ES2364411T3 - Instalación de control de un vehículo ferroviario. - Google Patents

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ES2364411T3 ES09000488T ES09000488T ES2364411T3 ES 2364411 T3 ES2364411 T3 ES 2364411T3 ES 09000488 T ES09000488 T ES 09000488T ES 09000488 T ES09000488 T ES 09000488T ES 2364411 T3 ES2364411 T3 ES 2364411T3
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Ulf Friesen
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Abstract

Instalación de control de un vehículo ferroviario (2) con una instalación antideslizante (1) que, en función de al menos una señal de la velocidad giratoria suministrada por un sensor antideslizante (10) a un aparato electrónico de control antideslizante (8), regula el resbalamiento de las ruedas (12) al menos de un eje (14) y con una instalación de supervisión del mecanismo de translación (36) para la supervisión y/o para el diagnostico del mecanismo de translación con respecto a estados críticos y daños, como por ejemplo descarrilamiento, cojinetes que funcionan calientes, marcha inestable y similar, que comprende un aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación (34), caracterizada porque a) el aparato electrónico de supervisión del mecanismo de translación (34) está ensamblado con el aparato electrónico de control antideslizante (8) para formar una unidad de construcción (38), en la que b) la instalación de supervisión del mecanismo de translación (36) y la instalación antideslizante (1) presentan al menos una alimentación de corriente (41) común y una interfaz (42) común para la comunicación con un operador y una interfaz (44) común para la comunicación con un sistema de guía del vehículo, y en la que c) el sensor antideslizante es un sensor combinado (10) que, además de la señal para la velocidad giratoria de al menos una rueda o de un eje, modula una señal para la temperatura de un cojinete del conjunto de ruedas (18) y una señal de la oscilación para oscilaciones que predominan en el cojinete del conjunto de ruedas (18) en el aparato de control de supervisión del mecanismo de translación (34), para utilizar las señales de la velocidad giratoria, de la temperatura y de la aceleración del sensor combinado (10) adicionalmente como datos de diagnosis para la detección precoz de componentes defectuosos o de secciones de tramos de los carriles defectuosas.

Description

Estado de la técnica
La invención parte de una instalación de control de un vehículo ferroviario de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 4 de la patente. Una instalación de control de este tipo se conoce a partir del documento DE 103 32 0034 A1.
Las instalaciones antideslizantes están prescritas según la UIC-Blatt 541-05 para todos los vehículos ferroviarios con frenos de alta potencia del tipo R, debiendo supervisarse cada bastidor giratorio e forma separada. Por medio de tales instalaciones antideslizantes debe impedirse el bloqueo de los conjuntos de ruedas durante el frenado y debe conseguirse un aprovechamiento óptimo de la unión por aplicación de fuerza disponible entre la rueda del carril. De esta manera se pueden evitar lugares planos en las ruedas y se pueden cortar los recorridos de frenado. A tal fin, se detectan las velocidades giratorias de todos los ejes de una unidad de vehículo a través del indicador del número de revoluciones. A partir de ello, el microprocesador del aparato electrónico de control antideslizante calcula la velocidad real del vehículo o la velocidad del tren y reduce la presión del cilindro de frenado predeterminada a través del control del freno por medio de válvulas antideslizantes electroneumáticas. Tales aparatos de control electrónico antideslizante están presentes habitualmente en cada vagón del tren de viajeros.
Para vehículos con una velocidad máxima por encima de 200 km/h, la UIC 541-05 prescribe, además de una instalación antideslizante, adicionalmente una instalación de supervisión de la rodadura, que detecta interferencias giratorias de ruedas o bien la ausencia de giro de las ruedas y modula una señal de alarma correspondiente. Tales instalaciones de supervisión de la rodadura comprenden indicadores del número de revoluciones, que detectan las velocidades giratorias de las ruedas de una unidad e vehículo y modulan señales correspondientes de un aparato de control de supervisión de la rodadura.
Además, actualmente cada vez adquieren más importancia en el tráfico de vehículos ferroviarios las instalaciones de supervisión del mecanismo de translación. Por razones de seguridad, estos sistemas de supervisión están normalizados en directivas. Ejemplos de ellas son los siguientes sistemas, que se requieren en virtud de las Especificaciones Técnicas para la interoperabilidad (TSI) del Boletín de la Comunidad Europea para Trenes de Alta Velocidad:
-
Sistemas de a bordo para la detección del descarrilamiento,
-
Sistemas de a bordo para la detección del rotor caliente o bien para la detección de daños del cojinete,
-
sistemas de a bordo para la detección de marcha inestable o bien de amortiguadores defectuosos.
Tales instalaciones de supervisión del mecanismo de translación se encuentran ya en aplicación. Así, por ejemplo, en el IEC actual se emplea un sistema para la detección de marcha inestable y en los suburbanos más recientes que funcionan automáticamente se emplea un sistema para la detección des descarrilamiento. Estos sistemas tienen en común que están constituidos funcionalmente como sistemas autónomos y actúan por sí mismos.
La problemática de estas instalaciones de supervisión del mecanismo de translación como sistemas constituidos de forma separada (solución autónoma) consiste en el gasto relativamente alto y en los costes de su realización, puesto que la estructura de un sistema de este tipo requiere componentes, sensores, cableado y espacio de construcción adicionales. Además, se eleva la complejidad del equipamiento técnico, lo que repercute negativamente sobre la fiabilidad.
El documento DE 202 20 772 U1 publica un aparato electrónico de control con una carcasa para el alojamiento de módulos de enchufe, como por ejemplo módulos de ordenador de control y/o módulos de entrada Y salida.
Por con siguiente, la invención tiene el cometido de desarrollar una instalación de control del tipo mencionado al principio de tal forma que se evitan los inconvenientes mencionados anteriormente.
De acuerdo con la invención, este cometido se soluciona por medio de las características de las reivindicaciones 1 y
4.
Publicación de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, el aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación está ensamblado con el aparato electrónico de control antideslizante para formar una unidad de construcción, en la que la instalación de supervisión del mecanismo de translación y la instalación antideslizante presentan al menos una alimentación de corriente común y una interfaz común para la comunicación con un operador y una interfaz común para la comunicación con un sistema de guía del vehículo, y el sensor antideslizante es un sensor combinado que, además de la señal para la velocidad giratoria de al menos una rueda o de un eje, modula una señal para la temperatura de un cojinete del conjunto de ruedas y una señal de la oscilación para oscilaciones que predominan en el cojinete del conjunto de ruedas en el aparato de control de supervisión del mecanismo de translación, para utilizar las señales de la velocidad giratoria, de la temperatura y de la aceleración del sensor combinado adicionalmente como datos de diagnosis para la detección precoz de componentes defectuosos o de secciones de tramos de los carriles defectuosas.
imagen1
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el aparato electrónico de supervisión del mecanismo de translación está ensamblado con el aparato electrónico de control de supervisión de la rodadura para formar una unidad de construcción, en la que la instalación de supervisión del mecanismo de translación y la instalación de supervisión de la rodadura presentan al menos una alimentación de corriente común y una interfaz común para la comunicación con un operador y una interfaz común para la comunicación con un sistema de guía del vehículo, y el sensor de supervisión es un sensor combinado que, además de la señal para la velocidad giratoria de al menos una rueda o de un eje, modula una señal para la temperatura de un cojinete del conjunto de ruedas y una señal de la oscilación para oscilaciones que predominan en el cojinete del conjunto de ruedas en el aparato de control de supervisión del mecanismo de translación, para utilizar las señales de la velocidad giratoria, de la temperatura y de la aceleración del sensor combinado adicionalmente como datos de diagnosis para la detección precoz de componentes defectuosos o de secciones de tramos de los carriles defectuosas.
El aparato electrónico de supervisión del mecanismo de translación necesita especialmente las señales de la velocidad giratoria de los ejes de las ruedas o de las ruedas para realizar la función de supervisión. Estas señales se pueden transmitir internamente con poco gasto, cuando el aparato electrónico de supervisión del mecanismo de translación está ensamblado con el aparato de control antideslizante o con el aparato de control de supervisión de la rodadura para formar una unidad de construcción o bien está presente de forma integrada. Además, diversas señales de estado sobre el comportamiento actual de frenado y de marcha están disponibles directamente para los algoritmos de supervisión implementados en el aparato de control de supervisión y posibilitan un diagnóstico más efectivo.
La unidad de construcción ofrece, además, la posibilidad se utilizar en común determinados componentes del sistema, por ejemplo una alimentación de corriente común, una interfaz común para la comunicación con un operador y una interfaz común para la comunicación con el sistema de guía del vehículo. Esto reduce el gasto técnico de aparatos. En caso de aplicación de una unidad de ordenador de más alto rendimiento, también es concebible el procesamiento paralelo de algoritmos antideslizantes, algoritmos de supervisión de la rodadura y algoritmos de supervisión del mecanismo de traslación. Por consiguiente, se utilizan en común módulos de diferentes instalaciones con coste favorable. La interfaz mencionada para la comunicación con el sistema de guía del vehículo está conectada especialmente en un bus del vehículo, para notificar, por ejemplo, estados críticos, que han sido detectados por la instalación de supervisión del mecanismo de translación, a una instalación de representación.
No en último lugar, el empleo de la instalación de supervisión del mecanismo de translación para la diagnosis y detección precoz de componentes dañados, estados críticos o bien otros fallos, como por ejemplo la detección de puntos planos en ruedas o la detección precoz de daños de cojinetes puede posibilitar un mantenimiento precoz y orientado al estado. En este caso, el objetivo es conseguir tiempos de inactividad reducidos, un aprovechamiento mejorado de los componentes y, por lo tanto, el ahorro de costes.
A través de las medidas indicadas en las reivindicaciones dependientes son posibles desarrollos ventajosos y mejoras de la invención indicada en las reivindicaciones independientes.
De manera especialmente preferida, el sensor combinado está dispuesto con preferencia directamente en el cojinete del conjunto de ruedas a supervisar o en la proximidad inmediata del cojinete del conjunto de ruedas.
Dibujos
Un ejemplo de realización de la invención se representa en el dibujo y se explica en detalle en la descripción siguiente. En el dibujo:
La figura 1 muestra una representación esquemática de una instalación de protección de un vagón de tren de pasajeros de acuerdo con una forma de realización preferida.
La figura 2 muestra una representación esquemática de la sección transversal de un sensor combinado utilizado en la instalación antideslizante de la figura 1.
imagen2
Descripción del ejemplo de realización
En la figura 1 se representa de forma esquemática la estructura de una instalación antideslizante 1 de un vagón de tren de pasajeros 2 con dos bastidores giratorios 4, 6 de dos ejes, que está diseñado, por ejemplo, para una velocidad de hasta 200 km/h.
La instalación antideslizante 1 dispone de un aparato electrónico de control antideslizante 8 así como de sensores 10, por ejemplo, en cada rueda 12 de un eje 14 de un bastidor giratorio 4, 6, a través del cual se puede detectar la velocidad giratoria momentánea del eje respectivo o bien de la rueda respectiva. No obstante, por razones de claridad, en la figura 1 solamente se representa en un lado respectivo del eje un sensor 10 de este tipo. De manera conocida, un microprocesador del aparato electrónico de control antideslizante 8 calcula la velocidad real del vehículo o del tren y reduce la presión del cilindro de frenado, predeterminada por la instalación de control de frenado dispuesta en un vehículo de guía no representado, en el cilindro de frenado 15 por medio de válvulas antideslizantes electroneumáticas 16. Los ejes 14 se mantienen giratorios en cada caso por medio de dos cojinetes del conjunto de ruedas 18 dispuestos cerca de las ruedas, de manera que de los cojinetes del conjunto de ruedas 18 solamente se representa en la figura 1, respectivamente, uno por eje 14.
A cada cojinete del conjunto de ruedas 18 de un eje 14 está asociado un sensor combinado 10 no representado explícitamente en la figura 2, con el que se puede medir la velocidad giratoria momentánea del eje 14 asociado o bien de la rueda 12 asociada, la temperatura momentánea del cojinete respectivo del conjunto de ruedas 18 así como al menos una aceleración longitudinal del cojinete respectivo del conjunto de ruedas.
De acuerdo con una forma de realización especialmente preferida, en una carcasa 20, que se extiende transversalmente al eje de la rueda, del sensor combinado 10 se encuentran un sensor Hall 22, un sensor de temperatura 24, un sensor de aceleración 26 así como una electrónica de evaluación 28 para la formación y modulación de una señal de la velocidad giratoria, de una señal de la temperatura y de al menos una señal de aceleración. Frente al sensor Hall 22 se encuentra una rueda polar 30 que gira junto con el eje 14 respectivo o bien con la rueda 12 respectiva, a través de cuya rotación se genera una señal para la velocidad giratoria momentánea del eje 14 respectivo o bien de la rueda 12 respectiva. La carcasa 20 presenta con preferencia una pestaña exterior 32, a través de la cual se puede fijar el sensor combinado 10 de forma desprendible directamente en el cojinete respectivo del conjunto de ruedas 18. De esta manera, el sonido corporal que repercute sobre el cojinete del conjunto de ruedas 18, que procede, por ejemplo, de aplanamientos en una rueda 12 del eje 14 o de un cojinete defectuoso del conjunto de ruedas, se puede transmitir sobre la carcasa 20 del sensor combinado 10 y se puededetectar entonces por el sensor de aceleración 26. Éste está configurado con preferencia para la medición de oscilaciones longitudinales en todos los tres ejes del espacio, pero también se pueden representar menos direcciones de medición. Por la misma vía se transmite la temperat7ura que predomina en el cojinete 18 respectivo del conjunto de ruedas sobre el sensor de temperatura 24.
Estas señales son moduladas por la electrónica de evaluación 28, entre otras cosas, en un aparato de supervisión del mecanismo de translación 34 de una instalación de supervisión del mecanismo de translación 36, que puede realizar las siguientes funciones de transmisión:
 Detección del rotor templado y caliente del cojinete respectivo del conjunto de ruedas 18 a través de
supervisión de la temperatura del cojinete del conjunto de ruedas.
 Detección de daños del cojinete respectivo del conjunto de ruedas 18 a través de señales de vibración
correspondientes;
 Detección de marcha inestable o bien de amortiguadores defectuosos en el mecanismo de translación a
través de señales de oscilación correspondientes;
 Detección de descarrilamiento;
 Detección de puntos planos y ruedas 12 no redondas a través de señales de oscilación correspondientes.
Las funciones de detección de descarrilamiento, detección de rotor aliente así como detección de comportamiento de marcha inestable son requerimientos o bien recomendaciones del TSI para trenes de alta velocidad. Las señales de la temperatura de la velocidad giratoria y de la aceleración de los sensores combinados 10 se pueden utilizar adicionalmente como datos de diagnosis para la detección precoz de componentes defectuosos o de secciones de tramos defectuosos de los carriles.
El aparato de control de supervisión del mecanismo de translación 34 está ensamblado con el aparato de control antideslizante 8 en una unidad de construcción 38. Esto se puede realizar, por ejemplo, porque una carcasa del aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación 34 y una carcasa del aparato electrónico de control antideslizante 8 están embridadas entre sí. No obstante, con preferencia el aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación 34 y el aparato electrónico de control antideslizante 8 están alojados en una carcasa común 40.
imagen3
La instalación de supervisión del mecanismo de translación 36 y la instalación antideslizante 1 pueden presentar al menos una alimentación de corriente 41 común, una interfaz 42 común `’ara la comunicación con un operador y una interfaz 44 común para la comunicación con un sistema de guía del vehículo. La interfaz 44 común para la comunicación con el sistema de guía del vehículo está conectada especialmente en un bus del vehículo 46, para notificar, por ejemplo, estados críticos, que ha detectado la instalación de supervisión del mecanismo de translación 36, a una instalación de representación.
En el caso de que el vehículo ferroviario respectivo no sea un vagón de tren de pasajeros 2, sino el vehículo de guía del conjunto de vehículos ferroviarios, entonces está presente en éste un aparato electrónico de control central de frenado, que controla y regula los procesos de frenado de todo su conjunto de vehículos ferroviarios.
En el caso de que un vagón de tren de viajeros o un vehículo de guía estén diseñados para velocidades por encima de 200 km/h, además de la instalación antideslizante 1 está presente adicionalmente una instalación de supervisión de rodadura con un aparato electrónico de control de rodadura, que recibe las señales del número de revoluciones del sensor combinado 10 y a partir de ellas calcula si existen interferencias de rodadura o de giro de las ruedas del vehículo ferroviario.
De acuerdo con el equipamiento y el tipo del vehículo ferroviario, el aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación puede estar ensamblado con el aparato electrónico de de control antideslizante y/o con el aparato de control de frenado y/o con el aparato de control de supervisión de rodadura para formar una unidad de construcción.
Lista de signos de referencia
1 Instalación antideslizante 2 Vagón ferroviario 4 Bastidor giratorio 6 Bastidor giratorio 8 Aparato de control antideslizante 10 Sensor combinado 12 Rueda 14 Eje 15 Cilindro de freno 16 Válvula antideslizante 18 Rodamiento del conjunto de ruedas 20 Carcasa 22 Sensor Hall 24 Sensor de temperatura 26 Sensor de aceleración 28 Electrónica de evaluación 30 Rueda polar 32 Pestaña exterior 34 Aparato de control de supervisión del mecanismo de translación 36 Instalación de supervisión del mecanismo de translación 38 Unidad de construcción 40 Carcasa 41 Alimentación de corriente 42 Interfaz 44 Interfaz 46 Bus del vehículo
imagen4

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Instalación de control de un vehículo ferroviario (2) con una instalación antideslizante (1) que, en función de al menos una señal de la velocidad giratoria suministrada por un sensor antideslizante (10) a un aparato electrónico de control antideslizante (8), regula el resbalamiento de las ruedas (12) al menos de un eje (14) y con una instalación de supervisión del mecanismo de translación (36) para la supervisión y/o para el diagnostico del mecanismo de translación con respecto a estados críticos y daños, como por ejemplo descarrilamiento, cojinetes que funcionan calientes, marcha inestable y similar, que comprende un aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación (34), caracterizada porque
    a) el aparato electrónico de supervisión del mecanismo de translación (34) está ensamblado con el aparato electrónico de control antideslizante (8) para formar una unidad de construcción (38), en la que
    b) la instalación de supervisión del mecanismo de translación (36) y la instalación antideslizante (1) presentan al menos una alimentación de corriente (41) común y una interfaz (42) común para la comunicación con un operador y una interfaz (44) común para la comunicación con un sistema de guía del vehículo, y en la que
    c) el sensor antideslizante es un sensor combinado (10) que, además de la señal para la velocidad giratoria de al menos una rueda o de un eje, modula una señal para la temperatura de un cojinete del conjunto de ruedas (18) y una señal de la oscilación para oscilaciones que predominan en el cojinete del conjunto de ruedas (18) en el aparato de control de supervisión del mecanismo de translación (34), para utilizar las señales de la velocidad giratoria, de la temperatura y de la aceleración del sensor combinado (10) adicionalmente como datos de diagnosis para la detección precoz de componentes defectuosos o de secciones de tramos de los carriles defectuosas.
  2. 2.- Instalación de control de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque una carcasa del aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación y una carcasa del aparato electrónico de control antideslizante están embridadas entre sí.
  3. 3.- Instalación de control de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos una parte del aparato de control de supervisión del mecanismo de translación (34) y del aparato electrónico de control antideslizante (8) están alojadas en una carcasa común (40).
  4. 4.- Instalación de control de un vehículo ferroviario (2) con una instalación de supervisión de la rodadura, que comprende un aparato electrónico de control de supervisión de la rodadura y al menos un sensor de supervisión de la rodadura (10) para la detección de la velocidad giratoria de al menos una de las ruedas en forma de una señal de la velocidad giratoria, así como con una instalación de supervisión del mecanismo de translación (36) para la supervisión y/o para el diagnóstico del mecanismo de translación con respecto a estados críticos y daños como por ejemplo descarrilamiento, cojinetes que funcionan calientes, marcha inestable y similar, que comprende un aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación (34), caracterizada porque
    a) el aparato electrónico de supervisión del mecanismo de translación (34) está ensamblado con el aparato electrónico de control de supervisión de la rodadura para formar una unidad de construcción (38), en la que
    b) la instalación de supervisión del mecanismo de translación (36) y la instalación de supervisión de la rodadura presentan al menos una alimentación de corriente (41) común y una interfaz (42) común para la comunicación con un operador y una interfaz (44) común para la comunicación con un sistema de guía del vehículo, y en la que
    c) el sensor de supervisión es un sensor combinado (10) que, además de la señal para la velocidad giratoria de al menos una rueda o de un eje, modula una señal para la temperatura de un cojinete del conjunto de ruedas (18) y una señal de la oscilación para oscilaciones que predominan en el cojinete del conjunto de ruedas (18) en el aparato de control de supervisión del mecanismo de translación (34), para utilizar las señales de la velocidad giratoria, de la temperatura y de la aceleración del sensor combinado (10) adicionalmente como datos de diagnosis para la detección precoz de componentes defectuosos o de secciones de tramos de los carriles defectuosas.
  5. 5.- Instalación de control de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque una carcasa del aparato electrónico de control de supervisión del mecanismo de translación y una carcasa del aparato de control de supervisión de la rodadura están embridados entre sí.
  6. 6.- Instalación de control de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque al menos una parte del aparato de control de supervisión del mecanismo de translación (34) y del aparato de control de sup0ervisión de la rodadura están alojadas en una carcasa común (40).
  7. 7.- Instalación de control de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sensor combinado (10) está dispuesto directamente en el cojinete del conjunto de ruedas (18) o en la proximidad inmediata del cojinete del conjunto de ruedas (18).
  8. 8.- Instalación de control de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el aparato de control de supervisión del mecanismo de translación (34) evalúa la señal de la velocidad giratoria del sensor de supervisión de rodadura (10) y/o del sensor antideslizante (10).
    imagen1
  9. 9.- Instalación de control de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la interfaz (44) común para la comunicación con un sistema de guía del vehículo está conectada en el bus del vehículo (46).
  10. 10.- Instalación de control de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque e sistema de guía del vehículo 5 presenta una instalación de representación para la notificación de estados críticos, que ha detectado la instalación de supervisión del mecanismo de translación (38).
  11. 11.-Vehículo ferroviario, que contiene una instalación de control de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores.
    10
ES09000488T 2005-03-02 2006-02-28 Instalación de control de un vehículo ferroviario. Active ES2364411T3 (es)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005010118A DE102005010118A1 (de) 2005-03-02 2005-03-02 Steuereinrichtung eines Schienenfahrzeugs
DE102005010118 2005-03-02

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