mercoledì 13 giugno 2018


La storia dell’evoluzione insegna che l’universo non ha mai smesso di essere creativo o “inventivo” “(
Karl Popper)





L’universo è in continua evoluzione con conseguenti problemi e possibili soluzioni. 
Nel caso del pantografo ferroviario, (etimologia della parola) si assiste ad un percorso evolutivo iniziato agli inizi del 1900, per proseguire fino ai giorni d’oggi, consapevoli del fatto che la rincorsa dei pantografi sui mezzi di trazione, continuerà nel futuro.

Nel 1991, alle esigenze del popolo, in un periodo di numerosi cambiamenti dovuti alla fine della Guerra Fredda, si hanno quindi nuove invenzioni/innovazioni che migliorano di anno in anno. (contesto storico) e (contesto sociale).


Asta di captazione

Questo strumento risulta essere lo sviluppo della precedente asta di captazione, nato dalla necessità di migliorare le vie di comunicazione e quindi i trasporti.(problematiche)
Con il passare del tempo si sono poi verificate delle modifiche e dei miglioramenti grazie anche alle innumerevoli scoperte tecnologiche e scientifiche, fino ad arrivare ai giorni nostri. (presenze quotidiane)

giovedì 7 giugno 2018

Pantografi



Oltre al pantografo ferroviario, esistono altre tipologie di questo stesso strumento.
Un esempio è il Pantografo grafico che permette di realizzare dei disegni su scale differenti.
Pantografo grafico












Esiste anche il pantografo usato nel settore metalmeccanico per l'incisione di stampi e modelli per fonderia, in cui la punta è formata da una fresa.Il suo utilizzo è conosciuto anche nella lavorazione del legno.
Pantografo per legno

La caratteristica che accomuna tutti questi pantografi è la loro forma. Questa infatti è riconducibile alla forma romboidale.
In particolare, nel caso del pantografo ferroviario e del pantografo grafico, questi assumono anche un movimento simile, in quanto si allargano/alzano e si stringono/abbassano a seconda della necessità.

domenica 3 giugno 2018

Marvin Garfinkle

Per quanto riguarda la vita dell'autore del brevetto (US5124510A), non si hanno informazioni biografiche. L'unica notizia rintracciabile è che pare sia di Philadelphia e abbia 82 anni.
Non risultano quindi imprese assegnategli.
Si può rintracciare la sua firma in numerosi brevetti come quello dedicato al "Directional control system for helicopters" oppure alla "Wind turbine for marine propulsion".
Nel primo caso si può risalire ad una impresa assegnataria, ovvero la Helicorporation, a Philadelphia. 

sabato 2 giugno 2018

Presenze quotidiane














Tram attivi oggi a Torino.















                                                                                                            Ristotram, Torino

















Treni ad alta velocità

venerdì 1 giugno 2018

Abbecedario

sul pantografo ferroviario...

A pparato
B inario
C atenaria
D irezione
E lettricità
F errovia
G iunzioni
H...
I nnovazione
L ocomotiva
M arvin Garfinkel (inventore brevetto)
N ew York
O scillazioni
P antografo
Q uadro
R ame
S triscianti
T ram
U SA
V elocità
Z...

domenica 27 maggio 2018

Pubblicità più recenti

Treno alta velocità, Lego City.


LEGO è un'azienda danese che è divenuta famosa per la produzione di mattoncini colorati da assemblare. E' nata agli inizi del 1900, ma solo dal 1950 ha iniziato a produrre questi pezzi, avendo notevole successo.
Più recentemente però,sono stati commercializzati mattoncini molto più precisi, che rappresentano la realtà.
In questo caso ad esempio si può vedere come un treno ad alta velocità sia stato curato in ogni singolo dettaglio , con la presenza addirittura del pantografo ferroviario.
La realizzazione di questo elemento in un giocattolo per bambini, ne evidenzia l'importanza in quanto permette di capire quanto sia fondamentale per le apparecchiature ferroviarie.

sabato 26 maggio 2018

Immagini pubblicitarie



Questa immagine pubblicizza un pezzo di ricambio del pantografo per modellismo ferroviario


Pantografi Fs tipo 52 strisciante piano, con isolatori.




volantino per pubblicizzare un evento "modellismo ferroviario"


lunedì 21 maggio 2018

...dal 1900 ai giorni nostri

Con il passare degli anni si volle migliorare la leggerezza del pantografo, per essere meno aggressivo per la linea aerea. Il quadro fu realizzato con tubi in lega di alluminio a sezione ellitica, per aumentarne la robustezza, senza pregiudicarne l'efficienza. L'alleggerimento, oltre che nei materiali, si ottenne anche modificando la struttura del quadro, diminuendo il numero delle diagonali.

Pantografo precedente

Pantografo successivo


Con la nascita di un particolare tipo di locomotive, si cambiò momentaneamente la struttura poiché possedevano sul tetto dei reostati che ne occupavano una porzione notevole. Si utilizzò perciò il pantografo monobraccio  Faiveleydotato di archetto studiato per ricevere una spinta aerodinamica verso il filo di contatto
Monobraccio di Faiveley

Vennero poi sostituiti con il modello precedente. Questo perché si riuscirono a creare reostati in ghisa, decisamente più piccoli.

Nel 1988, i primi "
Pendolino", elettrotreni dalle alte prestazioni velocistiche, rischiesero un’ulteriore modifica: venne aggiunto un ammortizzatore che, frenando i movimenti del quadro, facesse lavorare di piu' la sospensione dell'archetto. Per  diminuire l'eccessivo consumo degli striscianti riscontrato alle massime velocita' si ritorno' all’utilizzo rame-acciaio.
Elettrotreno "Pendolino"
Si arriva ai giorni nostri quando Adtranz , ora Bombardier, progetto' per le Ferrovie dello Stato italiano un locomotore che potesse operare anche in Austria e in Germania ad alta tensione. Non essendoci un pantografo omologato, usò pantografi Schunk che utilizzano striscianti in rame o in carbone.
Esempio di pantografo "Schunk.



domenica 20 maggio 2018

Le numerose tappe dell'evoluzione...dal 1900 al 1950


Da quando le ferrovie hanno iniziato ad utilizzare la trazione elettrica, si sono susseguite numerose innovazioni.
Agli albori vennero utilizzate le aste di captazione, che necessitavano di sistemi che possedevano funzioni di guida. Erano molto instabili e necessitavano di ampi spazi in cui muoversi, evitatando quindi traiettorie stabilite dal binario.

Già nel 1905 nacquero dei locomotori elettrici trifase, gli  E.360 che dimostrarono la superiorità della trazione elettrica su quella a vapore.
Esempio di E.360

Erano dotati di due rulli isolati che ruotavano attorno ad un asse trasversale sulla linea aerea, sostenuti da due stanghe imperniate sul tetto della locomotiva. Lavoravano a “compasso”, quindi utilizzavano solo il “pantografo” posteriore rispetto alla direzione di marcia, incontrando però difficoltà durante gli scambi aerei.
Vennero poi sostituite da macchine costruite dalla Brown Boveri company , che mantenevano una struttura simile ma erano più complesse e sfruttavano entrambe le strutture contemporaneamente.
Macchina della BBC

Con il tempo nacquero dei modelli di doppio pantografo parallelo per permettere l’utilizzo di treni diretti senza cambio di trazione e senza interruzioni tra zone a corrente continua e zone a corrente alternata trifase.
Doppio pantografo parallelo



venerdì 18 maggio 2018

Innovazione o invenzione?

L'innovazione riguarda un processo o un prodotto che garantisce risultati o benefici maggiori apportando quindi un progresso sociale.
Il pantografo ferroviario ha subito numerose modifiche nel corso degli anni per meglio adattarsi alle nuove invenzioni e per ottenere migliori risultati.
Nuovi problemi arrivarono con la realizzazione di ferrovie ad alta velocità e con  l'entrata in servizio di nuovi mezzi che avrebbero dovuto varcare i confini e che, quindi, era necessario avessero gli strumenti adatti a diverse linee aeree e a diversi tipi di alimentazione.
Si arrivò quindi ad un’ulteriore evoluzione del pantografo, per fare fronte alle nuove necessità della società.

lunedì 30 aprile 2018

Bibliografia




Pier Luigi MAGNANI, Guido RUGGIERI, Meccanismi per macchine automatiche,
Torino : UTET, 1986.

Pierangelo ANDREINI, Manuale dell'ingegnere meccanico,
Milano : HOEPLI, 2005.

Je MOTTERSHEAD, Michael FRISWELL, Finite Element Model Updating in Structural Dynamics,
Paesi Bassi : Springer, 1995.

J.P. MASSAT, J.P. LAINE, A. BOBILLOT, Pantograph-catenary dynamics simulation,
In “Vehicle System Dynamics”, 2006, Vols. 44, 1, pp. 551-559.

Y.H. CHO, Numerical simulation of the dynamic responses of railway overhead contact Lines to a moving pantograph, considering a nonlinear dropper,
In “Journal of Sound and Vibration”, 2008, Vol. 315, pp. 433-454.


venerdì 27 aprile 2018

Materiali


Il pantografo è un dispositivo usato per la captazione della corrente dalla linea di contatto degli impianti ferroviari. E’ costituito da un sistema articolato sul tetto della locomotiva e da un archetto munito di striscianti che sono a contatto con i fili della linea elettrica di contatto.
Il sistema articolato permette all'archetto di spostarsi liberamente nel piano verticale senza perdere il contatto con la linea aerea. Gli striscianti sono formati da barre di materiale conduttore come rame, acciaio, alluminio, carbone. Questi materiali portano ad un’ usura minima della linea e permettono una facile ed economica sostituzione. 


mercoledì 25 aprile 2018

Contesto sociale



Gli anni 90 sono un periodo di passaggio da un passato ancora presente e un millennio che deve essere scoperto. Numerosi sono i cambiamenti, con alti e bassi, in cerca di una nuova via di benessere.
Un evento che segna questi anni è la scomparsa di Arpanet e la nascita del linguaggio Html, ancora oggi in uso. Nel 1991, il Cern (Centro europeo di ricerca nucleare) annuncia la nascita del prefisso “www” che permette l’accesso alla grande rete e al Centro di ricerca e sviluppo.
Un altro aspetto evidente dello sviluppo sociale è il passaggio dal diario “carta e penna”, al diario virtuale: il blog.

domenica 22 aprile 2018

Contesto storico


Il brevetto di Marvin Garfinkle è stato realizzato a Philadelphia nel 1992, anno segnato da numerosi avvenimenti.
Nel 1991 l’URSS venne sciolta definitivamente. Terminata la Guerra Fredda, si riaccesero sanguinosi scontri etnici sedati per decenni da governi autoritari. Gli USA erano al momento la potenza militare dominante a livello mondiale e il Giappone, visto come il principale rivale economico, si trovava in un periodo di stagnazione. La Cina, al contrario, stava emergendo come suo principale competitore commerciale.
Nello stesso anno si effettuarono le elezioni presidenziali negli Stati Uniti d‘America, che videro la vittoria del democratico Clinton sul repubblicano Bush.
In Italia, il 1992 è il periodo di passaggio dalla Prima (1948-1992) alla Seconda Repubblica (1994-oggi). Nel biennio 1992-1994, i cambiamenti dello scenario politico sono stati particolarmente importanti; si parla dell’” Inchiesta Mani Pulite” o “Tangentopoli” dove venne scoperto un sistema di finanziamento illecito ai partiti politici in tutta Italia.
Inoltre la Prima Repubblica fu caratterizzata dal dominio assoluto della Democrazia Cristiana, mentre con la Seconda nacquero nuovi partiti come Forza Italia e Lega Nord.
Il 1992 è anche l'anno in cui la mafia usò l'esplosivo per uccidere Giovanni Falcone e Paolo Borsellino.
Nel settore della tecnologia, importante fu l’introduzione dei videogiochi, di un linguaggio di programmazione e degli ambienti di scrittura che determinarono il passaggio del computer da “tutor” (sostituto dell’insegnante) a “tool” (utensile) che supporta un processo di apprendimento.


mercoledì 18 aprile 2018

Alcune parole significative


Electric locomotive: Locomotiva elettrica
Collector head: testa del collettore
Overhead conductor: conduttore aereo
Tracking: trascinamento
Conventional catenary electrification: l'elettrificazione convenzionale di catenaria
Catenary-electric traction: trazione elettrica-catenaria
Power: energia
Trolley-pole apparatus: apparato a carrello
Operation bidirectional: funzionamento bidirezionale
Unidirectional operation: funzionamento unidirezionale
Geometry of the apparatus: geometria dell’apparato
Electronically-tracking pantograph: pantografo di tracciamento elettronico
Physical restraints: restrizioni fisiche
Contact: contatto
Electric circuit: circuito elettrico
Servomechanical actuator: attuatore servomeccanico

lunedì 16 aprile 2018

I risultati finali

L'apparecchiatura a pantografo a tracciamento elettronico è progettata per alleviare la necessità di una costruzione di catenaria convenzionale. Questo scopo è raggiunto modificando fondamentalmente la geometria dell'apparato in modo che la testa di raccolta dell'energia ricalchi il conduttore aereo per ottenere:
a) inseguimento indipendente da eventuali carichi laterali sul conduttore;
b) utilizzo di conduttori convenzionali a contatto incrociato negli scambi senza la necessità di dispositivi di commutazione in testa;
c) assoluta compatibilità con il sistema di catenaria convenzionale.
L'apparecchio a pantografo di tracciamento deve essere pienamente compatibile con il sistema di elettrificazione a catenaria convenzionale, quindi non è consentito alcun dispositivo meccanico per guidare fisicamente la testa del collettore. Questa deve essere posizionata lateralmente per mantenere il contatto con il conduttore aereo indipendentemente dal grado di barcollamento, senza l'uso di restrizioni fisiche.
Pantografo ferroviario


domenica 15 aprile 2018

Problematiche affrontate

TRATTE DAL BREVETTO (US5124510A)



Quasi tutte le nazioni industrializzate del mondo hanno un loro binario ferroviario elettrificato. Negli Stati Uniti invece i trasporti di merci (compreso il carbone) sono condotti con locomotive diesel-elettriche.
Questo perché i costi associati alla costruzione della catenaria convenzionale sono molto elevati, derivando dalla necessità di mantenere il conduttore in una posizione fissa rispetto alla linea centrale del binario.
Considerando un conduttore che serpeggia attorno alla linea centrale del binari, sarebbe possibile tollerare costruzioni molto più semplici e meno costose. Tuttavia, questo richiederebbe una sostituzione dell’apparato a pantografo con un apparato a carrello, che utilizza come collettore una ruota del carrello che segue fisicamente il conduttore aereo. I collettori a carrello sono però progettati per un funzionamento unidirezionale, inaccettabile per il funzionamento della locomotiva.

venerdì 13 aprile 2018

Pantograph wagon


Pantograph wagon (GCF)


Questa immagine è stata recuperata dal sito ufficiale della GCF (Generale Costruzioni Ferroviarie S.p.A) .
E' un'azienda nata nel 1950 da Luigi Rossi che si è sviluppata attorno al settore ferroviario, studiandone numerosi aspetti, tra cui anche l'elettrificazione.

martedì 10 aprile 2018

Il pantografo ferroviario

Brevetto (US5124510A)

Un  apparato a pantografo per una locomotiva elettrica (brevettato il 16-8-1990 da 
Marvin Garfinkle) è un dispositivo che capta l'energia elettrica da una linea aerea di contatto che si trova nella parte superiore di un veicolo ferroviario per alimentarne le apparecchiature elettriche.
L'apparecchiatura a pantografo è compatibile con l'elettrificazione convenzionale a catenaria.
Questo sistema di elettrificazione viene utilizzato per il funzionamento della linea principale con traffico intenso ed è utile per velocità dei treni anche superiori a 100 km / h. Il sistema è progettato per mantenere la posizione del conduttore sopraelevato elettrificato (da cui viene assorbita la corrente) in una posizione fissa rispetto alla linea centrale del binario.
Poiché la costruzione a catenaria convenzionale con conduttore aereo in posizione fissa al di sopra della pista, un apparato a pantografo relativamente semplice montato sul tetto di una locomotiva può essere utilizzato per attingere energia dalla catenaria aerea. L’ apparato è bidirezionale e il carico verso l'alto imposto dalla testa del collettore sul conduttore è indipendente dallo spostamento verticale.
Più  il sistema di elettrificazione è semplice, più complesso deve essere l'apparato di raccolta dell'energia.

“ La storia dell’evoluzione insegna che l’universo non ha mai smesso di essere creativo o “inventivo” “( Karl Popper ) L’uni...