ES2367067A1 - Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto. - Google Patents
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Abstract
Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, que comprende:- sistema de movimiento y medida horizontal, con subsistema de movimiento horizontal, desplazador lineal (7) perpendicular al ancho de vía; subsistema medida de distancia horizontal; subsistema detección de la cara interna de cada raíl; y subsistema de control, para integración de sistemas, implementación de la aplicación y comunicación con el operador.- sistema de medida vertical.- sistema de ayuda a la instalación que proyecta líneas láser para referencia al instalador y posicionar correctamente la catenaria respecto al centro de la vía.- Y sistema de control, para integración de los sistemas, implementación de la aplicación y comunicación con el operador.
Description
Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto.
La invención, tal como expresa el enunciado de
la presente memoria descriptiva, se refiere a un auscultador de
catenaria bimodal y sin contacto, que aporta a la función a que se
destina varias ventajas así como notables características de
novedad, que serán consignadas en detalle más adelante, y que
suponen una destacable mejora frente a los sistemas actualmente
conocidos para el mismo fin.
Más en particular, el objeto de la invención se
centra en un sistema auscultador de catenaria vial, particularmente
de vía férrea, cuya finalidad estriba en permitir calcular los
parámetros de geometría de la catenaria a lo largo de su recorrido
por la vía, mostrándolos de forma gráfica al operario y guardando
los datos para su posterior análisis y tratamiento.
Dado que el establecimiento preciso de la
posición geométrica de la catenaria influye de forma determinante en
la calidad inicial de la misma, es necesario valorar y rectificar el
error de la catenaria, tanto en lo que respecta a su altura como a
su descentramiento.
El objeto de la presente invención es, pues, un
comprobador portátil bimodal, es decir, que puede ser portátil o
estar integrado en camión, y sin contacto de parámetros básicos de
instalación de vía, cuya función principal será medir, sin contacto,
la altura y descentramiento de la catenaria respecto al punto medio
del plano de rodadura de la vía férrea durante su montaje e
instalación.
El auscultador propuesto, además y
ventajosamente, es de fácil instalación en diversas unidades de vía,
y posibilita la medida de los parámetros de instalación de la
catenaria evitando procesos de calibración, permitiendo la
auscultación en tramos rectos, tramos en curva, túneles, estaciones,
seccionamientos, agujas y en condiciones meteorológicas y luminosas
adversas.
El campo de aplicación de la presente invención
se encuadra dentro del sector técnico dedicado a la realización de
infraestructuras de vía férrea, más concretamente en el relativo a
la instalación de catenarias.
En la actualidad, y como referencia al estado de
la técnica, debe señalarse que, por parte del solicitante se
desconoce la existencia de ningún otro auscultador de catenaria que
presente unas características técnicas, estructurales o de
configuración semejantes, ya que el auscultador propuesto en la
presente invención es un sistema nuevo que no existe en el mercado,
el cual basa su medición en la geometría de la catenaria, evitando
interacciones entre el aparato de medida y la línea, al realizarse
la medida en estático, a diferencia de los equipos de auscultación
mecánicos existentes en el mercado, que están orientados al
mantenimiento de la línea aérea de contacto y realizan una
auscultación dinámica, por lo que deben realizar un procesamiento y
filtrado de datos de los efectos dinámicos, con los consiguientes
errores asociados a las medidas.
Así, tradicionalmente, la posición de la
geometría de la catenaria en la instalación se determina de forma
manual por la cuadrilla de montaje, siendo éste un método que no
solo es impreciso, sino que requiere un gran esfuerzo económico y de
medios.
El pantógrafo manual de medida de la geometría
de la catenaria es uno de los elementos más utilizados en el
mantenimiento de la línea aérea de contacto (LAC). Uno de los
mayores inconvenientes, se debe a su imprecisión y requerimientos de
contrastar muy frecuentemente la bondad de las medidas.
El pantógrafo de medida manual está realizado de
madera seca y tratada exteriormente para impedir la absorción de
humedad y está formado por:
Base. Una barra horizontal en la que se
encuentran dos topes que se situarán en las caras interiores de los
carriles y que servirá de referencia al resto de los elementos para
una medida adecuada.
Regla vertical. Esta constituida por dos barras
de forma que una está acanalada y va instalada fija sobre la base.
En ella se encuentran marcados los metros y centímetros que darán la
referencia de la altura de la catenaria. La otra barra desliza por
el interior de la primera, de forma que en la posición más baja
deberá dejar margen de al menos 30 cm por debajo de la altura mínima
de la catenaria.
Sobre este elemento se sitúa una marca fija que
servirá de referencia para la medida.
En el punto superior, la barra fija lleva un
viento a cada extremo de la base con un tensor, de forma que sirva
para ajustar su perpendicularidad al plano de rodadura.
Regla horizontal. Corresponde a la regla que
mide el descentramiento de la catenaria, y está unida a la regla
vertical de forma fija y perpendicular.
Esta regla está dividida en centímetros,
mercados a ambos lados de su eje, el cual coincide con el de la
regla vertical. Las divisiones están indicadas cada cinco
centímetros, con numeración de las mismas cada diez, abarcando un
máximo de, más o menos, cincuenta centímetros.
En la actualidad se usan otros equipos para la
auscultación de la catenaria, como coches o dresinas, utilizados por
las administraciones públicas, pero dichos equipos son sistemas de
auscultación dinámica de vía, es decir, montados en un vehículo
auscultan, sobre la marcha, la vía, realizando medidas de la
geometría de la catenaria y de la vía como mantenimiento preventivo
o correctivo, para comprobar el estado de la red, y no están
orientados a medir los parámetros de instalación de la catenaria de
vía.
El coche auscultador de catenaria es un coche
geométrico y dinámico que realiza mediciones en líneas de ancho
nacional e internacional, a una velocidad máxima de 200 Km/h y
sustituye a un vehículo de más de 80 años de servicio.
La medición de los parámetros geométricos y
dinámicos se realiza a través de pantógrafos en el techo y en los
extremos del vehículo; el destinado a los primeros, tiene sensores
inductivos para analizar el desplazamiento de la catenaria y un
potenciómetro para calcular la altura, mientras que el dedicado a
aspectos dinámicos, es decir, la interacción
pantógrafo-catenaria, dispone de células de carga
para supervisar los esfuerzos.
Las dresinas de inspección de catenaria han sido
concebidas para facilitar los trabajos de auscultación y las
actividades de tendido y mantenimiento de la línea aérea de
alimentación eléctrica.
Hoy en día, pues, existen auscultadores que
permiten la medida de la vía y su geometría, midiendo la altura y
descentramiento del hilo de la catenaria con respecto al eje de la
vía, a la vez que permiten la medida de otros parámetros auxiliares
físicos y geométricos, pero presentan los siguientes limitaciones
técnicas respecto al sistema que la presente invención propone:
- Ninguno de los sistemas o dispositivos de
medición de geometría de catenaria conocidos proporciona a los
montadores los parámetros necesarios para realizar la instalación de
acuerdo a los valores nominales y tolerancias especificadas en la
normativa, ni captura las mediciones realizadas de manera
automática.
- La auscultación de los sistemas conocidos es
dinámica, por lo que es necesario un filtrado de los efectos
dinámicos que se producen en la catenaria por la interacción
pantógrafo-catenaria y debidos al movimiento del
equipo.
- Los auscultadores existentes en el mercado
basan su medición en la interacción con el pantógrafo, que es la
referencia de funcionamiento, con los consiguientes errores y
correcciones por el movimiento del equipo, al realizarse una
auscultación dinámica.
- Los equipos auscultadores existentes en el
mercado están orientados al mantenimiento de la líneas aérea de
contacto, y su filosofía de funcionamiento es captar los máximos
datos posibles en el menor tiempo posible, para analizar los puntos
que se encuentren fuera de los límites de tolerancia, lo que
encarece mucho su coste, debido al procesamiento masivo de
datos.
- Desde el punto de vista de la geometría de la
catenaria, el procesamiento y filtrado de los efectos dinámicos
puede inducir a errores en las medidas tomadas.
Sería, por tanto, deseable la creación de un
nuevo sistema de auscultación que permita solventar
satisfactoriamente los antedichos inconvenientes que presentan los
sistemas convencionales, siendo este el objetivo esencial de la
presente invención.
Así, el auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto que la invención propone se configura como una destacable
novedad dentro de su campo de aplicación, ya que, a tenor de su
implementación se alcanzan satisfactoriamente los objetivos
anteriormente señalados como idóneos, estando los detalles
caracterizadores que lo hacen posible y lo distinguen de los
sistemas conocidos, adecuadamente recogidos en las reivindicaciones
finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.
En concreto, el auscultador de catenaria bimodal
y sin contacto preconizado pretende dar solución a las demandas del
sector, dado que en la actualidad no existen auscultadores
portátiles, presentando los siguientes avances:
El dispositivo proporciona a los montadores los
parámetros necesarios para realizar la instalación conforme a los
valores nominales y tolerancias especificadas en la normativa,
automatizando la captura de las mediciones y la generación de
registros de calidad.
La auscultación se realiza sobre la línea de
contacto en estático, evitando el procesamiento y filtrado de los
efectos dinámicos, ya que no es necesario para el montaje de la
catenaria.
El equipo basa su medición en la geometría de la
catenaria, que es la referencia de montaje, evitando, mediante
medios ópticos, interacciones entre el aparato de medida
(pantógrafo) y la línea, así como errores o correcciones por el
movimiento del equipo, al realizarse la medida en parado.
El auscultador, debido a la orientación a su uso
en el montaje de la catenaria, tiene la finalidad de señalizar el
punto de referencia en que deben instalarse los hilos de contacto en
montaje nuevo, o en el que deberían estar instalados en montajes
existentes, de manera que la ejecución de la medida se realizará en
el punto concreto que precise el montador (puntos de atirantado y
medios vanos), almacenando la medida cuando el montador finalice el
trabajo.
Desde el punto de vista de la geometría de la
catenaria, el auscultador propuesto minimiza posibles errores en las
medidas tomadas, al no tener que realizar procesamiento y filtrado
de los datos tomados.
Para todo ello, y de manera concreta, el
auscultador de catenaria bimodal y sin contacto que se preconiza y
que, como se ha señalado, puede ser portátil o ir arrastrado por un
camión o unidad de vía principal, comprende esencialmente los
siguientes sistemas:
- Sistema de movimiento y medida horizontal,
que, a su vez, cuenta con los siguientes subsistemas:
\bullet subsistema de movimiento
horizontal,
\bullet subsistema de medida de distancia
horizontal, solidario con subsistema de movimiento horizontal,
\bullet subsistema de detección de la cara
interna de cada raíl, integrado con el sistema de movimiento
horizontal y la medición de distancia horizontal,
\bullet subsistema de control que permite la
integración de los subsistemas citados la implementación de la
aplicación y la comunicación con el operador.
- Sistema de medida vertical, integrado con el
sistema de movimiento y medida horizontal.
- Sistema de ayuda a la instalación. Dicho
sistema ayuda al instalador a posicionar correctamente la catenaria
respecto al centro de la vía (descentramiento). Este sistema va
instalado en el desplazador con que cuenta el subsistema de
movimiento horizontal, tal como se explicará más adelante, junto al
sistema de medida vertical y tiene una tolerancia máxima de \pm10
mm. respecto al descentramiento requerido en el punto de
intervención.
- Y sistema de control, que permite la
integración de sistemas, la implementación de la aplicación y la
comunicación con el operador situado en el camión o vehículo de vía,
disponiendo de un interfaz hombre máquina.
Paralelamente, cabe señalar que el auscultador
propuesto presenta, además, una serie de características
básicas.
Así, dentro de una categoría de ancho de vía
determinado, el auscultador se adapta a las tolerancias de anchura
posibles.
Además, dispone de un desplazador lineal
perpendicular al ancho de vía dotado de sistema de medición de
distancias para determinar en cada punto de comprobación, el ancho
real de la vía con una tolerancia de \pm1-2
mm.
El descrito auscultador de catenaria bimodal y
sin contacto representa, pues, una estructura innovadora de
características estructurales y constitutivas desconocidas hasta
ahora para tal fin, razones que unidas a su utilidad práctica, la
dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de
exclusividad que se solicita.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de
planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra una vista
esquemática de un ejemplo de realización del auscultador de
catenaria objeto de la invención, en una versión portátil,
apreciándose los principales elementos que comprende así como la
configuración y disposición de los mismos.
La figura número 2.- Muestra una vista
esquemática de otro ejemplo de realización del auscultador según la
invención en su variante portátil.
La figura número 3.- Muestra una vista del
auscultador según la invención acoplado a un camión de vía (adaptado
para circular por la vía).
La figura número 4.- Muestra una vista
esquemática en alzado de otro ejemplo de realización del auscultador
de catenaria objeto de la invención, en este caso arrastrado por una
plataforma.
A la vista de las mencionadas figuras, y de
acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un
ejemplo de realización preferente, aunque no limitativa, de la
invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y
describen en detalle a continuación, entendiéndose que la expresión
"comprende" deja abierta la posibilidad a que puedan existir
otros elementos técnicos adicionales además de los enumerados, y
entendiendo que los elementos citados como ejemplo, pueden ser
sustituidos por otros similares ya existentes o futuros con la misma
funcionalidad.
Así, tal como se aprecia en dichas figuras, el
auscultador (1) de catenaria que se preconiza, y cuya finalidad,
estriba en permitir calcular los parámetros de geometría de la
catenaria a lo largo de su recorrido por la vía, mostrándolos de
forma gráfica al operario y guardando los datos para su posterior
análisis y tratamiento, midiendo, sin entrar en contacto con ella,
su altura y descentramiento respecto al punto medio del plano de
rodadura de la vía, esencialmente, durante su montaje e instalación,
puede ser portátil, yendo instalado en una ligera plataforma (2),
tal como se muestra en los ejemplos de las figuras 1 y 2, o ir
instalado sobre un camión (3) adecuadamente adaptado para circular
por la vía (4) mediante la incorporación de ruedas adicionales (5),
tal como muestra el ejemplo de la figura 3, o ir instalado sobre una
unidad (6) de vía principal, tal como muestra el ejemplo de la
figura 4, comprendiendo, esencialmente, los siguientes elementos y
sistemas:
- Un sistema de movimiento y medida horizontal,
el cual, a su vez, comprende un subsistema de movimiento horizontal,
conformado por un desplazador lineal (7) instalado
perpendicularmente al ancho de vía que cuenta con un motor (8) y un
regulador digital (9), comprendiendo un carro (11) desplazable porta
instrumentos; un subsistema de medida de distancia horizontal,
constituido por un sistema de medición (10) y un dispositivo (12)
captor de medición, solidario con el carro (11) del desplazador
lineal (7) horizontal; un subsistema de detección de la cara interna
de cada raíl, estando formado por uno o dos detectores (14) de
posición, integrado con el sistema de movimiento horizontal y la
medición de distancia horizontal; y un subsistema de control (15),
constituido, por ejemplo, por un PLC un PC u otro elemento
informático de control similar, que permite la integración de los
subsistemas citados, la implementación de la aplicación y la
comunicación con el operador.
- Un sistema de medida vertical (16), integrado
con el sistema de movimiento y medida horizontal antedicho,
constituido por cualquier sistema convencional conocido.
- Un sistema de ayuda a la instalación,
constituido por al menos un dispositivo (17) apto para servir de
referencia al instalador para posicionar correctamente la catenaria
respecto al centro de la vía, tal como, por ejemplo, un emisor de
rayos láser. Dicho dispositivo (17), tal como se observa en el
ejemplo de la figura 4, va instalado en el carro (11) del
desplazador (7) lineal, junto al sistema de medida vertical
(16).
- Y un sistema de control, que permite la
integración de los distintos sistemas, la implementación de la
aplicación y la comunicación con el operador situado en el camión o
vehículo de vía, constituido por interfaz (18) hombre máquina, tal
como, por ejemplo, un PC portátil u otro elemento de control
informático similar.
En cuanto al funcionamiento del auscultador,
cabe señalar que se establecen dos modos de trabajo diferenciados,
modo test o comprobación, en el que el auscultador, mediante la
órdenes que recibe del operador o del sistema de control, realiza
las operaciones de medición necesarias para comprobar el correcto
posicionado de la catenaria ya instalada, y modo instalación en el
que, además de los sistemas de medida y control, se utiliza,
especialmente, el sistema de ayuda a la instalación para conocer el
punto correcto de instalación de una nueva catenaria.
Los datos recogidos por el auscultador, tanto en
modo test como en modo instalación, además de enviarse al sistema de
control, quedarán almacenados en soporte informático para su
eventual tratamiento posterior.
Descrita suficientemente la naturaleza de la
presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se
considera necesario hacer más extensa su explicación para que
cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas
que de ella se derivan, haciendo constar que, dentro de su
esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de
realización que difieran en detalle de la indicada a título de
ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se
recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio
fundamental.
Claims (10)
1. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, aplicable para calcular los parámetros de geometría de la
catenaria a lo largo de su recorrido por la vía, cuya finalidad es
medir la altura y descentramiento respecto al punto medio del plano
de rodadura de la vía, es decir, la línea central entre los dos
raíles de la vía, esencialmente, durante su montaje e instalación,
caracterizado por el hecho de comprender:
- Un sistema de movimiento y medida horizontal,
que, a su vez, comprende: un subsistema de movimiento horizontal,
conformado por un desplazador lineal (7) instalado
perpendicularmente a la vía; un subsistema de medida de distancia
horizontal, dotado de medios de medición para calcular la distancia
existente entre los dos raíles de la vía; un subsistema de detección
de la cara interna de cada raíl; y un subsistema de control (15) de
dichos subsistemas de tipo informático.
- Un sistema de medida vertical (16),
constituido por cualquier dispositivo de medición apto para calcular
la distancia entre la catenaria y el suelo donde se encuentra la
vía.
- Un sistema de ayuda a la instalación,
constituido por un dispositivo (17) dotado de un emisor de rayos
láser, para posicionar correctamente la catenaria respecto al centro
de la vía.
- Y un sistema de control informático apto para
el control del conjunto de sistemas y permitir la comunicación con
el operador.
2. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según la reivindicación 1, caracterizado por el
hecho de ser portátil, yendo instalado en una ligera plataforma (2)
que se sitúa sobre la vía.
3. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según la reivindicación 1, caracterizado por el
hecho de ir instalado sobre un camión (3), adecuadamente adaptado
para circular por la vía (4), mediante la incorporación de ruedas
adicionales (5), o sobre una unidad (6) de vía principal.
4. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado por el hecho de que el subsistema de movimiento
horizontal, cuenta con un motor (8) y un regulador digital (9), y
con un carro (11) porta instrumentos que discurre por el desplazador
lineal (7).
5. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según la reivindicación 4, caracterizado por el
hecho de que el subsistema de medida de distancia horizontal, está
constituido por sistema de medición (10) y por un dispositivo (12)
captor de medición, solidario con el carro (11) del desplazador
lineal (7) horizontal.
6. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado por el hecho de que el subsistema de detección
de la cara interna de cada raíl, está formado por uno o dos
detectores (14) de posición, tipo láser, integrado con el sistema de
movimiento horizontal y la medición de distancia horizontal.
7. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado por el hecho de que el subsistema de control
(15), es un elemento informático consistente en un PLC o un PC.
8. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7,
caracterizado por el hecho de que el sistema de medida
vertical (16), está integrado en el carro (11) del subsistema de
movimiento horizontal.
9. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8,
caracterizado por el hecho de que el dispositivo (17),
constituyente del sistema de ayuda para posicionar correctamente la
catenaria respecto al centro de la vía, va instalado en el carro
(11) del desplazador (7) lineal, junto al sistema de medida vertical
(16).
10. Auscultador de catenaria bimodal y sin
contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado por el hecho de que el sistema de control, es
un elemento informático constituido por un interfaz (18),
consistente en un PC portátil.
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Country Status (1)
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|---|---|
| ES (1) | ES2367067B1 (es) |
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