ES2298869T3 - Procedimiento para el control y la evaluacion de la geometria de cruce de piezas de asiento de la via. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el control y la evaluación de la geometría de cruce de piezas de asiento de la vía, caracterizado porque el recorrido del segmento de la trayectoria se determina directa o indirectamente con una rueda provista de perfil de rueda de referencia al pasar por encima de la correspondiente pieza de asiento de la vía en un sistema de coordenadas fijado en el espacio y a continuación se evalúa en referencia a sus efectos dinámicos.
Description
Procedimiento para el control y la evaluación de
la geometría de cruce de piezas de asiento de la vía.
La invención se refiere a un procedimiento para
el control y la evaluación de la geometría de piezas de asiento de
la vía de rutas de tráfico ferroviario en una zona en la que estas
piezas de asiento de la vía entran en contacto con las ruedas de
vehículos sobre raíles, la llamada geometría de cruce.
Para garantizar una explotación ferroviaria
segura y rentable, las piezas de asiento de la vía - como, por
ejemplo, corazones en agujas de cambio, juntas de carriles o
similares - se deben someter a una inspección regular en lo
referente a su estado geométrico y en caso necesario se deben
reparar, de forma que se evite la progresión del deterioro o un
fallo del elemento de construcción hasta la próxima inspección. Para
un cronometrado de las técnicas de soldadura que se realizan antes
de la reparación se deben calcular las desviaciones frente a una
geometría teórica preestablecida (por ejemplo, extensiones en
corazones y patas de liebre), para de este modo poder deducir las
medidas correctivas necesarias.
En la técnica actual según la Fig. 1 el control
de la geometría de cruce comprende solamente un control y
evaluación de una rampa del corazón y una punta del corazón 7
mediante el uso de medios de medición sencillos (regla, cuña de
medida o palpador de punto de medida). Así, la Fig. 1a muestra el
uso de un palpador de punto de medida 9, la Fig. 1b muestra el uso
de una regla 10, así como la Fig. 1c muestra el de una plantilla de
medida de corazones 11. Adicionalmente se mide una diferencia de
altura entre el borde superior del corazón y una pata de liebre 6
en una sección transversal "L1", un cruce teórico de la rueda,
y "L" con ayuda de una plantilla de medida de corazones.
Sin embargo, el inconveniente de estos
procedimientos de medida es que son poco precisos, requieren mucho
tiempo y están fuertemente determinados por influencias subjetivas
del personal de servicio o de control. Además, a partir de los
valores de medida registrados se pueden deducir sólo de forma
insuficiente los efectos dinámicos de las desviaciones observadas
frente a la geometría teórica, ya que la rampa del corazón sólo se
determina en un punto y un movimiento vertical real de una rueda a
causa de una geometría del perfil de la rueda y el raíl se puede
diferenciar claramente del recorrido de la rampa determinado en
referencia a un borde superior del raíl.
A partir del documento DE 24 60 618 A1 se conoce
un aparato móvil para la medición de un asiento de la vía, es
decir, de la altura y la anchura de una vía. Para ello, un bastidor
del chasis rueda sobre la vía en un total de tres rodillos de vía o
ruedas. La altura de la vía se determina con ayuda de un teodolito
dispuesto sobre el bastidor del chasis y la anchura mediante un
brazo ajustable del bastidor del chasis. Sin embargo, con este
aparato no es posible el control y la evaluación de la geometría de
las piezas individuales de asiento de la vía.
Se conoce una medición de la geometría de la vía
en la que durante un viaje en tren se emplea un sistema de registro
online equipado con un sensor, con análisis de datos referentes a la
rueda y la vía, mediante la interpretación de los valores de medida
con ayuda de un análisis de correlación temporal y geométrico (DE
198 27 271 A1).
En el marco de esta medición de la geometría de
la vía no se realiza ninguna determinación del movimiento real de
la rueda. No se determina la geometría de contacto entre la rueda y
el raíl, que influye considerablemente en el segmento de la
trayectoria, sobretodo al atravesar una aguja de cambio o una junta
de carriles.
Además, a partir del documento DE 100 40 139 A1
se saben medir perfiles de raíles y desviaciones de asientos de la
vía, midiendo ópticamente el perfil transversal del raíl mediante
una exploración láser. Por medio de esta solución se determina el
punto más alto del raíl (llamado vértice) y el punto que se
encuentra 14 mm por debajo, llamado punto de anchura de vía, que
indica la posición del perfil del raíl en dirección vertical y
horizontal.
Con esta solución tampoco se tiene en cuenta la
geometría de contacto real y por eso no se determina el verdadero
movimiento de la rueda. Así, este procedimiento no es apropiado para
la evaluación de la geometría de cruce, por ejemplo en agujas de
cambio.
Lo mismo sucede con los procedimientos de medida
conocidos a partir de los documentos WO 96/00159 y US 2002/0077733
A1.
Por ello, es objeto de la invención proporcionar
un procedimiento con el cuál se solucionen los inconvenientes de la
técnica actual en la evaluación de la geometría de cruce de los
asientos de la vía.
Este objeto se alcanza en relación con el
preámbulo de la reivindicación principal según la invención mediante
las características indicadas en la reivindicación 1.
De este modo se determina directa o
indirectamente el recorrido espacial del segmento de la trayectoria
de una rueda provista de un perfil de rueda de referencia al
atravesar el correspondiente asiento de la vía en un sistema de
coordenadas fijado en el espacio y a continuación se evalúa respecto
a sus efectos dinámicos.
\global\parskip0.880000\baselineskip
Haciendo esto, resulta ventajoso que mejore
esencialmente y se haga objetiva la importancia del control del
estado geométrico mediante la determinación según la invención del
movimiento vertical de una rueda que se desplaza sobre el elemento
de construcción en un sistema de coordenadas fijado en el espacio y
la siguiente evaluación asistida por ordenador. En particular se
consigue una precisión de medida más elevada en comparación con la
técnica actual y al mismo tiempo una velocidad de medida mayor. Así,
en primer lugar se registra y evalúa en continuo toda la zona
condicionada constructivamente del descenso y a continuación del
ascenso de la rueda (codo de la pata de liebre hasta el punto K).
Además, ahora también es posible determinar los efectos del
desgaste del perfil transversal de patas de liebre y/o corazones al
cruzar la rueda.
Los estudios han mostrado que existe una
relación directa entre el movimiento vertical de la rueda y las
fuerzas aparecidas entre la rueda y el raíl y por tanto con el
deterioro de las piezas de construcción. Para la medida de la
fuerza no sólo es decisiva la amplitud del movimiento vertical del
centro de gravedad, sino también la pendiente y la curvatura de su
segmento de la trayectoria. Por eso, para la reparación se deben
fijar traviesas de contacto correspondientes a estas dimensiones,
véase Fig. 2. La fijación concreta de las traviesas de contacto
está influenciada por numerosas condiciones límite y se tiene que
realizar basándose en un análisis técnico y económico por parte del
explotador de la infraestructura.
La reivindicación 2 contiene un procedimiento
recíproco a la reivindicación 1. Así, se determina un estado de
desgaste de las ruedas de los vehículos sobre raíles, de modo que el
recorrido espacial del segmento de la trayectoria de la rueda
correspondiente al atravesar una pieza de asiento de la vía de
referencia se determina directa o indirectamente en un sistema de
coordenadas fijado en el espacio y a continuación se evalúa en lo
referente a sus efectos dinámicos. Con este procedimiento también se
puede determinar de forma ventajosa el estado de desgaste de las
ruedas de los agentes de medida que se mueven sobre un cuerpo de
raíl, en particular de la rueda provista del perfil de rueda de
referencia de la reivindicación 1.
La determinación según la invención del segmento
de la trayectoria vertical de la rueda se realiza utilizando un
perfil de rueda de referencia que se dirige a una posición definida
(por ejemplo, posición central del eje) a lo largo de la pieza de
construcción. Esto puede suceder tanto directa (medida del
movimiento vertical) como indirectamente (por ordenador), siendo
necesaria para el cálculo del movimiento vertical de la rueda la
medida anterior del perfil transversal de camino variable de la
pieza de asiento de la vía en un sistema de referencia fijado en el
espacio.
Según la reivindicación 3, para una lectura
mecánica directa de la geometría del raíl, un rodillo de medida con
la forma del perfil de la rueda de referencia, móvil vertical y
horizontalmente en una base de medida dispuesta paralelamente al
plano del raíl se conduce a lo largo de la zona del posible descenso
vertical. La trayectoria de descenso del rodillo de medida se
registra continuamente a lo largo del camino del rodillo y a
continuación se evalúa con ayuda de un software de evaluación. En
caso de ser necesaria una gran distancia entre los apoyos de la
base de medida se prevé, dado el caso, una posibilidad de
compensación de la flexión de la base de medida, en particular una
"cuerda óptica".
Según la reivindicación 4, mediante un
procedimiento indirecto se realiza una medición del perfil
transversal de la pieza de asiento de la vía y a continuación el
cálculo del movimiento vertical de la rueda de referencia. Para
ello, es imprescindible que se indiquen los perfiles transversales
medidos en un sistema de referencia común fijado en el espacio.
Esto se puede asegurar, por ejemplo, mediante un marco de medida
dispuesto paralelamente al plano del raíl, sobre el que se dispone
un aparato de medida del perfil que se puede desplazar en dirección
longitudinal. Además, también se puede pensar en una medición óptica
del perfil transversal mediante láser de sección luminosa de un
vehículo que se desplaza. Aquí la referencia espacial fija se puede
fabricar, por ejemplo, mediante la combinación de la técnica de
medida del perfil con un sistema inercial (plataforma giroscópica).
De este modo se determina y registra continuamente en el espacio la
posición del sistema de medida que se mueve. Con ayuda de estas
informaciones se realiza a continuación una transformación del
perfil transversal medido en el plano del raíl.
Para la medición del perfil transversal se tiene
que seleccionar generalmente un intervalo de exploración lo más
pequeño posible, para obtener un segmento de la trayectoria del
centro de gravedad de la rueda que sea cercano a la realidad.
A continuación, mediante el uso del perfil de la
rueda de referencia se realiza un cálculo de la geometría de
contacto, en el que para cada sección transversal medida se
determina la posición vertical de la rueda. Con ello aquí también
se obtiene el segmento de la trayectoria vertical de la rueda, que
ahora está disponible para la siguiente evaluación. Si el número o
el grosor de las secciones transversales de medida no es suficiente
para determinar de forma precisa el segmento de la trayectoria de la
rueda a lo largo, la valoración también se puede realizar por
secciones transversales del raíl interpoladas adicionalmente.
La invención se explica más detalladamente a
continuación, en vista de dos ejemplos de realización y un dibujo
con cuatro figuras. El dibujo muestra
Fig. 1 un procedimiento esquemático
para la evaluación de la geometría de cruce de las piezas de asiento
de la vía según la técnica actual y haciendo esto en
- Fig. 1a
- con un palpador del punto de medida,
- Fig. 1b
- con una regla,
- Fig. 1c
- con una plantilla de medida de corazón;
\global\parskip1.000000\baselineskip
Fig. 2 una trayectoria medida a modo
de ejemplo de un descenso de la rueda en una zona de corazón,
Fig. 3 un procedimiento esquemático
para la evaluación de la geometría de cruce de una aguja de cambio
mediante un rodillo de medida en vista en planta,
Fig. 4 un procedimiento esquemático
para la evaluación de la geometría de cruce de una aguja de cambio
mediante un rodillo de medida en dibujo seccional vertical.
Un primer ejemplo de realización particularmente
ventajoso se refiere a una exploración mecánica directa de la
geometría del raíl. Según la Fig. 3 y Fig. 4, un rodillo de medida 1
con la forma del perfil de la rueda de referencia, móvil vertical y
horizontalmente en una base de medida 2 dispuesta paralelamente al
plano del raíl se conduce a lo largo de la zona del posible
descenso vertical 3. La trayectoria de descenso del rodillo de
medida 1 se registra continuamente a lo largo del camino del rodillo
4 y a continuación se evalúa con ayuda de un software de
evaluación. En caso de ser necesaria una gran distancia entre los
apoyos de la base de medida se prevé, dado el caso, una posibilidad
de compensación de la flexión de la base de medida 2 (por ejemplo,
una "cuerda óptica").
Un segundo ejemplo de realización se refiere a
una medición del perfil y a continuación el cálculo del movimiento
vertical de la rueda con un procedimiento indirecto. Así se realiza
una medición del perfil transversal de la pieza de asiento de la
vía y a continuación el cálculo del movimiento vertical de la rueda
de referencia. Para ello, es imprescindible que se indiquen los
perfiles transversales medidos en un sistema de referencia común
fijado en el espacio. Esto se puede asegurar, por ejemplo, mediante
un marco de medida dispuesto paralelamente al plano del raíl, sobre
el que se dispone un aparato de medida del perfil que se puede
desplazar en dirección longitudinal. Además, también se puede
pensar en una medición óptica del perfil transversal mediante láser
de sección luminosa de un vehículo que se desplaza. Aquí la
referencia espacial fija se puede fabricar, por ejemplo, mediante
la combinación de la técnica de medida del perfil con un sistema
inercial (plataforma giroscópica). De este modo se determina y
registra continuamente en el espacio la posición del sistema de
medida que se mueve. Con ayuda de estas informaciones se realiza a
continuación una transformación del perfil transversal medido en el
plano del raíl.
En la medición del perfil transversal se tiene
que seleccionar generalmente un intervalo de exploración lo más
pequeño posible, para obtener un segmento de la trayectoria del
centro de gravedad de la rueda que sea cercano a la realidad.
A continuación, mediante el uso del perfil de la
rueda de referencia se realiza un cálculo de la geometría de
contacto, en el que para cada sección transversal medida se
determina la posición vertical de la rueda. Con ello aquí también
se obtiene el segmento de la trayectoria vertical de la rueda, que
ahora está disponible para la siguiente evaluación. Si el número o
el grosor de las secciones transversales de medida no es suficiente
para determinar de forma precisa el segmento de la trayectoria de la
rueda a lo largo, la valoración también se puede realizar para
secciones transversales del raíl interpoladas adicionalmente.
- 1
- Rodillo de medida
- 2
- Base de medida
- 3
- Zona de descenso vertical
- 4
- Camino del rodillo
- 5
- Dirección del movimiento del rodillo de medida
- 6
- Pata de liebre
- 7
- Punta de corazón
- 8
- Pata de liebre
- 9
- Palpador del punto de medida
- 10
- Regla en perfil transversal
- 11
- Patrón de medida del corazón.
Claims (4)
1. Procedimiento para el control y la evaluación
de la geometría de cruce de piezas de asiento de la vía,
caracterizado porque el recorrido del segmento de la
trayectoria se determina directa o indirectamente con una rueda
provista de perfil de rueda de referencia al pasar por encima de la
correspondiente pieza de asiento de la vía en un sistema de
coordenadas fijado en el espacio y a continuación se evalúa en
referencia a sus efectos dinámicos.
2. Procedimiento para el control y la evaluación
del estado de desgaste de ruedas de vehículos sobre raíles,
caracterizado porque el recorrido espacial del segmento de la
trayectoria de la rueda correspondiente, al atravesar una pieza de
referencia de asiento de la vía, se determina directa o
indirectamente en un sistema de coordenadas fijado en el espacio y
a continuación se evalúa en lo referente a sus efectos
dinámicos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque un rodillo de medida (1), conducido en
una base de medida (2) dispuesta paralelamente al plano del raíl, se
mueve a lo largo de una pieza de asiento de vía y de este modo
caracteriza un movimiento vertical lo largo del camino del
rodillo (4).
4. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque el movimiento vertical de la rueda se
determina por ordenador mediante la combinación de los respectivos
perfiles transversales de la rueda y la pieza de asiento de la vía,
transformándose dado el caso antes los perfiles transversales
medidos de la pieza de asiento de la vía en un sistema de
referencia común fijado en el espacio.
Applications Claiming Priority (2)
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