PT894055E - Veiculo ferroviario - Google Patents

Description

DESCRIÇAΟ "VEÍCULO FERROVIÁRIO" O presente invento diz respeito a um veículo ferroviário.

Da patente com a referência EP 0 485 273 A1 é já nosso conhecido um veículo ferroviário semelhante, que dispõe de, pelo menos, uma superestrutura de uma carruagem passível de se inclinar equipada com um pantógrafo. No caso já nosso conhecido, a superestrutura de uma carruagem apoia-se, sempre por meio de um suporte articulado e de uma suspensão por molas, sobre duas bogias. Ao descrever curvas, a superestrutura de uma carruagem pode sofrer uma inclinação em relação à via (aresta superior do carril) de acordo com um ângulo de inclinação a. Desta forma, o ângulo de inclinação α compreende também a inclinação do suporte articulado em relação à via, que é definido como ângulo de inclinação lateral β. O ângulo de inclinação lateral β, que descreve a deflexão das molas da superestrutura de uma carruagem, também depende da força centrífuga registada quando são descritas curvas. Ao mesmo tempo que se regista a inclinação da superestrutura de uma carruagem segundo o respectivo ângulo de inclinação α, o pantógrafo é recuado, no sentido contrário ao da inclinação registada pela superestrutura de uma carruagem, para o que o ângulo de inclinação α é tido em consideração. Já o ângulo de inclinação lateral β não é tomado em consideração aquando do posicionamento do pantógrafo, pelo que, de modo especial em veículos motores, que, para assegurarem um maior conforto, dispõem de muitas molas, podem resultar desvios grandes, e, eventualmente, até mesmo inadmissíveis, no que respeita à posição central do pantógrafo em relação ao plano do fio de contacto ou em relação ao perfil do espaço livre do veículo ferroviário. 2 2 Λ "

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Da patente DE 32 32 153 C2 é também já nosso conhecido um outro veículo ferroviário com uma superestrutura de uma carruagem passível de se inclinar. No tejadilho da superestrutura de uma carruagem está instalado um pantógrafo, que está unido, de forma articulada, com uma coluna que está fixada à bogia. Isto faz com que o pantógrafo seja mantido numa determinada posição em relação à bogia. A coluna, que em grande parte se estende no interior da superestrutura de uma carruagem, atravessa o tejadilho da dita superestrutura. Também neste caso o ângulo de inclinação lateral β não é tomado em consideração aquando do posicionamento do pantógrafo. O presente invento tem por objectivo a concepção de um veículo ferroviário do tipo do descrito no início da presente, no qual o pantógrafo, quando são descritas curvas, possa ser alinhado de forma a ficar numa posição quase central em relação ao fio de contacto.

Trata-se de um objectivo que, de acordo com o presente invento, é satisfeito através das características da reivindicação de patente 1. Aperfeiçoamentos vantajosos do veículo ferroviário de acordo com a reivindicação de patente 1 são apresentadas nas restantes reivindicações de patentes. O veículo ferroviário concebido de acordo com o presente invento compreende, pelo menos, uma superestrutura de uma carruagem passível de se inclinar segundo um ângulo de inclinação a, superestrutura essa que se apoia, pelo menos, sobre um chassis e sobre cujo tejadilho está instalado pelo menos um pantógrafo. Este pantógrafo pode ser recuado, no sentido contrário ao da inclinação registada pela superestrutura de uma carruagem, segundo um ângulo de regulação γ. De acordo com o presente invento, o ângulo de regulação γ resulta da diferença existente entre o ângulo de inclinação a e o ângulo de inclinação lateral β.

No caso de um veículo ferroviário de acordo com a reivindicação de patente 1, o ângulo de inclinação lateral β é tomado em consideração aquando do 3

posicionamento do pantógrafo. Desta forma, a variável de regulação para o pantógrafo já não é exclusivamente constituída pelo ângulo de inclinação a; em vez disso, também é constituída por um ângulo de regulação γ, que resulta da diferença existente entre o ângulo de inclinação α e o ângulo de inclinação lateral β. Por conseguinte, é desta forma assegurado que, independentemente não só do tipo de suspensão por molas com que o veículo ferroviário esteja equipado e do tipo de chassis mas também das forças centrífugas que sejam exercidas ou das influências dos ventos alterações, o pantógrafo de uma superestrutura de uma carruagem que está a registar uma inclinação permaneça sempre alinhado de modo a estar colocado numa posição aproximadamente central em relação ao fio de contacto. Mediante o alinhamento mais preciso do pantógrafo em relação ao plano do fio de contacto obtém-se não só uma melhoria da qualidade do contacto do pantógrafo mas também uma redução do desgaste registado na sapata de contacto do pantógrafo.

Segue-se a descrição de exemplos de execução do presente invento, baseada no desenho e associada a demais reivindicações de patentes, que fornece informações sobre outras vantagens e particularidades do presente invento. Assim: a figura 1 mostra um corte transversal através de um primeiro exemplo de execução do veículo ferroviário concebido de acordo com o presente invento, na região do chassis, a figura 2 mostra um corte transversal através de um segundo exemplo de execução do veículo ferroviário produzido de acordo com o presente invento, na região do chassis, a figura 3 mostra um dispositivo de regulação mecânico para um pantógrafo, visto de lado, a figura 4 mostra um outro dispositivo de regulação mecânico para um pantógrafo, igualmente visto de lado e a figura 5 mostra um dispositivo de regulação hidráulico para um pantógrafo, visto de lado.

Nas figuras 1 e 2 a referência 1 identifica uma superestrutura de uma carruagem que está apoiada sobre dois chassis 2. No caso dos veículos ferroviários apresentados nas figuras 1 e 2, estes chassis 2 compreendem, cada um deles, uma bogia 3 e um suporte articulado 4, que está apoiado, de forma elástica, por meio de uma suspensão por molas 5, sobre a bogia 3. O suporte articulado 4 está ligado à superestrutura de uma carruagem 1 por meio de uma articulação quádrupla 12. Tanto na figura 1 como na figura 2 só é visível um dos dois chassis 2. Sobre o tejadilho 6 da superestrutura de uma carruagem 1 está instalado um pantógrafo 7 com o respectivo suporte 8.

Durante as curvas, a superestrutura de uma carruagem 1 pode ser inclinada por um mecanismo de controlo 9 contra a via 10 (aresta superior do carril) de acordo com um ângulo de inclinação a, sendo que a referência 11 identifica o centro de rotação da inclinação da superestrutura de uma carruagem 1. Por influência da força centrífuga F, o suporte articulado 4 sofre uma inclinação em relação à via 10 segundo um ângulo de inclinação lateral β. O pantógrafo 7 pode ser recuado no sentido contrário à inclinação registada pela superestrutura de uma carruagem 1 segundo um ângulo de regulação γ, sendo que, de acordo com o presente invento, o ângulo de regulação γ resulta da diferença existente entre o ângulo de inclinação α e o ângulo de inclinação lateral β. A formação do ângulo de regulação γ pode ser obtida, por exemplo, por meio de uma regulação activa e/ou de um comando activo. Neste caso, os sinais de regulação e/ou de comando são obtidos com base nos valores de medição de 5

A. S-β Λ ^* um mecanismo sensor, que mede o ângulo de inclinação α e o ângulo de inclinação lateral β, sendo então transmitidos a um dispositivo de regulação electromotor ou hidráulico. No entanto, torna-se particularmente vantajoso existir um posicionamento passivo do pantógrafo 7, ou seja, um posicionamento sem intercalação de um dispositivo de regulação e/ou de comando.

No caso do veículo ferroviário apresentado na figura 1, a diferença existente entre o ângulo de inclinação α e o ângulo de inclinação lateral β, e, por conseguinte, o ângulo de regulação γ, é formada por meio de um dispositivo de regulação mecânico 20, do qual são apresentados exemplos de execução tanto na figura 3 como na figura 4. Já o veículo ferroviário que é apresentado na figura 2 está equipado com um dispositivo de regulação hidráulico 30, que também forma o ângulo de regulação γ a partir da diferença existente entre o ângulo de inclinação α e o ângulo de inclinação lateral β, e do qual é apresentado, em detalhe, um exemplo de execução na figura 5.

No caso do veículo ferroviário que é apresentado na figura 1, o dispositivo de regulação mecânico 20 dispõe de duas alavancas articuladas 21 e 22, cuja uma extremidade está unida à superestrutura de uma carruagem 1 e cuja outra extremidade está unida ao suporte articulado 4.

As alavancas articuladas 21 e 22 funcionam em sentido oposto uma em relação à outra. Se, por exemplo, a alavanca articulada 22 estiver colocada na sua posição superior, a alavanca articulada 21, por sua vez, encontra-se na sua posição inferior. A extremidade da alavanca articulada 21 que está assente na superestrutura de uma carruagem 1 está unida a um polígono funicular 23 e, por sua vez, a extremidade da alavanca articulada 22 que também está assente na superestrutura de uma carruagem 1 está unida a um polígono funicular 24. As extremidades livres de ambos os polígonos funiculares 23 e 24 se prolongam até ao suporte 8 do pantógrafo 7.

Dependendo da posição assumida pelas duas alavancas articuladas 21 e 22, e no caso do veículo ferroviário que é apresentado na figura 1, o pantógrafo 7 é recuado no sentido contrário ao da inclinação registada pela superestrutura de uma carruagem 1, segundo um ângulo de regulação γ.

Devido à instalação das alavancas articuladas 21 e 22 entre a superestrutura de uma carruagem 1 e o suporte articulado 4, o ângulo de regulação γ resulta da diferença existente entre o ângulo de inclinação α e o ângulo de inclinação lateral β.

No caso do exemplo de execução que é apresentado na figura 3, a alavanca articulada 22 do dispositivo de regulação mecânico 20 está apoiada no suporte articulado 4 de forma a se poder rodar, estando igualmente apoiada na chumaceira 13 da superestrutura de uma carruagem 1 de modo a se poder tanto rodar como deslocar. Se a superestrutura de uma carruagem 1 registar uma inclinação para um lado, a alavanca articulada 22 desloca-se para a posição correspondente C ou Ci. O polígono funicular 24 está acoplado à alavanca articulada 22 de modo a que, devido às distâncias a e b a que a alavanca se encontra do ponto de rotação da alavanca 25, o curso de regulação A-Ai do ângulo de inclinação α seja convertido no curso de regulação B-Bi do ângulo de regulação β para o pantógrafo 7. O curso de regulação B^ pode incluir uma compensação para comprimentos diferentes do curso de regulação para o polígono funicular 24. Para tal, também se torna possível deslocar a alavanca articulada 22 por meio de um motor de regulação 26 (motor eléctrico ou motor hidráulico) de forma análoga ao ângulo de inclinação α da superestrutura de uma carruagem 1. 7 g OÂ4A> A outra parte do dispositivo de regulação mecânico 20, que compreende a alavanca articulada 21 com o seu polígono funicular 23, é constituída da mesma forma.

Em vez de dispor dos polígonos funiculares 23 e 24, o dispositivo de regulação mecânico 20 também se pode caracterizar por uma união rígida 27 ao suporte 8 do pantógrafo 7 (figura 4). A união rígida 27 está ligada à alavanca articulada 22 por meio de um disco excêntrico 28 e de um braço excêntrico 29. Para tal, o disco excêntrico 28 está apoiado na união rígida 27 de forma a se poder rodar. No caso aqui apresentado o disco excêntrico 28 também pode ser accionado por um motor.

No caso do veículo ferroviário que é apresentado na figura 2, o dispositivo de regulação hidráulico 30 compreende dois cilindros hidráulicos 31 e 32. Uma das extremidades do cilindro hidráulico 31 está assente, de forma a se poder rodar, na chumaceira 13 da superestrutura de uma carruagem 1, e a sua outra extremidade (tirante) está fixada ao suporte articulado 4, igualmente de forma a se poder rodar. Uma das extremidades do cilindro hidráulico 32 está fixada, de forma a se poder rodar, ao tejadilho 6 da superestrutura de uma carruagem 1, enquanto a sua outra extremidade (tirante) está fixada, também de modo a se poder rodar, ao suporte 8 do pantógrafo 7. Ambos os cilindros hidráulicos 31 e 32 estão unidos um ao outro por meio de tubos hidráulicos 33 e 34, que dispõem de um reservatório de compensação que não se encontra representado na figura 1.

Os dois cilindros hidráulicos 31 e 32 exercem a sua acção no mesmo sentido, ou seja, se a superestrutura de uma carruagem registar uma inclinação, os tirantes deslocam-se para fora dos cilindros hidráulicos 31 e 32. Através dos tubos hidráulicos 33 e 34, o movimento do tirante do cilindro hidráulico 31 é transmitido, com o mesmo sentido, ao tirante do cilindro hidráulico 32, o que faz com que o suporte 8 do pantógrafo 7 sofra uma deslocação segundo um ângulo de regulação γ.

Devido ao dimensionamento do cilindro hidráulico 31 e à sua instalação entre a superestrutura de uma carruagem 1 e o suporte articulado 4, só é transmitida a diferença existente entre o ângulo de inclinação α da superestrutura de uma carruagem 1 e o ângulo de inclinação lateral β, à título de variável de regulação.

Na figura 5 é apresentado de forma mais pormenorizada um exemplo de execução do dispositivo de regulação hidráulico 30. O cilindro hidráulico 31 está unido a um dispositivo de controlo e regulação 37 (que pode ser constituído por um cilindro de elevação eléctrico, por exemplo) por meio de uma alavanca 35, que está fixada ao suporte articulado 4 numa articulação 36, de forma a se poder rodar. O dispositivo de controlo e regulação 37 também está unido, por meio de uma articulação 38 e de forma a se poder rodar, ao suporte articulado 4. No caso do dispositivo de regulação hidráulico 30 que é apresentado na figura 5, para se poder proceder ao ajuste de precisão do ângulo de regulação γ há que alterar a elevação de E para Ei ou para E2, ou de E' para ES ou E'2.

Lista das referências 1 Superestrutura de uma carruagem 2 Chassis 3 Bogia 4 Suporte articulado 5 Suspensão por molas 6 Tejadilho 7 Pantógrafo 8 Suporte 9

Mecanismo de controlo e regulação da inclinação da superestrutura de uma carruagem 10 Via 11 Centro de rotação da inclinação da superestrutura de uma carruagem 12 Articulação quádrupla 13 Chumaceira da superestrutura de uma carruagem 20 Dispositivo de regulação mecânico para regulação da inclinação do pantógrafo 21, 22 Alavancas articuladas 23, 24 Polígono funicular 25 Ponto de rotação da alavanca 26 Servomotor 27 União rígida 28 Disco excêntrico 29 Braço excêntrico 30 Dispositivo de regulação hidráulico para regulação da inclinação do pantógrafo 31, 32 Cilindro hidráulico 33, 34 Tubo hidráulico 35 Alavanca 36 Articulação 37 Mecanismo de controlo e regulação 38 Articulação F Força centrífuga α Ângulo de inclinação da superestrutura de uma carruagem Ângulo de inclinação lateral (do suporte articulado em relação à via) γ Ângulo de regulação para regulação da inclinação do pantógrafo

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REIVINDICAÇÕES 1. Veículo ferroviário dispondo de: pelo menos uma superestrutura de uma carruagem (1) passível de ser inclinada segundo um ângulo de inclinação (a), que está apoiado em, pelo menos, um chassis (2) e sobre cujo tejadilho (6) está instalado, pelo menos, um pantógrafo (7), sendo que o pantógrafo (7) pode ser recuado no sentido contrário ao da inclinação registada pela superestrutura de uma carruagem (1), segundo um ângulo de regulação (γ), ângulo este que resulta da diferença existente entre o ângulo de inclinação (a) e o ângulo de inclinação lateral (β).

2. Veículo ferroviário de acordo com a reivindicação 1, com a seguinte característica: o chassis (2) inclui uma bogia (3) com um suporte articulado (4) suportado por molas.

3. Veículo ferroviário de acordo com a reivindicação 1, com a seguinte característica: o ângulo de regulação (γ) é produzido por um dispositivo de regulação mecânico (20).

4. Veículo ferroviário de acordo com a reivindicação 1, com a seguinte característica: o ângulo de regulação (γ) é produzido por um dispositivo de regulação hidráulico (30).

5. Veículo ferroviário de acordo com a reivindicação 3, com a seguinte característica: o dispositivo de regulação mecânico engloba, pelo menos, duas alavancas articuladas (21 e 22), que estão instaladas entre a superestrutura de uma carruagem (1) e o suporte articulado (4) e que, além disso, estão ligadas ao pantógrafo (7) por meio de, em cada caso, pelo menos um polígono funicular (23 e 24).

6. Veículo ferroviário de acordo com a reivindicação 4, com a seguinte característica: o dispositivo de regulação hidráulico (30) engloba, pelo menos, dois cilindros hidráulicos (31 e 32), sendo que destes, o cilindro hidráulico (31) está instalado entre a superestrutura de uma carruagem (1) e o suporte articulado (4) e o outro cilindro hidráulico (32) está fixado ao tejadilho (6) da superestrutura de uma carruagem (1), estando ainda ligado ao pantógrafo (7).

7. Veículo ferroviário de acordo com a reivindicação 4, com a seguinte característica: o veículo está equipado com um mecanismo de controlo e regulação (37) para o ajuste preciso do ângulo de regulação (γ).