ES2329886T3 - Procedimiento para la medicion sin contacto de un perfil transversal o respectivamente de la distancia entre railes de una via. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la medición sin contacto de un perfil transversal o respectivamente de la distancia entre raíles de una vía, en particular en el área de desvíos, caracterizado por los siguientes pasos: a) exploración de cada raíl (6) mediante un sensor de medición de distancias (16) dispuesto encima de él y que se mueve continuamente en la dirección longitudinal de la vía, y que escanea en un plano de exploración (20) que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal de la vía, b) registro de puntos de medición (25) neurálgicos, que determinan fundamentalmente la geometría del desvío, sobre el raíl como valores de medida en un sistema de coordenadas polares, c) conversión de las coordenadas polares para los valores de medida en coordenadas cartesianas y almacenamiento de los valores de medida en conexión con una medición continua de recorrido mediante una rueda de medición de recorrido (22), d) determinación por cálculo del perfil transversal del desvío (1) a partir de los valores de medida registrados, e) comparación de los valores de medida actuales hallados en determinados puntos de medición (25) con valores teóricos almacenados para al menos dos de los parámetros: anchura de garganta, garganta libre de paso, anchura de guía, ancho de vía y/o distancia entre contracarriles o respectivamente entre superficies de guía, y determinación del valor de la desviación respecto a los valores teóricos.

Description

Procedimiento para la medición sin contacto de un perfil transversal o respectivamente de la distancia entre raíles de una vía.

La invención se refiere a un procedimiento para la medición sin contacto de un perfil transversal o respectivamente de la distancia entre raíles de una vía, en particular en el área de desvíos, así como a un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.

A partir del documento AT 402 953 es ya conocido captar el ancho de vía de una vía con ayuda de dos sensores de medición de distancias -respectivamente asociados a un raíl de vía-, que están soportados sobre un eje de rueda de un vehículo ferroviario en la zona entre los raíles.

Conforme al documento AT 321 346 es conocido además iluminar en puntos las cabezas de raíl de una vía desde el lado, en que las reflexiones de los rayos de luz son captadas mediante una disposición de fotodiodos situada verticalmente por encima del raíl.

El documento US 3.864.039 da a conocer un procedimiento, en el que sólo se ilumina el pie de cada raíl. Un receptor de luz dispuesto encima del raíl registra la sombra proyectada por la cabeza de raíl, tras lo cual estas señales son transformadas en datos de posición - que representan el ancho de vía.

El documento FR-A-2 674 809, del tipo en cuestión, da a conocer la medición de dimensiones de vía mediante un dispositivo desplazable sobre la vía con un emisor láser, que genera un rayo de luz expandido que ilumina el raíl oblicuamente desde arriba. La parte iluminada del contorno de raíl es grabada con ayuda de una cámara de matriz, y a partir de la imagen resultante son calculados los parámetros de vía buscados.

Constituye entonces la tarea de la presente invención crear un procedimiento del tipo en cuestión, que haga posible una obtención y valoración más rápida y precisa de los valores de medida determinantes para el estado de los desvíos.

Conforme a la invención, esta tarea es resuelta mediante un procedimiento con las propiedades caracterizantes citadas en la reivindicación 1.

Con un procedimiento de este tipo es ahora posible llevar a cabo la medición de los diversos parámetros de los desvíos de modo significativamente más rápido y preciso, para poder someter en particular áreas críticas de desvíos a un control exacto. En este caso, las circunstancias y estados existentes de las vías y elementos de los desvíos pueden ser documentados de forma fiable (y en caso necesario también impresos). A través de ello es posible averiguar de modo particularmente ventajoso la magnitud del deterioro o del desgaste de la vía, del espadín, del contracarril, etc., de modo que pueda reaccionarse frente a deficiencias a este respecto inmediatamente y de forma selectiva, antes de que la situación pueda ser peligrosa o la seguridad pueda quedar perjudicada. Las mediciones pueden producirse además de ello con una densidad extremadamente elevada -con respecto a la dirección de avance de la máquina que lleva a cabo el procedimiento-, de modo que puede conseguirse prácticamente una inspección completa del estado de los desvíos. Además de ello, la medición puede ser comenzada tanto desde el principio de los desvíos como también desde el final de los desvíos, es decir desde ambos lados.

La invención se refiere también a un dispositivo para la medición sin contacto de un perfil transversal o respectivamente de la distancia entre raíles de una vía, en particular en el área de desvíos, conforme a la reivindicación 3. A través de ello se crea la posibilidad de captar de forma fiable, precisa y sobre todo completa los datos de desvíos y parámetros - particularmente importantes en especial para la seguridad operativa de la vía.

Otras ventajas y conformaciones de la invención resultan de las reivindicaciones subordinadas y del dibujo.

En lo que sigue la invención es descrita más detalladamente con ayuda de un ejemplo de realización representado en el dibujo.

Muestran:

la figura 1 una vista esquemática desde arriba sobre un desvío con un dispositivo -dispuesto sobre un vehículo ferroviario- para llevar a cabo el procedimiento conforme a la invención,

la figura 2 una vista en corte transversal en la zona de un contracarril de un raíl de desvío según la flecha de corte II en la figura 1, y

las figuras 3 hasta 6 respectivamente representaciones de magnitudes de medida a captar.

En la figura 1 se muestra -como ejemplo representativo- un denominado desvío sencillo 1 típico con una vía directa 2 y una vía desviada 3, el cual se extiende entre un comienzo de desvío 4 y un final de desvío 5. El desvío 1 está compuesto esencialmente por raíles 6, espadines 7, un corazón 8, patas de liebre 9 y contracarriles 10. Sobre la vía directa 2 puede verse un vehículo ferroviario 11 (indicado sólo mediante su contorno), sobre el que está dispuesto un dispositivo 12 para la medición de la distancia mutua entre los raíles 6 o respectivamente del perfil transversal en diversas áreas de desvíos. Por perfil transversal hay que entender los contornos de raíl que resultan de un corte transversal que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal de los raíles.

El dispositivo de medición 12 está montado sobre un vagón de medición 13 con un bastidor 14, que rueda sobre los raíles 6 a través de rodillos de pestaña 15 con superficies cilíndricas de rodadura. El vagón de medición 13 es presionado de modo en sí conocido en el desvío 1 contra la línea de raíl continua; en el dibujo presente, ésta es el raíl 6 exterior o respectivamente superior de la vía directa 2. En la zona por encima de cada uno de los raíles 6 recorridos por el vagón de medición 13, sobre el bastidor 14 está soportado un sensor de medición de distancias 16, que está conformado como escáner de láser 17 que actúa sin contacto y que está orientado hacia abajo hacia el raíl 6 asociado.

Como puede observarse mejor ahora con ayuda de la figura 2, el escáner de láser 17 emite un rayo de exploración 18, que es movido de un lado hacia otro sobre un ángulo de escaneo \alpha en torno a un eje de rotación 19 que discurre en la dirección longitudinal de la vía directa 2 o respectivamente de forma paralela al raíl 6 a explorar. A través de ello se cubre un plano de exploración 20 que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal de la vía. El escáner de láser 17 no está situado en este caso directamente encima del raíl 6, sino que está ligeramente desplazado en dirección hacia el lado interior de la vía. El valor x preferido de este desplazamiento es de 22 mm, medido desde un punto de referencia A, que se encuentra a una distancia y (preferentemente de 14 mm) por debajo del borde superior del raíl (SOK, del alemán "SchienenOberKante") sobre el borde activo 21 del raíl 6. De ello resulta, sobre la base del ancho de vía estándar de 1435 mm válido para la vía, que la distancia entre ambos escáneres de láser 17 es de 1391 mm en la dirección transversal de la vía.

La distancia vertical entre el escáner de láser 17 y el borde SOK es de preferentemente 200 mm. En conexión con la situación horizontalmente desplazada del escáner del láser 17 y el valor del ángulo de escaneo \alpha resulta de ello una disposición, en la que el plano de exploración 20 capta de forma óptima todas aquéllas zonas del raíl 6 y del contracarril 10 que están sometidas a desgaste y deterioro. Esto es naturalmente válido también para áreas de desvíos en las que en vez de un contracarril existen un corazón, patas de liebre o espadines.

En la aplicación operativa para la medición sin contacto del desvío 1, el vehículo ferroviario 11 es desplazado continuamente a través del desvío, en que el vagón de medición 13 rueda mediante los rodillos de pestaña 15 conformados cilíndricamente (con el fin de evitar errores de altura) sobre los raíles 6 y es presionado contra la línea continua. La medición es llevada a cabo partiendo de un punto inicial -un denominado punto de sincronización- en el desvío 1. Ambos escáneres de láser 17 escanean aquí continuamente en el plano de exploración 20 respectivo, mientras que paralelamente a ello es registrado el camino recorrido con ayuda de una rueda de medición de recorrido 22 (figura 1). La velocidad de marcha puede ser de aproximadamente 1 metro/segundo; en la zona de espadín la marcha se produce aproximadamente a la mitad de velocidad.

Para cada punto de medición 25 -definido por la incidencia del rayo de exploración 18 sobre el respectivo raíl 6 o respectivamente sobre un elemento del desvío- se mide entonces tanto la distancia al origen del láser como también el ángulo del rayo de exploración 18 como valor de medida en un sistema de coordenadas polares. En una unidad de cálculo 23 prevista en el vehículo ferroviario 11, estas coordenadas polares de los puntos de medición 25 son convertidas continuamente mediante un programa a coordenadas cartesianas y almacenadas -en conexión con la medición continua de recorrido mediante la rueda de medición de recorrido 22-. Los valores de medida pueden representarse en paralelo a ello también con una resolución de hasta 0,1 mm en un monitor 24. Junto a los valores de medida registrados son almacenados también los perfiles asociados determinados por cálculo a partir de ellos, y se obtiene así un perfil transversal del desvío 1. (Es posible también más allá de ello introducir en caso necesario a mano en el programa de la unidad de cálculo 23 otros datos de medida y/o defectos hallados).

Para las magnitudes de medida representadas en parte en las figuras 3 hasta 5 de forma esquemática o ilustrativa, tales como por ejemplo el ancho de vía a (figura 3), la anchura de guía b (figura 4) o la distancia c entre superficies de guía de contracarriles (figura 5), se tiene, visto en la dirección longitudinal del desvío 1 y en función del respectivo tipo de desvío, en los diversos puntos del desvío o puntos de medición 25 una predeterminación de los distintos valores teóricos, que han sido almacenados previamente en la unidad de cálculo 23 y que son comparados ahora con los valores de medida medidos actualmente. Mediante la determinación del valor de la desviación respecto a estos valores teóricos, el deterioro en particular de los puntos de medición 25 que determinan fundamentalmente la geometría del desvío puede ser hallado de forma rápida y precisa en las zonas neurálgicas del desvío, que están definidas respectivamente de forma exacta por un tipo especial de desvío.

Las tolerancias a respetar son comprobadas aquí automáticamente. Estas tolerancias tienen un valor de respectivamente 0,25 mm para las distintas magnitudes de medida (tales como acaso las magnitudes citadas: ancho de vía a, anchura de guía b, distancia c entre superficies de guía de contracarriles, así como además por ejemplo también anchura de garganta, garganta de entrada en el contracarril, garganta libre de paso o estado de deterioro del espadín). Para las magnitudes altura transversal y torsión, el límite de tolerancia es de 0,5 mm. En caso de superación de los valores límite de tolerancia admisibles, se genera un informe de error individual a través del programa.

En la figura 6 está representado -como ejemplo de un punto importante del desvío- un espadín 7 adyacente a la cabeza de un raíl 6, en que en el borde superior del espadín existe un punto de medición 25 a captar. Otros ejemplos de puntos sistémicos de un desvío especialmente importantes, a captar localmente o respectivamente en función del recorrido, son acaso el comienzo de espadín del espadín curvo o el comienzo de la punta (rígida o móvil) del corazón. Para que estos valores puedan ser registrados, se transmite una imagen de vídeo al usuario. A través de correspondientes sensores de sucesos son captados localmente los puntos sistémicos.

Claims (4)

1. Procedimiento para la medición sin contacto de un perfil transversal o respectivamente de la distancia entre raíles de una vía, en particular en el área de desvíos, caracterizado por los siguientes pasos:

a)

exploración de cada raíl (6) mediante un sensor de medición de distancias (16) dispuesto encima de él y que se mueve continuamente en la dirección longitudinal de la vía, y que escanea en un plano de exploración (20) que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal de la vía,

b)

registro de puntos de medición (25) neurálgicos, que determinan fundamentalmente la geometría del desvío, sobre el raíl como valores de medida en un sistema de coordenadas polares,

c)

conversión de las coordenadas polares para los valores de medida en coordenadas cartesianas y almacenamiento de los valores de medida en conexión con una medición continua de recorrido mediante una rueda de medición de recorrido (22),

d)

determinación por cálculo del perfil transversal del desvío (1) a partir de los valores de medida registrados,

e)

comparación de los valores de medida actuales hallados en determinados puntos de medición (25) con valores teóricos almacenados para al menos dos de los parámetros: anchura de garganta, garganta libre de paso, anchura de guía, ancho de vía y/o distancia entre contracarriles o respectivamente entre superficies de guía, y determinación del valor de la desviación respecto a los valores teóricos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en caso de superación de los valores límite de tolerancia admisibles para los puntos de medición (25) se genera un informe de error individual.

3. Dispositivo (12) para la medición sin contacto de un perfil transversal o respectivamente de la distancia entre raíles (6) de una vía, en particular en el área de desvíos, con un bastidor (14) desplazable sobre la vía (2, 3) a través de rodillos de pestaña (15), sobre el cual están soportados, de forma basculante en torno a ejes de rotación (19) que discurren en la dirección longitudinal de la vía, sensores de medición de distancias (16) asociados respectivamente a un raíl (6) y que actúan sin contacto, caracterizado porque cada sensor de medición de distancias (16) está dispuesto en la zona por encima del raíl (6) asociado y está conformado como escáner de láser (17) que puede bascular de un lado a otro sobre un ángulo de escaneo (\alpha) para la exploración de puntos de medición (25) neurálgicos, que determinan fundamentalmente la geometría del desvío.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el escáner de láser (17) está dispuesto de forma desplazada en dirección al lado interior de la vía con relación al raíl (6) asociado.