ES2198911T3 - ACTUATOR OF CHANGE OF A VIA FERREA. - Google Patents
ACTUATOR OF CHANGE OF A VIA FERREA.Info
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Abstract
Description
Actuador de cambio de una vía férrea.Actuator of change of a railway track.
La invención se refiere a un actuador, en particular a un actuador de cambio de vía para un cambio de vía férrea y un sistema de cruce.The invention relates to an actuator, in particular to a track change actuator for a track change railroad and a crossing system.
Un cambio de vía férrea y una disposición de cruce del tipo convencional se muestran en la figura 1. Un primer y segundo par de contracarriles 10, 12 de entrada, respectivamente, convergen en un único par de contracarriles 14 de salida. Los contracarriles de entrada y de salida se interrumpen con la disposición de cambio de vía que forma una continuación que permite al tren seguir el camino deseado de manera suave y segura. Como es bien conocido, los carriles están soportados sobre unas traviesas.A change of railway track and a provision of crossing of the conventional type are shown in figure 1. A first and second pair of entry lanes 10, 12, respectively, they converge on a single pair of exit lanes 14. The entry and exit counter lanes are interrupted by the track change arrangement that forms a continuation that allows to the train follow the desired path smoothly and safely. How is it well known, the rails are supported on some sleepers.
La disposición de cambio de vía incluye un primer y un segundo carriles 16, 18 de cambio. El carril de cambio comprende una extensión de un contracarril de entrada que se ahusa hacia el respectivo carril de salida, suficientemente flexible para moverse entre las posiciones de cambio de vía. Los carriles de cambio son cambiables entre una primera posición de cambio de vía mostrada en líneas continuas y una segunda posición de cambio de vía mostrada en líneas de puntos. En cada posición, uno de los dos carriles de cambio está en una posición operativa y el otro está en una posición no operativa.The change of track provision includes a first and a second lane 16, 18 change. The change lane it comprises an extension of a taper of entrance that tapers towards the respective exit lane, flexible enough to move between track change positions. The rails of change are changeable between a first position of change of track shown in solid lines and a second position of change of track shown in dotted lines. In each position, one of the two change lanes are in an operational position and the other is in a non-operative position
En la primera posición de cambio de vía, el primer carril 16 de cambio se ahusa hacia dentro del contracarril 10 de entrada, guiando un tren de entrada que, estando sobre un contracarril 10 de entrada, pasa a estar sobre los contracarriles 14 de salida de manera suave y segura. El segundo carril de cambio está en una posición no operativa entre los contracarriles. En la segunda posición de cambio de vía, el segundo carril 18 de cambio guía un tren de entrada que estando sobre los contracarriles 12 de entrada, pasa en consecuencia a estar sobre los contracarriles de salida. Se reconocerá que la disposición funciona equivalentemente con las direcciones de salida y de entrada invertidas, de manera que un único par de contracarriles diverge en dos direcciones.In the first position of change of track, the first change lane 16 tapers into the rail 10 of entry, guiding a train of entry that, being on a entrance counter lane 10, becomes over the lanes 14 Output smoothly and safely. The second lane of change It is in a non-operative position among the railroads. In the second position of change of track, the second lane 18 of change guide an inbound train that being on the railroads 12 of entry, therefore happens to be on the railroads of exit. It will be recognized that the provision works equally with the output and input addresses reversed, so that a single pair of railroads diverges in two directions.
Se conocen varias disposiciones de cambio de vía. Generalmente, tales disposiciones comprenden una varilla que une los carriles de cambio y que puede moverse desde el lado del carril tanto manual o automáticamente entre posiciones fijas de cambio de vía. Esto da lugar a problemas por la tendencia de los contracarriles de moverse con el tiempo; en particular el ancho de vía puede variar con el movimiento de las fijaciones o del soporte, los contracarriles pueden tender a separarse entre sí bajo un tráfico intenso o puede producirse un cambio en el ancho de vía por el desgaste general. Aunque las variaciones en el ancho de vía pueden ser de no más de 5-6 mm sobre un ancho de vía de 1,4 m, el espacio entre el carril de cambio operativo y el contracarril no debería exceder los 3,5 mm aproximadamente, ya que de lo contrario existe un riesgo de que la pestaña de la rueda del tren dañe el carril de cambio e incluso se descarrile. Por consiguiente, incluso este nivel de variación puede ser muy importante.Several arrangements for changing the route are known. Generally, such arrangements comprise a rod that joins the change lanes and that can move from the side of the lane either manually or automatically between fixed positions of change of via. This gives rise to problems due to the tendency of counter lanes move over time; in particular the width of track may vary with the movement of the fixings or the support, the railroads may tend to separate from each other under a heavy traffic or there may be a change in track width by general wear Although variations in track width they can be no more than 5-6 mm over a track gauge 1.4 m, the space between the operational change lane and the counter rail should not exceed approximately 3.5 mm, since otherwise there is a risk that the wheel flange of the train damage the change lane and even derail. By consequently, even this level of variation can be very important.
Un sistema conocido implica una disposición de fijación por abrazaderas accionada por un actuador hidráulico mediante el que el respectivo carril de cambio y el contracarril se sujetan juntos en cada configuración de cambio de vía. En este caso, sin embargo, si con el tiempo existe un movimiento del contracarril entonces se necesita un reajuste de toda la disposición que consume mucho tiempo, es caro e incómodo.A known system implies an arrangement of clamp attachment operated by a hydraulic actuator whereby the respective lane of change and the counter rail is held together in each track change configuration. In this case, however, if there is a movement of the counter rail over time then you need a readjustment of all the provision you consume A long time, it is expensive and uncomfortable.
Otro sistema conocido implica un sistema electro-hidráulico complejo de agujas que incluye un mecanismo de control del actuador que se extiende sobre dos traviesas a lo largo de la vía férrea. Este sistema incluye acoplamientos hidráulicos complejos que son vulnerables al desgaste y a los daños, y que además es difícil y caro de instalar, de mantener y de reparar por el complejo acoplamiento electro-hidráulico y la configuración general.Another known system involves a system electro-hydraulic needle complex that includes an actuator control mechanism that extends over two sleepers along the railroad track. This system includes complex hydraulic couplings that are vulnerable to wear and to damage, and which is also difficult and expensive to install, of maintain and repair by complex coupling electro-hydraulic and general configuration.
Todos los sistemas conocidos padecen otros problemas varios. Uno de tales problemas es el "paso sin parada", en el que la disposición de cambio de vía se fija para un tren de llegada que llega a lo largo de un primer par de carriles pero se permite pasar un tren sobre el otro par de carriles de entrada. Si el carril de cambio operativo no se fija al contracarril entonces puede ser apartado fuera de posición requiriendo un reajuste manual y posible daño. Si, como puede requerirse bajo las regulaciones de operación, el carril de cambio y el contracarril se fijan juntos entonces puede producirse más daño sustancial.All known systems suffer from others various problems One such problem is the "step without stop ", in which the track change arrangement is set to an arrival train that arrives along a first pair of lanes but a train is allowed to pass over the other pair of lanes of entry. If the operational change lane is not set to counter rail can then be pushed out of position requiring a manual reset and possible damage. Yes, how can required under the operating regulations, the change lane and the counter rail are fixed together then more damage can occur substantial.
Un problema adicional que se encuentra en los sistemas conocidos es que sólo está disponible un control aproximado, y no es posible controlar la operación de la disposición de manera continua. Un problema particular es que existe una posibilidad pequeña o nula de predecir fallos, lo que puede al menos dar lugar a retrasos en la reparación/sustitución cuando se produce un fallo.An additional problem found in the known systems is that only one control is available approximate, and it is not possible to control the operation of the available continuously. A particular problem is that it exists a small or no chance of predicting failures, which can at less lead to delays in repair / replacement when It produces a failure.
Además, las disposiciones conocidas padecen problemas en la transmisión del movimiento desde un actuador a los carriles de cambio, incluyendo la flexión o torsión de la varilla de accionamiento.In addition, known provisions suffer problems in the transmission of movement from an actuator to shift rails, including rod flexion or torsion drive.
El documento WO 94/27852 se refiere a un actuador para sistemas de cambio de vía férrea, que incluye un accionador y un elemento de accionamiento del carril de cambio.WO 94/27852 refers to an actuator for railroad change systems, which includes an actuator and a drive element of the change lane.
Según la invención, se proporciona un actuador para un sistema de cambio de carril de una vía férrea según se define en la reivindicación 1. Como resultado, los cambios en el ancho de vía de los contracarriles se facilitan, según se establece la posición del carril de cambio con respecto al contracarril en vez de cualquier otro punto de referencia. Además, el actuador está dotado con alguna protección de los efectos de choques y vibración de las cargas de los ejes.According to the invention, an actuator is provided for a rail track change system as per defined in claim 1. As a result, changes in the Track widths of the railroads are provided as established the position of the change lane with respect to the counter rail in instead of any other reference point. In addition, the actuator is equipped with some protection from the effects of shocks and vibration of axle loads.
La transmisión puede comprender un motor de corriente continua sin escobillas que proporciona inmunidad contra corrientes eléctricas de fuga y evita los problemas de desgaste de la escobilla y la contaminación. El elemento de accionamiento del carril de cambio comprende un elemento de transmisión lineal, por ejemplo un tornillo de guía. Un dispositivo de freno puede asociarse con el elemento de accionamiento del carril de cambio para fijar el carril de cambio contra el movimiento. El dispositivo de freno puede desviarse elásticamente a una posición de frenado y puede liberarse manual o automáticamente.The transmission may comprise an engine of brushless direct current that provides immunity against electrical leakage currents and prevents wear problems of The brush and pollution. The drive element of the change lane comprises a linear transmission element, by example a guide screw. A brake device can be associated with the drive element of the change lane to fix the change lane against movement. The device brake can be elastically deflected to a braking position and It can be released manually or automatically.
Puede colocarse un dispositivo de sobrecarga para desacoplar el elemento de accionamiento del carril de cambio en el caso de sobrecarga aplicada sobre él. Como resultado, un paso-a través no producirá un daño importante.An overload device can be placed to decouple the drive element from the change lane in the case of overload applied to it. As a result, a Pass-through will not cause significant damage.
El elemento de accionamiento del carril de cambio puede comprender un carro de transmisión para transmitir el movimiento al carril de cambio, estando montado el carro de transmisión sobre al menos un elemento de guía. Por consiguiente se evita que el carro de transmisión se flexione o retuerza.The drive element of the shift rail can comprise a transmission car to transmit the movement to the change lane, while the carriage is mounted transmission over at least one guide element. Therefore it prevents the carriage from flexing or twisting.
Pueden proporcionarse medios para accionar manualmente el elemento de accionamiento del carril de cambio. En el caso de una interrupción de la corriente eléctrica, un fallo o paso sin parada, el actuador puede entonces ajustarse manualmente.Means for actuation can be provided manually the drive element of the change lane. In the case of an interruption of the electric current, a failure or step Without stop, the actuator can then be adjusted manually.
Pueden preverse detectores de la posición del carril de cambio para detectar la posición del carril de cambio con respecto al elemento de acoplamiento del contracarril; pueden realizarse predicciones de fallos a largo plazo en base al análisis de los resultados detectados.Position detectors can be provided change lane to detect the position of the change lane with with respect to the coupling element of the counter rail; they can make predictions of long-term failures based on the analysis of the results detected.
Preferiblemente, un dispositivo electrónico de control realiza una o más de las funciones: gestión de potencia, retransmisión de la señal de entrada, detección de fallos, control de operación o de funcionamiento, retransmisión de la señal de salida, almacenamiento de los datos operativos o de funcionamiento. La previsión del dispositivo actualmente en el actuador, permite el control de funcionamiento y de fallos in situ. El dispositivo electrónico de control está en comunicación con detectores asociados con al menos uno del accionador, el elemento de accionamiento del carril de cambio, un freno y un dispositivo de sobrecarga.Preferably, an electronic control device performs one or more of the functions: power management, retransmission of the input signal, fault detection, operation or operation control, retransmission of the output signal, storage of operational data or of operation. The forecast of the device currently in the actuator, allows the control of operation and failures in situ . The electronic control device is in communication with detectors associated with at least one of the actuator, the drive element of the shift rail, a brake and an overload device.
El actuador puede comprender además un alojamiento dispuesto para actuar como una traviesa de carril. Como resultado los componentes del actuador están protegidos de influencias externas tales como la carga axial, el trabajo de mantenimiento y la instalación real del dispositivo. Además, se minimizan las exigencias para los componentes externos que se mueven entre los carriles y son vulnerables a daños. Los componentes varios descritos aquí son altamente modulares y permiten un fácil mantenimiento, reparación y sustitución cuando se accede al alojamiento.The actuator may further comprise a accommodation arranged to act as a rail sleeper. How result the actuator components are protected from external influences such as axial load, the work of maintenance and actual installation of the device. Also I know minimize the requirements for external components that are They move between the rails and are vulnerable to damage. The components several described here are highly modular and allow easy maintenance, repair and replacement when accessing accommodation.
La invención también proporciona un método para desviar un sistema de cambio de carril de una vía férrea que comprende contracarriles y carriles de cambio, comprendiendo el método los pasos de mover un elemento de acoplamiento del contracarriles a acoplarse con un contracarril, y entonces mover un carril de cambio para fijar el contracarril entre el carril de cambio y el elemento de acoplamiento del contracarriles. La posición del carril de cambio con respecto al contracarril puede detectarse durante el cambio de vía.The invention also provides a method for divert a rail change system from a railroad that it includes counter lanes and change lanes, comprising the method the steps of moving a coupling element of the counter lanes to engage with a counter lane, and then move a change lane to fix the rail between the rail change and coupling element of the rail. The position of the change lane with respect to the counter rail can Detected during the change of track.
Una realización de la invención se describirá a continuación a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos, en los que:An embodiment of the invention will be described in by way of example, referring to the drawings, in which:
La figura 2a muestra una realización de la invención en forma montada pero con la cubierta extraída;Figure 2a shows an embodiment of the invention in mounted form but with the cover removed;
la figura 2b muestra un detalle de la realización de la figura 2a, con una unidad electrónica de control colocada;Figure 2b shows a detail of the embodiment of figure 2a, with an electronic control unit placed;
la figura 3a es un diagrama de bloques que muestra los componentes principales de la invención y sus interrelaciones;Figure 3a is a block diagram that shows the main components of the invention and their interrelationships;
la figura 3b es un diagrama de bloques que muestra la interconexión de la invención con el exterior.Figure 3b is a block diagram that shows the interconnection of the invention with the outside.
la figura 4a muestra el chasis desplazable y los componentes relacionados de la invención.Figure 4a shows the movable chassis and the Related components of the invention.
la figura 4b muestra el carro de accionamiento central accionado por el chasis desplazable;Figure 4b shows the drive carriage central operated by the movable chassis;
la figura 5 muestra las placas de referencia del contracarril montadas para soportar las varillas acopladas al chasis desplazable;Figure 5 shows the reference plates of the counter rail mounted to support the rods coupled to the movable chassis;
la figura 6 muestra el sistema de detección de la posición del carril de cambio;Figure 6 shows the detection system of the change lane position;
la figura 7 es una vista en corte del dispositivo de paso sin parada o de sobrecarga;Figure 7 is a sectional view of the device passing without stopping or overloading;
la figura 8 es una vista en corte del sistema de doble freno; yFigure 8 is a sectional view of the system of double brake; Y
la figura 9 es un diagrama de flujo que muestra la operación de la disposición de cambio de vía.Figure 9 is a flow chart showing the operation of the road change provision.
La disposición de cambio de vía se describirá primeramente en términos de sus componentes principales con referencia a las figuras 2a, 2b, 3a y 3b. Los componentes se discutirán con más detalle a continuación.The change of track arrangement will be described firstly in terms of its main components with reference to figures 2a, 2b, 3a and 3b. The components are They will discuss in more detail below.
La disposición de cambio de vía está alojada en un alojamiento de acero u otro material adecuado que incluye una base 20 con sección en forma de U y una parte superior correspondiente. Tal como se discute con más detalle a continuación, el alojamiento está configurado para sustituir una traviesa bajo los carriles y por tanto tiene la resistencia suficiente para soportar las cargas correspondientes, por ejemplo en el dominio de las 40 toneladas. La disposición de cambio de vía generalmente comprende un actuador dispuesto para desplazar el par de carriles de cambio entre las posiciones de cambio de vía dirigidas por señales desde un punto de control alejado mediante líneas de control de tipo conocido. La disposición incluye una caja 22 de conexiones para recibir las señales de control y energía desde un bastidor de aparato exterior de tipo conocido. La disposición de cambio de vía y en particular la caja 22 de conexiones, se configuran adecuadamente para funcionar con cualquier configuración de cambio de vía férrea y de cruce. Además, la disposición envía señales de reacción, de fallo y de estado operacional al punto de control alejado a través de la caja 22 de conexiones. Los diagramas de bloques de las figuras 3a y 3b muestran la interconexión de los diversos componentes aquí descritos.The change of route provision is housed in a steel housing or other suitable material that includes a base 20 with U-shaped section and a top correspondent. As discussed in more detail below, the housing is configured to replace a low sleeper the rails and therefore has sufficient strength to withstand the corresponding loads, for example in the domain of The 40 tons. The change of route arrangement generally comprises an actuator arranged to move the pair of rails of change between track change positions directed by signals from a remote control point via control lines of known type. The arrangement includes a junction box 22 to receive control and energy signals from a rack of outdoor device of known type. The track change provision and in particular the connection box 22, are configured properly to work with any change settings of railroad and crossing. In addition, the arrangement sends signals from reaction, failure and operational status to the control point remote through junction box 22. The diagrams of blocks of figures 3a and 3b show the interconnection of the various components described here.
El control de la disposición se realiza generalmente por una unidad 24 electrónica de control
\break(ECU - Electronic Control Unit) que recibe e interpreta señales de control desde la caja 22 de conexiones y emite señales de reacción, etc., mediante la caja de conexiones. La ECU 24 controla el acoplamiento y la liberación de un freno 26 del carril de cambio y un motor 28. El motor 28 se acopla mediante una caja 30 de engranajes a un accionador lineal en forma de un tornillo 32 de guía. El freno 26, el motor 28, la caja 30 de engranajes y el tornillo 32 de guía están montados sobre un carro o chasis 31 desplazable, desplazable con respecto a la base 20 del alojamiento. El tornillo 32 de guía se acopla mediante un dispositivo de paso sin parada de sobrecarga a una varilla 36 de accionamiento. La varilla 36 de accionamiento acciona un carro 38 de transmisión o de accionamiento que soporta los carriles de cambio, aquí designados 40, cambiándolos entre los contracarriles 42 respectivos. Las varillas 44 de referencia de contracarriles se proporcionan como referencia para los contracarriles.The control of the arrangement is generally performed by an electronic control unit 24
\ break(ECU - Electronic Control Unit) that receives and interprets control signals from the connection box 22 and emits reaction signals, etc., via the connection box. The ECU 24 controls the coupling and release of a brake 26 of the shift rail and an engine 28. The motor 28 is coupled by a gearbox 30 to a linear actuator in the form of a guide screw 32. The brake 26, the motor 28, the gearbox 30 and the guide screw 32 are mounted on a carriage or chassis 31 movable, movable with respect to the base 20 of the housing. The guide screw 32 is coupled by a passage device without overload stop to a drive rod 36. The drive rod 36 drives a drive or drive car 38 that supports the change rails, here designated 40, changing them between the respective counter rails 42. Counter rails reference rods 44 are provided as a reference for counter rails.
Además, la disposición incluye varios detectores para detectar las condiciones operacionales e informar a la ECU 24. Los frenos 26 incluyen detectores 44 para detectar si los frenos están acoplados. El dispositivo 34 de sobrecarga incluye detectores 46, que detectan si ha producido una condición de sobrecarga. Además, se proporcionan detectores 48 de posición de los carriles de cambio para detectar la posición de los carriles 40 de cambio respecto a los contracarriles 42 en cualquier instante deseado. Todos los detectores informan a la ECU 24 mediante líneas de señal adecuadas que no se señalan individualmente. Un detector de corriente (no mostrado) puede incorporarse para mejorar aún más el control de la operación/funcionamiento.In addition, the arrangement includes several detectors to detect operational conditions and inform ECU 24. The brakes 26 include detectors 44 to detect whether the brakes They are coupled. Overload device 34 includes detectors 46, which detect if an overload condition has occurred. In addition, rail position detectors 48 are provided of change to detect the position of the change lanes 40 with respect to the railroads 42 at any desired time. All detectors inform ECU 24 via signal lines suitable that are not indicated individually. A detector of Current (not shown) can be incorporated to further improve the operation / operation control.
Haciendo referencia a las figuras 2a, 2b, 4a, 4b y 5, el aspecto del actuador de la invención se describirá a continuación con más detalle. El motor 28 comprende un motor sin escobillas de CC trifásico de cualquier tipo adecuado, preferiblemente que suministra un par motor de salida de 3 Nm a 4000 rpm. Este tipo de motor proporciona inmunidad contra corrientes eléctricas de fuga debido a la necesidad de proporcionar una señal eléctrica de comunicación predeterminada mediante los dispositivos electrónicos. Además, se evitan los problemas de desgaste de las escobillas y de contaminación. La caja 30 de engranajes es una caja de reducción de engranajes de 3 etapas con una (motor) relación entrada salida de 20:1. El movimiento se convierte en un movimiento lineal mediante una tuerca y un tornillo 32 de guía de un tipo conocido en la etapa de salida de la caja 30 de engranajes, cuyo movimiento lineal se transmite a través del dispositivo 34 de sobrecarga a la varilla 36 de accionamiento. La varilla 36 de accionamiento se acopla a los carriles de cambio mediante el carro 38 de accionamiento que tiene una varilla 62 de conexión de la varilla de accionamiento. El carro 38 tiene un movimiento de vaivén mediante un par de varillas 64 de guía paralelas montadas en canales 66 de guía. El uso de soportes de doble trayectoria y pasadores imperdibles elimina cualquier movimiento de flexión o de torsión y reduce el riesgo de fallo total de la trayectoria. Desde la parte superior del carro 38 se proyectan unos brazos 68 de accionamiento de los carriles de cambio, unido cada uno a un carril de cambio respectivo mediante una junta 70 articulada y una escuadra 72. Como resultado, el movimiento lineal del tornillo de guía debajo de los carriles de cambio se transmite eficazmente para moverse a la altura deseada.Referring to figures 2a, 2b, 4a, 4b and 5, the aspect of the actuator of the invention will be described to continuation in more detail. The engine 28 comprises an engine without 3-phase DC brushes of any suitable type, preferably that supplies an output torque of 3 Nm at 4000 rpm This type of engine provides immunity against electrical leakage currents due to the need to provide a predetermined electrical communication signal by means of electronics devices. In addition, the problems of brush wear and contamination. The box 30 of Gears is a 3 stage gear reduction box with one (motor) output ratio of 20: 1. The movement is turns into a linear movement by means of a nut and a screw 32 guide of a known type in the exit stage of the box 30 of gears, whose linear movement is transmitted through the overload device 34 to the drive rod 36. The drive rod 36 attaches to the change rails by means of the drive carriage 38 having a rod 62 of connection of the drive rod. The car 38 has a reciprocating movement by means of a pair of guide rods 64 parallel mounted on guide channels 66. The use of brackets double trajectory and safety pins eliminates any bending or torsion movement and reduces the risk of failure Total trajectory From the top of the car 38 you project arms 68 driving the change rails, each attached to a respective change lane by means of a joint 70 articulated and a square 72. As a result, the movement linear guide screw under the change rails will Transmits effectively to move to the desired height.
El motor 28, la caja 30 de engranajes, el tornillo 32 de guía, el dispositivo 34 de sobrecarga y la varilla 36 de accionamiento están montados sobre un chasis 33 desplazable. Como mejor se observa en las figuras 4b y 5, el chasis 31 se monta de manera deslizable sobre la base 20 sobre varillas de guía paralelas (no mostradas) para tener un movimiento de vaivén en la dirección de cambio de vía, es decir transversal a los contracarriles. El chasis 31 se proporciona debajo y en un lado de los contracarriles e incluye además un par de placas 50, 52 de referencia de contracarriles previstas sobre un par de varillas 54 paralelas que se proyectan desde el extremo frontal del chasis en la dirección de los contracarriles. Las varillas 54 se extienden debajo de los contracarriles y cada placa 50, 52 de referencia coloca las varillas 54 a ambos lados y se proyecta hacia arriba. Las placas 50, 52 de referencia se colocan fijadamente sobre las varillas para ponerse en contacto con una cara exterior de un contracarril respectivo. Las placas de referencia se recubren con un material duro, eléctricamente aislante para aislar los contracarriles, por ejemplo Tufnol (una marca registrada).The engine 28, the gearbox 30, the guide screw 32, overload device 34 and rod Drive 36 are mounted on a movable chassis 33. As best seen in Figures 4b and 5, the chassis 31 is mounted slidably on base 20 on guide rods parallel (not shown) to have a reciprocating motion in the direction of change of track, that is to say transversal to counter lanes Chassis 31 is provided below and on one side of the railways and also includes a pair of plates 50, 52 of reference of planned lanes on a pair of rods 54 parallels that project from the front end of the chassis in the address of the railroads. The rods 54 extend under the railings and each reference plate 50, 52 place the rods 54 on both sides and project upwards. The reference plates 50, 52 are fixedly placed on the rods to contact an outer face of a respective counter lane. Reference plates are coated with a hard, electrically insulating material to insulate counter lanes, for example Tufnol (a registered trademark).
Cuando el motor 28 recibe una señal de actuación "GO NORMAL" (desplazamiento normal) o "GO REVERSE" (desplazamiento invertido), dependiendo de la dirección de movimiento, el motor se acciona. En el caso en el que los carriles de cambio estén actualmente cambiados al próximo contracarril 12, el tornillo de guía se acciona hacia delante (hacia los contracarriles). Debido a la elasticidad y masa de los carriles de cambio a los que está acoplado el tonillo de guía, y a la comparativamente baja fricción de las varillas de guía del chasis, el chasis 31 es empujado hacia atrás como un todo hasta que las placas 52 de referencia de contracarril contactan con el contracarril 10 lejano.When motor 28 receives an actuation signal "GO NORMAL" (normal displacement) or "GO REVERSE" (inverted displacement), depending on the direction of movement, the engine is driven. In the case where the rails of exchange are currently changed to the next counter lane 12, the guide screw is driven forward (towards the counter lanes). Due to the elasticity and mass of the rails of change to which the guide roll is attached, and to the comparatively low friction of the chassis guide rods, chassis 31 is pushed back as a whole until the counter rail reference plates 52 contact the counter-rail 10 far.
El movimiento adicional hacia atrás del chasis se evita de manera que los carriles de cambio se mueven ahora hacia delante hasta que el carril 18 de cambio lejano contacta con el contracarril 10 lejano. Cuando se detecta en el motor una condición de bloqueo de suficiente duración, por ejemplo por detectores adecuados del efecto Hall, se envía una señal a la ECU 24, el motor se apaga y se completa el cambio de carril. La disposición de chasis desplazable permite por tanto que el par de carriles de cambio/contracarriles se fije automáticamente junto con la precisión requerida, independientemente de cualquier desplazamiento de los contracarriles y/o desgaste de los componentes. Cabe observar que este procedimiento está simplemente invertido para cambiar los carriles en la dirección opuesta.The additional backward movement of the chassis is avoid so that the change lanes now move towards ahead until the far change lane 18 contacts the counter-rail 10 far. When a condition is detected in the engine of blocking of sufficient duration, for example by detectors suitable for the Hall effect, a signal is sent to ECU 24, the motor It turns off and the lane change is completed. The disposition of movable chassis therefore allows the pair of rails of Shift / counter lanes are automatically set along with accuracy required, regardless of any displacement of the counter lanes and / or component wear. It should be noted that this procedure is simply reversed to change the lanes in the opposite direction.
Los detectores 48 de posición de los carriles de cambio preferiblemente comprenden transformadores diferenciales de variación lineal (los LDVT - Linear Variable Differential Transformers) cuya construcción general será conocida por una persona experta. La figura 6 muestra la disposición del detector con más detalle. Cada detector incluye una varilla 73 deslizable que tiene un extremo alejado que termina en un tubo 74 corto de empalme que se proyecta hacia arriba, fijadamente acoplado respecto al carril de cambio por ejemplo estando alojado en un canal 76 con forma de U con su cara hacia abajo en el lado inferior de la escuadra 72 del carril de cambio. La varilla 73 tiene un movimiento de vaivén en un manguito 78 que está fijado respecto a la placa 50, 52 de referencia del contracarril Una bobina 80 sobre el manguito 78 detecta el movimiento de la varilla 73 y por tanto el movimiento y la distancia de los carriles 16, 18 de cambio respecto a los contracarriles 10, 12, siendo transmitidos los datos a la ECU 24 para fines discutidos más adelante. Debido a que no existe contacto físico entre la varilla 73 y el manguito 78, esto conduce a una vida útil prolongada y a una alta fiabilidad.The position detectors 48 of the rails change preferably comprise differential transformers of linear variation (LDVT - Linear Variable Differential Transformers) whose general construction will be known by a expert person. Figure 6 shows the detector arrangement with more detail Each detector includes a slide rod 73 that it has a remote end that ends in a short 74 splice tube that is projected upwards, fixedly coupled with respect to the change lane for example being housed in a channel 76 with U shape with its face down on the bottom side of the square 72 of the change lane. Rod 73 has a movement reciprocating in a sleeve 78 that is fixed relative to the plate 50, 52 of the counter rail A coil 80 on the sleeve 78 detects the movement of the rod 73 and therefore the movement and the distance of lanes 16, 18 of change with respect to counter lanes 10, 12, the data being transmitted to ECU 24 for purposes discussed below. Because there is no contact physical between rod 73 and sleeve 78, this leads to a Long service life and high reliability.
El dispositivo 34 de sobrecarga se describe con referencia a la figura 7. El tornillo 32 de guía coopera con las tuercas 35 de accionamiento tal como se discute anteriormente. El tornillo 32 de guía está hueco tal como se muestra, y termina en un alojamiento 80 con forma de caja que puede ser integral con o enclavijado sobre el tornillo 32 de guía. El alojamiento 80 con forma de caja aloja el dispositivo 34 de sobrecarga e incluye una abertura 82 en su extremo opuesto al tornillo 32 de guía a través del cual se proyecta la varilla 36 de accionamiento. La varilla de accionamiento se extiende hacia atrás a través del alojamiento 80 con forma de caja y se extiende dentro del tornillo 32 de guía hueco. En funcionamiento normal, la varilla 36 de accionamiento se acopla linealmente y de manera fija al alojamiento 80 con forma de caja mediante un par de bloques 84 opuestos que acoplan una parte reducida de la varilla 36 de accionamiento, de manera que la varilla de accionamiento actúa como una extensión del tornillo de guía. Cuando se produce un paso-a través del tipo descrito anteriormente, sin embargo, la varilla 36 de accionamiento y el tornillo 32 de guía se desacoplan, permitiendo que la varilla de accionamiento se deslice libremente en el alojamiento 80 con forma de caja y en la parte hueca del tornillo de guía. Como resultado, el carril de cambio respectivo se desvía sin daños fuera del camino.Overload device 34 is described with reference to figure 7. Guide screw 32 cooperates with the drive nuts 35 as discussed above. The guide screw 32 is hollow as shown, and ends in a 80 housing with box shape that can be integral with or interlocked on guide screw 32. Accommodation 80 with box shape houses overload device 34 and includes a opening 82 at its opposite end to guide screw 32 through from which the drive rod 36 is projected. The rod of drive extends backward through housing 80 box-shaped and extends into guide screw 32 hole. In normal operation, the drive rod 36 is linearly and fixedly engages housing 80 in the form of box by means of a pair of opposite blocks 84 that couple a part reduced from the drive rod 36, so that the drive rod acts as an extension of the screw guide. When a step-through type occurs described above, however, the drive rod 36 and the guide screw 32 are disengaged, allowing the rod drive slides freely into housing 80 with box shape and in the hollow part of the guide screw. How result, the respective change lane deviates without damage outside of the road
El desacoplamiento se consigue como resultado de los bloques 84 que incluyen superficies de leva inclinadas en cualquier extremo en las direcciones alternativas que cooperan con las superficies de leva inclinadas sobre la parte reducida de la varilla 36 de accionamiento. Los bloques 84, tienen cada uno una superficie inclinada adicional que coopera con una superficie de leva de un elemento 86 de desvío desviado un muelle 88 de compresión. En funcionamiento normal, los bloques 84 están desplazados en acoplamiento con la parte reducida de la varilla 36 de accionamiento, fijando la varilla de accionamiento al tornillo de guía. En el caso de una sobrecarga, por ejemplo como resultado de un paso a través, se imparte una fuerza sobre la varilla 36 de accionamiento por ejemplo en la dirección mostrada por la flecha A. La fuerza resultante sobre las superficies de leva de los bloques 84 supera la fuerza de desvío y acciona los bloques fuera de las partes reducidas de la varilla 36 de accionamiento. La varilla 36 de accionamiento se desliza entonces libremente dentro del tornillo 32 de guía y en el alojamiento 80 con forma de caja. Debe observarse que una fuerza de sobrecarga aplicada en la dirección opuesta se acomodará de la misma manera.The decoupling is achieved as a result of the blocks 84 that include inclined cam surfaces in any end in the alternative directions that cooperate with the cam surfaces inclined over the reduced part of the drive rod 36. Blocks 84, each have one additional inclined surface cooperating with a surface of cam of a diverting element 86 deflected a spring 88 of compression. In normal operation, blocks 84 are displaced in engagement with the reduced part of the rod 36 of drive, fixing the drive rod to the screw as guide. In the case of an overload, for example as a result of one step through, a force is imparted on the rod 36 of drive for example in the direction shown by arrow A. The resulting force on the cam surfaces of the blocks 84 exceeds the deflection force and drives the blocks out of the small parts of the drive rod 36. Rod 36 drive then slides freely inside the screw 32 guide and housing 80 box-shaped. Should Note that an overload force applied in the direction opposite will be accommodated in the same way.
Cada elemento 86 de desvío incluye un elemento 90 de detección sobre su superficie exterior, que coopera con un detector 92 sobre la parte exterior del alojamiento 80 con forma de caja. Como resultado, se detecta el movimiento del elemento de desvío que significa un paso a través, y una señal correspondiente se envía a la ECU 24 que registra la condición y elimina la actividad adicional hasta que se realice un restablecimiento. El sistema puede entonces restablecerse, por ejemplo mediante el giro manual del tornillo de guía (tal como se discute con más detalle a continuación) en la dirección apropiada hasta que los bloques 84 se acoplen de nuevo con la parte reducida de la varilla 36 de accionamiento. La fuerza de desvío se preajusta a un nivel adecuado; debido a su naturaleza modular, el alojamiento con forma de caja, en su forma atornillada, puede reemplazarse o ajustarse fácilmente si cambia la especificación de sobrecarga.Each divert element 86 includes an element 90 of detection on its outer surface, which cooperates with a detector 92 on the outside of housing 80 in the form of box. As a result, the movement of the element of detour that means a pass through, and a corresponding signal it is sent to ECU 24 that records the condition and eliminates the additional activity until a reset is performed. The system can then be restored, for example by turning guide screw manual (as discussed in more detail at continued) in the appropriate direction until blocks 84 are reconnect with the reduced part of the rod 36 of drive The deflection force is preset to an appropriate level; Due to its modular nature, the box-shaped housing, in its screwed shape, it can be easily replaced or adjusted If you change the overload specification.
Para fijar los carriles de cambio en posición contra cada contracarril, se prevé un dispositivo 26 de doble freno montado sobre el eje accionado por motor de la caja 30 de engranajes. El freno 26 es de un tipo adecuado que generalmente será obvio para una persona cualificada, por ejemplo del tipo mostrado en la figura 8. El freno incluye dos conjuntos 100, 102 independientes de discos de embrague y un eje 104 de accionamiento. En cada caso, los conjuntos de discos de embrague se desvían en acoplamiento mediante unos muelles 106, 108 de compresión, de manera que el eje de accionamiento generalmente se mantiene frente al movimiento, fijando los carriles de cambio. Para liberar el freno 26, se activan los electroimanes 110, 112 que actúan contra los muelles 106, 108 de compresión para desacoplar los conjuntos 100, 102 de los discos de embrague y liberar los carriles de cambio. Además, los conjuntos de discos de embrague pueden desacoplarse manualmente mediante agarraderos adecuados (no mostrados) que pueden accionarse para forzar a los discos de embrague a distanciarse entre sí frente al desvío por muelle.To set the change lanes in position against each counter rail, a double brake device 26 is provided mounted on the motor driven shaft of the box 30 of gears Brake 26 is of a suitable type that will generally be obvious to a qualified person, for example of the type shown in figure 8. The brake includes two sets 100, 102 independent of clutch discs and a drive shaft 104. In each case, the clutch disc assemblies deviate in coupling by means of compression springs 106, 108, of so that the drive shaft is generally held opposite to the movement, fixing the change lanes. To release the brake 26, electromagnets 110, 112 that act against compression springs 106, 108 to decouple the assemblies 100, 102 of the clutch discs and release the rails of change. In addition, clutch disc assemblies can undock manually using suitable handles (no shown) that can be operated to force the disks of clutch to distance each other from the spring diversion.
El freno 26 incluye además detectores 114, 116 de proximidad para detectar si los frenos están acoplados o no y enviar una señal correspondiente a la ECU 24. Cada freno es capaz de proporcionar un par motor suficiente para detener el motor con el fin de evitar movimientos no deseados.Brake 26 also includes detectors 114, 116 of proximity to detect if the brakes are engaged or not and send a corresponding signal to ECU 24. Each brake is capable of providing sufficient torque to stop the engine with the In order to avoid unwanted movements.
El ECU 24 comprende una caja de aluminio sellada, que aloja un conjunto de circuitos suficiente para transmitir energía y señales de control a los diversos componentes, controlar la salida de los diversos detectores, almacenar los datos de salida para la descarga posterior, alterar las condiciones operacionales si se detectan condiciones de fallo y transmitir los datos operacionales a un punto de control alejado según sea apropiado. El conjunto de circuitos específico necesario para hacer esto será obvio para una persona cualificada, pero los requisitos básicos son los siguientes PCB (Printed Circuit Board - Placa de Circuito Impreso): 1) una placa de interconexión de potencia y demanda, 2) una placa de control del motor/freno,
\break3) una placa del detector y 4) una placa de interconexión de potencia y respuesta. La caja del ECU separa físicamente los PCB 1) y 2) de 3) y 4) con una construcción de "dos plantas". Las placas de interconexión se utilizan para energía y comunicación exterior, permitiendo la separación en circuitos "limpios" y "ruidosos" sobre la misma planta. Las componentes del ECU son preferiblemente programables electrónicamente, permitiendo la adaptación según las necesidades y la variación en línea de los parámetros operacionales. Además, las características operacionales pueden añadirse, borrarse o adaptarse según las necesidades si es apropiado. El ECU incluye preferiblemente componentes de replicación dobles o incluso triples para proteger contra fallos.The ECU 24 comprises a sealed aluminum box, which houses a sufficient set of circuits to transmit energy and control signals to the various components, control the output of the various detectors, store the output data for subsequent discharge, alter conditions operational if fault conditions are detected and transmit operational data to a remote control point as appropriate. The specific circuitry needed to do this will be obvious to a qualified person, but the basic requirements are the following PCBs (Printed Circuit Board): 1) a power and demand interconnect board, 2) a board motor / brake control,
\ break3) a detector plate and 4) a power and response interconnection plate. The ECU box physically separates PCBs 1) and 2) from 3) and 4) with a "two-story" construction. The interconnection plates are used for energy and external communication, allowing separation in "clean" and "noisy" circuits on the same floor. The components of the ECU are preferably electronically programmable, allowing the adaptation according to the needs and the online variation of the operational parameters. In addition, operational features can be added, deleted or adapted as needed if appropriate. The ECU preferably includes double or even triple replication components to protect against failures.
Las funciones específicas realizadas por la ECU incluyen el control del estado del freno y fallos, el control de la detención del motor, el control de la posición del carril de cambio, el control de paso sin parada, mediante el registro o recepción de señales de los detectores respectivos descritos anteriormente y validación cruzada y comprobación de los datos de los detectores y de la posición del carril de cambio/contracarril. Como resultado, las condiciones de fallo o avería se detectan inmediatamente y la operación de la disposición como un todo puede detenerse o variarse en respuesta a la condición detectada.The specific functions performed by the ECU include the control of the brake status and faults, the control of the engine stop, lane position control change, step control without stop, by registering or Receiving signals from the respective detectors described previously and cross validation and verification of data the detectors and the position of the change / counter rail lane. As a result, fault or fault conditions are detected immediately and the operation of the provision as a whole can stop or vary in response to the condition detected.
En particular, mediante el control y almacenamiento de los datos relacionados con el espaciado carril de cambio-contracarril sobre unos cambios repetidos, puede predecirse un fallo potencial a partir de modelos de comportamiento conocido, lo que permite tomar una acción prioritaria y minimizar el tiempo de inoperatividad. Esto puede controlarse externamente tanto por la recepción de datos de posición en tiempo real de la ECU 24 o la descarga de datos almacenados en una memoria intermedia en la ECU a intervalos regulares.In particular, by controlling and data storage related to lane spacing change-counter rail on repeated changes, a potential failure can be predicted from models of known behavior, allowing you to take an action priority and minimize downtime. This can externally controlled both by receiving position data Real-time ECU 24 or downloading data stored in a buffer in the ECU at regular intervals.
Puede preverse también un mando a distancia para interconexionar con la ECU in situ. El mando a distancia comprende un procesador de datos portátil u otro apropiado compatible con la ECU y preferiblemente conectado a la ECU. El mando a distancia puede utilizarse para cargar datos o parámetros operacionales a la ECU. También puede utilizarse para descargar, procesar y/o mostrar datos almacenados o registrados en la ECU. Por ejemplo, los datos antecedentes de la posición del carril de cambio almacenados en la memoria en la ECU pueden examinarse para determinar si una condición de fallo es inminente. Alternativamente, donde se ha indicado una condición de fallo a un punto de control, el mando a distancia puede utilizarse para la localización de averías in situ.A remote control can also be provided to interconnect with the ECU in situ . The remote control comprises a portable or other appropriate data processor compatible with the ECU and preferably connected to the ECU. The remote control can be used to load data or operational parameters to the ECU. It can also be used to download, process and / or display data stored or registered in the ECU. For example, background data on the position of the change lane stored in memory in the ECU can be examined to determine if a fault condition is imminent. Alternatively, where a fault condition has been indicated to a control point, the remote control can be used for troubleshooting on-site .
La disposición también está configurada para una operación manual, por ejemplo en el caso de interrupción de la corriente eléctrica o restablecimiento después un paso-a través. La caja 30 de engranajes incluye un eje de accionamiento para la rotación manual mediante un mango de manivela en lugar de accionamiento por motor. Según se discute anteriormente el freno 26 doble también puede desacoplarse manualmente, permitiendo la liberación manual del carril de cambio.The arrangement is also configured for a manual operation, for example in the case of interruption of the electric current or reset after a step-through. The gearbox 30 includes a drive shaft for manual rotation by means of a handle crank instead of motor drive. As discussed previously the double brake 26 can also be disengaged manually, allowing manual rail release change.
El conjunto en su totalidad es preferiblemente capaz de operar sumergido en agua. La base 20 está cerrada por cubiertas (no mostradas) que están atornilladas donde sea necesario pero articuladas o que pueden quitarse para su inspección/acceso cuando sea necesario. Para permitir la operación manual, el operador accede a un interruptor 21 de control (figura 2a) para desconectar la energía eléctrica, suelta los frenos y vira el eje de accionamiento según lo anteriormente discutido; esta zona de la disposición está protegida por una tapa articulada para evitar el acceso no autorizado. Los elementos independientes de calefacción eléctrica (no mostrados) se incluyen para mantener una temperatura adecuada, por ejemplo por encima de la congelación. Estos pueden mantenerse por el mismo subsistema que normalmente regula la calefacción del carril de cambio. Los diversos componentes se protegen contra sacudidas y si es apropiado contra cargas axiales transmitidas a través del alojamiento y así sucesivamente. Por ejemplo, la ECU está aislada por montajes de amortiguador. La configuración está generalmente dispuesta para separar y desacoplar los elementos sensibles a sacudidas y transmisores de golpes mediante amortiguadores y/o la colocación de los elementos dentro del alojamiento.The whole as a whole is preferably able to operate submerged in water. The base 20 is closed by covers (not shown) that are bolted where necessary but articulated or that can be removed for inspection / access when necessary. To allow manual operation, the operator access a control switch 21 (figure 2a) to disconnect electric power, release the brakes and turn the axle of drive as discussed above; this area of the provision is protected by an articulated lid to prevent the Unauthorized access. Independent heating elements Electric (not shown) are included to maintain a temperature adequate, for example above freezing. These can stay on the same subsystem that normally regulates the change rail heating. The various components are protect against shaking and if appropriate against axial loads transmitted through the accommodation and so on. By For example, the ECU is isolated by shock absorber mounts. The configuration is generally arranged to separate and undock Shock sensitive elements and shock transmitters by means of shock absorbers and / or the placement of the elements inside of accommodation.
La operación del actuador del carril de cambio se describirá ahora haciendo referencia al diagrama de flujo de la figura 9. En primer lugar, en el bloque 120 la ECU recibe una señal GO NORMAL (desplazamiento normal) o GO REVERSE (desplazamiento invertido). En la etapa 122, la ECU 24 registra los detectores 114, 116 de los frenos para determinar si el freno 26 está fijado correctamente. Si no, entonces se registra un fallo y la operación se detiene (bloque 124) con la acción correctiva pendiente. En caso contrario la ECU 24 registra los otros detectores (bloque 126) para determinar la situación del actuador; si se detectan problemas, entonces la operación se detiene. Por ejemplo, se detecta la posición actual de los carriles de cambio. Si no se detectan problemas, entonces los frenos se liberan en la etapa 128 y el motor se acciona en la etapa 130. Cuando se detecta una detención del motor (bloque 132) que significa la fijación del carril de cambio y el contracarril respectivos, el motor se detiene en la etapa 134, se detecta la posición del carril de cambio y se almacena en la etapa 136 y una señal de "cambiado" con éxito se emite por la ECU 24 al controlador externo. Durante el movimiento de los carriles de cambio, puede controlarse la posición instantánea de los carriles de cambio.The operation of the shift rail actuator is will now describe referring to the flow chart of the Figure 9. First, in block 120 the ECU receives a signal GO NORMAL (normal displacement) or GO REVERSE (displacement invested). In step 122, ECU 24 registers detectors 114, 116 of the brakes to determine if brake 26 is fixed correctly. If not, then a fault is registered and the operation stops (block 124) with corrective action pending. In case otherwise, ECU 24 registers the other detectors (block 126) to determine the situation of the actuator; if problems are detected, Then the operation stops. For example, the Current position of the change lanes. If they are not detected problems, then the brakes are released in step 128 and the engine it is actuated in step 130. When an arrest of the engine (block 132) which means the change lane fixing and the respective counter rail, the engine stops at step 134, the change lane position is detected and stored in the step 136 and a "changed" signal is successfully issued by the ECU 24 to the external controller. During the movement of the change lanes, the instantaneous position of the change lanes
Cabe observar que la configuración específica descrita anteriormente puede alterarse para incorporar componentes equivalentes tal como será obvio a una persona experta. Por ejemplo, los frenos, el motor y la caja de engranajes pueden ser de cualquier tipo apropiado siempre que cumplan los requisitos operacionales. Además, la relación entre los componentes varios se determina hasta cierto grado por la configuración específica de la base; pueden adoptarse configuraciones alternativas que pueden exigir sistemas de transmisión diferentes sin apartarse del concepto de la invención. Además, puede utilizarse más de un actuador, operando cada uno sobre una región diferente de los carriles de cambio. Como resultado, el control del carril de cambio se mejora mediante la adaptación de la operación de cada actuador según las necesidades. Además, los datos de operación/funcionamiento desde cada actuador pueden combinarse para mejorar aún más el control y la predicción de fallos.It should be noted that the specific configuration described above can be altered to incorporate components equivalents as it will be obvious to an expert person. By For example, the brakes, the motor and the gearbox can be of any appropriate type as long as they meet the requirements operational In addition, the relationship between the various components is determined to some extent by the specific configuration of the base; alternative configurations can be adopted that can demand different transmission systems without departing from invention concept. In addition, more than one can be used actuator, each operating on a different region of the change lanes As a result, change lane control is improved by adapting the operation of each actuator according to the needs. In addition, the operation / operation data from each actuator can be combined to further improve the control and prediction of failures.
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