BR112016017340B1 - Método de carregamento de um veículo de manutenção de carril e veículo de manutenção de carril - Google Patents
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Abstract
método para carregamento de um veículo ferroviário e veículo ferroviário. a invenção está relacionada a um método para calcular a altura máxima de enchimento de um cone de material a granel (14) para um veículo ferroviário (1) em relação ao máximo permitido do peso total carregado mmax, usando a densidade aparente calculada a partir do volume vs e da massa ms, um movimento do material a granel distante do ponto de carregamento (11) sendo automaticamente controlado para atingir o máximo permitido do peso total carregado mmax para o veículo ferroviário (1). 0 método de acordo com a invenção permite um carregamento máximo evitando o peso permitido por eixo para ser excedido.
Description
[001] A invenção refere-se a um método de carregamento de um veículo de manutenção de carril com material a granel, em que o último - após formar um cone de despejo tendo uma altura de material a granel definida hs - é movido em relação a um recipiente de material a granel para longe de um ponto de carregamento em uma direção de transporte ou longitudinal do veículo e um novo cone de despejo é formado. A invenção também se refere a um veículo de manutenção de carril.
[002] De acordo com a EP 0 429 713 ou a US 7.192.238, um veículo de manutenção de carril já é conhecido, o qual, durante operações de trabalho, pode ser acoplado a qualquer número de veículos similares para a formação de um trem de carregamento. Na região posterior do recipiente de material a granel de cada veículo de manutenção de carril, com respeito a uma direção de transporte das cintas transportadoras, um dispositivo sensor é disposto, o qual é projetado como uma barreira de luz ou como um apalpador mecânico, e que, durante um procedimento de armazenamento, monitora a conclusão de uma altura de enchimento máxima.
[003] Para as finalidades de determinação de uma massa de carga útil, é conhecido a partir da DE 20 2013 102 362 para organizar os medidores de pressão em um “bogie”.
[004] É o objetivo da presente invenção prover um método do tipo mencionado no começo, bem como um veículo de manutenção de carril com o qual uma operação de carregamento ótima é possível.
[005] De acordo com a invenção, este objetivo é alcançado com um método ou um veículo de manutenção de carril do tipo especificado por meio dos recursos citados na parte de caracterização da reivindicação 1 e 4 ou 7.
[006] Com um método ou um veículo de manutenção de carril deste tipo, é possível de uma maneira particularmente econômica obter um enchimento máximo, em cada caso, dependendo de uma densidade de material a granel prevalecente durante a operação de carregamento. Ao fazê- lo, sempre é assegurado que um limite de carga admissível máximo não seja excedido pela carga útil.
[007] As vantagens adicionais da invenção tornam-se evidentes a partir das reivindicações adicionais e da descrição dos desenhos.
[008] A invenção será descrita em maiores detalhes abaixo, com referência a modalidades representadas nos desenhos. A figura 1 mostra uma vista lateral de um trem de carregamento composto por dois veículos de manutenção de carril, as figuras 2 e 3 mostram, cada uma, uma vista aumentada e uma vista de topo simplificada de um subchassi em carril do veículo de manutenção de carril.
[009] Os veículos de manutenção de carril 1, mostrados na figura 1, cada um, consistem essencialmente em um quadro de veículo 4 - móvel através de dois subchassis em carril 2 em um carril 3 - e um recipiente de material a granel 5 conectado ao mesmo. Uma cinta transportadora de fundo 6 se estendendo na direção longitudinal do vagão forma a superfície de fundo do recipiente de material a granel 5 e tem um acionamento 7 para movimento da cinta em uma direção de transporte 8 . É provida na extremidade dianteira, com respeito à referida direção de transporte 8, do recipiente de material a granel 5 é uma cinta transportadora de transferência 9, a qual é suportada no quadro de vagão 4 debaixo de uma extremidade de descarga da cinta transportadora de fundo 6, adjacente à mesma. A cinta transportadora de transferência 9 é projetada subindo em uma inclinação, projetando-se além de uma extremidade dianteira do quadro de vagão 4, e é equipada com um acionamento.
[010] Por meio de dispositivos de acoplamento, qualquer número de veiculos de manutenção de carril 1 projetados de forma similar pode ser montado para a formação de um trem de carregamento móvel no carril 3 e capaz de se autocarregar e descarregar. Ao fazê-lo, o material a granel 12 descarregado a partir de um ponto de transferência 10 para um ponto de carregamento 11 da cinta transportadora de fundo 6 é armazenado. Na região do ponto de transferência 10, um dispositivo sensor sem contato 13 é provido, o qual serve para uma detecção continua de uma altura de material a granel h5 e do volume de um cone de despejo 14 se formando na área do ponto de carregamento 11.
[011] 0 subchassi em carril 2 mostrado aumentado e simplificado na figura 2 tem um quadro "bogie" 15 provido para a montagem de dois conjuntos de rodas 17 espaçados um do outro em uma direção longitudinal 16. O referido quadro "bogie" 15 é composto por dois perfis de quadro longitudinais 20, os quais são espaçados um do outro com respeito a um eixo geométrico de rotação 18 dos conjuntos de rodas 17, e cada um tem um mancai de eixo 19 para suporte de um conjunto de rodas 17 por um perfil de quadro transversal 21.
[012] Um medidor de deformação 22 é disposto em cada perfil de quadro longitudinal 20 em cada caso entre o perfil de quadro transversal 21 e o mancai de eixo 19 do conjunto adjacente de rodas 17. Contudo, apenas um único medidor de deformação 22 é provido em cada perfil de quadro longitudinal 20, com os dois medidores de deformação 22 sendo posicionados deslocados um do outro, conforme visto em uma direção transversal se estendendo paralelamente ao eixo geométrico de rotação 18. Os sinais dos dois medidores de deformação 22 são combinados em um amplificador de medição, de modo a se chegar a um valor médio da deformação. Preferencialmente, os medidores de deformação 22 são presos do lado inferior de cada perfil de quadro longitudinal 20. Um anel giratório 23 ou um pivô "bogie" para conexão ao quadro do veiculo 4 é provido centralmente no perfil de quadro transversal 21.
[013] Cada medidor de deformação 22 é preso em um ponto da viga de quadro longitudinal 20 no qual um fluxo de potência principal com linhas de tração correndo paralelas umas às outras está presente, em que as tensões cisalhantes se tornam nulas, o fluxo de potência principal se estendendo na direção longitudinal 16 do perfil de quadro longitudinal 20 e tendo um mínimo de reações de força se estendendo transversalmente. Isto significa que a direção de fluxo de potência corre de forma não ambígua em apenas uma direção, sem influências de potência "interferentes" (cisalhamento) de outras direções, o que influenciaria o resultado de medição do medidor de deformação 22.
[014] 0 melhor posicionamento possível do medidor de deformação 22 é determinado para cada subchassi em carril individual 2 por meio do método de elementos finitos. Isto garante, por um lado, o posicionamento correto e, por outro lado, um máximo de precisão.
[015] Na figura 3, uma variante de um subchassi em carril 2 é descrita, a qual é adequada para cargas particularmente pesadas. Este subchassi 2 é composto por dois quadros "bogie" 15 do tipo já descrito na figura 2, os quais são espaçados um do outro na direção longitudinal 16. Ambos os quadros "bogie" 15 são conectados de forma articulada por meio de um pivô "bogie" 23 a uma ponte de quadro 24, a qual, para conexão ao quadro de vagão 4, tem um anel giratório central 23 posicionado entre os pivôs "bogie" 23 dos quadros "bogie" 15.
[016] Um respectivo medidor de deformação 22 é disposto na ponte de quadro 24, em cada caso, entre o anel giratório central 23 da mesma e o pivô "bogie" adjacente 23 do quadro "bogie" adjacente 15. Um total de apenas dois medidores de deformação 22 são dispostos na ponte de quadro, em que estes são posicionados deslocados um do outro, conforme visto em uma direção transversal se estendendo paralela ao eixo geométrico de rotação 18. Como resultado deste deslocamento dos medidores de deformação 22, é possível compensar uma inclinação do veículo no caso de uma superelevação de carril.
[017] No escopo do método de acordo com a invenção, a princípio também é possível - para fins de determinação da massa de carregamento - detectar o efeito de força causado por carga no subchassi em carril 2 também por meio de outros métodos conhecidos, por exemplo, pela medição da compressão de mola ou pela disposição de medidores de deformação na suspensão "bogie".
[018] 0 método de acordo com a invenção será descrito, agora em maiores detalhes, particularmente em relação com a figura 1. O veiculo de manutenção de carril dianteiro 1, com respeito à direção de transporte 8, está em um estado de ser carregado, em que a cinta transportadora de fundo 6 não é movida. Através da cinta transportadora de transferência 9, adjacente à extremidade traseira, do veiculo de manutenção de carril traseiro adjacente 1, material a granel é descarregado, resultando em um cone de despejo 14 de crescimento consistente.
[019] O volume Vs do cone de despejo 14 é calculado através de uma detecção constante de altura de material a granel hs pelo dispositivo de sensor 13. De modo a compensar um carregamento assimétrico, por exemplo, em superelevações de carril, é vantajoso empregar dois dispositivos sensores espaçados um do outro na direção transversal do veiculo, o que, alternativamente, também poderia ser posicionado na extremidade superior da cinta transportadora de transferência 9.
[020] Paralelamente a isso, um efeito de força causado pelo carregamento é medido no subchassi em carril 2 suportando o veiculo de manutenção de carril 1, e, com isto, a massa ma do cone de despejo 14 é calculada.
[021] Com uma densidade de material a granel computada a partir do volume V3 e da massa ms, a altura de despejo máxima ou o grau máximo de enchimento hx do cone de despejo 14 é computada em relação a uma massa de carregamento total admissível máxima mmax para o veiculo de manutenção de carril 1. Tão logo a altura de despejo máxima seja atingida, o acionamento da cinta transportadora de fundo 6 é automaticamente ativada, fazendo com que o cone de material a granel 14 seja movido para frente na direção de transporte 8 em relação ao recipiente de material a granel 5, para longe do ponto de carregamento 11.
[022] Este processo é repetido até o primeiro cone de despejo 14 original ter atingido a extremidade distai da cinta transportadora de fundo 6. Este movimento em incremento da cinta transportadora de fundo 6 é controlado automaticamente, de modo que, com o carregamento completo do recipiente de material a granel 5, a massa de carregamento total admissível máxima rnmax seja atingida.
[023] Assim, a capacidade de carregamento pode ser utilizada de uma forma ótima, sem uma transgressão inadmissível da carga do eixo ou uma sobrecarga danosa do veiculo de manutenção de carril ocorrer no processo. Adicionalmente, uma distribuição ótima do material a granel armazenado pelo comprimento inteiro do recipiente de material a granel 5 assim pode ser assegurado.
[024] A obtenção do carregamento admissível máximo é indicada para o operador de forma ótica e acústica no veiculo de manutenção de carril 1. No caso de uma sobrecarga, é possível adicionalmente - com o auxilio de um modo de telemática montado de forma fixa no veiculo - para enviar automaticamente uma mensagem de texto para um ou mais números de telefone definidos previamente. Por meio de receptores de GPS integrados em cada veiculo, a direção de trabalho do veiculo pode ser determinada; também é possivel ligar a massa de carregamento real, bem como quaisquer transgressões possíveis de forma não ambigua para uma localização determinada por GPS.
Claims (8)
1. Método de carregamento de um veículo de manutenção de carril (1) com um material a granel, em que o último - após a formação de um cone de despejo (14) tendo uma altura hs de material a granel definida - é movido em relação a um recipiente de material a granel (5) para longe de um ponto de carregamento (11) em uma direção de transporte ou longitudinal (8) do veículo e um novo cone de despejo (14) ser formado, caracterizado pelo fato de haver as etapas de método a seguir: a) com o auxílio da altura hs de material a granel, um volume Vs do cone de despejo (14) formado na área do ponto de carregamento (11) é calculado, b) um efeito de força causado pelo carregamento é medido em um subchassi em carril (2) suportando o veículo de manutenção de carril (1), e com este, a massa ms do cone de despejo (14) é calculada, c) com a densidade de material a granel calculada a partir do volume Vs e da massa ms, a altura de despejo máxima do cone de despejo (14) é calculada - em relação a uma massa máxima mmax de carregamento total admissível para o veículo de manutenção de carril (1) - e, opcionalmente, indicada para um operador e/ou o movimento do material a granel para longe do ponto de carregamento (11) é controlado automaticamente para a obtenção da massa máxima mmax de carregamento total admissível.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, após a obtenção da massa máxima mmax de carregamento total admissível tanto o movimento para frente do material a granel como a operação de carregamento são automaticamente parados.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de um efeito de força resultante do carregamento é detectado pela medição de uma deflexão no subchassi em carril (2).
4. Veículo de manutenção de carril, que tem um quadro de veículo (4) suportado nos subchassis em carril (2) móveis em um carril, e um recipiente de material a granel (5), conectado ao quadro de veículo (4), para armazenar um material a granel (12), descarregado a partir de um ponto de transferência (10) para um ponto de carregamento (11) do recipiente de material a granel (5), e também tendo um dispositivo sensor sem contato (13) na região do ponto de transferência (10) para detecção continua da altura hs de material a granel e do volume do cone de despejo (14) formado na área do ponto de carregamento (11), caracterizado pelo fato de que cada subchassi em carril (2) inclui os recursos a seguir: a) um quadro “bogie” (15) é provido para suporte de dois conjuntos de rodas (17) espaçados um do outro em uma direção longitudinal (16), b) o quadro “bogie” (15) é composto por dois perfis de quadro longitudinais (20), os quais são espaçados um do outro com respeito a um eixo geométrico de rotação (18) dos conjuntos de rodas (17), e cada um tem um mancal de eixo (19) para suporte de um conjunto de rodas (17), c) os dois perfis de quadro longitudinais (20) são conectados um ao outro entre dois conjuntos de rodas (17) por meio de um perfil de quadro transversal (21), d) medidores de deformação (22) para a detecção de uma deflexão de quadro são dispostos no quadro “bogie” (15), em que um respectivo medidor de deformação (22) é disposto em cada perfil de quadro longitudinal (20) entre o perfil de quadro transversal (21) e o mancal de eixo (19) do conjunto de rodas (17) adjacente em cada caso.
5. Veículo de manutenção de carril, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de apenas um único medidor de deformação (22) ser provido em cada perfil de quadro longitudinal (20), em que os dois medidores de deformação (22) são posicionados deslocados um do outro, conforme visto em uma direção transversal se estendendo paralela ao eixo geométrico de rotação (18).
6. Veículo de manutenção de carril, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de o medidor de deformação (22) ser preso em um ponto do perfil de quadro longitudinal (20) em que um fluxo de potência principal está presente, o que se estende na direção longitudinal do perfil de quadro longitudinal (20) e tem um mínimo de reações de força se estendendo transversalmente.
7. Veículo de manutenção de carril, que tem um quadro de veículo (4) suportado nos subchassis em carril (2) móveis em um carril, e um recipiente de material a granel (5), conectado ao mesmo, para armazenar um material a granel (12), descarregado a partir de um ponto de transferência (10) para um ponto de carregamento (11) do recipiente de material a granel (5), e também tendo um dispositivo sensor sem contato (13) na região do ponto de transferência (10) para detecção continua da altura hs de material a granel e do volume do cone de despejo (14) formando na área do ponto de carregamento (11), caracterizado pelo fato de que cada subchassi em carril (2) inclui os recursos a seguir: a) um quadro “bogie” (15) é provido para suporte de dois conjuntos de rodas (17) espaçados um do outro em uma direção longitudinal (16), b) o quadro “bogie” (15) é composto por dois perfis de quadro longitudinais (20), os quais são espaçados um do outro com respeito a um eixo geométrico de rotação (18) dos conjuntos de rodas (17), e cada um tem um mancal de eixo (19) para suporte de um conjunto de rodas (17), c) os dois perfis de quadro longitudinais (20) são conectados um ao outro entre dois conjuntos de rodas (17) por meio de um perfil de quadro transversal (21), d) dois quadros “bogie” (15) espaçados um do outro com respeito à direção longitudinal (16) são conectados em cada caso através de um pivô “bogie” (23) a uma ponte de quadro (24), a qual tem um anel giratório central (23) posicionado entre os pivôs “bogie” (23) dos quadros “bogie” (15) para conexão ao quadro de veículo (4), e) medidores de deformação (22) são providos para a detecção de uma deflexão de quadro, em que um respectivo medidor de deformação (22) está disposto na ponte de quadro (24) entre o anel giratório central (23) e o pivô “bogie” adjacente (23) do quadro “bogie” adjacente (15) em cada caso.
8. Veículo de manutenção de carril, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de apenas dois medidores de deformação (22) são dispostos na ponte de quadro (24), em que os dois medidores de deformação (22) são posicionados deslocados um do outro, conforme visto em uma direção transversal se estendendo paralela ao eixo geométrico de rotação (18).
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