tipo, o segundo contacto pode ser rodado simplesmente em tomo do primeiro contacto, enquanto, ao mesmo tempo, como resultado de rodar o primeiro contacto, a sua ponta aguçada penetrará melhor através da ferrugem e da sujidade.

Em alternativa, o primeiro contacto pode, no entanto, ser provido de um bordo de contacto que tem a forma de pelo rrienos uma parte de uma segunda circunferência, com um segundo raio, sendo a segunda circunferência concêntrica com a primeira. Neste caso, o segundo raio pode ser igual ao primeiro raio. Tanto o primeiro como o segundo contactos podem ser cobertos com diamante sintético, que é duro mas, apesar disso, condutor electricamente.

De preferência, o segundo contacto é suportado elasticamente, relativamente ao primeiro contacto, por meio de meios elásticos. A invenção refere-se também a meios de contacto eléctrico de acordo com a reivindicação 8.

Nas reivindicações dependentes 9 e 10 reivindicam-se outras formas de realização da invenção. A invenção refere-se também à utilização de pelo menos uma cabeça perfuradora diamantada para a produção de uma cabeça de contacto de acordo com a invenção. Isso. é muito vantajoso, porque então não é necessário conceber contactos separados, por exemplo para o referido segundo contacto, sendo sim possível utilizar para esse fim componentes normalizados.

Finalmente, a invenção refére-se a um processo para a produção de meios de contacto eléctrico, de acordo com a reivindicação 12.

Utilizando-se um processo deste género, podem facilmente modificar-se as barras de derivação existentes do tipo Pouyet, para obter barras de derivação de acordo com a invenção, apropriadas pàra utilizar no processo de derivação com quatro pontos.

Descreve-se a seguir a invenção com mais pormenor, com referência a algumas figuras, que representam exemplos da invenção, mas com as quais não se pretende colocar quaisquer limitações relativamente ao escopo da invenção. As figuras represeritam: 6 6

A fíg. 1, uma vista esquemática de uma montagem de acordo com a invenção, na qual é utilizada uma barra de derivação modificada; A fíg. 2, uma vista de frente esquemática de uma cabeça de contacto de uma barra de derivação de acordo com a fíg. 1; A fíg. 3, um corte transversal esquemático de uma cabeça de contacto de uma barra de derivação de acordo com a fíg. 1; A fíg. 4, uma ilustração esquemática da cabeça de contacto que pode ser apertada com o auxílio de um meio magnético, por exemplo um carril; e A fíg. 5, uma vista de frente de uma cabeça de contacto de acordo com a fíg. 4.

Nas figuras, utilizam-se referências numéricas análogas sempre para os mesmos componentes. A fíg. 1 representa dois carris (1) e (2), paralelos, numa via específica da rede ferroviária. Neste contexto. anot.a-se que a invenção é descrita com referência a uma aplicação para caminhos de ferro, mas é. evidente que pode também ser aplicada para outros, artigos de condução com os quais é necessário produzir dois contactos (ou contactos múltiplos) que se tomam mais difíceis devido, por exemplo, a ferrugem e sujidade.

N

Os dois carris (1, 2) estão habitualmente a uma distância pré-determinada um do outro e estão, por exemplo, fixos em dormentes, que não estão representados. Se se desejar, produz-se uma derivação entre os dois carris (1, 2), utilizando uma barra de derivação (3). A barra de derivação (3) representada é constituída por duas barras (4, 5), colocadas uma. no prolongamento da outra, e um manipulo (6). O manipulo (6) e as barras (4. 5) estão ligados entre si, mecanicamente, num ponto de ligação 7

(7), que está equipado de modo tal que as barras (4) e (5) se deslocam uma para a outra se se colocar., o .manipulo (6) paralelo às barras (4) e (5). Inversamente, as barras (4) e (5) afastam-se se o manipulo for colocado na posição perpendicular às barras (4) e (5). Na situação mencionada em primeiro lugar, a barra de derivação (3) ajusta-se precisamente entre os carris (1) e (2). numa direcção perpendicular aos mesmos. Na segunda situação, as cabeças de contacto (8, 8’), situadas nas extremidades das barras (4) e (5), são empurradas com uma força pré-determinada contra os lados dos carris (1) e (2), para desse modo estabelecerem um contacto eléctrico. Cada uma das cabeças de contacto (8, 8") está equipada para estabelecer dois contactos eléctricos com o carnl (1, 2) respectivo. Um dos dois contactos nas cabeças de contacto (8, 8’) está ligado à barra (4, 5) associada, enquanto que o outro contacto está ligado a um cabo (9, 10), que conduz a um ohmímetro (11). A fig. 2 representa uma vista de frente de uma primeira forma de realização de uma cabeça de contacto (8), com a qual podem produzir-se os dois contactos eléctricos desejados, enquanto que a fíg. 3 representa um corte transversal da mesma. A cabeça de contacto (8) compreende um primeiro contacto (15), que está situado na linha central da barra (5) e está provido com uma ponta aguçada (16), que se projecta pára fora. O contacto (15) é feito de um material condutor electricamente e esta ligado electricamente à barra (5). O contacto (15) pode, por exemplo, ser feito integral com a barra (5).

Um segundo contacto (12) está disposto coaxialmente em tomo do primeiro contacto (15). O segundo contacto (12) é igualmente feito de material condutor electricamente. O contacto (12) está provido de uma aresta de contacto (13), condutora electricamente, que cobre pelo menos uma parte do bordo circular exterior do contacto (12). A aresta de contacto (13) é feita de um material duro, condutor, por exemplo de diamante stntético. O ponto de contacto (16) pode também ser feito deste material, ou revestido com o mesmo. O contacto (12), que inclui a aresta de contacto (13). pode vantajosamente ter uma estrutura tal como a que é usada numa.cabeça de perfuração diamantada. Barras de derivação para o processo de dois pontos, que são conhecidas da técnica anterior, podem ser modificadas com o auxilio de tais cabeças de perfuração diamantadas conhecidas, para proporcionar uma cabeça de contacto de acordo com a invenção. Há material isolante (14) entre, por um lado, a barra (5) e o contacto (15) ligado à mesma e, por outro lado, o contacto (12). O contacto (12) está, por exemplo, provido de um terminal (20) para ligação ao cabo (10), que conduz ao ohmimetro (11) (fig. 1). Há um batente fixo (19) na barra (5). De preferência, dispostos entre o batente (19) e o contacto (12), há meios elásticos (18), por exemplo uma anilha de mola em forma de taça, de modo que os dois contactos (15) e (12) podem deslocar--se um .pouco, um em relação ao outro, na direcção do eixo central, o que toma os dois contactos eléctncos mais simples e fiáveis.

Durante a operáçâo, a força com que o ponto de contacto (16) pode ser apertado contra o carril (2) é determinada pela força elástica do ponto de ligação (7), como compreenderá um especialista na matéria. A força com a qual a aresta de contacto (13) do contacto (12) é apertada contra o carril (2) depende também dos meios elásticos (18), se forem utilizados. Devido ao ponto de contacto (16) estar situado no eixo da barra (5) e a aresta de contacto (13) estar colocada coaxialmente 9 9

em torno do ponto de contacto (16), a totalidade da cabeça de contacto (8) pode ser rodada sem muito mais força em tomo do eixo central, quando a cabeça de contacto (8) já foi apertada contra o carril (2). Deste modo, a ferrugem e a sujidade nos sítios de contacto são removidas, podendo assegurar-se os dois contactos eléctricos. Num protótipo, verificou-se que, mesmo com carris muito severamente contaminados e enferrujados, podem obter-se. dois contactos eléctricos com uma força de contacto de cerca de 70 kg. Para o conseguir foi necessário rodar toda a barra de derivação (3) de acordo com a invenção, apenas uma vez. de um quarto de volta, depois de a referida barra de derivação ter sido apertada entre os carris (1, 2) por colocação do manipulo (6) na posição de pressão de contacto. A fig. 5 mostra uma forma de realização alternativa de uma cabeça de contacto de acordo com a invenção. A cabeça de contacto representada nesta figura é uma modificação das cabeças de contacto já existentes para estabelecer uma derivação entre, por exemplo, dois carris. Uma cabeça de contacto existente deste tipo (não representada) é feita de um material condutor, fortemente magnético, que é ligado por um cabo a uma . outra cabeça de contacto idêntica. Uma cabeça de contacto existente, deste tipo, destina-se a ser montada no topo de carris usados regularmente. Dificilmente há uma grande corrosão no topo de carris usados regularmente, podendo produzir-se um contacto eléctrico com um carril sem demasiada dificuldade, utilizando uma cabeça de contacto magnético deste tipo. O cabo é suficientemente comprimido para vencer o intervalo entre dois carris adjacentes. São levados, virtualmente em todos os comboios, na cabina do maquinista, dispositivos deste tipo, providos com duas destas cabeças de contacto, ligadas por um cabo. Porém, na prática verificou-se que o estabelecimento de um 10 contacto eléctrico fiável, deixa muito a desejar, donde resulta que estes dispositivos nem.sempre são usados onde seriam necessários. A fig. 4 representa, um corte transversal de uma cabeça de contacto com a qual pode obter-se um contacto com um carril, de uma maneira mais fiável e que é apropriada para utilizar nò processo de contacto em quatro pontos. A cabeça de contacto representada compreende um primeiro contacto (15), situado no eixo central da cabeça de contacto. Mais uma vez, pode fazer-se uma ponta aguçada (16) no contacto (15). Porém, dado que esta cabeça de contacto se destina a estabelecer contacto com uma secção do topo do carril virtualmente não corroído, pode também omitir-se a ponta aguçada (16).

Situado coaxialmente em tomo do eixo central, há um segundo contacto (12), de preferencia provido de uma aresta de contacto (13) dura e aguçada. Em contacto com o primeiro contacto (15), dispõe-se um primeiro íman (22), enquanto que se dispõe um segundo iman (21) concêntrico em contacto com o segundo contacto (12). Os primeiro e segundo imanes (22, 21) e os primeiro e segundo contactos (15, 12) estão separados uns dos outros por um isolamento electnco apropriado (14).

Ao primeiro iman (22) é ligado um cabo (25), que conduz a um iman correspondente na outra cabeça de contacto idêntica, o qual tem de ser ligado ao outro carril. O cabo (9) está ligado ao segundo íman (21) e conduz ao ohmimetro (11) (fig. 1). É claro que as funções dos cabos (9, 25) podem ser invertidas.

Devido ao facto de os imanes (21, 22) serem fortemente magnéticos e terem um peso determinado, os contactos (12) e (15) são pressionados contra o carril (1). Se o contacto eléctrico de um dos dois carris (1) for insatisfatório, rodando-se toda a cabeça de contacto em tomo do seu eixo central, pode produzir-se o contacto desejado, porque esta rotação tem como efeito raspar a ferrugem e as sujidades.

Se se desejar, o contacto (12) pode, tal como na forma de realização das figuras anteriores, ser suportado elasticamente em relação ao contacto (15), por exemplo por meio de uma anilha de mola, em forma de taça (não representada).. A fig. 5 mostra uma vista de frente de uma outra forma de realização de uma cabeça de contacto de acordo com a invenção. Em comparação com a fig. 2, o contacto (15) situado centralmente foi retirado. Em vez desse contacto, o contacto mais exterior, designado nas figuras anteriores pela referência (12), foi dividido em dois contactos (26, 27), um dos quais está ligado electricamente a um contacto semelhante da outra cabeça de contacto, estando o outro ligado ao ohmímetro (11). Os contactos (26, 27) têm uma aresta de contacto (28, 29), que é feita de um material condutor duro: Podem, por exemplo, ser cobertos por diamante sintético, condutor electricamente. Os contactos são isolados electricamente um do outro, por meio do isolamento (23. 24).

As arestas de contacto (28, 29) podem ser apertadas, por meios de pressão apropriados, contra um carril, após o que se assegura um bom contacto eléctrico, por uma certa rotação em tomo do eixo central. Os meios de pressão podem ser constituídos por barras (4, 5) e uma alavanca (6), de uma barra de derivação, como se mostra na fíg. 1. Mas, em alternativa, podem ser constituídos por imanes de uma maneira semelhante à representada na fíg. 4 (embora a forma dos imanes tenha, evidentemente, de ser adaptada à forma dos contactos (26, 27)). A invenção não se limita às formas de realização representadas. Uma outra altémativa consiste, por exemplo, em que na forma de realização de acordo com as fíg. 2, 3 e 4, ser não toda. mas apenas uma parte da aresta de contacto (13), 12

condutora electricamente e, possivelmente, que apenas uma sua secção da ponta seja condutora electricamente. Analogamente, o contacto (15) situado centralmente na referida forma de realização, pode ser substituído por um contacto circular, suportado concentncamente com o contacto (12) e, precisamente como o contacto (12), está provido com uma aresta aguçada, dura, pelo menos parcialmente condutora. Um contacto (15) deste tipo poderia, por exemplo, ser também feito de uma cabeça de perfuração diamantada, embora com um diâmetro menor que o contacto (12).

Na forma de realização de acordo com a fig. 5, as arestas de contacto condutoras (28, 29) não têm de cobrir quase um arco semicircular. A distância coberta pode também ser uma parte menor de um arco de circunferência. Igualmente, as duas arestas de contacto (28, 29) não têm de estar em partes da mesma circunferência: uma das duas pode estar num arco de circunferência com um raio menor que o da outra. A característica essencial é apenas que os dois contactos (12, 15) e. (26, 27), respectivamente, sejam formados de modo tal que possam ser rodados em conjunto sem uma força demasiadamente grande, em tomo do eixo central da cabeça de contacto, para desse modo remover a ferrugem e a sujidade, por exemplo de um carril.

Finalmente, anota-se também que a cabeça de contacto foi descrita atrás numa forma de realização apropriada para estabelecer dois contactos eléctricos. O conceito básico da invenção pode ser, no entanto, também estendido às cabeças de contacto equipadas com contactos múltiplos.em geral. Por exemplo, podem dispor--se três ou mais contactos na cabeça de contacto.

Lisboa, 17 de -Novembro de 2000

Claims (3)

1. ι ι

   Reivindicações 1. Cabeça de contacto para estabelecer um contacto eléctrico múltiplo com um produto condutor electncamente, estando a referida cabeça de contacto provida de pelo menos um primeiro contacto (15, 26) e um segundo contacto diferente (12; 27), estando os referidos contactos separados electricamente um do outro, caracterizada por pelo menos o segundo contacto (12; 27) estar provido de uma aresta de contacto (13; 29) que tem a forma de pelo menos uma parte de uma primeira circunferência com um primeiro raio.
2. 2. Cabeça de contacto de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o primeiro contacto (15) estar provido de uma ponta aguçada (16), situada no centro da referida primeira circunferência.

   3. Cabeça de contacto de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o primeiro contacto (26) estar provido de uma aresta de contacto (28) que tem a forma de pelo menos uma parte de uma segunda circunferência com um segundo raio, sendo a segunda circunferência concêntrica com a primeira circunferência.

   4. -Cabeça de contacto de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o segundo raio ser igual ao primeiro raio.

   5. Cabeça de contacto de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o primeiro contacto (15; 26) ser coberto com diamante sintético.

   6. .Cabeça de contacto de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o segundo contacto (12; 27) ser coberto com diamante sintético.

   7. Cabeça de contacto de acordo com qualquer das reivindicações

   ’-ν anteriores, caracterizada por o segundo contacto (12) ser suportado elasticamente em relação ao primeiro contacto (15), por meio de um dispositivo elástico (18).

   8. Meios para estabelecer um contacto eléctrico múltiplo com um produto condutor electricamente, sendo esses meios providos com pelo menos uma cabeça de contacto de acordo com qualquer das reivindicações anteriores e com meios de pressão (4, 5, 6; 21, 22) para exercer uma força de pressão na pelo menos uma cabeça de contacto no sentido do produto.

   9. Meios de acordo com a reivindicação 8, caracterizados por os meios de pressão serem constituídos por uma barra de derivação (3), provida de uma primeira barra (4) que possui uma primeira cabeça de contacto (8), uma segunda barra (5) que está alinhada com a primeira barra (4) e tem uma segunda cabeça de contacto (8’), e um manipulo (6) para mover uma primeira barra (4) e uma segunda barra (5) afastadas uma da outra.

   10. Meios de acordo com a reivindicação 8, caracterizados por os meios de pressão compreenderem um primeiro íman (22) e um segundo íman (21), estando o primeiro íman (22) em contacto magnético com o primeiro contacto (15) e estando o segundo íman (21) em contacto magnético com o segundo contacto (12) e electricamente separado do primeiro íman.

   11. Utilização de pelo menos uma cabeça de perfuração diamantada para a produção de uma cabeça de contacto de acordo com qualquer das reivindicações. 1 a7

   12. Processo para a produção de meios de acordo com a reivindicação 9, que compreende òs passos seguintes: a) provisão da referida barra de derivação (3), estando a extremidade da 3 primeira barra (4) provida de um primeiro contacto (15) situado no eixo central da primeira barra (4) e estando a extremidade da segunda barra (5) provida de um terceiro contacto situado no eixo central da segunda barra (5), sendo o terceiro contacto um contacto eléctrico com o primeiro contacto (15); b) produção do segundo contacto (12), por meio de uma primeira cabeça de perfuração diamantada, concentricamente em tomo do primeiro contacto (15); c) a produção de um quarto contacto (12) por meio de uma segunda cabeça de perfuração diamantada, concentricamente em tomo do terceiro contacto (15). Lisboa, 17 de Novembro de 2000

   Resumo “Cabeça de contacto para estabelecer um contacto eléctrico múltiplo com um artigo condutor e meios próvidos com uma tal cabeça de contacto’* A invenção refere-se a uma cabeça de contacto para estabelecer urri contacto eléctrico múltiplo com um artigo condutor da electricidade. estando essa cabeça de contacto provida de pelo menos um primeiro contacto (15; 26) e um segundo contacto (12; 27), separados electricamente um do outro, estando pelo menos o segundo contacto (12; 27) provido de um bordo de contacto (13, 29). que tem a forma de pelo menos uma parte de um primeiro arco de circunferência. Fiuura 3.
3. /3 // Lisboa, 17 de Novembro de' 2000-