ES2422905T3 - Detector para la detección de un movimiento en frio de un vehículo de ferrocarril y método para su operación - Google Patents

Abstract

Un detector (10; 20; 30) para la detección de movimiento en frio de un vehiculo de ferrocarril, que comprende: a) un dispositivo (11) de conmutación que comprende al menos una sección (HS) de retención y al menosuna sección (NHS) no de retención, en el que el dispositivo (11) de conmutación es movible entre al menosdos posiciones de dispositivo por medio de un acoplamiento mecanico al movimiento del vehículo deferrocarril; caracterizado porque, el detector comprende además: b) al menos dos celulas (4.1, 4.2, 4.3) de deteccion, cada una de las cuales comprende: - un elemento (7) indicador, - una guia (8) a lo largo de la cual puede moverse el elemento (7) indicador entre una posiciónsuperior de elemento y una posicion inferior de elemento, en el que la guia (8) esta orientadabasicamente en paralelo con la gravedad (G), - un actuador (5) capacitado para mover el elemento (7) indicador entre las posiciones superior einferior de elemento, y - un sensor (6) para determinar la posición del elemento (7) indicador, en donde las celulas (4.1, 4.2, 4.3) de detección estan posicionadas por debajo del dispositivo (11) deconmutacion, de tal modo que: - en cada posición de dispositivo de las al menos dos posiciones de dispositivo del dispositivo (11)de conmutación, al menos una celula (4.1, 4.2, 4.3) de detección esta cerca de una sección (HS)de retención, y al menos una celula (4.1, 4.2, 4.3) de detección esta cerca de una sección (NHS)no de retención, - bajo el efecto de la gravedad (G) y sin participaciOn del actuador (5), un elemento (7) indicador enuna posición superior de elemento de una celula (4.1, 4.2, 4.3) de detección cercana a la sección(HS) de retención, esta suficientemente cerca de la sección (HS) de retención de modo que esretenida por la fuerza magnetica en la posición superior de elemento, y un elemento (7) indicadoren una posición superior de elemento de una celula (4.1, 4.2, 4.3) de detección cercana a unasección (HS) no de retención cae a la posición inferior de elemento, - y con el movimiento hasta una siguiente posición de dispositivo de las al menos dos posicionesde dispositivo del dispositivo (11) de conmutación, al menos una celula (4.1, 4.2, 4.3) de deteccióncambia de estar cerca de un a sección (HS) de retención a estar cerca de una sección (NHS) node retención.

Description

Detector para la detección de un movimlento en frlo dEl un vehlculo de ferrocarril, '1 método para su operación.

Antecedentes de la Invención

La invención se refiere a un detector para la detección de un movimiento en frlo de un vehlculo de ferrocarril que corf1lfende:

a) un dispositivo de conmutación que comprende al menos una secd6n de retención y al menos una sección no de retención, en el que el disposittvo de conmutadón es movible entre al menos dos posldones de dispositivo por medio de un acoplamiento me:::é:nlco al movImiento del vehlculo de ferrocarriL

Un detector de ese tipo es conocido a partir del documento "ETeS Especificación de Requisitos de SIstema (SRS), Anexo AJ, Soluciones Técnicas Propuestas·, Versión ()3.01 (1996), capitulo A3.1.1.1.

En una red de tráfico ferroviario, los vehlculos de ferrocarril (tal como los trenes o ...,a simple unidad de tracci6n) que operan en la r«f son reglstrados tlplcamente en un sistema electr6n1co central para coordinación del tráfico, Yel sistema electr6n1co central proporciona (o deniega) permisos para que los vehlculos de ferrocarril registrados utilicen secciones de pista especificas. Por ejemplo, el nivel 2 de ElCS es tal que un sistema electr6n1co central trabaja con permisos basados en radio para los vehlculos de ferrocarril.

Sin embargo, un vehlculo de ferrocarril no está'funciorlando en todo momenlo, sino que está aparcado en diferentes ocasiones, por ejemplo durante la noche. Cuando se aparca un vehlculo de ferrocarril, o cuando se pone de ooevo en funcionamiento un vehlculo de ferrocarril, el vehlculo de ferrocarril es desconectado del, respectivamente conectado al, sistema electr6nlco central.

El sistema electrónico central debe ser altamente fiable en cuanto a coordinación de tráfico, puesto que los errores pueden conducir a colisiones de trenes, lastimando p<181b1emente a los pasajeros o a los conductores de los trenes. Por lo tanto, la informaeiOn sobre los vehlculos de ferrocarril que operan en la red, en particular la información de posici6n, debe ser altamente fiable también. Como resultado, la conexión de un vehlculo de ferrocarril es un procedimiento largo y complejo, y tlpicamente requl«e pasar una baliza para verificación de la posk:i6n de seguñdact

Sin embargo, si un vehlculo de ferrocarril no se ha me>vido desde su ultima desconexión, el procedimiento de inicio de sesi.6n puede ser simplificado. puesto que se puede usar de nuevo la información que ya está presente en el sistema electrónico central acerca del vehlculo de ferrocarril. Por ejemplo, el nivel 2 de ETCS proporciona un procedimiento de Inicio de sesión simplificado si el mo\/imlerto desde la última desconexión puede ser excluido.

Con el fin de usar este procedimiento simplificado de inicio de sesión, se debe proporcionar una detec:ci6n de movimiento que sea altamente fiable. Se debe aprec~ar que cuando un vehlculo de ferrocarril está aparcadO, es deseable conmutar a desconexión la alimentación de energla. Sin embargo, el vehlwo puede ser movido mediante ISla operadón de desvla06n o como vagón. Por lo tanto, resulta deseable una detección de movimiento que no requlera energla durante el tiempo de aparcamiento monitorizado rdetecd6n de movimiento en frlo").

La detecclOn del movimiento puede hacerse, en principio, comprobandO la veloddac:t del vehlculo de ferrocanil durante el tiempo de aparcamiento. Sin embargo, la detecci6n de velocidad requiere energla y por lo tanto no es adecuada para la detección de movimiento en frlo.

Se podrfa realizar también la detección ele movimiento mediante una búsqueda de posición basada en satélite, tal como GPS, y comparando las posldones en la última desconexión y en la petición de Inicio de aeslón. Sin embargo, en el interior de edificios o tlineles, no se puede tlplicamente contactar con los satélites. Adamés, una posición idéntica en la última desconexión '1 en una petición de inido de sesión, no exclu'1en un movimiento entre ambas.

La Espedficaci6n de Requisitos de Sistema de ErCS, mencionada con anterioridad, dlwlga un detector de movimiento mecánico que comprende un eje que gira cuando se mueve una locomotora. Este eje tiene ranuras adecuadas para mantener une bola. Le bola puede oer empujada hacia une ranura superior por medio de aire a presI6n. Cuando gira el eje con un movimiento de la locomotora, la ranura superior ae transforma en una ranura infaior, y la bola cae y puede ser detectada por un fotodiodo.

Objeto de la invención

El objeto de la invención consiste en proporcionar un d'etector de moVimiento simple y fiable que no necesite energla durante un intervalo de tiempo monitorizado.

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Breve deacripcl6n de la invención

Este objeto ha sido alcanzado, de acuerdo con la invención, por medio de un detector para detección del movimiento en Irto de un vehlculo de ferrocarril. que comprende:

a) un dispositiVO de conmutación que comprende al menos una sección de retención y al menos una sección no de retención, en el que el dispositivo di' conmutación es movible entre al menos dos posiciones de dispositivo por medio de un acoplamiento mecánico al movimiento del vehlculo de ferrocarril, y

b) al menos dos células de detección, comprendiendo cada una de ellas:

un elemento indicador,

una gula a lo largo de la cual es movible el elemento indicador entre una posición superior de elemento y una posición inferior de elemento, en el que la gula está orientada básicamente en paralelo con la gravedad,

un actuador capacitado para mover el elemento indicador entre la posición superior y la posición inferior de elemento. y

un sensor para determinar la posición de~ elemento indicador;

en el que las células de detección están posicionadas por debajo del dispositivo de coomutación de tal modo que:

en cada posición de dispositivo de las al menos dos posiciones de dispositivo del dispositivo de conmutación, al menos una célula de detección está cerca de una seccl6n de retención, y al menos una célula de detección está cerca de una sección no de retención;

bajo el efecto de la gravedad y sin participación del actuador, un elemento indicador en una posición superior del elemento en una célula de detección cercana a una sección de retención está suficientemente cerca de la sección de retención como para ser mantenido mediante una fuerza magnétlca en la posición s~erior del e~lemento, y un elemento indicador en la posición superior del elemento en una célula de detección cercana a la sección de no retención cae hasta la posición inferior de elemento,

y tras el movimiento hasta la siguiente posición de dispositivo de las al menos dos posiciales de dispositivo del dispositivo de conmutación, al menos una célula de detección cambia de estar cerca de la sección de retención a estar cerca de la sección de no retención.

El detector de la invención aprovecha la dependencial de rango de fuerza magnética. En el interior del detector, los elementos Indicadores (que son magnéticos permanElflles o ferromagnéticos) pueden ser elevados en contra de la gravedad hacia una posición elevada (posición suporior del elemento) por medio de un actuador, en donde los mismos pueden ser mantenidos por medio de fuerza magnética en una sección de retención (la cual es ferromagnética o magnética permanente) de un dispositivo de conmutación.

Cuando el vehiculo se desplaza, el dispositivo de conmutación se mueve también, y en el elemento indicador o en su célula de detección, respectivamente, la sección de retención es sustituida al menos temporalmente por una sección de no retención (que tipicamente es no magnlMica, tal como un espacio vaclo). Esto hace que los elementos indicadores caigan ("desciendan, hacia abajo (hasta la posición inferior de elemento), y que el elemento no pueda volver de nuevo a la posición elevada sin el actuador.

Para determinar si el vehlcul0 de ferrocarril se ha movido durante un intervalo de tiempo especifico, se pueden comparar las posiciones del elemento indicador antes y después del intervalo de tiempo. Cualquier cambio de posición del elemento indicador indica un movimientto del vehlculo de ferrocarril. Con preferencia, el número de posiciones superiores de elemento y de posiciones inl'eriores de elemento de los elementos indicadores después de su elevación por los actuadores, es decir al comienzo del intervalo de tiempo, se fija mediante el diseno del detector, y después soIamerte deben ser determinadas las posiciones de elemento indicador después de que el intervalo de tiempo haya terminado, a efectos de tener conocimiento sobre el movimiento del vehiculo de ferrocarril.

Durante el intervalo de tiempo monitorizado, no se necesita ninguna energla puesto que solamente la gravedad y la fuerza magnética permanente actúan sobre los elementos indicadores. Además, solamente se necesitan unas pocas piezas móviles para el detector de la invención, de modo que la carga mecánica y el desgaste se mantienen bajos. La funcionalidad es simple, y puede ser comprobada c:on medios simples.

En caso de perturbaciones externas, tos elementos indicadores que no estén ya en la posición inferior de elemento, caerán hacia la posición inferior de elemento (por ejemplo, como resultado de vibraciones fuertes, puede ser durante un terremoto). Puesto que esto indica un movimiento del vehlculo de ferrocarril, estas perturbaciones extemas ponen el detector en -estado de seguridad-, lo que significa en este caso que el vehlculo de ferrocarril tendrá que someterse a procedimientos de inicialización com~)Jelos (no simplificados) cuando se conecta a un sistema

electrónico central.

la guía es tlpicamente una cápsula de material no magnético en la que el elemento indicador puede moverse a 10 largo del eje del cilindro. la guia, o su dirección de gu:ladO, respectivamente, está orientada básicamente en paralelo con la gravedad, de tal modo que el elemento indicador puede moverse fácilmente bajo la fueJZa de gravedad; tlpicamente, la gula fonna un ángulo de 45° o menos, con preferencia 30" o menos, mas prefertblemente 15° o menos con respecto a la dirección vertical.

Realizaciones preferidas de la Invención

En una realización preferida del detector de la invenci'~n, la al menos una sección de retención es ferromagnética, la al menos una sección no de retención es no ferrom;;lgnética, y el elemento indicador es un imán pennanente o al menos comprende un iman pennanente. De esta f()nna, se puede usar la fuerza magnética pennanente en el detector de una manera simple; solamente se necesitn entonces un poeo de movimiento de los imanes pennanentes (lo ruales pueden inducir corrientes de Eddy). Como ;;Iltemativa a esta realización, la sección de retención puede ser pennanentemente magnética (o al menos comprende:r un imán pennanente), la sección de no retención puede ser no magnética, y el elemento indicador puede ser ferromagnético.

Partic:ulannente preferida es una realización en la que el actuador es una bobina electromagnética. Mediante la bobina electromagnética, cuando se energiza, un indicador magnético pennanente puede verse afectado y ser desplazado, ObséJVese que el eje del elemento indicador es Upicamente paralela con la dirección de la gula y con el eje de la bobina electromagnética.

En una realizaeiOn ventajosa, el detector comprende al menos tres células de detección, en partirular en el que en cada posición de dispositivo de las al menos dos posi,::iones de dispositivo, al menos dos células de detección están cerca de una sección de retención. De ese modo, E~ detector puede estar equipado de redundancia. Cuando al menos dos células de detección están cerca de una iseceión de retención inicialmente, o incluso con una célula de detecci6n defectuosa, se puede detectar un movimierlto mediante una caida del elemento indicador en la al menos una célula de detección que estaba cerca de una secc:ión de retención inicialmente.

Partic:ularmente preferida es una realización en la que las células de detección están posidonadas por debajo del dispositivo de conmutación de tal modo que con el mCJVimiento a través de todas las posiciones de dispositivo de las al menos dos posiciones de dispositivo, cada célula de detección está cerca de una sección de no retención al menos una vez. De ese modo, todas las células de detección inicialmente cercanas a una sección de retención pueden tomar parte en la detección del movimiento, es decir, presentarán una -calda" tras un desplazamiento a través de todas las posiciones de elemento.

También se prefiere una realización en la que las célu:las de detección están posicionadas por debajo del dispositivo de conmutación de tal modo que al moverse hasta, una siguiente posición de dispositivo de las al menos dos posiciones de dispositivo, al menos una célula de detEWón cambia de estar cerca de una sección de no retención a estar cerca de una sección de retención, ésta es una manera simple de estar seguros de que en cualquier posición de dispositivo, al menos una célula de detección estar.á cerca de una sección de retención.

En una realización aHamente preferida, el dispositivo de conmutación está montado de tal modo que el movimiento del dispositivo de conmutación tras el movimiento de~ vehlculo de ferrocarril, es clclico. Esto asegura que durante (suficientemente lejos) el movimiento del vehiculo de ferrocarril, todas las posiciones de dispositivo serán reconidas, y que un máximo de células de detección pueden toornar parte en la detección del movimiento. Además, con un movimiento cldico del dispositivo de conmutaci6n, :no se necesita que ninguna inicialización del dispositivo de conmutación sea monitorizada al principio de un intervalo de tiempo. A partir de cualquier posición inicial, todas las demás posiciones de dispositivo pueden ser recorridas. Obsérvese que un movimiento cl<~lico del dispositivo de conmutación no necesita ser un movimiento giratorio, sino que puede ser también un movimiento de vaivén de una corredera, por ejemplo.

En una realización ventajosa, el sensor es un conmut,ador Reed. A partir de las diferentes caracleristicas del campo maglMico en tomo a la célula de detección en difere'ntes posiciones del elemento, la posición del elemento PUede ser identificada fácilmente con el conmutador Raed. De manera más simple, el elemento indicador es un imán pennanente, y el conmutador Reed está posicionado cerca de la parte inferior de la célula de detección. En caso de que los elementos indicadores sean ferromagnéticos, su capacidad de fonnaci6n de campo genera también posiciones en las que se generan cambios de campo agudos durante el movimiento del elemento, aderuados para la detección con un conmutador Reed.

Particulannente preferida es una realización de un dEtlector de la Invención en el que el dispositivo de conmutación esté diset'iacto a modo de rueda dentada. La rueda dentada es simple de acoplar al movimiento del vehirulo de ferrocarril, por ejemplo fijándola directamente al eje dl~ la rueda del vehlculo de ferrocarril, o acoplandola a dicho eje con una unidad de engranaje. Tlpicamente, los dientes de la rueda actúan como secciones de retención, y los espacios entre los dientes actOan como secciones de no retención. las células de detección están tlpicamente dispuestas aproximadamente a lo largo de la circunferencia de la rueda dentada, típicamente cerca de su parte inferior. Sin embargo, en caso de que los dientes de la rueda dentada estén intervenidos o inclinados con respado a

la dirección axial de la rueda dentada, las células de, detección pueden estar también dispuestas a lo largo de la dirección axial.

En una realización aHemativa, el dispositivo de conrnJtación esté disel'\ado a modo de corredera. Esto simplifica la disposición de las células de detección. Obsérvese que la corredera puede estar impulsada por medio de una excéntrica fijada a un eje de rueda del vehlculo de ferrocarril (o a una unidad de engranaje acoplada), pennitiendO con ello un movimiento clcllco de la corredera.

También está dentro del alcance de la presente Invención un método para la operación de un detector de la invenciOn según se ha descrito anteriormente, en el que el dspositivo de conmutación está acoplado a un movimiento del vehlculo de ferrocarril ,

yen el que la al menos una sección de no retenci6n y la al menos una secci6n de retención estén distribuidas de tal modo que en cada una de las al menos dos posiciones de dispositivo, exactamenle N células de detección de la tolalidad de las A células de detecci6n estén cerca de una sección de retención,

con las siguientes etapas:

i) el vehiculo de ferrocarril se detiene;

ii) todos los elementos indicadores son desplazados hacia l.n8 posici6n superior de elemento por medio de los actuadores, y los actuadores son desactivados;

iii) esperar durante un intervalo de tiempo arbitrario;

iv) las posiciones de los elementos indcadorEls son determinadas por medio de los aens()(es, y se cuenta el número B de elementos indicadOfes en una posici6n inferior de elemento;

v) si B > (A-N), entonces ha tenido lugar un movimiento en fria del vehlculo de ferrocaml durante la etapa 111) según se ha indicado.

Obsérvese que A > N > Oen este caso. Mediante este método, la detección de movimiento en fria puede ser llevada a cabo de una man8f'8 particulannenie simple, en particular sin que se requiera ningun almacenaje de las posiciones Iniciales del elemento. Un número N fijo de células de detecci6n cercanas a la secci6n de retenci6n en cualquier posición de dispositivo, puede ser alcanzada de diferentes maneras, por ejemplo mediante fracciones de érea constantes de secciones de retenci6n y de no retención por encima de la totalidad de células de deteoclón con el movimiento del dispositivo de conmutaci6n entre sus posiciones de dispositivo; a este efecto, se puede emplear una disposici6n regular (preferentemente equidistante) de las células de detección, y una disposición regular (preferentemente equidistante) de secciones de retonción y de secciones de no retención en el dispositivo de conmutación. Obsérvese que en disenos en los que el número N de células de detecci6n cercanas a una secci6n de retenci6n puede variar dependiendo de la posición del dispositivo, en una etapa aélCional ita), realizada entre las etapas li) y iii). las posiciones de los elementos indicadores son determinadas por medio de los sensores, y el númerO N de elementos indicadores en una poslci6n S,uperiOf de elemento se QJ8nta y se almacena durante la etapa v).

En una variante preferida del método de la invención, con anterioridad a la etapa ii), se realiza un procedirriento de comprobación que comprende las siguientes etapas:

il todos los elementos indicadores son desplazadoS a la posición infenor de elemento por medio de los actuadores;

ii') las posiciones de los elementos indcadores se determinan por medio de los sensores, y se cuenta el número B de elementos indicadores en una posici6n infenor de elemento;

iii') si B < A, entonces se indica un mal funcionamiento del detector. Mediante este procedimierio, tos elementos indicadores retenidos en una poslción de elemento superior, que puedan indicar falsamente que no ha habido movimiento del vehículo de ferrocarril, pueden ser ideri.ificados. Obsérvese que las etapas ~) a m') pueden ser también llevadas a cabo de forma independiente de las etapas i) a v) cuando el tren está detenido.

Una variante ventajosa prevé que entre las etapas íi) y ¡ii), se realice un procedimiento de comprobacioo que comprende las siguientes etapas:

n se determinan las posiciones de los elementos indicadores por medio de los sensores, y se cuenta el número B de elementos IndiCadores en la polildOn inferior de elemento;

¡¡O) si B > (A-N), entonces se indica un mal funcionamiento del detector. Mediante este procedimiento, los elementos Indicadores retenidos en una ponición inferiOf de elemento, que pueden indicar falsamente un movimiento del tren, pueden ser identificados. Obséf'vese que la etapa ii ) es solamente indicativa de si el

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vehlculo de ferrocarril ha pennanecido en su posición entre la elevación de los elementos indicadores en la etapa il) Y el conteo de B en la etapa n. Adlemás, obsérvese que las etapas ij a Ii") pueden ser también llevadas a cabo con independencia de las etapas i) a v) cuando el tren está detenido, los elementos detectores han sido elevados y los actuadores han sido desactivados.

Una variante ventajosa adicional prevé que, con anterioridad a la etapa i), se realice un procedimiento de comprobación que comprende las siguientes etapas:

i''') todos los elementos indicadores son deslPlazados hacia la posición superior de elemento por medio de los actuadores, y los actuadores son desacWados;

ii''') impulsar a cierta distancia el vehiculo de ferrocarril de tal modo que se pase por todas las posiciones de dispositivo de las al menos dos posiciones dEl dispositivo al menos una vez;

¡¡j'") las pOSiciones de los elementos indicadolres son detenninadas por los sensores, y se cuenta el número B de elementos indicadores en una posición Hnferlor de elemento;

iv''') si B < A , entonces se indica un mal hJncionamiento del detector. Mediante este procedimiento, los elementos indicadores atrapados en una posición superior de elemento, los cuales pueden indicar falsamente que no ha habido movimiento del vehiculo de ferrocarril, pueden ser identificados de nuevo; obsérvese que este procedimiento puede realizarse mientras se conduce. Además, obsérvese que las etapas iii''') a iy") pueden llevarse también a l:abo de una manera independiente de las etapas i) a v).

Se pueden extraer otras ventajas de la descripción y del dibujo que se incluye. Las caracterlsticas mencionadas en lo que antecede y en lo que sigue, pueden ser usadas. de acuerdo con la invención, ya sea de manera individual o ya sea de manera colectiva en cualquier combinación. Las realizaciones mencionadas no deben ser entendidas como una enumeración exhaustiva sino que por el contrario tienen carácter ejemplar para la descripción de la invención.

Dibujo.

La invención se muestra en los dibujos.

La Figura 1 muestra una primera realización de un detector de la invención según una vista esquemática en sección transversal, con un dispositivo de conmutación de tipo rueda dentada y con una disposición circunferencial de tres células de detección;

La Figura 2a muestra una segunda realización de un detector de la invención según una vista esquemética en sección transversal, con un diSpositivo de conrootación de tipo rueda dentada y con una disposición axial de tres células de detección;

La Figura 2b muestra una vista en sección transversal de la segunda realización, en el plano P2a de la Figura 2a;

La Figura 3a rooestra una tercera realización del d13tector de la invención en una viSla esquemática en sección transversal, con un dispositivo de conmutación de tipo,corredera y dos células de detección;

la Figura 3b muestra una vista en sección transversal: de la tercera realizadón, en el plano P3a de la Figura 2a.

la Figura 1 muestra una primera realización de un detector 10 de la invención para el movimiento en fria de un vehlcul0 de felTocarrit, tal como una unidad de tracci6tn.

El detector 10 comprende un dispositivo 11 de conmutación y un grupo 12 que en este caso es de tres células 4.1,

4.2 Y 4.3 de detección. El dispositivo 11 de conmutación comprende en este caso una rueda 1 dentada, que tiene dientes 2 dispuestos de fonna congenérica y equidisb,de (SOlamente se han mostrado dos dientes en este caso por motivos de simplificación). Al menos los dientes 2 (y de manera més simple la rueda 1 dentada en su conjunto) son de un malelial magnetizable (ferromagnético), tal como acero. La rueda 1 dentada está montada de fonna pivotante con respecto a un eje RA de rotación; con preferencia, la rueda 1 dentada está sujeta directamente al eje de la rueda del vehiculo de ferrocarril, o está sujeta a un engraniaje acoplado rlgidamente al eje de la rueda de un vehlculo de ferrocarril. ASi, cuando una rueda de un vehículo de !ferrocarril ruada sobre un rall inferior, este rodamiento provoca un movimiento del dispositivo 11 de conmutacl6n, es decir, una mtación de la rueda 1 dentada.

las células 4.1. 4.2 Y 4.3 de detección están dispuestas por debajo de la rueda 1 dentada, a lo largo de la cirrunferencia de la rueda 1 dentada, con un espacio de separación 3 de modo que el detector pueda trabajar sin contacto. En el ejemplo representado, cada célula 4.1, 4.2, 4,3 de detección abarca un ángulo a, correspondiente al ángulo abarcado por un espacio situado entre dos dientes 2 contiguos; dos células 4.1, 4.2, 4.3 de detección rontiguas abarcan un ángulo p, correspondiente al ánlguto abarcado por un diente 2. ObSérVese que la <lvlslórl de la rueda 1 dentada determina la disposición relativa de cletección.

Cada célula 4.1, 4.2, 4.3 de detección comprende un elemento 7 indicador, en este caso un imán pennanente, que es movible en el interior de una gula 8 que en esto caso consiste en un tubo no magnético cerrado por ambos extremos. Obsérvese que la guia 8 de la célula 4.2 de detección está dispuesta en paralelo con la direcci6n vertical de la gravedad G, Y las gulas de las células 4.1 y 4.3, de detecciOn están en este caso indinadas aproximadamente 10" con respecto a la vertical. Además, cada célula 4.1, 4.2, 4.3 de detecci6n comprende un actuador 5, en este caso una bobina 5 electromag¡ética, que puede ser cargada con corriente continua a través de contados SA, 58. De ese modo, se puede ejercer una fuerza magnética (dependiendo de la polaridad de la comente que adOe hacia amba o hacia abajo), sobre los elementos 7 indicadores. Finalmente, existe un sensor 6, en este caso uno dellipo de un contacto Raed, para cada célula 4.1, 4.2, 4.3 de detecci6n, que puede ser leido a través de contactos e , o para detenninar la posición (posición de elemento) de los elementos 7 indicadores.

Los elementos 7 indicadores pueden estar en una posici6n de elemento inferior (mostrada en la Figura 1), en la que la fuerza de gravedad domina las fuerzas de los 'elementos 7 indicadores en todas las células de detecci6n. Entonces, los dientes 2 están demasiado Ie.tos de Io:s elementos 7 indicadores, lnduso de las células 4.2 y 4.3 de detecci6n de modo que la fuerza de gravedad no puede ser superada por la fuerza magnética.

Alternativamente, los elementos 7 indicadores pueden estar en una posici6n superior de elemento (no representada), en la que los elementos 7 indicadores están en el extremo superior de su gula 8. Sin embargo, con el fin de retenerlos en este caso mediante la fuerza magnética y contra la fueJZa de la gravedad, esta OHima necesita que el dispositivo 11 de conmutaci6n (es decir, la rueda 1 dentada) esté en una posici6n de dispositivo (es decir, en una posici6n rotacional) en la que un diente 2 (y no tm espacio entre dos dientes 2) esté cerca de (o directamente por encima de) una célula de detecci6n correspondiente. Entonces, el eflente 2 ferromagnético y el etemento 7 indicador permanentemente magnético en la posición superior de elemento, están suficientemente cerca entre si como para que la fueJZa magnética sea mayor que la fuerza de la gravedad sobre el elemento 7 indicador, y el elemento 7 indicador se pega en la posi06n de e!emt!nto superior. En la Figura 1, las células 4.2 y 4.3 de detecci6n están en una posición cercana al diente 2 tal como se: ha mostrado en el lado derecho. Debido a su importancia para pennitir la retención de los elementos 7 indicadores, las secciones de diente de la rueda 1 dentada se denominan secciones de retención HS.

La célula 4.1 de detecci6n no está en una posici6n tan cercana al diente 2 en la Figura 1. Si el elemento 7 indicador de la célula 4.1 de detecci6n estuviera elevado (por nledio de su actuador 5), solamente el espacio entre los dientes 2 estarta cerca del elemento 7 indicador, de modo qu4~ no resultarfa una fuerza magnética significativa, y el elemento 7 indicador caerla de nuevo (hacia abajo) a la posicit~ inferior de elemento, Debido a su importancia para evftar la sujeción de los elementos 7 indicados, las seccione:~ de separaci6n entre los dientes 2 de la rueda 1 dentada se denominan secciones de no retención NHS.

En el ejemplo representado, y tomando en considElraci6n el espacio 3 de separaci6n entre el dispositivo 1 de conmutación y las células 4.1, 4.2, 4.3 de detección, (:liando rnés de la mitad del ángulO que esté por enema de una célIJa de detección es abarcado por un diente 2, la fuerza magnética puede superar la fuerza de gravedad en la posición superior de elemento de un elemento 7 indicador. Por lo tanto, en la práctica, en cada posidOn de rotación de la rueda 1 dentada, dos células de detecci6n e:stán cerca de una sección de retenclOn HS pennitiendo una retenciOn del elemento 7 indicador en la posici6n superior de elemento por parte de la fueJZa magnética después de que las fuerzas actuadoras han sido conmutadas ;:;1 desconexi6n, y una célula de detecci6n está cerca de una sección de no retención NHS provocando que de nuevo caiga un elemento 7 indicador desde la posld6n superior de elemento hasta la posk:i6n Inferior de elemento una vez que las fuelZas actuadoras han sido desactivadas. Obsérvese que alguna célula de detecci6n está ceroca ya sea de la secci6n de retenci6n o ya sea cerca de una sección de no retención en cualquier momento.

En la posición del dispositivo mostrada en la Figura 1, las células 4.2 y 4.3 de detecci6n están cerca de una secci6n HS de retención, y la célula 4.1 de deteCCi6n está oerca de una secci6n de no retenci6n NHS. Sin embargo, si el dispositivo 11 de conmutaci6n fuera girado por ejemplo en contra de las agujas del reloj, debido a III desplazamiento del vehiculo de ferrocarril, entonces lIa asignaci6n (o el estado) de la célula de detección cercana a una sección de no retención NHS cambiarla de la céhula de detección 4.1 a la 4.2 y después a la 4.3 (y después a la

4.1 de nuevo, as! sucesivamente). Estos cambios de' aslg'laciOn (o de estado), es decir cambios de la posici6n del dispositiVO, se utilizan para la detecci6n del movimlElIlto en frlo segOn la invenci6n. Cuando no se distingue entre dientes 2 ciferentes, existen efectivamente tres posiciones diferentes de dispositivo por las que se pasa cldicamente mediante una secuencia inmediata.

En lo que sigue, se describe el procedimiento de detecci6n con mayor detalle.

Iniciamente, todos los elementos 7 indicadores estén en la posición inferior de elemento (véase la Figura 1). Todos los contados REED de los sensores 8 están entonceE' cerrados.

Con el vehículo de ferrocarril en punto muerto, tados los aduadores 5 están activados de modo que la totalidad A de elementos 7 indicadores pennanentemente magnéticos están elevados en la posici6n superior de elemento por aplicaci6n de lila tensi6n de dc adecuada a los contclctos SA, SS. Tras la conmutaci6n a desconexión de la tensión, en la realizaci6n representada, un nOmero N de elementos, en este caso exadamente dos elementos indicadores (en la posición de dispositivo mostrada de las células 4.2 y 4.3 de detecx:i6n) están retenidos en la posición superior de elemento, mientras que un nOmero de A-N de elementos, es decir un elemento en este caso (en este caso la

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célula de detección 4.1) cae. Si se desea, los senson*> 6 pueden ser leidos ahora con el fin de detenninar cuántas, y/o cuáJes, de las células de detección tienen un elemento indicador retenido (en particular a efectos de comprobación).

Ahora la energla de sistema del detector 10 puede ser desconectada, y tras un intervalo de tiempo arbitrario, que es monitorizado por el detector 10, la energia del sistem~1 puede ser conectada de nuevo.

Mediante los sensores 6, se determina ahora qué elernentos 7 indicadores están en la posición supenor de elemento (indicada mediante un contacto Reed abierto) y qué elementos 7 indicadores están en una posición inferior de elemento (indicada mediante un contacto Reed cerrado). Si el número B de elementos 7 indicadores, en la posición Intenor de elemento, es mayor que A·N, es decir, 1:»1 este caso mayor de uno, entonces se puede suponer un movimiento durante el tiempo de desconexión ("movimiento en frlo").

En el caso de que el número N de elementos india:ldores que están en la posición superior de elemento tras la desactivación del actuador 5 y antes de desconectslr el sistema, no sea conocido (por ejemplo, si dicho número depende de la posición de dispositivo inicial del disp:>sitivo de conmutación), se puede suponer un ~movimiento en frlo~ después de cualquier cambio en la posición de elemento de un elemento 7 indicador cualquiera, en comparación con las posiciones de elemento inmediat amente anteriores a la desconexión de la energla del sistema (con las últimas posiciones de elemento preferentemente guardadas en una memoria no volátil).

Durante el tiempo de desconexión, un desplazamiento del vehlrulo de ferrocarril conducirá, debido a un acoplamiento mecánico, a un cambio en la posición de dispositivo del dispositivo 1 de conmutación. Esto hace a su vez que la sección de no retención NHS se mueva h~lSta cerca de las células de detección que estaban antes cerca de las secciones de retención HS. Como resultado, los elementos 7 indicadores retenidos con anterioridad en la parte superior, caerán incrementando con ello el nClmero B de elementos 7 indicadores situados en la posición inferior de elemento. Estos elementos 7 indicadores adicionales en la posición inferior de elemento son registrados y utilizados como indicadores de movimiento.

De acuerdo con la invenCión, el resultado de una detecciOn de movimiento de la invenClOn de un vehlrulo de ferrocarril con un detector de la invenciOn, puede sel/" anotado en un sistema electrOnico central para coordinadÓR del tráfico en una red de tráfico ferroviario, en particular en la que el sistema electrOnico central es de tipo nivel 2 de ETCS. Si el resu"ado observado es de no movimiento, entonces el sistema electrOnico central realiza un procedimiento de inicio de sesión simplificado para el vehlculo de ferrocarril, y si el resultado es un movimiento, entonces el sistema electrOnico central deniega un inicio de sesión Simplificado y requiere un procedimiento completo de inicio de sesiOn para el vehlwlo de ferrocarril.

En caso de campos magnéticos extemos, vibraciones o una pérdida de magnetizaciOn y simila-, los elementos 7 indicadores retenidos adoptarán la posición de seguridad de un -movimiento detectado-, puesto que en estos casos la gravedad (que no puede perderse) ha-á que los elementos 7 indicadores caigan. Asi, las perturbaciones extemas no ponen en peligro la seguridad de la red de tráfico fl~rroviario.

Oisetiando las guias 8 en forma de tubos, resulta muy improbable un atasco de los elementos 7 indicadores. Sin embargo, la movilidad de los elementos 7 indicadotles puede ser comprobada mediante un uso adecuado de los actuadores 5 y de los sensores 6. En el trarlscurso dEl los procedimlerltos de comprobaciOn, los actuadores 5 actúarl de modo que disponen los elementos indicadores en IJn estado definido (induyendo posiblemente las ocurrencias de calda esperadas), y los sensores 6 comprueban si el ,estado definido esperado ha sido realmente adoptado. Si no se asumo.el estado definido esperado, so indica un dcfc(:;to.

Las Figuras 2a y 2b muestran una segunda realizadón de un detector 20 de la invención similar a la realizadÓll mostrada en la Figura 1, de modo que solamente las diferencias se discuten en detalle. La Figura 2b es una vista en sección transversal en el plano P2a de la Figura 2a.

En la segunda realizaciOn, las células 4.1, 4.2 Y 4.3 de detecciOn del grupo 12, estan dispuestas en paralelo con el eJe RA del dispositiVo 11 de conmutación, el cual es nuevamente del tipo de una rueda dentada. Los dientes 2 están Indinados en un ángulo y con respecto al eje RA de rotaciOn de la rueda 1 demada. Como resultado, con el giro de la rueda 1 dentada, las células 4.1, 4.2, 4.3 de det.ecciOn están cerca de una sección NHS de no retenciOn en diferentes momentos. En la posición de dispositivo mostrada en la Figura 2b, la célula 4.1 de detección está lustamente cerca de la sección HS de retención da'echa, la célula 4.2 de detección está justamente cerca de la sección NHS de no retención central, y la célula 4.3 dl~ detecciOn está cerca de la sección HS de retención izquierda.

Las Figuras 3a y 3b ilustran una tercera realizaci6tn de un detector 30 de la invención similar a los detectores mostrados con anterioridad, de modo que solamente se van a discutir en detalle las diferencias. La Figura 3b muestra una sección transversal en el plano P3a

En este caso, el dispositivo 11 de conmutación está diseftado a modo de corredera 1 a, la cual puede moverse horizontalmente a modo de vaivén clclico; en las Figuras, se ha mostrado la posición más a la derecha, y la amplitud del movimiento corresponde aproximadamente a 1.;1 distancia entre las dos células 4.1, 4.2 de detecciOn. La corredera 1 a está vinculada a un eje de rueda del vehlculo de ferrocarril por medio de una excéntrica para este

pr0p6sito (no representada).

5

La corredera 1a es de material ferromagnético, y ~lOsee una abertura 1b, con una anchura que de nuevo se corresponde aproximadamente con la distancia entre las células de detección. la abertura actUa como sección NHS de no retención, mientras que las partes laterales contiguas de la corredera 1 b actúan como secciones HS de retención.

10

En cada posición del movimIento de la corredera 1 a, exactamente una célula de detecci6n (en la posición de dispositivo de la Figura 3a la célula 4.2 de detección) está cerca de una sección NHS no de retención, y exactamente una célula de detección (en la posición de dispositivo de la Figura 3a la célula 4.1 de detección) está cerca de una sección HS de retención. Durante el ciclo de movimiento, la asignación de HS y de NHS a las células de detección cambia, lo que significa que se ha alcanzado una siguiente posición de dispositivo; obsérvese que en este caso, durante un ciclo de movimIento, la aslgnadión cambia dos veces, y existen efectivamente dos posiciones de dispositivo entre las que conmutar.

lS

la Figura 3a Indica tamblén que los actuadores 5 que están disenados como bobinas electromagnéticas, pueden extenderse e lo largo de la longitud total de la gula 8, con el fin de facilitar una interacción con el elemento 7 indicador en la posición superior de elemento.

20 25

En resumen, la presente invención se refiere a un det,ector pare detectar el movimiento de un vehiculo de ferrocarril en un Intervalo de tiempo sin suministro de energla. Al principio del intervalo de tiempo, etementos indicadores o antagonistas magnéticos de células de detección SOl" elevados por medio de actuadores hasta un disposHlvo de conmutación, lo que proporciona al menos una sección de retención o un segundo antagonista magnético para una parte de los elementos indicadores que están entonoces retenidos en el, o cerca del, dispositivo de conmutación mediante fueJZa magnética. El dispositivo de conlTMJta,ci6n, sin embargo, está montado y acoplado de foona movible al movimiento del vehiculo de ferrocarril. de modo que· la sección de retención se mueve en relación a las células de detección si el vehlculo de ferrocarril se rnJeve. Como resultado, las células de detección de las que sale por fuere la sección de retención. experimentan una calda dells1emento Indicador debido a la gravedad. Mediante sensores, dicha calda puede ser detectada al final del intervalo de tiempo y utilizada para la IndIcación de movimiento en frlo.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Un detector (10; 20; 30) para la detección de movimiento en fria de un vehlculo de ferrocarril, que comprende:

   a) un dispositivo (11) de conmutación que comprende al menos una sección (HS) de retención y al menos una secci6n (NHS) no de retención, en el qUEt el dispositivo (11) de conmutación es movible entre al menos dos posiciones de dispositivo por medio dEl un acoplamiento mecánico al movimiento del vehlculo de ferrocarril;

   caracterizado porque,

   el detector comprende además:

   b) al menos dos células (4.1, 4.2, 4.3) de detección, cada una de las cuales comprende:

   -

   un elemento (7) indicador,

   -

   una gula (8) a lo largo de la cual puede moverse el elemento (7) indicador entre una posición superior de elemento y una posición inferior de elemento, en el que la guia (8) esté orientada básicamente en paralelo con la gravodad (G),

   -

   un aduador (5) capacitado para mover el elemento (7) indicador entre las posiciones superior e inferior de elemento, y

   -

   un sensor (6) para determinar la po:sici6n del elemento (7) indicador,

   en donde las células (4.1 , 4.2, 4.3) de detección están posicionadas por debajo del dispositivo (11) de conmutación, de tal modo que:

   -

   en cada posición de dispositivo de las al menos dos posiciones de dispositivo del dispositivo (11) de conmutación, al menos una célul.a (4.1 , 4.2, 4.3) de detección esté cerca de una secd6n (HS) de retención, y al menos una célula (4.1, 4.2, 4.3) de detección está cerca de una secciOn (NHS) no de retención,

   -

   bajo el efedo de la gravedad (G) y isin participación del actuador (5), un elemento (7) indicador en una posición superior de elemento de una célula (4.1, 4.2, 4.3) de detección cercana a la sección (HS) de retención, esté suficientemt3nte cerca de la sección (HS) de retención de modo que es retenida por la fu8fZ8 magnética en la posición supeñor de elemento, y un elemento (7) indicador en una posición superior de elemento de una célula (4.1, 4.2, 4.3) de detección cercana a una sección (HS) no de retención cae a lu posición inferior de elemento,

   -

   y con el movimiento hasta una siglJiente posición de dispositivo de las al menos dos posiciones de dispositivo del dispositivo (11) de conmutación, al menos una célula (4.1,4.2, 4.3) de detección cambia de estar cerca de un a secc'i6n (HS) de retención a estar cerca de una secd6n (NHS) no de retención.

2. 2.-Detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la al menos una sección (HS) de retención es ferromagnética, la al menos una sección (NHS) no de retención es no ferromagnética, y el elemento (7) indicador es un imán pennanente o al menos comprende un imán pennanente.
3. 3.-Detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el actuador (5) es una bobina eledromagnética.
4. 4.-Detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reivinl:!icación 1, caract8rlzado porque el detector (10; 20; 30) comprende al menos tres células (4.1, 4.2, 4.3) de detocción,

   en particular en el que en cada posición de dispositiVCt de las al menos dos posiciones de dispositivo, al menos dos células (4.1 , 4.2, 4.3) de detección son cercanas a una secciOn (HS) de retenciOn.
5. 5.-Detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las células (4.1, 4.2, 4.3) de detección están posicionadas por debajo del dispositi\AO (11) de conmutación de tal modo que al moverse a través de todas las posiciones de dispositivo de las al menos dos posiciones de dispositivo, cada célula (4.1, 4.2, 4.3) de

   detección es cercana a una sección (NHS) no de retención al menos una vez.
6. 6.-DeWCtor (10; 20; 30) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las células (4.1, 4.2, 4.3) de detección estén posicionadas por debajo del dispositivo (11) de conmutación de tal modo que con el movimiento a una Siguiente posición de dispositi\lO de las al menos dos posiciones de dispositivo, al menos una célula (4.1, 4.2, 4.3) de detección cambia de estar cerca de una secció,n (NHS) no de retención a estar cerca de una sección (HS) de retenci6n.
7. 7.-Detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo (11) de conmutación está montado de tal modo que el movimiento del dispositivo (11) de conmutaci6n con el movimiento del vehlculo de ferrocarril es clclico.
8. 8.-Detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reivindica'ción 1, caracterizado porque el sensor (6) es un conmutador

   Roed.
9. 9.-Detector (10; 20; 30) de acuerdo con la relv'indicaci6n 1, caracterizado porque el dispositivo (11) de

   conmutación está diseftado a modo de rueda (1) dentada. 10.-Detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reh/indicaci6n 1, caracterizado porque el dispositivo (11) de conmutacl6n está dlseftado a modo de corredera (1a).
10. 11 .-Un método para operar un detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reivindicaci6n 1, en el que el dispositivo (11)

    de conmutaci6n está acoplado a un movimiento del VElhlculo de ferrocarril, y en el que la al menos una secci6n (NHS) no de retención y la al menos una sección (HS) de retenci6n estén dlsbibuidas de tal modo que en cada una de las al mElflOS dos posiciones de dispositivo, exactamente N células (4.1, 4.2,4.3) de detección de la totalidad A de células (4.1, 4.2, 4.3) de detección están cerca de una sección (HS) de retención, comprendiendo las siguientes etapas:

    1) el vehlculo de ferrocarril es detenido;

    i~ todos los elementos (7) indicadores son movidos a la posición superior de elemento por medio de los actuadores (5), y los actuadores (5) son desadivados; iii) esperar durante un intervalo de tiempo arbitrario; iv) se determinan las posiciones de los ele:mentos (7) indicadores por medio de los sensores (6), y se

    cuenta el número B de elementos (7) indicadlores que eslAn en una posición inferior de elemento; v) si B > (A -N), entonces se indica que ha tenido lugar un movimiento en frio del vehlculo de ferrocarril durante la etapa ii~. 12.-Un método de acuerdo con la reivindicación 11, (;aracterlzado porque con anterioridad a la etapa ii), se realiza un procedimiento de comprobaci6n que comprende las siguientes etapas:

    i') todos los elementos (7) indicadores soo movidos a la posición superior de elemento por medio de los actuadores (5), ii') se detenninan las posiciooes de los elementos (7) indicadores por medio de los sensores (6), y se

    cuenta el número B de elementos (7) incticad,ores que están en la posición inferior de elemento; m') si B < A, entonces se indica un mal funcionamiento del detector (10; 20; 30). 13.-Un método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque entre las etapas i~ y ¡¡~, se realiza un procedimiento de comprobaci6n que comprende las sliguientes etapas:

    11 se detenninan las posiciones de los elementos (7) indicadores por medio de los sensores (6), y se cuenta el número B de elementos (7) Indicadores que están en una poslci6n inferior de elemento; ii") si B > (A-N). entonces se indica un mal fulllCiooamlento del detector (10: 20: 30).
11. 14.-Un método de acuerdo con la reivindicación 11, It:aracterizado porque con anteriolidad a la etapa Q, se realiza

    un procedimiento de comprobación que comprende las siguientes etapas: i'") todos los elementos (7) indicadores soo movidos a la posici6n superior de elemento por medio de los actuadores (5), y los actuadores (5) son desslCtivados;

    ii"') se arrastra algo de distancia el vehículo de ferrocarril de tal modo que se pasa al menos una vez por

    todas las posiciones de dispositivo de las al menos dos posiciones de dispositivo; iii'") se determinan las posiciones de los eI,ementos (7) indicadores por medio de los sensores (6), y se cuenta el número B de elementos (7) Indicadores en una posiciOn inferior de elemento;

    iv''') si B < A. entonces se indica un mal funciooamiento del detector (10; 20; 30). 15.-Un método para operar un detector (10; 20; 30) de acuerdo con la reivindicación 1,

    en el que el dispositivo (11) de conmutación t~tá aooplado a un movimiento del vehlculo de ferrocarril,

    s

    y en el que la al menos una sección (NHS) de no retención y la al menos una sección (HS) de retención están distribuidas de tal modo que, dependiendo de la posición del dispositivo, un número variable N de células (4.1, 4.2, 4.3) de detección de la totéllidad A de células (4.1, 4.2, 4.3) de detección son cercanas a una sección (HS) de retención, comprendiendo las siguientes etapas:

    i) el vehlculo de ferrocarril se detiene;

    li) la totalidad de elementos (7) indicadores se mueven a la posición superior de elemento por medio de los actuadores (5), y los actuadores (5) son desactivados;

    10

    iia) se determinan las posiciones de los elementos (7) indicadores por medio de los sensores (6), y el número N de elementos (7) indicadores en posición superior de elemento se cuenta y se almacena a efectos de la etapa v);

    Iii) se espera durante un intervalo de tiempo ~lrbitrarlO;

    IV) se determinan las posiciones de los elementos (7) indicadores por medio de los sensores (6), y se cuenta el número B de elementos (7) indicacl,ores que están en una posición inferior de elemento;

    15

    v) si B> (A N), entonces se indica que ha tenido lugar un movimiento en frlo del vehículo de ferrocarril durante la etapa m).