ES2923657T3 - Un dispositivo de detección para un vehículo ferroviario - Google Patents
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Abstract
El dispositivo de detección (10) está destinado a detectar un evento elegido entre un obstáculo en la vía y/o un descarrilamiento del vehículo ferroviario, y está destinado a ser dispuesto sobre un bogie delantero de un coche delantero del vehículo ferroviario. El dispositivo de detección (10) comprende:- una viga transversal (14) destinada a ser conectada al bogie delantero (12) por medio de medios de conexión, y- medios de detección de fuerza (26), dispuestos y configurados para medir una fuerza en menos una dirección. Los medios de conexión no tienen ningún grado de libertad, por lo que la viga transversal (14) está destinada a estar conectada de manera fija al bogie delantero, y los medios de detección de fuerza (26) comprenden al menos una celda de carga (28, 30) conectado fijamente a la viga transversal (14). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Un dispositivo de detección para un vehículo ferroviario
La presente invención se refiere a un dispositivo de detección de un vehículo ferroviario que circula por una vía, destinada a detectar un evento a elegir entre un obstáculo en la vía y/o un descarrilamiento del vehículo ferroviario. Algunos dispositivos de detección ya se conocen de la técnica anterior, por ejemplo, del documento WO 2015/155420. Los dispositivos de detección conocidos comprenden normalmente una viga transversal destinada a disponerse delante del vehículo ferroviario. Esta viga transversal es móvil, y el dispositivo de detección comprende un sensor capaz de detectar cuando la viga transversal se mueve. De hecho, la viga transversal se mueve como resultado de un evento tal como el contacto con un obstáculo en la vía.
Tal dispositivo de detección comprende muchos componentes, particularmente algunas partes móviles.
La invención tiene por objeto simplificar la estructura de un dispositivo de detección, para reducir su coste y la duración de su montaje en el vehículo, sin reducir su eficiencia.
Con este fin, la invención se refiere a un dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 1.
El uso de células de carga permite usar una viga transversal fija, es decir, que no tiene ningún grado de libertad. Por el contrario, los dispositivos de detección de la técnica anterior necesitan una viga transversal que se monta con al menos un grado de libertad (normalmente en rotación).
Como resultado, la estructura del dispositivo de detección de la invención es mucho más simple que la estructura de un dispositivo de detección de la técnica anterior.
Un dispositivo de detección de acuerdo con la invención puede contener opcionalmente una o más de las siguientes características:
- Los medios de conexión comprenden al menos una ménsula de soporte, que se conecta de manera fija a la viga transversal, y destinado a conectarse de manera fija al bogie delantero, y la viga transversal se conecta a la ménsula de soporte a través de un componente hecho de un material elástico.
- Los medios de detección de fuerza comprenden al menos una primera célula de carga, que se dispone y configura para medir las fuerzas longitudinales en la viga transversal, en una dirección vertical perpendicular a la viga transversal, la primera célula de carga que se conecta de manera fija a la viga transversal.
- La primera célula de carga es capaz de enviar una señal de activación a un circuito de freno de emergencia del vehículo ferroviario, la primera célula de carga se configura para enviar la señal de activación cuando la primera célula de carga mide una fuerza vertical superior a un primer umbral.
- El primer umbral es de 100 DaN.
- Los medios de conexión comprenden al menos una ménsula de soporte, que se conecta de manera fija a la viga transversal, y destinada a conectarse de manera fija al bogie delantero, la primera célula de carga se dispone entre la viga transversal y la ménsula de soporte.
- Los medios de detección de fuerza comprenden una segunda célula de carga, que se dispone y configura para medir las fuerzas verticales en la viga transversal, en una dirección longitudinal perpendicular a la viga transversal, la segunda célula de carga que se conecta de manera fija a la viga transversal.
- La segunda célula de carga es capaz de enviar una señal de activación a un circuito de freno de emergencia del vehículo ferroviario, la segunda célula de carga se configura para enviar la señal de activación cuando la segunda célula de carga mide una fuerza longitudinal superior a un segundo umbral.
- El segundo umbral es de 500 DaN.
- Los medios de conexión comprenden al menos una ménsula de soporte, que se conecta de manera fija a la viga transversal, y destinada a unirse de manera fija al bogie delantero, la segunda célula de carga se dispone en la ménsula de soporte.
La invención también se refiere a un vehículo ferroviario, que tiene un bogie delantero, en donde el vehículo ferroviario comprende un dispositivo de detección como el descrito anteriormente, que se conecta de manera fija al bogie delantero.
Otros aspectos y ventajas de la invención se mostrarán ahora en la siguiente descripción, dada solo como un ejemplo no limitativo, y hecha a la vista de los dibujos anexos, en los que:
- La Figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo de detección de acuerdo con una primera modalidad de la invención, que se monta en un bogie de un vehículo ferroviario.
- La Figura 2 es una vista en perspectiva del dispositivo de detección de la Figura 1, que muestra más detalles, - La Figura 3 es una vista despiezada de un detalle del dispositivo de detección de la Figura 2.
- La Figura 4 es una vista en perspectiva de un detalle de un dispositivo de detección de acuerdo con una segunda modalidad,
- La Figura 5 es una vista en perspectiva de un detalle de un dispositivo de detección de acuerdo con una tercera modalidad, y
- La Figura 6 es una vista en perspectiva de un dispositivo de detección de acuerdo con una cuarta modalidad. En las Figuras 1 y 2 se muestra un dispositivo de detección 10 de acuerdo con una primera modalidad.
El dispositivo de detección 10 se destina a disponerse en un bogie delantero 12 de un vagón delantero de un vehículo ferroviario. El vehículo ferroviario se destina a circular en las vías férreas.
El dispositivo de detección 10 se destina a detectar un evento a elegir entre: un impacto en un obstáculo en las vías y/o un descarrilamiento.
El dispositivo de detección 10 comprende una viga transversal 14 destinada a conectarse al bogie delantero 12 por medio de medios de conexión 16. La viga transversal 14 se extiende en una dirección transversal Y del vehículo, entre dos extremos. La viga transversal 14 es preferentemente recta, pero en una variante puede ser curva o puede comprender dos partes rectas que forman un ángulo.
En la descripción, se considera una dirección longitudinal X del vehículo ferroviario, que es la dirección en la que se extiende el vehículo ferroviario y la dirección en la que se mueve el vehículo ferroviario. También se considera la dirección transversal Y, que es perpendicular a la dirección longitudinal X. También se considera una dirección vertical Z, que es perpendicular a la dirección longitudinal X y perpendicular a la dirección transversal Y. Por lo tanto, las expresiones "longitudinal", " transversal" y "vertical" tienen su significado habitual.
Como se muestra en la Figura 2, los medios de conexión 16 comprenden al menos una ménsula de soporte 18. Más particularmente, en el ejemplo que se muestra, los medios de conexión 16 comprenden dos ménsulas de soporte 18, cada ménsula de soporte 18 se conecta a un extremo respectivo de la viga transversal 14.
Cada ménsula de soporte 18 se extiende en la dirección vertical Z, entre un extremo inferior que se conecta a la viga transversal 14, y un extremo superior destinado a conectarse al bogie 12.
El extremo superior de cada ménsula de soporte 18 comprende medios de fijación 20, por ejemplo, que comprenden tornillos. Por lo tanto, la ménsula de soporte 18 se destina a conectarse de manera fija al bogie 12, por medio de los medios de fijación 20.
Por "que se conecta de manera fija", se entiende que no hay ningún grado de libertad entre la ménsula de soporte 18 y el bogie 12.
La viga transversal 14 también se conecta de manera fija a cada ménsula de soporte 18. En otras palabras, no hay ningún grado de libertad entre la ménsula de soporte 18 y la viga transversal 14.
Los medios de conexión 16 se muestran con más detalles en la figura 3. Los medios de conexión 16 comprenden un miembro de conexión rígido 22 que se dispone entre la ménsula de soporte 18 y la viga transversal 14. El miembro de conexión 22 se conecta de manera fija a la ménsula de soporte 18, por ejemplo, mediante tornillos. Además, el miembro de conexión 22 comprende una varilla 22a destinada a encajarse en un agujero correspondiente de la viga transversal 14. Por ejemplo, la viga transversal 14 es tubular y dicho agujero es concéntrico con la viga transversal 14.
Ventajosamente, un manguito de amortiguación 24 se dispone entre la varilla 22a y el correspondiente agujero en la viga transversal 14. El manguito de amortiguación 24 se hace de un material elástico, de manera que sea capaz de absorber las vibraciones de la viga transversal 14. El manguito amortiguador 24 también se destina a compensar la torsión del bastidor del bogie y a compensar las tolerancias de fabricación.
Cabe señalar que la viga transversal 14 todavía se considera que se conecta de manera fija a cada ménsula de soporte 18, incluso en presencia del manguito de amortiguación 24, porque el manguito de amortiguación 24 no permite que la viga transversal 14 se mueva libremente en ninguna dirección.
El dispositivo de detección 10 comprende además medios de detección de fuerza 26, que se disponen y configuran para medir una fuerza en al menos una dirección. Los medios de detección de fuerza 26 comprenden al menos una célula de carga que se configura para medir las fuerzas en una dirección.
De conformidad con la primera modalidad, los medios de detección de fuerza 26 comprenden al menos una primera célula de carga 28 y al menos una segunda célula de carga 30. Más particularmente, los medios de detección de fuerza 26 comprenden dos primeras células de carga 28 y dos segundas células de carga 30.
Cada célula de carga 28, 30 comprende, de manera convencional, una respectiva galga extensiométrica, capaz de medir la fuerza aplicada a la viga transversal 14.
Cada primera célula de carga 28 se dispone y configura para medir las fuerzas verticales en la viga transversal 14, en la dirección vertical Z. Cada primera célula de carga 28 se conecta de manera fija a la viga transversal 14.
Por ejemplo, cada primera célula de carga 28 se dispone en un extremo respectivo de la viga transversal 14. Más particularmente, como se muestra en la figura 3, cada primera célula de carga 28 se dispone alrededor de un extremo respectivo del miembro de conexión rígido 22.
Cada segunda célula de carga 30 se dispone y configura para medir las fuerzas longitudinales en la viga transversal 14, en la dirección longitudinal X. Cada segunda célula de carga 30 se conecta de manera fija a la viga transversal 14.
Por ejemplo, cada segunda célula de carga 30 se dispone alrededor de una respectiva ménsula de soporte 16, justo por encima de la conexión entre la ménsula de soporte 16 y el miembro de conexión 22.
Cada célula de carga 28, 30 es capaz de enviar una señal de activación a un circuito de freno de emergencia del vehículo ferroviario. El circuito de freno de emergencia es bien conocido por la técnica anterior.
La primera célula de carga 28 se configura para enviar la señal de activación cuando mide una fuerza vertical superior a un primer umbral. La segunda célula de carga 30 se configura para enviar la señal de activación cuando mide una fuerza longitudinal superior a un segundo umbral.
Preferentemente, el primer umbral es de 100 DaN y el segundo umbral es de 500 DaN.
Por lo tanto, el dispositivo de detección 10 de acuerdo con la primera modalidad es capaz de detectar dos eventos diferentes en la vía, que son: un obstáculo en la vía entre los raíles y un descarrilamiento.
Para la detección de un obstáculo, el principio establecido aquí es detectar un obstáculo con una fuerza de impacto por encima del primer umbral (100 daN) en la viga transversal 14 que se dispone delante del bogie delantero 12 del vehículo ferroviario. En caso de tal un impacto, la viga transversal 14 tiende a empujarse hacia atrás por el obstáculo, y esto introduce una fuerza de reacción en las segundas células de carga 30. Esta fuerza de reacción es la señal de activación del circuito de freno de emergencia.
En una variante, los frenos de emergencia se activan cuando se recibe una señal de activación de ambas segundas células de carga 30. Por ejemplo, la señal de activación se recibe por la fuerza promedio de ambas segundas células de carga 30.
En otra variante, solo una señal de activación que se recibe de una de las segundas células de carga 30 es suficiente para activar los frenos de emergencia.
Para una detección de descarrilamiento, el principio establecido aquí es detectar un descarrilamiento con una fuerza de impacto por encima del segundo umbral (500 daN) en la viga transversal 14 que se dispone delante del bogie delantero 12 del vehículo ferroviario. En este caso, la rueda del bogie sube por el raíl y luego salta por el raíl, de manera que la viga transversal 14 impacta en el raíl y se empuja hacia arriba por el raíl, y esto introduce una fuerza de reacción en las primeras células de carga 28. Esta fuerza de reacción es la señal de activación del circuito de freno de emergencia.
En una variante, los frenos de emergencia se activan cuando se recibe una señal de activación de ambas primeras células de carga 28. Por ejemplo, la señal de activación se recibe por la fuerza promedio de ambas primeras células de carga 28.
En otra variante, solo una señal de activación que se recibe de una de las primeras células de carga 28 es suficiente para activar los frenos de emergencia.
En una variante preferida, el hecho de que la fuerza medida por una célula de carga 28, 30 supere el umbral correspondiente no es una condición suficiente para enviar la señal de activación, sino que además debe cumplirse otra condición. Esta otra condición se refiere a la pendiente de la fuerza medida, que debe encontrarse por encima de un umbral de pendiente predefinido para enviar la señal de activación. Esta variante se destina para manejar el caso de nieve en las vías.
De hecho, en caso de nieve en las vías, la viga transversal 14 puede atravesar la nieve, de manera que las células de carga 28, 30 miden una fuerza de resistencia debida a la nieve. Esta fuerza de resistencia tiene una pendiente gradual en dependencia del tipo y la cantidad de nieve y de la velocidad del vehículo ferroviario. Esta pendiente debida a la nieve es normalmente una pendiente suave en aumento, por lo tanto, una pendiente inferior al umbral de
pendiente. Por lo tanto, al tomar en cuenta la pendiente, los frenos de emergencia no se activan debido a la nieve en las vías.
Por el contrario, en caso de un impacto en un obstáculo o en caso de un descarrilamiento, la pendiente es muy pronunciada y alta, por lo que la pendiente es superior al umbral de pendiente.
Por lo tanto, al tomar en cuenta la pendiente, se asegura que el freno de emergencia no se activa debido a la nieve, sino sólo debido a un obstáculo real o debido a un descarrilamiento.
En la figura 4 se muestra un dispositivo de detección de acuerdo con una segunda modalidad. En esta figura, todos los componentes similares a los de la primera modalidad se designan con los mismos números de referencia.
De conformidad con esta segunda modalidad, el dispositivo de detección 10 solo comprende la primera célula de carga 28 y no comprende la segunda célula de carga 30. Por lo tanto, este dispositivo de detección 10 sólo se diseña para detectar descarrilamientos, pero no puede detectar obstáculos en las vías.
En la figura 5 se muestra un dispositivo de detección de acuerdo con una tercera modalidad. En esta figura, todos los componentes similares a los de la primera modalidad se designan con los mismos números de referencia.
De conformidad con esta tercera modalidad, el dispositivo de detección 10 solo comprende la segunda célula de carga 30 y no comprende la primera célula de carga 28. Por lo tanto, este dispositivo de detección 10 sólo se diseña para detectar obstáculos en las vías, pero no puede detectar descarrilamientos.
En la figura 6 se muestra un dispositivo de detección de acuerdo con una cuarta modalidad. En esta figura, todos los componentes similares a los de las otras modalidades se designan con los mismos números de referencia.
De conformidad con esta cuarta modalidad, la viga transversal 14 comprende una primera parte central 14a y dos segundas partes laterales 14b. Por lo tanto, la viga transversal 14 es una barra maciza doblada en forma de U sin ninguna unión, lo que reduce aún más el número de componentes.
La primera parte central 14a se extiende en la dirección transversal Y, y cada segunda parte lateral 14b se extiende en la dirección vertical Z. La primera parte central 14a se conecta a cada segunda parte lateral 14b a través de las respectivas partes curvas transitorias 14c.
El extremo superior de cada segunda parte lateral 14b comprende los medios de fijación 20, por ejemplo, que comprenden tornillos. Por lo tanto, cada segunda parte lateral 14b se destina a conectarse de manera fija al bogie 12, por medio de los medios de fijación 20. De hecho, las segundas partes laterales 14b tienen la misma función que la ménsula de soporte 28 de la primera modalidad.
Por "que se conecta de manera fija", se entiende que no hay ningún grado de libertad entre cada una de las segundas partes laterales 14b y el bogie 12.
La primera 28 y segunda 30 células de carga se disponen alrededor de las segundas partes laterales 14b. Más particularmente, cada segunda parte lateral 14b se proporciona con la respectiva primera 28 y segunda 30 células de carga.
La primera célula de carga 28 comprende galgas extensométricas que se orientan para medir las fuerzas en la dirección vertical Z. Además, la segunda célula de carga 30 comprende galgas extensométricas que se orientan para medir las fuerzas en la dirección longitudinal X.
El funcionamiento de este dispositivo de detección 10 es el mismo que el funcionamiento del dispositivo de detección de acuerdo con la primera modalidad.
Cabe señalar que pueden considerarse algunas variantes. Más particularmente, el dispositivo de detección puede tener solo las primeras células de carga 28 como en la tercera modalidad, o solo las segundas células de carga 30 como en la primera modalidad.
El dispositivo de detección 10 de acuerdo con la cuarta modalidad tiene menos componentes que el dispositivo de detección de acuerdo con la primera modalidad, por lo tanto, tiene menos riesgos de fallo.
Cabe señalar que la invención no se limita a las modalidades anteriores. Más bien, un experto en la técnica se dará cuenta de que pueden realizarse muchos cambios y modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (10)
1. Un dispositivo de detección (10) para un vehículo ferroviario que circula por una vía, destinado a detectar un evento a elegir entre un obstáculo en la vía y/o un descarrilamiento del vehículo ferroviario, y destinado a disponerse en un bogie delantero (12) de un vagón delantero del vehículo ferroviario, el dispositivo de detección (10) que comprende:
- una viga transversal (14) destinada a conectarse al bogie delantero (12) por medio de medios de conexión (16), y
- medios de detección de fuerza (26), que se disponen y configuran para medir una fuerza en al menos una dirección,
caracterizado porque,
- el medio de conexión (16) no tiene ningún grado de libertad, de manera que la viga transversal (14) se destina a conectarse de manera fija al bogie delantero (12),
- los medios de detección de fuerza (26) comprenden al menos una célula de carga (28, 30) que se conecta de manera fija a la viga transversal (14).
2. El dispositivo de detección (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los medios de conexión (16) comprenden al menos una ménsula de soporte (18), que se conecta de manera fija a la viga transversal (14), y se destina a conectarse de manera fija al bogie delantero (12), y la viga transversal (14) se conecta a la ménsula de soporte (18) a través de un componente (24) hecho de un material elástico.
3. El dispositivo de detección (10) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde los medios de detección de fuerza (26) comprenden al menos una primera célula de carga (28), que se dispone y configura para medir las fuerzas longitudinales en la viga transversal, en una dirección vertical (Z) perpendicular a la viga transversal (14), la primera célula de carga (28) se conecta de manera fija a la viga transversal (14).
4. El dispositivo de detección (10) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la primera célula de carga (28) es capaz de enviar una señal de activación a un circuito de freno de emergencia del vehículo ferroviario, la primera célula de carga (28) se configura para enviar la señal de activación cuando la primera célula de carga (28) mide una fuerza vertical superior a un primer umbral.
5. El dispositivo de detección (10) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el primer umbral es de 100 DaN.
6. El dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 5, en donde los medios de conexión (16) comprenden al menos una ménsula de soporte (18), que se conecta de manera fija a la viga transversal (14), y destinada a conectarse de manera fija al bogie delantero (12), la primera célula de carga (28) se dispone entre la viga transversal (14) y la ménsula de soporte (18).
7. El dispositivo de detección (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios de detección de fuerza (26) comprenden una segunda célula de carga (30), que se dispone y configura para medir las fuerzas verticales en la viga transversal (14), en una dirección longitudinal (X) perpendicular a la viga transversal (14), la segunda célula de carga (30) se conectada de manera fija a la viga transversal.
8. El dispositivo de detección (10) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la segunda célula de carga (30) es capaz de enviar una señal de activación a un circuito de freno de emergencia del vehículo ferroviario, la segunda célula de carga (30) se configura para enviar la señal de activación cuando la segunda célula de carga (30) mide una fuerza longitudinal superior a un segundo umbral.
9. El dispositivo de detección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, en donde los medios de conexión (16) comprenden al menos una ménsula de soporte (18), que se conecta de manera fija a la viga transversal (14), y destinada a conectarse de manera fija al bogie delantero (12), la segunda célula de carga (30) se dispone en la ménsula de soporte (18).
10. Un vehículo ferroviario, que tiene un bogie delantero (12), en donde el vehículo ferroviario comprende un dispositivo de detección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se conecta de manera fija al bogie delantero (12).
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