Análisis y desarrollo de soluciones de conexión alternativas para colectores de corriente de tercer rail en vehículos ferroviarios con suspensión primaria

Abstract

[EN] A third rail system is a method of providing electric power to a rail vehicle. Nowadays, the third rail current collector of rail vehicles with big primary suspension is attached to the axle bearing box on either side of the bogie. However, this solution has several disadvantages. The axle bearing box is an unsprung area exposed to lots of vibrations. Fatigue failure caused by these vibrations is difficult to predict. Moreover, the attachment on the axle bearing box, especially of in-board bearing bogie designs, leads to heavy and expensive solutions. This master thesis investigates alternative solutions for the attachment of the current collector without these disadvantages. For the development of concepts, a methodological approach is applied. Based on a detailed analysis of different attachment possibilities and a tolerance and movement analysis of the current collector, attachment requirements are determined. According to the product development process the overall function of the attachment is first structured into subfunctions. Then partial solutions are combined to various concepts. The most promising concepts are designed and evaluated in their strength by using a finite element (FE) simulation. During a final assessment, a mathematically validated solution is identified which attaches the current collector with a bent sheet metal directly to the bogie frame in a simple and economical way.

[ES] Los sistemas de tránsito rápido con alimentación eléctrica de un tercer riel se desarrollan en Stadler Rail Valencia. Aquí, sin embargo, surgen problemas en el acoplamiento de los colectores de corriente del tercer carril. En este momento, el accesorio de colector actual conduce a soluciones pesadas y caras. Además, está expuesto a muchas vibraciones. En el contexto de este trabajo, se deben investigar posibles soluciones alternativas para el apego, evitando estas desventajas. Las tareas incluyen: Análisis de los diseños de accesorios existentes de los colectores del tercer riel con sus ventajas y desventajas. Análisis de la tolerancia y el movimiento de los movimientos relativos que se producen entre el tercer riel, la zapata colectora y el marco del bogie. Encontrar nuevas ideas y soluciones con métodos de creatividad. Selección de las mejores soluciones con uso de métodos de desarrollo. Desarrollo detallado adicional de soluciones elegidas, incluido el modelado y cálculo CAD Evaluación de soluciones y proceso de desarrollo.