ES2583580T3 - Dispositivo de ayuda al frenado de material ferroviario rodante - Google Patents

Abstract

Dispositivo de ayuda al frenado de material ferroviario rodante, estando el frenado de dicho material controlado por unas variaciones a la baja de presión de aire comprimido en un conducto general, comprendiendo el dispositivo unido a dicho conducto general unos medios detectores y efectores así como unos circuitos fluídicos entre dichos medios detectores y efectores, analizando dichos medios detectores y efectores las variaciones de presión en dicho conducto y provocando una puesta en relación con la atmósfera de dicho conducto general cuando tiene lugar un frenado, siendo los medios detectores y efectores del dispositivo neumo-mecánicos, estando los medios detectores y efectores y los circuitos fluídicos del dispositivo configurados para no provocar la puesta en relación con la atmósfera del conducto general a menos que se produzca una variación temporal de presión superior a un umbral determinado, teniendo solamente dicho contacto con la atmósfera del conducto general una duración predeterminada, caracterizado por que los medios detectores y efectores y los circuitos fluídicos del dispositivo son por lo menos un pistón de control cuya primera cara está en una cámara de reacción (CR) y la segunda cara en una cámara de control (CC), pudiendo el pistón de control desplazarse bajo el efecto de una diferencia de presión entre la cámara de reacción y la cámara de control, permitiendo un medio de retorno elástico devolver dicho pistón a una posición de reposo en ausencia de diferencia de presión, estando la cámara de control (CC) unida directamente al conducto general y estando la cámara de reacción (CR) unida directamente a una cámara de temporización (CT), estando un circuito fluídico de derivación como derivación del conducto general establecido con la cámara de temporización, comprendiendo dicho circuito fluídico de derivación en su trayectoria por lo menos, por un lado, una válvula de derivación (C1 o C1' o C1") que se puede abrir o cerrar en función de una diferencia de presión entre sus dos caras y, por otro lado, una abertura de derivación (O1) calibrada, permitiendo solamente dicha abertura de derivación (O1) un paso reducido de aire, estando dicho circuito fluídico de derivación configurado para permitir equilibrar las presiones entre la cámara de reacción (CR) y la cámara de control (CC) para una variación temporal de presión en el conducto general inferior a un umbral determinado, preferentemente inferior a 0,3 bar/min.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo de ayuda al frenado de material ferroviario rodante.

La presente invencion se refiere a un dispositivo de ayuda al frenado de material ferroviario rodante.

El transporte ferroviario, en particular en lo que se refiere a las mercancfas, utiliza trenes de longitud importante y con una masa significativa. En este tipo de tren, el numero de vagones es importante y, en general, cada uno de estos vagones comprende frenos. El sistema de frenado de un tren de este tipo comprende generalmente un conducto de aire comprimido denominado conducto general, que recorre la longitud del tren de vagon en vagon. El aumento de presion en el conducto general permite soltar los frenos y la bajada de la presion permite apretar los frenos. Este principio garantiza una seguridad en caso de separacion accidental del tren en varias partes ya que el conducto general entonces se interrumpe y se pone en contacto con el aire libre, lo que provoca el apriete de los frenos. El control de freno esta dispuesto en la cabina de conduccion de una locomotora y la accion sobre el control de freno permite la presurizacion o el vaciado (puesta en contacto con el aire libre) mas o menos pronunciado del conducto general. Si bien sistema de este tipo lleva demostrando su eficacia desde hace mucho tiempo, no obstante presenta inconvenientes. En particular para los trenes largos, la propagacion de la bajada de presion del conducto general a lo largo del tren no es instantanea y los vagones mas proximos a la locomotora se frenan por tanto antes que aquellos que estan mas alejados. Se producen entonces tensiones importantes a la vez en los enganches entre los vagones y en los frenos de los primeros vagones y de la locomotora que tienen que disminuir la velocidad de los ultimos vagones que todavfa no han frenado. A partir de la patente US n° 4.875.739 se conoce un sistema de este tipo que comprende ademas un dispositivo de valvula de funcionamiento rapido y continuo.

La presente invencion propone por tanto resolver los inconvenientes de la tecnica tradicional garantizando, en particular, una accion mas evidente del frenado mediante un vaciado acelerado del conducto general al aire libre. Se pone en practica en un dispositivo ramificado en el conducto general y que puede situarse en cualquier posicion adecuada a lo largo del tren y, preferentemente, en el extremo opuesto a la locomotora, es decir en la cola del tren para un tren que circula con la locomotora a la cabeza. El dispositivo propuesto es en lo mas profundo puramente mecanico con accionadores neumaticos accionados por diferencias de presion y valvulas controladas mecanicamente y/o de manera neumatica. En una variante evolucionada, puede combinarse con unos medios electronicos.

Asf, la invencion se refiere a un dispositivo de ayuda al frenado de material ferroviario rodante, estando el frenado de dicho material controlado por variaciones a la baja de presion de aire comprimido en un conducto general, comprendiendo el dispositivo unido a dicho conducto general unos medios detectores y efectores asf como circuitos flufdicos entre dichos medios detectores y efectores, analizando dichos medios detectores y efectores las variaciones de presion en dicho conducto y provocando una puesta en relacion con la atmosfera de dicho conducto general durante un frenado.

Segun la invencion, los medios detectores y efectores del dispositivo son neumo-mecanicos y los medios detectores y efectores y los circuitos flufdicos del dispositivo estan configurados para no provocar la puesta en relacion con la atmosfera del conducto general a menos que se produzca una variacion temporal de presion superior a un umbral determinado, teniendo solamente dicho contacto con la atmosfera del conducto general una duracion predeterminada.

En varios modos de puesta en practica de la invencion, se emplean los siguientes medios, que pueden utilizarse solos o segun todas las combinaciones tecnicamente posibles:

- la duracion predeterminada de contacto con la atmosfera del conducto general se obtiene mediante una fuga hacia la atmosfera de aire comprimido contenida en una camara de temporizacion, abriendose dicha fuga (estando la fuga entonces activa y presente) cuando el conducto general se pone en relacion con la atmosfera (cuando la fuga no esta abierta, no hay fuga de aire propiamente dicha)

- la variacion temporal de presion superior a un umbral determinado se detecta mediante un medio que permite crear una diferencia de caudal entre dos circuitos flufdicos de aire de conducto general y en relacion cada uno con una de las dos caras de un piston de control,

- la duracion predeterminada de contacto con la atmosfera del conducto general es ajustable,

- los medios detectores y efectores y los circuitos flufdicos del dispositivo son por lo menos un piston de control cuya primera cara esta en una camara de reaccion CR y la segunda cara en una camara de control CC, pudiendo el piston de control desplazarse bajo el efecto de una diferencia de presion entre la camara de reaccion y la camara de control, permitiendo un medio de retorno elastico devolver dicho piston a una posicion de reposo en ausencia de diferencia de presion, estando la camara de control CC unida directamente al conducto general y estando la camara de reaccion CR unida directamente a una camara de temporizacion CT, estableciendose un circuito flufdico de derivacion como derivacion del conducto general

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con la camara de temporizacion, comprendiendo dicho circuito flufdico de derivacion en su trayectoria por lo menos, por un lado, una valvula de derivacion C1 o C1' o C1” que se puede abrir o cerrar en funcion de una diferencia de presion entre sus dos caras y, por otro lado, una abertura de derivacion O1 calibrada, permitiendo solamente dicha abertura de derivacion O1 un paso reducido de aire,

estando dicho circuito flufdico de derivacion configurado para permitir el equilibrado (en la practica una ausencia de desplazamiento del piston de control) de las presiones entre la camara de reaccion CR y la camara de control CC para una variacion temporal de presion en el conducto general inferior a un umbral determinado, preferentemente inferior a 0,3 bar/min,

- los medios detectores y efectores y los circuitos flufdicos del dispositivo son por lo menos un piston de control cuya primera cara esta en una camara de reaccion CR y la segunda cara en una camara de control CC, pudiendo el piston de control desplazarse bajo el efecto de una diferencia de presion entre la camara de reaccion y la camara de control, permitiendo un medio de retorno elastico devolver dicho piston a una posicion de reposo en ausencia de diferencia de presion, permitiendo el piston de control accionar en apertura y cierre una valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2, una valvula de aislamiento C3 y una valvula de fuga C4, una camara de temporizacion CT que permite almacenar aire comprimido y unida a la valvula de fuga C4 (unida directa o indirectamente a traves de la camara de reaccion), permitiendo la valvula de fuga poner en comunicacion o no la camara de temporizacion CT con la atmosfera por medio de una abertura O3 de fuga calibrada, permitiendo solamente dicha abertura un paso reducido del aire, una valvula de derivacion C1 que se puede abrir o cerrar en funcion de una diferencia de presion entre sus dos caras y que comprende en paralelo una abertura de derivacion O1 calibrada, permitiendo solamente dicha abertura un paso reducido del aire que llega a dicha valvula de derivacion, y la camara de control CC esta unida directamente al conducto general y la camara de reaccion CR esta unida directamente a la camara de temporizacion, estableciendose un circuito flufdico de derivacion como derivacion del conducto general con la camara de temporizacion, comprendiendo dicho circuito flufdico de derivacion en su trayectoria, la valvula de derivacion C1 con su abertura de derivacion O1 calibrada en paralelo y la valvula de aislamiento C3, estando la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 dispuesta en acoplamiento con dicho circuito flufdico de derivacion entre la valvula de derivacion C1 y la valvula de aislamiento C3, y en espera, habiendose establecido una presion nominal de aire comprimido en el conducto general durante un tiempo suficiente como para poner en espera dicho dispositivo, estando el piston en su posicion de reposo, estando la camara de temporizacion CT y la camara de reaccion CR a una presion sustancialmente igual a la del conducto general, la valvula de derivacion C1 se cierra, la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 se cierra, la valvula de aislamiento C3 se abre y la valvula de fuga C4 se cierra, y el dispositivo comprende unos medios para que cuando a un tiempo t0 la presion en el conducto general baja de tal manera que se crea una diferencia de presion entre la camara de reaccion CR y la camara de control CC debido a que el reducido tamano de la abertura de derivacion O1 de la valvula de derivacion C1 no permite el reequilibrado de las presiones entre las dos camaras, el piston de control se desplaza y acciona, en un primer tiempo t1, el cierre de la valvula de aislamiento C3 (lo que aumenta todavfa mas la diferencia de presion entre las dos camaras y acelera el desplazamiento del piston) despues, en un segundo tiempo t2, la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 (lo que pone el circuito flufdico de derivacion en comunicacion con el aire libre y hace que la valvula de derivacion C1 se abra y garantice asf una union directa entre el aire libre y el conducto general segun un caudal determinado) despues, en un tercer tiempo t3, la apertura de la valvula de fuga C4 lo que acciona un vaciado progresivo de la camara de temporizacion CT y de la camara de reaccion CR, devolviendo el reequilibrado de las presiones entre las dos camaras de reaccion CR y de control CC al cabo de un tiempo determinado en funcion de la abertura O3 de fuga calibrada el piston hacia su posicion de reposo,

- la valvula de derivacion C1 comprende la abertura de derivacion 01, atravesando dicha abertura de derivacion O1 dicha valvula de derivacion C1,

- la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 provoca un aumento de la superficie eficaz del piston en el lado de la camara de reaccion,

- la abertura O3 de fuga es ajustable con el fin de poder regular el plazo de retorno del piston hacia su posicion de reposo,

- la duracion del contacto con el aire libre del conducto general es ajustable,

- el circuito flufdico de derivacion o la salida al aire libre de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 comprende un orificio de estrangulacion O2 destinado a reducir el caudal en dicho circuito durante la union directa entre el aire libre y el conducto general resultante de las aperturas de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 y de la valvula de derivacion C1, (para evitar el bloqueo de las ruedas/atascamiento),

- el orificio de estrangulacion O2 es ajustable con el fin de poder regular el caudal maximo del aire durante la

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union directa entre el aire libre y el conducto general resultante de las aperturas de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 y de la valvula de derivacion C1,

- la presion nominal de aire comprimido en el conducto general es de aproximadamente 5 bar y la abertura de derivacion O1 de la valvula de derivacion C1 esta calibrada para permitir equilibrar las presiones de la camara de reaccion CR y camara de control CC (de hecho, permitir que no haya desplazamiento del piston debido a que la diferencia de presion entre CC y CR se mantiene demasiado pequena) para una variacion de presion en el conducto general que sea inferior o igual a aproximadamente 0,3 bar/min,

- la abertura de derivacion O1 es ajustable con el fin de poder regular el umbral de deteccion de un frenado,

- el umbral de diferencia de presion (en el caso de una variacion rapida de presion tal que no hay posibilidad de reequilibrado entre CC y CR por la abertura de derivacion O1) entre las dos caras de la valvula que acciona la apertura de la valvula de derivacion C1 es de aproximadamente 0,1 bar,

- el umbral de diferencia de presion (en el caso de una variacion rapida de presion tal que no hay posibilidad de reequilibrado entre CC y CR por la abertura de derivacion O1) entre las dos caras de la valvula que acciona la apertura de la valvula de derivacion C1 es ajustable,

- el plazo entre el inicio del segundo tiempo t2 de apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 y el inicio del tercer tiempo t3 de apertura de la valvula de fuga C4 es ajustable, en espera, piston en reposo, estando la valvula de fuga C4 dispuesta a una distancia Co ajustable de un elemento de empuje que esta destinado cuando se apoya sobre la valvula de fuga C4, a abrir dicha valvula de fuga, variando, durante el funcionamiento, la distancia entre la valvula de fuga C4 y el elemento de empuje en relacion con los desplazamientos del piston de control para abrir o cerrar dicha valvula de fuga C4,

- t2 < t3, siendo t2 superior a t1, (la valvula de aislamiento C3 se cierra antes de la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2)

- t3 < t2, siendo t3 superior a t1, (la valvula de aislamiento C3 se cierra antes de la apertura de la valvula de fuga C4),

- preferentemente t2 es sustancialmente igual a t3, siendo la apertura de la valvula de fuga C4 sustancialmente simultanea a la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2,

- el ajuste del plazo entre el inicio del segundo tiempo t2 de apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 y el inicio del tercer tiempo t3 de apertura de la valvula de fuga C4 se realiza mediante enroscado o desenroscado del elemento de empuje,

- el elemento de empuje es un tubo hueco en el que tiene lugar la fuga al aire libre del aire contenido en las camaras de temporizacion CT y de reaccion CR tras la apertura de la valvula de fuga C4,

- el elemento de empuje no es movil (aparte de su ajuste que permite regular la distancia Co entre la valvula de fuga C4 y el elemento de empuje) y la valvula de fuga C4 es solidaria al piston,

- la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 solamente puede tener lugar tras el cierre de la valvula de aislamiento C3, accionandose la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 y la valvula de aislamiento C3 mediante un elemento de accionamiento comun accionado a su vez mediante el piston, formando el cierre de la valvula de aislamiento C3 un tope para el elemento de accionamiento,

- el plazo entre t0 y el primer tiempo t1 es ajustable, en espera, piston en reposo, teniendo la valvula de aislamiento C3 abierta una altura Ho de abertura de paso ajustable, variando, durante su funcionamiento, la altura de abertura de paso en relacion con los desplazamientos del piston de control para abrir o cerrar dicha valvula de aislamiento C3,

- el ajuste del plazo entre t0 y el primer tiempo t1 se realiza mediante enroscado o desenroscado del elemento de accionamiento (la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 y la valvula de aislamiento C3 se accionan mediante un elemento de accionamiento comun accionado a su vez mediante el piston),

- el elemento de accionamiento se empuja mediante un resorte contra el piston (o de una manera identica en el contexto funcional de la invencion, contra un eje solidario al piston como en el ejemplo detallado de puesta en practica),

- la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 esta dispuesta entre el elemento de accionamiento y el piston,

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- los medios detectores y efectores y los circuitos flufdicos del dispositivo son por lo menos un piston de control cuya primera cara esta en una camara de reaccion CR y la segunda cara en una camara de control CC, pudiendo el piston de control desplazarse bajo el efecto de una diferencia de presion entre la camara de reaccion y la camara de control, permitiendo un medio de retorno elastico devolver dicho piston a una posicion de reposo en ausencia de diferencia de presion, permitiendo el piston de control accionar en apertura y cierre una valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2, una valvula de aislamiento C3 y una valvula de fuga C4, estando una camara de temporizacion CT que permite almacenar aire comprimido unida a la valvula de fuga C4 (unida directa o indirectamente a traves de la camara de reaccion), permitiendo la valvula de fuga poner en comunicacion o no la camara de temporizacion CT con la atmosfera por medio de una abertura O3 de fuga calibrada, permitiendo solamente dicha abertura un paso reducido del aire, una valvula de derivacion C1' o C1” que se puede abrir o cerrar en funcion de una diferencia de presion entre sus dos caras y que comprende en serie una abertura de derivacion O1 calibrada, permitiendo solamente dicha abertura un paso reducido del aire que llega a dicha valvula de derivacion, y la camara de control CC esta unida directamente al conducto general y la camara de reaccion CR esta unida directamente a la camara de temporizacion, estableciendose un circuito flufdico de derivacion como derivacion del conducto general con la camara de temporizacion, comprendiendo dicho circuito flufdico de derivacion en su trayectoria la valvula de derivacion C1' o C1” y la abertura de derivacion O1 calibrada, el conducto general esta unido mediante un circuito flufdico A1' a la vez a la valvula de aislamiento C3 y a la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2, y en espera, habiendose establecido una presion nominal de aire comprimido en el conducto general durante un tiempo suficiente como para poner en espera dicho dispositivo, estando el piston en su posicion de reposo, estando la camara de temporizacion CT y la camara de reaccion CR a una presion sustancialmente igual a la del conducto general, la valvula de derivacion C1' o C1” se abre, la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 se cierra, la valvula de aislamiento C3 se cierra y la valvula de fuga C4 se cierra, y el dispositivo comprende unos medios para que cuando a un tiempo t0 la presion en el conducto general baja de tal manera que se crea una diferencia de presion entre la camara de reaccion CR y la camara de control CC debido a que el reducido tamano de la abertura de derivacion O1 no permite el reequilibrado de las presiones entre las dos camaras, el piston de control se desplaza y acciona, en un primer tiempo t1, la continuacion del cierre de la valvula de aislamiento C3 despues, en un segundo tiempo t2, la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 despues, en un tercer tiempo t3, la apertura de la valvula de fuga C4 lo que acciona un vaciado progresivo de la camara de temporizacion CT y de la camara de reaccion CR, devolviendo el reequilibrado de las presiones entre las dos camaras de reaccion CR y de control CC al cabo de un tiempo determinado en funcion de la abertura O3 de fuga calibrada el piston hacia su posicion de reposo,

- la valvula de derivacion C1 o C1' o C1” que se puede abrir o cerrar en funcion de una diferencia de presion entre sus dos caras comprende un resorte R1 o R1' o R1” calibrado para permitir el desplazamiento de la valvula solamente para una variacion de presion temporal superior a 0,3 bar/min,

- la valvula de derivacion C1” se cierra por una presion en el conducto general inferior o igual a sustancialmente 4,5 bar y se mantiene cerrada mientras la presion en el conducto general se mantenga inferior o igual a sustancialmente 4,5 bar,

- el circuito flufdico (en particular sus partes A1 o A1') que permite el contacto con el aire libre del conducto

general a traves de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 comprende un orificio de

estrangulacion O2 destinado a reducir el caudal en dicho circuito durante la union directa entre el aire libre y el conducto general,

- el orificio de estrangulacion O2 esta en la salida del dispositivo,

- el orificio de estrangulacion O2 esta en la parte A1 (entre C1 y CE/C2) o A1' (entre ACG y CE/C2) del circuito

flufdico permitiendo el contacto con el aire libre del conducto general,

- el dispositivo comprende ademas un circuito de control y control electronico y una electrovalvula de puesta en contacto con la atmosfera del conducto general y por lo menos un sensor, estando dicha electrovalvula cerrada de manera habitual, siendo dicho por lo menos un sensor un sensor de presion del conducto general, comprendiendo dicho circuito electronico unos medios que provocan la apertura de la electrovalvula en condiciones determinadas en funcion de las mediciones del/de los sensor(es),

- el dispositivo comprende ademas por lo menos uno de los siguientes sensores (sensores mecanicos o electronicos de tipo todo o nada o proporcional analogico o digital segun el caso):

- un sensor de desplazamiento de piston que acciona un contactor,

- un sensor de equilibrio de las presiones entre la camara de reaccion CR y la camara de control CC que acciona un contactor,

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- un sensor de desequilibrio de las presiones entre la camara de reaccion CR y la camara de control CC que acciona un contactor,

- los sensores de equilibrio o de desequilibrio de las presiones son neumo-mecanicos,

- los sensores de equilibrio o de desequilibrio de las presiones son electronicos,

- el circuito electronico se alimenta con electricidad solamente cuando hay un desequilibrio de presion entre la camara de reaccion CR y la camara de control CC,

- el circuito electronico se alimenta de electricidad solamente cuando el piston se desplaza de su posicion de reposo,

- las condiciones determinadas en las que los medios del circuito electronico provocan la apertura de la electrovalvula se eligen de:

- una averfa de la parte mecanica del dispositivo,

- la medicion mediante el sensor de presion del conducto general de una bajada de presion superior a un umbral determinado (umbral absoluto o relativo y para una variacion (casi) instantanea o a lo largo de un periodo de tiempo dado),

- el circuito de control y control electronico comprende ademas una entrada de control directa de apertura y de cierre de la electrovalvula de puesta en contacto con la atmosfera del conducto general,

- la entrada de control directa de apertura y de cierre de la electrovalvula esta unida a un receptor de mando a distancia de frenado, (permite activar mediante mando a distancia un vaciado del conducto general al aire libre mediante el dispositivo sin esperar a que la bajada de presion provocada en la cabeza del tren se propague por toda la longitud del tren en el conducto general)

- el mando a distancia es mediante radiofrecuencia,

- el mando a distancia es por cable,

- el mando a distancia es mediante fibra optica,

- el dispositivo esta en un equipo de cola de tren,

- el equipo de cola de tren es una luz,

- el circuito de control y control electronico comprende ademas un registrador electronico (memoria informatica) de la presion del conducto general que permite el seguimiento y registro a lo largo del tiempo de las variaciones de presion en el conducto general,

- el circuito de control y control electronico comprende ademas un dispositivo de posicionamiento global GPS y la informacion de posicionamiento se registra ademas en el registrador electronico,

- por lo menos uno de los circuitos flufdicos del dispositivo comprende una purga, (en particular para vaciar de lfquido, pudiendo contener el aire comprimido vapor de agua que puede condensarse)

- por lo menos una de la camaras del dispositivo comprende una purga,

- un filtro para polvo esta dispuesto en la entrada del conducto general del dispositivo,

- por lo menos uno de los medios de ajuste comprende un testigo de seguridad, (hilo plomado por ejemplo),

- por lo menos uno de los medios de ajuste comprende un medio de bloqueo positivo, (doble tuerca, tuerca con

apriete automatico, tornillo, clavija...)

- el dispositivo comprende un cuerpo de metal,

- el dispositivo comprende un cuerpo de material de plastico,

- el cuerpo del dispositivo resulta del ensamblaje de por lo menos dos partes,

- cada parte del cuerpo se obtiene por moldeado,

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- se efectua un mecanizado en cada parte moldeada del cuerpo.

La invencion tambien se refiere a un equipo de cola de tren que comprende un dispositivo tal como el que se ha descrito.

Se entiende que al ser el dispositivo del tipo neumo-mecanico, las temporizaciones creadas pueden presentar duraciones que eventualmente pueden variar, debilmente, en funcion de las condiciones de funcionamiento que a veces pueden ser extremas y, por ejemplo, de la velocidad importante de la cafda de la presion del conducto general o de una frecuencia muy elevada de repeticion del frenado por un conductor de tren. En particular, hay que considerar la nocion de ajuste de los plazos de accionamiento de tiempos de acciones diferentes en primer lugar con las mismas condiciones (iniciales) de presion y/o de variacion de presion para ser significativo en teorfa.

La presente invencion, sin que por ello se limite, va a mostrarse ahora a modo de ejemplo con la descripcion que sigue de un modo de realizacion y en relacion con:

la figura 1 que representa un esquema de principio simplificado de los circuitos neumo-mecanicos del nucleo del dispositivo de la invencion,

las figuras 2, 3 y 4 que representan un plano esquematico en seccion de un mismo ejemplo de realizacion concreto del dispositivo de la invencion pero en tres estados funcionales,

la figura 5 que representa una seccion de un dispositivo segun la invencion,

la figura 6 que representa un esquema de principio simplificado de los circuitos neumo-mecanicos del nucleo de una variante de realizacion del dispositivo de la invencion,

la figura 7 que representa una primera aplicacion de la variante de realizacion de la figura 6, y

la figura 8 que representa una segunda aplicacion de la variante de realizacion de la figura 6.

El dispositivo de la invencion, en una version evolucionada, comprende cinco partes distintas. En primer lugar, el nucleo del dispositivo, que puede funcionar solo en una version simplificada, corresponde a la parte neumatica o neumo-mecanica, siendo estos terminos equivalentes en este caso. Las otras partes son la parte electroneumatica (o neumo-electronica), la parte de control a distancia o mando a distancia, la parte de localizacion por GPS y/o GSM, la parte de senalizacion luminosa de tipo luz. En versiones mas o menos evolucionadas, algunas de estas otras partes pueden omitirse. No obstante, en particular en el caso en el que se preve un mando a distancia, por lo menos la parte electroneumatica debe estar (en su totalidad o no) asociada debido a la necesidad de la presencia de una electrovalvula de contacto con el aire libre del conducto general.

El nucleo neumo-mecanico del dispositivo se esquematiza en la figura 1. El nucleo del dispositivo comprende tres valvulas de control mecanico, una valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2, una valvula de aislamiento C3 y una valvula de fuga C4 accionadas por los movimientos de un piston PC de control que puede desplazarse bajo el efecto de una diferencia de presion entre sus dos caras en correspondencia respectivamente con una camara de control CC y una camara de reaccion CR. El control mecanico mediante el piston de las tres valvulas de contacto con la atmosfera C2, de aislamiento C3 y de fuga C4 en caso de frenado esta desfasado en el tiempo, lo que se ha esquematizado por las lfneas discontinuas t1, t2 y t3 con t1 < t2 < t3 (preferentemente t2=t3, es decir que c2 y C4 se abren practicamente al mismo tiempo). El nucleo del dispositivo comprende tambien una valvula de derivacion C1 de control neumatico, accionando una diferencia de presion entre sus dos caras superior a un umbral determinado su apertura (o su cierre segun la modalidad de realizacion como podra verse en relacion con las figuras 6 a 8). Se dispone en paralelo (o en serie segun la modalidad de realizacion como podra verse en relacion con las figuras 6 a 8) de la valvula de derivacion C1 una derivacion que comprende una restriccion de paso en forma de una abertura de derivacion O1 lo que hace que solo pueda atravesarla un caudal limitado de aire. Las valvulas de contacto con la atmosfera C2 y de fuga C4 desembocan mediante salidas al aire libre, que se simboliza como ATM en la figura 1. La salida al aire libre de la valvula de fuga C4 comprende una restriccion (estrechamiento) de paso con forma de una abertura O3 de fuga. El conducto CG general esta directamente unido a la camara de control CC, por un lado, y a una primera cara de la valvula de derivacion C1 con su abertura de derivacion O1 en paralelo, por otro lado. La segunda cara de la valvula de derivacion C1 esta unida a la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2, por un lado, y a una primera cara de la valvula de aislamiento C3, por otro lado. La segunda cara de la valvula de aislamiento C3 esta unida a una camara de temporizacion CT y a la camara de reaccion CR y a la valvula de fuga C4. Las camaras de reaccion CR y de temporizacion CT estan por tanto en comunicacion. En la figura 1 se ha representado una union entre la camara de temporizacion CT y la camara de reaccion CR pero se entiende bien que serfa equivalente por ejemplo de unir esta ultima a la union de la segunda cara de la valvula de aislamiento C3, estando todos estos elementos en un mismo circuito comun, siendo estos equivalentes validos para todos los circuitos comunes.

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El piston PC se devuelve a una posicion de reposo determinada mediante un medio de retorno de tipo resorte cuando no hay diferencia de presion entre sus dos caras o, por lo menos, una diferencia de presion tan pequena que no permite el desplazamiento del piston. En esta posicion de reposo del piston, la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 se cierra, la valvula de aislamiento C3 se abre y la valvula de fuga C4 se cierra, accionandose estas tres valvulas mediante el piston. En esta posicion de reposo, si el conducto general que estaba a la presion atmosferica desde hace cierto tiempo se presuriza, la camara de control CC vera aumentar su presion mientras que la presurizacion de la camara de temporizacion CT y de la camara de reaccion CR va a ser mas progresiva. No obstante, el piston PC de control hace tope en su posicion de reposo y no va a desplazarse cuando la presion en la camara de control CC es superior a la presion en la camara de reaccion CR. En una variante que se describe mas abajo, se puede dejar que el piston vaya mas alla de su posicion de equilibrio en el caso en el que la presion en la camara de control Cc se vuelva superior a la presion en la camara de reaccion CR. Una vez se equilibre la presion entre la camara de control CC, la camara de temporizacion CT y la camara de reaccion CR el dispositivo esta en la configuracion en espera funcional en la que va a seguir las evoluciones de la presion en el conducto CG general y, segun las condiciones, poner en relacion con el aire libre el conducto CG general en caso de bajada rapida de la presion en el conducto Cg general.

Al cabo de un cierto tiempo, habiendose mantenido la presion en el conducto CG general, por ejemplo a 5 bar, las presiones en las camaras de control CC y de reaccion CR son identicas y el piston esta siempre en su posicion de reposo.

Si, ahora, hay una pequena fuga en el conducto CG general que acciona una bajada progresiva de su presion, bajada inferior a aproximadamente 0,3 bar/min, la abertura de derivacion O1 es tal que permite el equilibrado de las presiones entre la camara de control CC y la camaras de reaccion CR y de temporizacion CT. Por tanto el piston no se desplaza.

Por el contrario, si la bajada de presion en el conducto general es mas rapida ya que corresponde a un frenado o a una ruptura de enganche por ejemplo, la abertura de derivacion O1 ya no permite el reequilibrado de las presiones entre la camara de control CC y las camaras de reaccion CR y de temporizacion CT. Se crea por tanto un desequilibrio de presion entre la camara de control CC y la camara de reaccion CR que va a llevar al desplazamiento del piston. Los medios de control del piston permiten durante su desplazamiento los cierres/aperturas sucesivos de las valvulas de aislamiento C3 (cierre en un primer tiempo t1), de contacto con la atmosfera C2 (apertura en un segundo tiempo t2), de fuga C4 (apertura en un tercer tiempo t3).

Debido al hecho de que la valvula de derivacion C1 esta configurada para abrirse debido a una diferencia de presion superior a un valor determinado entre sus caras, la diferencia de presion entre el conducto CG general y la atmosfera por la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2 provoca esta abertura y un vaciado rapido del conducto CG general a traves de C1. Se observa que la puesta en practica de una camara de temporizacion (reserva de aire a presion) y de su aislamiento mediante la valvula de aislamiento C3 provoca una amplificacion de la deteccion de bajada de presion del conducto general mediante el piston PS ya que la presion en la camara de reaccion CR va a experimentar un descenso mucho menor (debido a la abertura O3 de fuga) que el del conducto CG general. Ademas, la seccion de reaccion del piston PC de control, en el lado de la camara de reaccion CR, aumenta un valor AS cuando se abre la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2, de ahf la nueva amplificacion, y disminuye un valor AS cuando vuelve a cerrarse la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2.

Por otro lado, la apertura de la valvula de fuga C4 va a accionar una bajada progresiva de la presion en las camaras de reaccion CR y de temporizacion CT que estan en comunicacion. Esta bajada progresiva depende del tamano de la abertura O3 de fuga. La diferencia de presion entre las camaras de reaccion CR y de control va a disminuir progresivamente y el piston va a terminar por desplazarse en el sentido contrario del anterior para volver hacia su posicion de reposo. Se obtiene como resultado que las valvulas de aislamiento C3, de contacto con la atmosfera C2, de fuga C4 se vuelven a cerrar/abren segun una secuencia inversa a la anterior. Ademas, la valvula de derivacion C1 va a terminar por volver a cerrarse debido a que la diferencia de presion entre sus dos caras se reduce. Se entiende que en funcion de las temporizaciones, condiciones de presion estaticas y dinamicas, la puesta en comunicacion del conducto general con la atmosfera, mediante el dispositivo de la invencion, puede repetirse varias veces durante un frenado. Finalmente, permaneciendo bajada o volviendo a subir la presion en el conducto general, el piston vuelve a su posicion de reposo. Si la presion vuelve a subir en el conducto general, la presion en la camara de temporizacion CT y de la camara de reaccion CR va a poder volver a subir tal como se ha explicado anteriormente.

Se puede observar en la figura 1 la presencia de un orificio de estrangulacion con referencia O2 que es una restriccion de paso destinada a reducir el caudal de aire durante el contacto con el aire libre del conducto general. En esta figura 1, el orificio de estrangulacion O2 puede disponerse en una parte A1 del circuito flufdico (entre C1 y C2+C3 o, mas precisamente, CE en las figuras 2 a 4) tal como se representa en las lfneas continuas. Este orificio de estrangulacion O2 puede incluso estar dispuesto en la salida del dispositivo, hacia la atmosfera ATM, (figura 5) tal como se representa en lfneas discontinuas.

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Se va a proceder a describir ahora un ejemplo de realizacion concreto del dispositivo de la invencion con pianos esquematicos como los representados en las figuras 2 a 5. En estas figuras, se puede constatar que el piston comprende varias partes interdependientes funcionalmente que permiten el accionamiento secuencial de las valvulas de contacto con la atmosfera C2, de aislamiento C3 y de fuga C4. En estas figuras tambien se han representado algunos de los elementos de una parte electroneumatica/electronica como un sensor de presion electronico CP para seguir la presion del conducto general (sensor dispuesto en este caso en la camara de control CC), detectores mecanicos de pistones de estado activado (y/o no activado) Eb1 y Eb2 que accionan contactos electricos (contacto de alarma 1 y contacto de alarma 2 respectivamente), un piston de contactor (contacto de piston) que detecta el desplazamiento del piston PC y una electrovalvula de puesta en contacto con la atmosfera del conducto CG general (electrovalvula EV y su valvula C5) asociandose una abertura de restriccion O5 a la misma. Ademas, un filtro de partfculas esta dispuesto en la entrada conducto general del dispositivo. Por otro lado, se representa un dispositivo de seguridad tipo un hilo plomado Pb1.

En lo que se refiere a detectores mecanicos de pistones de estado activado (y/o no activado) Eb1 y Eb2, se disponen en los circuitos neumaticos unidos a la camara de control CC y de los que una parte comprende una restriccion O4 y otra esta conmutada mediante la accion del piston PC de control. Estos circuitos estan destinados a crear diferencias de presion entre las dos caras de los detectores mecanicos de pistones Eb1 y Eb2 cuando se producen variaciones de presion en la camara de control y a facilitar su retorno a un estado de reposo mediante igualacion de las presiones (cortocircuito en paralelo de O4).

En la figura 2, el dispositivo esta en estado de reposo (sin aire). Las valvulas C1, C2, C4, C5 entonces estan cerradas. La valvula C3 se abre un valor Ho. El plazo de retardo de apertura de la valvula de fuga depende de una distancia ajustable Co entre unos medios unidos al piston y a la valvula. Debe observarse que los ajustes de los lados Ho y Co deben efectuarse cuando el aparato este a presion y listo para funcionar.

Durante la etapa de llenado (presurizacion del conducto CG general), la presion que proviene del conducto CG penetra en el dispositivo y entra simultaneamente en los canales A1 y A2. Para A1, puede llevarse la valvula C1 a abrirse inicialmente de manera breve debido a la diferencia de presion inicial importante entre sus caras. Se produce un llenado de la camara de temporizacion CT y de la camara de reaccion CR. En la practica, la presion del conducto CG general penetra en el canal A1 a traves de C1 que se abre en plena apertura en el sentido de paso hacia una camara de escape CE en comunicacion con la camara de temporizacion CT a traves de la valvula C3 cuya apertura pasa de Ho a la apertura plena por la accion de la presion del conducto CG general que, al entrar en la camara de control CC, actua directamente sobre el piston PC que desplaza la valvula C3 y provoca su apertura plena (mas alla de Ho). Se produce tambien un llenado de la camara de reaccion por aire comprimido ya que la presion que proviene del conducto CG general, preferentemente a traves de la camara de temporizacion CT, pasa a la camara de reaccion CR. El aire de la camara de reaccion que actua sobre el piston PC va a provocar, a medida que aumenta su presion, la disminucion de la apertura de la valvula C3 hasta obtener de la cota de apertura Ho que se alcanza cuando las presiones en las camaras de control CC y de reaccion CR son iguales.

Se produce tambien un llenado de una camara de escape de temporizacion CET ya que desde la camara de reaccion CR el aire a presion entra en la camara CET a traves de un canal A3. En el extremo de la camara de escape de temporizacion CET, la valvula C4 esta en posicion cerrada gracias a un resorte R4. El ajuste del juego Co, obtenido mediante ajuste con la ayuda del tornillo VrCo permite regular el tiempo de reaccion entre el contacto con la atmosfera del conducto CG general por la apertura de la valvula C2 y el contacto con la atmosfera de la camara de temporizacion CT por la apertura de la valvula C4. La presion nominal del conducto general es de 5 bar.

Una vez equilibradas las presiones en el dispositivo, este esta en estado en espera funcional. El piston PC esta en reposo y la camara de reaccion CR esta, a traves de la apertura Ho de la valvula C3 y a traves del orificio O1 de la valvula C1, en comunicacion con el conducto CG general. La camara de control CC esta en comunicacion con el conducto CG general a traves del canal A2. Se puede indicar que el estado de reposo (sin aire) representado en la figura 2 es identico al estado en espera funcional desde el punto de vista de las posiciones de las valvulas y del piston.

El dispositivo en estado en espera funcional esta listo para identificar una orden de frenado y transformarla en orden de puesta en comunicacion con la atmosfera del conducto CG general.

La accion de frenado por el grifo de maquinista va a accionar una primera depresion en el conducto CG general que va a propagarse en las camaras de control CC y de reaccion CR, de una manera diferente con un diferencial de presion AP creado por la reduccion de paso debido al orificio calibrado O1 en la valvula C1. Se obtiene como resultado una presion superior en la camara de reaccion en relacion con la camara de control CC. Este diferencial de presion entre la camara de control CC y la camara de reaccion CR va a presentar como consecuencia romper el estado de equilibrio del conjunto de los equipos moviles constituidos por los pistones PC y la valvula C2, por los resortes R2, R5, por las valvulas C3, C4 y por el resorte R1 (valvula C1) lo que va a accionar:

- Por un lado, el desplazamiento del conjunto del piston PC y la valvula C2 que se traduce en una disminucion de la cota Ho hasta el cierre total de la valvula C3 que tendra como efecto instantaneo el aumento del

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diferencial de presion entre la camara de reaccion CR y de control CC, despues producir la apertura de la valvula C2 que va a poner en contacto el conducto CG general con la atmosfera a traves de la valvula C1, el canal A1 y el orificio de estrangulacion O2.

- Por otro lado, va a accionar el desplazamiento de la valvula C4 cuya posicion permanecera cerrada hasta que se ponga en contacto con el tornillo VrCo de ajuste a partir del cual la valvula C4 comenzara a abrirse para alcanzar su apertura plena mientras que se obtiene la apertura plena de la valvula C2 que pone en contacto el conducto CG general con la atmosfera a traves del orificio de estrangulacion O2.

El contacto con la atmosfera del conducto CG general a traves de la valvula C2 y el canal A4 provoca, por un lado, un aumento de la seccion de reaccion del piston PC (en el lado de la camara de reaccion CR), por otro lado, un aumento de la depresion en la camara de control CC debido al contacto con la atmosfera del conducto CG general. Estas dos acciones simultaneas van a provocar:

- Por un lado, la apertura plena de la valvula C2 y el contacto con la atmosfera del conducto CG general a traves del orificio de estrangulacion O2.

- Por otro lado, la apertura de la valvula C4 y el contacto con la atmosfera de la camara de temporizacion CT y de la camara de reaccion CR a traves del canal A3 y el orificio O3.

Cuando la cafda de presion en la camara de reaccion CR alcanza el valor de la presion de la camara de control CC y gracias al resorte de retorno R2 del piston PC, el cierre progresivo de la valvula C2 va a accionar:

- Una disminucion de la seccion del piston PC (en el lado de la camara de reaccion CR).

- Un aumento de la presion en la camara de control CC debido al efecto de igualar la presion del conducto CG general en toda la longitud de tren.

Estos dos ultimos efectos permiten garantizar el cierre de la valvula C4 y la apertura a Ho de la valvula C3 y permitir asf volver a preparar la temporizacion (llenado de la camara de temporizacion CT).

La figura 3 aporta una representacion de un estado intermedio de inicio de contacto con la atmosfera del conducto general. En este estado intermedio, el piston ha comenzado a desplazarse y la valvula C3 se ha cerrado, la valvula C2 todavfa permanece cerrada al igual que la valvula C4. Se puede observar que los detectores Eb1 y Eb2 se han activado y los contactos de alerta 1 y 2 se han movido (pueden poner en marcha el equipo electronico asociado o presentar otras funciones). En este ejemplo de realizacion el contacto de piston no se ha movido todavfa ya que el desplazamiento del piston todavfa es insuficiente.

La figura 4 aporta una representacion de un estado con contacto con la atmosfera del conducto general. En este estado, el piston ha continuado su recorrido hasta que la valvula C2 se abre asf como la valvula C4. Se obtiene como resultado que C1 se ha abierto. Esta vez, en este ejemplo, el contacto de piston se ha movido.

Si tras un primer ciclo de contacto con la atmosfera del conducto CG general, la orden de frenado sigue estando activa, el dispositivo detectara la continuacion de la bajada de presion en el conducto CG general e iniciara un nuevo ciclo de contacto con la atmosfera del conducto CG general como el descrito anteriormente. El inicio de nuevos ciclos de contacto con la atmosfera del conducto CG general continuara mientras se detecte orden de frenado y exista una presion suficiente en el conducto CG general. Asf, para un frenado de emergencia, la repeticion de los ciclos se realizara hasta la obtencion de una presion en el conducto CG general sustancialmente igual a la presion atmosferica.

Se va a proceder a analizar ahora lo que sucede cuando hay una accion de aflojar los frenos del tren. Si, en un ciclo de contacto con la atmosfera del conducto CG general, el maquinista efectua un afloje del freno, lo que conlleva un aumento de la presion en el conducto CG general, el dispositivo va a reaccionar ante el aumento de presion en la camara de control CC lo que va a traducirse en un retorno a la posicion de reposo (C3 abierta a Ho o aun mas abierta segun el modo de realizacion) en particular con el cierre de la valvula C2.

En el caso de una fuga lenta en el conducto general, es decir de una cafda de aproximadamente 0,3 bar/min o menos, la cafda de presion en la camara de reaccion CR es practicamente identica a la de la camara de control CC gracias al calibrado del orificio O1 que garantiza un paso para el aire y gracias a la apertura Ho de la valvula C3. Se obtiene como resultado que el piston no se solicita y que los sistemas moviles se mantienen en sus posiciones de reposo manteniendo en particular la valvula C2 cerrada.

El dispositivo de la invencion dispone por tanto de una valvula C1 de tipo “by-pass” en paralelo con un orificio O1 calibrado de caudal reducido, pasando la valvula C1 a gran caudal cuando se abre y dejando pasar el orificio calibrado O1 un pequeno caudal cuando la valvula C1 se cierra. El calibrado del paso es suficiente como para evitar el contacto con la atmosfera del conducto CG general en caso de fuga lenta provocando una cafda de presion

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inferior a aproximadamente 0,3 bar/min. La valvula C1 de tipo “by-pass” esta situada en una camara de llegada del conducto general ACG y en la que se establecen comunicaciones con la camara de reaccion CR a traves de la valvula C1, el canal A1, la valvula C3, y con la camara de control CC a traves del canal A2. Una configuracion de este tipo permite la creacion, durante una orden de frenado, de un diferencial de presion entre las camaras de control cC y de reaccion CR lo que va a accionar el desplazamiento de las valvulas C2, C3 y C4. La valvula C4, situada en el interior de la camara de escape de temporizacion CET, esta unida a la valvula C2. Gracias a la disposicion de las valvulas C3, C2 y C4, la apertura de la valvula C2 que provoca el contacto con la atmosfera del conducto CG general solamente puede producirse si la valvula C3 se cierra, lo que afsla la camara de temporizacion CT de la camara de escape CE. Ademas, la apertura de la valvula C4 solamente puede producirse cuando la valvula C2 se abre. Cuando la valvula C4 se abre, el aire a presion de la camara de temporizacion CT se escapa a la atmosfera a traves del orificio calibrado O3 que determina mediante su diametro la temporizacion necesaria para que la presion de la camara de temporizacion se equilibre con la de la camara de control CC, lo que va a accionar el cierre de la valvula C2. Debido a la estructura funcional del dispositivo, hay posibilidad de reconduccion del ciclo de contacto con la atmosfera del conducto CG general mientras se mantenga la orden de frenado. El ajuste de la posicion de equilibrio del conjunto de los equipos moviles del piston PC se realiza con el dispositivo en reposo alimentado al valor de la presion del conducto Cg general de aproximadamente 5 bar, en particular para ajustar el valor Ho que corresponde al valor de apertura de la valvula C3 de alimentacion de la camara de temporizacion CT y de la camara de reaccion CR.

Las temporizaciones de las acciones del piston sobre las valvulas se pueden ajustar y se va a proceder a describir ahora ciertos ajustes posibles. En lo que se refiere al ajuste del tiempo de apertura de la valvula C2 para el contacto con la atmosfera del conducto CG general, la duracion del contacto con la atmosfera depende del tiempo necesario para equilibrar las presiones entre la camara de control CC y las camaras de reaccion CR y de temporizacion CT por su contacto con la atmosfera a traves de la valvula C4 y del orificio O3. El ajuste de la temporizacion se realiza mediante el ajuste del caudal en el orificio O3.

Un tornillo VrCo permite mediante el ajuste de la cota Co hacer coincidir el comienzo de la temporizacion, comienzo que se corresponde con el contacto con la atmosfera de la camara de temporizacion CT por la apertura de la valvula C4, con el contacto con la atmosfera del conducto CG general por la apertura de la valvula C2.

El juego Ho que se corresponde con la apertura de la valvula C3 en el estado en espera funcional puede ajustarse por medio de un tornillo VrHo que se bloquea en rotacion mediante las dos patas que se alojan en el espacio de un travesano de la cola del piston PC e impide tambien su rotacion. Una tuerca Evrs, por su rotacion, permite subir o bajar el tornillo VrHo y garantiza asf el ajuste preciso de la cota. Tres tornillos V1 y un emplomado Pb1 impiden cualquier el desajuste.

En unas variantes, son posibles otros ajustes. Ademas ciertos elementos del dispositivo pueden volverse intercambiables para la adaptacion del dispositivo a otras condiciones operativas. Ese puede ser el caso, a modo de ejemplo, de la valvula de derivacion C1, la que permite elegir el tamano de la abertura de derivacion O1 (en el caso de que este integrada a la valvula) y/o el umbral de presion para la apertura de dicha valvula C1. En una variante la valvula de derivacion C1 y la abertura de derivacion O1 son dos elementos distintos que eventualmente se vuelven amovibles y, eventualmente, cada uno es ajustable.

La figura 5 detalla un ejemplo de realizacion de la invencion. En la seccion parcial correspondiente, la valvula de derivacion C1 y la abertura de derivacion O1 no son visibles. El dispositivo de ayuda al frenado comprende un cuerpo en dos partes principales 1 y 2 que se ensamblan juntas. Se encuentra en la figura 5, por un lado, la camara de temporizacion CT, por otro lado, la camara de control Cc y la camara de reaccion CR en la que esta dispuesto el piston PC de control. El piston PC controla la valvula de puesta en contacto con la atmosfera C2, la valvula de aislamiento C3 y la valvula de fuga C4. El piston y los medios de accionamiento de valvulas asociados se someten a esfuerzos de resortes, entre ellos un resorte R2 de retorno a la posicion de reposo del piston y resortes R3, R5 este ultimo en relacion con un medio de deslizamiento controlado mediante el piston y que acciona las valvulas C2, C3. Se encuentran los circuitos flufdicos: A1 unido a la camara de escape CE, A2 unido a la camara de control CC, A3 hacia la camara de escape de temporizacion CET y la valvula de fuga C4 correspondiente. En relacion con esta ultima valvula C4, hacia la parte inferior de la figura 5, se encuentra un resorte R4 de empuje para el accionamiento de dicha valvula C4, la abertura O3 de fuga ajustable, el tornillo VrCo de ajuste del momento de inicio de apertura de dicha valvula C4 y unos medios de seguridad de tipo de hilo plomado Pb2 y tuerca de bloqueo Rf. En relacion con las valvulas C2 y C3, hacia la parte superior de la figura 5, ademas de los resortes R3 y R5, se encuentra el circuito A4 que sirve para el contacto con el aire libre del conducto general cuando C2 se abre, el tornillo VrHo, el orificio de estrangulacion O2 y unos medios de seguridad. Asf, en este ejemplo, el orificio de estrangulacion O2 esta en la salida del dispositivo. Entre estos ultimos se encuentra un hilo plomado Pb1, una tuerca de bloqueo Evrs y tornillo de bloqueo V1. Se ponen en practica unos medios de estanqueidad, en particular de tipo de juntas toricas, con el fin de aislar neumaticamente las diferentes partes del dispositivo que deben estarlo.

Se va a proceder ahora a resumir el funcionamiento del dispositivo descrito hasta el momento, despues a presentar una variante de realizacion. Se recuerda que el dispositivo de ayuda al frenado no debe poner el conducto CG general en contacto con la atmosfera cuando exista una fuga lenta en este ultimo, por ejemplo cuando la fuga es

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inferior o igual a aproximadamente 0,3 bar/min, lo que puede corresponder a una eliminacion de sobrecarga.

En el dispositivo de las figuras 1 a 5, en el estado de reposo y de equilibrio, la valvula C3 se abre un valor Ho y la presion en la camara de control CC, unida al conducto Cg general, es sustancialmente igual a la de la camara de reaccion CR ya que estas dos camaras estan unidas entre si mediante el canal A2 al canal ACG (a la presion del conducto general), estando este ultimo unido a traves del orificio O1 de la valvula C1, el canal A1, la camara CE y la apertura Ho de la valvula C3 a la camara de temporizacion CT, comunicandose esta ultima con la camara de reaccion CR.

En el caso de una fuga lenta en el conducto general, la cafda de presion se propaga de una manera sustancialmente uniforme en las camaras CC y CR gracias al orificio O1 de la valvula de derivacion C1 (cerrado), en el que el calibrado del orificio esta adaptado para un umbral de 0,3 bar/min en este ejemplo. Se obtiene como resultado una ausencia de movimiento del piston de control debido a que el diferencial de presion entre la camara CC y la camara CR es practicamente nulo, lo que evita que la valvula C2 de contacto con la atmosfera del conducto general se abra.

En el caso de un frenado de emergencia o incluso de servicio, el diferencial de presion entre la camara de temporizacion CT y el conducto general sobrepasa el lfmite de 0,3 bar/min y no hay reequilibrado entre las presiones en el interior del dispositivo debido al reducido tamano del orificio O1. Se obtiene como resultado que el piston de control se desplaza y la valvula C3 se cierra y afsla el conducto general de la camara de reaccion CR, lo que interrumpe la cafda de presion en la camara de reaccion CR. Al continuar la cafda de presion en el conducto Cg general, hay entonces un aumento del diferencial de presion entre la camara de control Cc y la camara de reaccion CR, lo que acciona una apertura aun mas rapida de la valvula C2 de contacto con la atmosfera del conducto CG general. Ademas, la valvula de derivacion C1 termina por abrirse, amplificando la respuesta del dispositivo a la bajada de presion en el conducto general.

En la variante de realizacion del dispositivo esquematizada en la figura 6, la valvula de derivacion C1' (con su abertura de derivacion O1 calibrada en serie esta vez en lugar de estar en paralelo) ya no esta dispuesta en serie (figuras 1 a 5) sino en paralelo: por un lado, la camara de temporizacion CT esta unida al conducto CG general por medio de la valvula de derivacion C1' y de su abertura de derivacion O1 calibrada y, por otro lado, las valvulas de contacto con la atmosfera C2 y de aislamiento C3 (por medio de la camara de escape CE) estan unidas al conducto general mediante un canal A1' que comprende, preferentemente, un orificio de estrangulacion (restriccion de paso) O2. Ademas, en reposo, en el equilibrio, la valvula de aislamiento C3 se cierra y la valvula de derivacion C1' se abre (se cierra cuando se presenta un diferencial de presion superior a un umbral entre sus dos caras).

Se puede observar en la figura 6 la presencia de un orificio de estrangulacion con referencia O2 que es una restriccion de paso destinada a reducir el caudal de aire durante el contacto con el aire libre del conducto general. En esta figura 6, el orificio de estrangulacion O2 puede disponerse en una parte A1' (o A1”, figura 8) del circuito flufdico (entre CG y C2+C3 o, mas precisamente, CE, figuras 7, 8) tal como se representa en lfneas discontinuas. Este orificio de estrangulacion O2 puede incluso disponerse en la salida del dispositivo, hacia la atmosfera ATM, (figura 6) tal como se representa en lfneas continuas.

En una primera aplicacion representada en la figura 7 de la variante de realizacion esquematizada en la figura 6, en el estado de reposo y de equilibrio, la valvula C3 se cierra y la presion en la camara de control CC, unida al conducto CG general, es sustancialmente igual a la de la camara de reaccion CR ya que estas dos camaras estan unidas entre sf mediante el canal A2 al canal ACG (a la presion del conducto general), estando este ultimo unido a traves de un canal A6 mediante el orificio O1 de la valvula C1' que se mantiene abierta, apertura Ho', gracias al resorte R1', despues un canal A7 unido a la camara de temporizacion CT, comunicandose esta ultima con la camara de reaccion CR.

En el caso de una fuga lenta en el conducto general, la cafda de presion se propaga de una manera sustancialmente uniforme en las camaras CC y CR gracias al orificio O1 de la valvula de derivacion C1' que permanece abierto gracias al resorte R1', estando el calibrado del orificio O1 + el calibrado del resorte R1' adaptados para un umbral de 0,3 bar/min en este ejemplo (ausencia de reaccion del sistema para una cafda de presion <= 0,3 bar/min). Se obtiene como resultado una ausencia de movimiento del piston de control debido a que el diferencial de presion entre la camara CC y la camara CR es practicamente nulo, lo que evita que la valvula C2 de contacto con la atmosfera del conducto general se abra.

En el caso de un frenado de emergencia o incluso de servicio, el diferencial de presion entre la camara de temporizacion CT y el conducto general sobrepasa el lfmite de 0,3 bar/min y no hay reequilibrado entre las presiones en el interior del dispositivo debido al reducido tamano del orificio O1 y el calibrado del resorte R1' que hace que la valvula de derivacion C1' se cierre para una cafda de presion > 0,3 bar/min. Se obtiene como resultado que el piston de control se desplaza y abre la valvula C2 de contacto con la atmosfera del conducto general. De manera contraria al primer ejemplo (figura 1) en el que la valvula C3 se abre el valor Ho cuando el aparato esta en reposo y en equilibrio, en este caso (figuras 6, 7 y 8), la valvula de aislamiento C3 se cierra cuando el aparato esta en reposo. Esta valvula C3 se abre (figuras 6, 7 y 8) cuando la presion en la camara de control CC es superior a la presion en la camara de reaccion CR.

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En una segunda aplicacion representada en la figura 8 de la variante de realizacion esquematizada en la figura 6, en el estado de reposo y de equilibrio, la valvula C3 se cierra y la presion en la camara de control CC, unida al conducto CG general, es sustancialmente igual a la de la camara de reaccion CR ya que estas dos camaras estan unidas entre si mediante el canal A2 al canal ACG (a la presion del conducto general), estando este ultimo unido a traves de un canal A6 mediante el orificio O1 de la valvula C1” que se mantiene abierta gracias al resorte R1”, despues un canal A7 unido a la camara de temporizacion CT, comunicandose esta ultima con la camara de reaccion CR. Se observa que en relacion con la figura 6, la valvula C1' y su resorte R1' se han cambiado por C1” y R1”. En efecto, la valvula C1” y su resorte R1” se configuran en este caso para cerrarse para una presion en el conducto general inferior o igual a sustancialmente 4,5 bar y permanecer cerrados mientras la presion en el conducto general se mantenga inferior o igual a sustancialmente 4,5 bar.

Como anteriormente, en el caso de una fuga lenta en el conducto general, la cafda de presion se propaga de una manera sustancialmente uniforme en las camaras CC y CR gracias al orificio O1 de la valvula de derivacion C1” que permanece abierto gracias al resorte R1”, estando el calibrado del orificio O1 adaptado para un umbral de 0,3 bar/min y el del resorte R1” a 4,5 bar (la valvula C1” se cierra cuando el diferencial de presion entre sus dos caras alcanza y sobrepasa 5 (presion normal del CG) - 4,5 bar, es decir 0,5 bar) en este ejemplo. Se obtiene como resultado una ausencia de movimiento del piston de control debido a que el diferencial de presion entre la camara CC y la camara CR es practicamente nulo, lo que evita que la valvula C2 de contacto con la atmosfera del conducto general se abra.

Asf, en relacion con la primera aplicacion, figura 7, esta segunda aplicacion, figura 8, comprende una valvula C1” cuyo resorte R1” esta calibrado a 0,5 bar y la valvula C1” se cierra cuando el diferencial de presion entre sus dos caras alcanza y sobrepasa 0,5 bar. Asf, en el caso de un frenado de emergencia o incluso de servicio, el diferencial de presion entre la camara de temporizacion CT y el conducto general sobrepasa el lfmite de 0,3 bar/min y no hay reequilibrado entre las presiones en el interior del dispositivo y se obtiene como resultado que el piston de control se desplaza y abre la valvula C2 de contacto con la atmosfera del conducto general. Ademas, la valvula de derivacion C1” se cierra cuando la presion del conducto CG general desciende hacia 4,5 bar (suponiendo una presion inicial del conducto general a 5 bar en reposo/equilibrio). Se obtiene como resultado que se interrumpe la cafda de presion en la camara de temporizacion, lo que aumenta aun mas el diferencial de presion entre la camaras de reaccion CR y de control CC si la presion en el conducto CG general continua disminuyendo. Se observa que, en las figuras 7 y 8, el orificio de restriccion O2 esta en la salida del dispositivo hacia la atmosfera.

Se comprende que la invencion presentada en cuanto a su principio general puede realizarse segun otras formas distintas de la mostrada a modo de ejemplo. El dispositivo realizado puede comprender mas o menos posibilidades de ajuste segun las necesidades y estar eventualmente asociado a otros dispositivos que le aporten un aumento de seguridad y/u otras funcionalidades. Por ejemplo, la camara de temporizacion CT y la camara de reaccion CR pueden reunirse en una sola camara de reaccion de gran volumen que acciona el piston en lugar de ser dos camaras independientes unidas mediante un circuito flufdico. Finalmente, cada uno de los elementos puestos en practica (valvulas C1, C2, C3, C1', C1”, R1 etc.) con sus valores propios de reaccion puede utilizarse en otras combinaciones compatibles de estos elementos segun los principios generales de los circuitos presentados.

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   REIVINDICACIONES

   1. Dispositivo de ayuda al frenado de material ferroviario rodante, estando el frenado de dicho material controlado por unas variaciones a la baja de presion de aire comprimido en un conducto general, comprendiendo el dispositivo unido a dicho conducto general unos medios detectores y efectores asf como unos circuitos flufdicos entre dichos medios detectores y efectores, analizando dichos medios detectores y efectores las variaciones de presion en dicho conducto y provocando una puesta en relacion con la atmosfera de dicho conducto general cuando tiene lugar un frenado, siendo los medios detectores y efectores del dispositivo neumo-mecanicos, estando los medios detectores y efectores y los circuitos flufdicos del dispositivo configurados para no provocar la puesta en relacion con la atmosfera del conducto general a menos que se produzca una variacion temporal de presion superior a un umbral determinado, teniendo solamente dicho contacto con la atmosfera del conducto general una duracion predeterminada,

   caracterizado por que los medios detectores y efectores y los circuitos flufdicos del dispositivo son por lo menos un piston de control cuya primera cara esta en una camara de reaccion (CR) y la segunda cara en una camara de control (CC), pudiendo el piston de control desplazarse bajo el efecto de una diferencia de presion entre la camara de reaccion y la camara de control, permitiendo un medio de retorno elastico devolver dicho piston a una posicion de reposo en ausencia de diferencia de presion,

   estando la camara de control (CC) unida directamente al conducto general y estando la camara de reaccion (CR) unida directamente a una camara de temporizacion (CT), estando un circuito flufdico de derivacion como derivacion del conducto general establecido con la camara de temporizacion, comprendiendo dicho circuito flufdico de derivacion en su trayectoria por lo menos, por un lado, una valvula de derivacion (C1 o C1' o C1”) que se puede abrir o cerrar en funcion de una diferencia de presion entre sus dos caras y, por otro lado, una abertura de derivacion (O1) calibrada, permitiendo solamente dicha abertura de derivacion (O1) un paso reducido de aire, estando dicho circuito flufdico de derivacion configurado para permitir equilibrar las presiones entre la camara de reaccion (CR) y la camara de control (CC) para una variacion temporal de presion en el conducto general inferior a un umbral determinado, preferentemente inferior a 0,3 bar/min.
2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los medios detectores y efectores y los circuitos flufdicos del dispositivo son por lo menos:

   - un piston de control cuya primera cara esta en una camara de reaccion (CR) y la segunda cara en una camara de control (CC), pudiendo el piston de control desplazarse bajo el efecto de una diferencia de presion entre la camara de reaccion y la camara de control, permitiendo un medio de retorno elastico devolver dicho piston a una posicion de reposo en ausencia de diferencia de presion, permitiendo el piston de control accionar en apertura y cierre una valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2), una valvula de aislamiento (C3) y una valvula de fuga (C4),

   - una camara de temporizacion (CT) que permite almacenar aire comprimido y unida a la valvula de fuga (C4), permitiendo la valvula de fuga poner en comunicacion o no la camara de temporizacion (CT) con la atmosfera por medio de una abertura (O3) de fuga calibrada, permitiendo solamente dicha abertura un paso reducido del aire,

   - una valvula de derivacion (C1) que se puede abrir o cerrar en funcion de una diferencia de presion entre sus dos caras y que comprende en paralelo una abertura de derivacion (O1) calibrada, permitiendo solamente dicha abertura un paso reducido del aire que llega a dicha valvula de derivacion,

   y por que la camara de control (CC) esta unida directamente al conducto general y la camara de reaccion (CR) esta unida directamente a la camara de temporizacion, estando un circuito flufdico de derivacion como derivacion del conducto general establecido con la camara de temporizacion, comprendiendo dicho circuito flufdico de derivacion en su trayectoria, la valvula de derivacion (C1) con su abertura de derivacion (O1) calibrada en paralelo y la valvula de aislamiento (C3), estando la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2) dispuesta en acoplamiento sobre dicho circuito flufdico de derivacion entre la valvula de derivacion (C1) y la valvula de aislamiento (C3),

   y por que en espera, habiendose establecido una presion nominal de aire comprimido en el conducto general durante un tiempo suficiente como para poner en espera dicho dispositivo, estando el piston en su posicion de reposo, estando la camara de temporizacion (CT) y la camara de reaccion (CR) a una presion sustancialmente igual a la del conducto general, la valvula de derivacion (C1) se cierra, la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2) se cierra, la valvula de aislamiento (C3) se abre y la valvula de fuga (C4) se cierra,

   y el dispositivo comprende unos medios para que, cuando a un tiempo t0 la presion en el conducto general baje de tal manera que se cree una diferencia de presion entre la camara de reaccion (CR) y la camara de control (CC) debido a que el reducido tamano de la abertura de derivacion (O1) de la valvula de derivacion (C1) no permite el reequilibrado de las presiones entre las dos camaras, el piston de control se desplace y provoque, en un primer tiempo t1, el cierre de la valvula de aislamiento (C3) y despues, en un segundo tiempo t2, la apertura de la valvula

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   de puesta en contacto con la atmosfera (C2) y despues, en un tercer tiempo t3, la apertura de la valvula de fuga (C4) lo cual provoca un vaciado progresivo de la camara de temporizacion (CT) y de la camara de reaccion (CR), devolviendo el reequilibrado de las presiones entre las dos camaras de reaccion (CR) y de control (CC) al cabo de un tiempo determinado en funcion de la abertura de fuga (O3) calibrada, el piston hacia su posicion de reposo.
3. 3. Dispositivo segun la reivindicacion 2, caracterizado por que el plazo entre t0 y el primer tiempo t1 es ajustable, en espera, el piston en reposo, presentando la valvula de aislamiento (C3) abierta una altura de abertura de paso Ho ajustable, variando en funcionamiento la altura de abertura de paso en relacion con los desplazamientos del piston de control para abrir o cerrar dicha valvula de aislamiento (C3).
4. 4. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los medios detectores y efectores y los circuitos flufdicos del dispositivo son por lo menos:

   - un piston de control cuya primera cara esta en una camara de reaccion (CR) y la segunda cara en una camara de control (CC), pudiendo el piston de control desplazarse bajo el efecto de una diferencia de presion entre la camara de reaccion y la camara de control, permitiendo un medio de retorno elastico devolver dicho piston a una posicion de reposo en ausencia de diferencia de presion, permitiendo el piston de control accionar en apertura y cierre una valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2), una valvula de aislamiento (C3) y una valvula de fuga (C4),

   - una camara de temporizacion (CT) que permite almacenar aire comprimido y unida a la valvula de fuga (C4), permitiendo la valvula de fuga poner en comunicacion o no la camara de temporizacion (CT) con la atmosfera por medio de una abertura (O3) de fuga calibrada, permitiendo solamente dicha abertura un paso reducido del aire,

   - una valvula de derivacion (C1' o C1”) que se puede abrir o cerrar en funcion de una diferencia de presion entre sus dos caras y que comprende en serie una abertura de derivacion (O1) calibrada, permitiendo solamente dicha abertura un paso reducido del aire que llega a dicha valvula de derivacion

   y por que la camara de control (CC) esta unida directamente al conducto general y la camara de reaccion (CR) esta unida directamente a la camara de temporizacion, estando un circuito flufdico de derivacion como derivacion del conducto general establecido con la camara de temporizacion, comprendiendo dicho circuito flufdico de derivacion en su trayectoria la valvula de derivacion (C1' o C1”) y la abertura de derivacion (O1) calibrada,

   el conducto general esta unido mediante un circuito flufdico (A1') a la vez a la valvula de aislamiento (C3) y a la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2),

   y por que en espera, habiendose establecido una presion nominal de aire comprimido en el conducto general durante un tiempo suficiente como para poner en espera dicho dispositivo, estando el piston en su posicion de reposo, estando la camara de temporizacion (CT) y la camara de reaccion (CR) a una presion sustancialmente igual a la del conducto general, la valvula de derivacion (C1' o C1”) se abre, la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2) se cierra, la valvula de aislamiento (C3) se cierra y la valvula de fuga (C4) se cierra,

   y el dispositivo comprende unos medios para que, cuando a un tiempo t0 la presion en el conducto general baje de tal manera que se cree una diferencia de presion entre la camara de reaccion (CR) y la camara de control (CC) debido a que el reducido tamano de la abertura (O1) de derivacion no permite el reequilibrado de las presiones entre las dos camaras, el piston de control se desplace y provoque, en un primer tiempo t1, la continuacion del cierre de la valvula de aislamiento (C3) y despues, en un segundo tiempo t2, la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2) y despues, en un tercer tiempo t3, la apertura de la valvula de fuga (C4) lo cual provoca un vaciado progresivo de la camara de temporizacion (CT) y de la camara de reaccion (CR), devolviendo el reequilibrado de las presiones entre las dos camaras de reaccion (CR) y de control (CC) al cabo de un tiempo determinado en funcion de la abertura (O3) de fuga calibrada, el piston hacia su posicion de reposo.
5. 5. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la valvula de derivacion (C1 o C1' o C1”) que se puede abrir o cerrar en funcion de una diferencia de presion entre sus dos caras comprende un resorte (R1 o R1' o R1”) calibrado para permitir solamente el desplazamiento de la valvula para una variacion de presion temporal superior a 0,3 bar/min.
6. 6. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado por que el circuito flufdico que permite la puesta en contacto con el aire libre del conducto general a traves de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2) comprende un orificio de estrangulacion (O2) destinado a reducir el caudal en dicho circuito cuando tiene lugar la union directa entre el aire libre y el conducto general.
7. 7. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado por que la apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2) solamente puede tener lugar cuando la valvula de aislamiento (C3) esta cerrada, siendo accionadas la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2) y la valvula de aislamiento (C3)

   mediante un elemento de accionamiento comun accionado a su vez por el piston, formando el cierre de la valvula de aislamiento (C3) un tope para el elemento de accionamiento comun.
8. 8. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado por que el plazo entre el inicio del 5 segundo tiempo t2 de apertura de la valvula de puesta en contacto con la atmosfera (C2) y el inicio del tercer tiempo

   t3 de apertura de la valvula de fuga (C4) es ajustable, en espera, el piston en reposo, estando la valvula de fuga (C4) dispuesta a una distancia Co ajustable de un elemento de empuje que esta destinado, cuando esta apoyado sobre la valvula de fuga (C4), a abrir dicha valvula de fuga, variando en funcionamiento la distancia entre la valvula de fuga (C4) y el elemento de empuje en relacion con los desplazamientos del piston de control para abrir o cerrar dicha 10 valvula de fuga (C4).
9. 9. Dispositivo segun la reivindicacion 8, caracterizado por que el elemento de empuje es inmovil y la valvula de fuga (C4) es solidaria al piston.

   15 10. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende ademas un

   circuito de control y control electronico y una electrovalvula de puesta en contacto con la atmosfera del conducto general y por lo menos un sensor, estando dicha electrovalvula cerrada normalmente, siendo dicho por lo menos un sensor un sensor de presion del conducto general, comprendiendo dicho circuito electronico unos medios que provocan la apertura de la electrovalvula en condiciones determinadas en funcion de las mediciones del/de los 20 sensor(es).