ES2275219T3 - Medio de sujecion para un transductor de rail. - Google Patents
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Abstract
Medio de sujeción para asegurar un transductor (38) a un raíl (10) de vía férrea del tipo que tiene un pie (16) un alma vertical (14), y una cabeza (12) caracterizado porque: una abrazadera (18) que tiene una porción de base (20) conformada para trabar el pie (16) del raíl (10) y un brazo vertical (22) en un extremo de la porción de base (20) que se extiende adyacente al alma del raíl (10) cuando la porción de base (20) traba el pie (16) del raíl; y un ajustador soportado por el brazo (22) para trabar el transductor (38) y situar el transductor (38) en contacto forzoso con el raíl (10).
Description
Medio de sujeción para un transductor de
raíl.
La presente invención se refiere a un medio de
sujeción para asegurar un transductor a un raíl de una vía férrea.
El documento WO 02/059593 describe un medio de sujeción de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 1.
Con el fin de vigilar el estado de los raíles de
las vías férreas, se utilizan unos transductores acústicos
ultrasónicos para excitar un raíl de forma que los modos de
propagación resultantes se desplacen hasta una distancia
considerable a lo largo del raíl. Una unidad de recepción situada a
considerable distancia del transductor puede detectar dichos modos
de propagación y puede utilizarse para proporcionar una indicación
del estado del raíl, y puede así ser utilizada para advertir de una
ruptura del raíl o de otra avería mecánica. Un sistema de este tipo
se describe en la Patente sudafricana No. 99/6936.
En sistemas del tipo anteriormente descrito, es
importante que el transductor utilizado para excitar el raíl quede
sujeto en contacto firme y constante con el raíl. Esto resulta
difícil por el hecho de que el paso del material rodante por encima
del raíl provoca una distensión temporal y a la postre permanente
del perfil de raíl. Otra consideración práctica es la facilidad de
montaje del transductor, y la exigencia de que no se ocasione
ningún daño o un daño menor al raíl.
Constituye un objeto de la invención
proporcionar un medio de sujeción para asegurar un transductor a un
raíl que dé respuesta a las consideraciones señaladas.
De acuerdo con la invención se proporciona un
medio de sujeción para asegurar un transductor a un raíl de vía
férrea del tipo que incorpora un pie, un alma vertical, y una
cabeza, comprendiendo el medio de sujeción:
- una abrazadera que tiene una porción de base conformada para trabar el pie del raíl y un brazo vertical en un extremo de la porción de base que se extiende adyacente al alma del raíl cuando la porción de base traba el pie del raíl; y
- un ajustador soportado por el brazo para trabar el transductor y situar el transductor en contacto forzado con el raíl.
La porción de base de la abrazadera puede estar
conformada para su ajuste por debajo del pie del raíl.
Preferentemente, la abrazadera está constituida
por un material seleccionado para que sea suficientemente
resiliente para que se deforme de manera elástica cuando el
ajustador si sitúa en contacto forzoso del transductor con el raíl
en uso.
Por ejemplo, la abrazadera puede estar hecha de
acero inoxidable.
El ajustador puede comprender un miembro roscado
que atraviese el brazo y pueda desplazarse axialmente hacia el raíl
mediante la rotación de aquél, estando el miembro roscado orientado
para situar en contacto forzoso el transductor con el raíl entre la
cabeza y el alma del raíl.
En una forma de realización preferente de la
invención, el miembro roscado es un perno ajustador que atraviesa
una abertura situada en un extremo superior del brazo y una abertura
roscada de manera complementaria situada en un miembro de reacción
situado contra el brazo, entre el brazo y el raíl, de manera que el
apriete del perno ajustador en uso fuerza al transductor contra el
raíl y provoca la deformación elástica del brazo separándolo del
raíl.
El miembro de reacción puede ser un pasador o
una barra soportada por el brazo con su eje paralelo con el raíl,
siendo el pasador o barra rotables alrededor de su eje en una
extensión suficiente para posibilitar que el perno ajustador se
adapte a las variaciones de forma del transductor y/o del raíl.
El miembro roscado es preferentemente ajustable
para aplicar fuerza sobre el transductor en una línea inclinada en
un ángulo de 45º respecto del plano del alma del raíl al nivel del
punto de intersección con la cabeza del raíl y del alma del
raíl.
La invención se extiende a una instalación de
transductor que comprende un medio de sujeción de acuerdo con lo
definido, y un transductor que comprende un cuerpo conformado para
situarse en contacto presionante con el raíl de la vía férrea entre
la cabeza y el pie del raíl.
La Figura 1 es una vista ilustrativa de un medio
de sujeción de acuerdo con la invención en uso, sujetando un
transductor a un raíl; y
la Figura 2 es una vista desde un extremo del
medio de sujeción mostrado en la Figura 1.
Con referencia a los dibujos, en ellos se
muestra un raíl 10 de vía férrea de acero que forma parte de una
línea de ferrocarril. El raíl 10 comprende una cabeza 12, un alma
vertical 14 y un pie aplanado 16.
Ajustada a la parte inferior del pie del raíl
está una abrazadera 18 que forma parte de un medio de sujeción de
la presente invención, teniendo la abrazadera una porción de base 20
que encaja por debajo del pie del raíl, y un brazo vertical 22 en
un extremo de la porción de pie. La abrazadera 18 está constituida
por una pieza única de barra de acero, seleccionándose el grosor de
la barra y el tipo de acero para proporcionar las características
deseadas, particularmente una apropiada resiliencia o elasticidad.
Por ejemplo, un acero inoxidable del tipo 316 constituye un
material apropiado, con una excelente resistencia a la corrosión,
una alta resistencia a la tracción para posibilitar que se obtenga
una elevada fuerza de agarre, y un grado apropiado de resiliencia o
elasticidad para permitir que se mantenga la necesaria fuerza de
agarre, de acuerdo con lo descrito más adelante. También podría
utilizarse otro material que tuviera las adecuadas propiedades
mecánicas y de resiliencia.
En el extremo de la porción de base 20 de la
abrazadera alejada del brazo 22, se proporciona una brida 24 que se
extiende hacia arriba. La abrazadera queda retenida entre la parte
inferior del pie 16 del raíl y una traviesa u otro soporte sobre el
cual descansa el raíl. Una vez que la abrazadera 18 ha sido acoplada
en la parte superior del raíl, la brida 24 y el brazo 22 impiden la
retirada de la abrazadera respecto del raíl, sin que se requieran
elementos de fijación adicionales. Esto tiene la ventaja de que no
se requiere modificación alguna del raíl, ya sea mediante el
taladro de orificios por dentro del raíl o de cualquier otra
forma.
El extremo superior 26 del brazo 22 está
flexionado hacia fuera en un ángulo aproximado de 45º y
conformándose una abertura dentro del extremo 26 para recibir un
perno ajustador roscado 28. En el lado del brazo 22 más próximo al
raíl 10, está montada una placa de montaje 30 conformada de manera
complementaria con el extremo superior del brazo 22 y hecha de
acero inoxidable, por ejemplo, mediante su soldadura con el brazo
22. La abertura existente en el extremo superior 26 del brazo 22 se
extiende también a través de la placa de montaje 30, de forma que
el perno 28 presenta un ajuste holgado en la abertura. Un surco 32
parcialmente cilíndrico horizontal está conformado en la superficie
superior de la placa de montaje 30 y recibe un pasador o barra 34
de acero inoxidable que está orientado con su eje longitudinal
paralelo al eje del raíl 10. Un agujero roscado transversal está
conformado en el pasador o barra para recibir el perno 28, de forma
que la rotación del perno alrededor de su eje desplaza su extremo
superior hacia (o lejos del) raíl. Una tuerca 36 está ajustada al
extremo interior roscado del perno ajustador para posibilitar el
bloqueo del medio de sujeción una vez que el perno 28 ha sido
ajustado en la posición requerida.
La abertura existente en el extremo superior 26
del brazo y la correspondiente abertura existente en la placa 30
son suficientemente amplias para permitir que el pasador o barra 34
roten alrededor de su eje dentro del surco 32, cambiando así el
ángulo del perno ligeramente con respecto al plano del alma del
raíl, para adaptarse a las variaciones en la forma del raíl 10 o
del transductor que va a quedar sujeto contra el raíl en uso.
Un transductor 38 que comprende una pila de
discos piezoeléctricos situados dentro de una carcasa cilíndrica,
sujeta mediante perno en un extremo a un cuerpo de aluminio 40 y
con una masa trasera en el otro extremo, está situado contra la
parte superior del alma del raíl y contra la parte inferior del alma
del raíl, tal como se muestra en las figuras, con el extremo
superior del perno de ajuste 28 apoyando contra el aluminio 40 del
transductor. El cuerpo de aluminio 40 está conformado para su
ajuste preciso contra el alma del raíl, en contacto con las
porciones del raíl existentes entre la parte inferior de la cabeza y
el alma, y entre el alma y el pie, según lo ilustrado en las
figuras. Cuando el transductor está correctamente situado contra el
raíl, el perno 28 puede ser basculado para alinearlo correctamente,
siendo a continuación apretado hasta punto requerido antes de que
quede bloqueado en posición mediante el apriete de la tuerca
36.
Cuando el perno ajustador 28 es sometido a un
par de torsión suficiente, por ejemplo, hasta un valor en torno a
los 15 Nm, el brazo 22 es deformado elásticamente alejándose del
cabezal y del alma del raíl, y la porción de base de la abrazadera
28 situada por debajo del pie del raíl es obligada a flexionarse o
curvarse en cierta medida. Esto provoca que el cuerpo de aluminio
40 del transductor 38 sea forzado de manera resiliente contra el
raíl, siendo susceptible la disposición de adaptarse tanto a una
deformación temporal como a una deformación permanente del raíl en
uso normal, manteniendo al tiempo una constante fuerza de encaje al
nivel de la superficie de contacto existente entre el transductor y
el raíl. El cuerpo de aluminio relativamente blando del transductor
puede deformarse para adaptarse a dicha deformación del raíl,
manteniendo un área de contacto suficiente entre el transductor y
el raíl.
Incorporando un casquillo aislante en la
superficie de contacto entre el transductor y el perno de fijación
y una lámina aislante de material plástico apropiado entre el
transductor y el raíl, el transductor puede fácilmente ser
eléctricamente aislado del raíl, si es necesario.
Con la disposición anteriormente descrita, la
línea de fuerza de la disposición de sujeción se sitúa en 45º
respecto del plano del alma del raíl en el punto de intersección de
la cabeza del raíl y el alma, asegurando una inserción de señales
de excitación óptimas dentro del raíl. Esto asegura que, dentro de
las exigencias de los perfiles mecánicos, el raíl sea excitado
dentro de su centro de masa.
El eje de excitación del transductor se sitúa a
lo largo de su eje central. Cuando el transductor está fijado al
raíl, ello da como resultado una excitación asimétrica con respecto
a la línea central del raíl. En otras palabras, el eje de
excitación discurre paralelo a la línea central del raíl a una
distancia de separación de entre aproximadamente 45 mm para un raíl
típico. Ello da como resultado una excitación de ondas
longitudinales (esto es, a lo largo de la línea central del raíl)
así como de ondas de flexión, y un número indeterminado de otras
ondas, como por ejemplo, ondas de corte. Los diferentes modos, tal
como se visualizan en una posición de vigilancia situada a una
distancia considerable de la posición de excitación, interfieren
entre sí debido a los diferentes valores de fase relativos en
cualquier punto específico. La interferencia puede ser constructiva
o destructiva, dependiendo de la distancia desde el punto de
excitación, produciendo una efectiva modulación compleja de la onda
vigilada. La magnitud de los modos excitados, así como la pérdida de
propagación experimentada por los modos, queda también influida por
la temperatura del raíl y por la compresión relacionada y las
fuerzas tensoras. La excitación de los diferentes modos asegura que
existirá una señal suficiente en la posición de vigilancia con
independencia de estos factores, a lo largo de distancias en torno
a 2.500 metros.
Claims (9)
1. Medio de sujeción para asegurar un
transductor (38) a un raíl (10) de vía férrea del tipo que tiene un
pie (16) un alma vertical (14), y una cabeza (12)
caracterizado porque:
- una abrazadera (18) que tiene una porción de base (20) conformada para trabar el pie (16) del raíl (10) y un brazo vertical (22) en un extremo de la porción de base (20) que se extiende adyacente al alma del raíl (10) cuando la porción de base (20) traba el pie (16) del raíl; y
- un ajustador soportado por el brazo (22) para trabar el transductor (38) y situar el transductor (38) en contacto forzoso con el raíl (10).
2. Medio de sujeción de acuerdo con la
reivindicación 1 en el que la porción de base (20) de la abrazadera
(18) está conformada para su ajuste por debajo del pie (16) del raíl
(10).
3. Medio de sujeción de acuerdo con las
reivindicaciones 1 o 2 en el que la abrazadera (18) está
constituida por un material seleccionado para que sea
suficientemente resiliente para su deformación elástica cuando el
ajustador sitúa el transductor (18) en contacto forzoso con el raíl
(14) en uso.
4. Medio de sujeción de acuerdo con la
reivindicación 3 en el que la abrazadera (18) está hecha de acero
inoxidable.
5. Medio de sujeción de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que el ajustador
comprende un miembro roscado (28) que atraviesa el brazo (22) y que
es axialmente amovible hacia el raíl (10) mediante la rotación de
dicho miembro, estando el miembro roscado (28) orientado para situar
al transductor (38) en contacto forzoso con el raíl (10) entre la
cabeza (12) y el alma (14) del raíl.
6. Medio de sujeción de acuerdo con la
reivindicación 5 en el que el miembro roscado es un perno ajustador
(28) que atraviesa una abertura de un extremo superior del brazo
(22) y una abertura roscada de manera complementaria de un miembro
de reacción situado contra el brazo, entre el brazo (22) y el raíl
(10), de forma que el apriete del perno ajustador (28) en uso fuerza
al transductor (38) contra el raíl (10) y provoca la deformación
elástica del brazo (22) lejos del raíl.
7. Medio de sujeción de acuerdo con la
reivindicación 6 en el que el miembro de reacción es un pasador o
barra (34) soportado por el brazo (22) con su eje paralelo al raíl
(10), siendo el pasador o barra (34) susceptible de rotación
alrededor de su eje hasta una extensión suficiente para posibilitar
que el perno ajustador (28) se adapte a las variaciones de forma
del transductor (38) y/o del raíl (10).
8. Medio de sujeción de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 en el que el miembro
roscado (28) es ajustable para aplicar una fuerza al transductor
(38) sobre una línea inclinada en un ángulo de 45º con respecto al
plano del alma (14) del raíl en el punto de intersección de la
cabeza (12) del raíl y del alma (14) del raíl.
9. Instalación del transductor que comprende un
medio de sujeción de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 y un transductor (38) que comprende un cuerpo
conformado para situarse en contacto forzoso con un raíl (10) de
vía férrea entre la cabeza (12) y el pie (16) del raíl.
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