ES2835806T3 - Vehículo de medición de vías y procedimiento para el registro de una geometría de vía - Google Patents
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Abstract
Vehículo de medición de vías (1) para el registro de una geometría de vía de una vía (2) con un bastidor de vehículo (5), que se puede desplazar sobre dos raíles (3) de una vía (2) y que presenta un mecanismo de traslación sobre carriles (4), y con una primera base de medición (7) en la que se disponen una unidad de medición inercial (8) y al menos un dispositivo de medición de posición sin contacto (9) para una determinación de la posición con respecto a cada raíl (3), caracterizado por que se dispone una segunda base de medición rebajable (11) que comprende ruedas portadoras de medición (12) que pueden colocarse sobre los raíles (3) y que se une a la primera base de medición (7) mediante dispositivos de medición de compensación (20, 22).
Description
DESCRIPCIÓN
Vehículo de medición de vías y procedimiento para el registro de una geometría de vía
Ámbito de la técnica
La invención se refiere a un vehículo de medición de vías para el registro de una geometría de vía de una vía con un bastidor de vehículo, que se puede desplazar sobre dos raíles de una vía y que presenta un mecanismo de traslación sobre carriles, y con una primera base de medición en la que se disponen una unidad de medición inercial y al menos un dispositivo de medición de posición sin contacto para una determinación de la posición con respecto a cada raíl. La invención se refiere además a un procedimiento para el funcionamiento de un vehículo de medición de vías de este tipo.
Estado de la técnica
Para el mantenimiento de la superestructura de la vía se requieren controles regulares. Con esta finalidad, un dispositivo de medición de vías en forma de un vehículo de medición de vías recorre la vía a intervalos regulares, registrando la geometría de la vía para evaluarla posteriormente. Dado que la geometría de las vías tiene un efecto directo en la dinámica de movimiento de un vehículo que circula sobre raíles, una medición precisa es decisiva para la evaluación de la seguridad ferroviaria. Por este motivo, los vehículos de medición de vías se conocen desde hace mucho tiempo.
A menudo se utilizan sistemas de medición con sensores mecánicos que, por medio de sensores de puntos móviles, están en contacto constante con la vía. A continuación, a partir del movimiento de los sensores se puede deducir la geometría de la vía. Por el documento DE 39 14830 A1, por ejemplo, se conoce un dispositivo de este tipo.
En los nuevos sistemas de medición ópticos e inerciales se utilizan sensores láser sin contacto, a fin de derivar los datos de medición deseados de la geometría de la vía. La posición vertical de la vía se calcula a partir de la diferencia entre dos magnitudes de medición de distancia que se refieren a un sistema de coordenadas. De este modo también se superan las limitaciones de velocidad de los sistemas de medición mecánicos.
Sin embargo, debido a las acumulaciones de nieve o de arena en la vía, los sistemas de medición ópticos alcanzan sus límites y, por consiguiente, ya no pueden registrar correctamente la geometría de la vía. Por el documento DE 41 36 904 A1, por ejemplo, se conoce un dispositivo para la medición sin contacto de la distancia entre los raíles de una vía. En las páginas 6-9 de la revista técnica Eisenbahningenieur (52) 9/2001 se describe un sistema de medición inercial.
Por el documento WO 2008/122319 A1 se conocen un vehículo de medición de vías según el preámbulo de la reivindicación 1, así como un procedimiento correspondiente para el funcionamiento del vehículo de medición de vías conocido según el preámbulo de la reivindicación 14.
Resumen de la invención
La invención se basa en la tarea de proponer una mejora con respecto al estado de la técnica para un vehículo de medición de vías del tipo mencionado al principio. Otra tarea consiste en presentar un procedimiento para el funcionamiento de un vehículo de medición de vías mejorado.
Según la invención, estas tareas se resuelven mediante un vehículo de medición de vías según la reivindicación 1 y un procedimiento según la reivindicación 14. Las reivindicaciones dependientes indican configuraciones ventajosas de la invención.
La invención prevé disponer una segunda base de medición rebajable que comprende ruedas portadoras de medición que pueden colocarse sobre los raíles y que se unen a la primera base de medición mediante dispositivos de medición de compensación. Así, tan pronto como los dispositivos de medición de posición sin contacto alcanzan sus límites, por ejemplo, debido a fuertes lluvias, acumulaciones de nieve o acumulaciones de arena, la medición de la vía puede continuar sin interrupciones por medio de la segunda base de medición mecánica rebajable. En este caso, los dispositivos de medición de compensación detectan continuamente un cambio de posición de la segunda base de medición en relación con la unidad de medición inercial. Por lo tanto, la geometría de la vía puede derivarse fácilmente a partir de los datos de medición de la unidad de medición inercial.
Una característica ventajosa de la invención consiste en disponer en la primera base de medición dos dispositivos de medición de posición separados uno de otro para la determinación de la posición en relación con el respectivo raíl. Así no es necesaria ninguna velocidad mínima del vehículo de medición de vías como sucede en caso de una medición de un punto por raíl. También es posible medir una inclinación o una pendiente y, por lo tanto, la altura longitudinal del respectivo raíl cuando el vehículo está parado o cuando se pone en marcha.
En una variante perfeccionada ventajosa, los dispositivos de medición de posición se configuran como escáneres de línea láser. Aquí la ventaja consiste en un tiempo de reacción y en una frecuencia de medición del escáner de línea láser muy cortos.
Otra configuración ventajosa consiste en que los dispositivos de medición de compensación se configuran como dispositivos de medición de desplazamiento y/o de ángulo. De este modo puede registrarse con precisión el movimiento relativo entre la primera y la segunda base de medición.
Otra mejora del dispositivo según la invención prevé configurar la primera base de medición como el bastidor de un mecanismo de traslación de un mecanismo de traslación sobre carriles. Así se suprime la necesidad de un bastidor de medición adicional.
En una variante perfeccionada ventajosa, la segunda base de medición comprende un primer eje telescópico con dos ruedas portadoras de medición que se apoya en el bastidor del mecanismo de traslación de manera que pueda situarse en una posición más baja. Si es necesario, la segunda base de medición se baja a la vía, pudiéndose llevar a cabo una adaptación al ancho de vía por medio del eje telescópico.
En una forma de realización ventajosa de la invención se prevé que la segunda base de medición comprenda un segundo eje telescópico con dos ruedas portadoras de medición que se apoya con posibilidad de giro alrededor de un eje longitudinal del vehículo de vía con respecto al primer eje telescópico. Así es posible medir el movimiento relativo con respecto al primer eje telescópico como ocurre, por ejemplo, en caso de peraltes de vía. Otra ventaja consiste a su vez en que no es necesaria ninguna velocidad mínima del vehículo de medición de vías.
Además, resulta conveniente asignar al respectivo eje telescópico un accionamiento neumático para presionar lateralmente las ruedas portadoras de medición contra los raíles. De este modo se puede lograr un seguimiento preciso del curso de la vía y un resultado de medición perfecto.
Una variante simple de la invención prevé una unión entre la segunda base de medición al bastidor del mecanismo de traslación mediante accionamientos neumáticos. El respectivo accionamiento neumático permite un mantenimiento sin potencia siendo la fuerza constante, con lo que la segunda base de medición se presiona permanentemente contra los raíles.
Se obtiene otra configuración ventajosa de la invención gracias a que el vehículo de medición de vías comprende un dispositivo de evaluación diseñado para evaluar los resultados de medición de la unidad de medición inercial, de los dispositivos de medición de posición y de los dispositivos de medición de compensación. Este dispositivo central de evaluación procesa así los datos de las mediciones ópticas y también de las mediciones mecánicas.
Para la detección de la posición en el espacio resulta útil que el vehículo de medición de vías comprenda una antena GNNS para la recepción de señales de un sistema de navegación por satélite global. De este modo se puede obtener una simple asignación en el espacio de los resultados de medición.
Una mejora adicional de la invención prevé que la segunda base de medición pueda bloquearse en una posición elevada mediante un dispositivo de seguridad. Así, al utilizar los dispositivos de medición de posición sin contacto, la segunda base de medición se puede asegurar adecuadamente en una posición de reposo elevada.
El dispositivo de seguridad se realiza preferiblemente como un gancho de seguridad, lo que proporciona una solución simple pero efectiva.
El procedimiento según la invención prevé registrar por medio de la unidad de medición inercial una curva en el espacio durante un desplazamiento del vehículo de medición de vías, transformar en un primer modo de funcionamiento la curva en el espacio en una curva en el espacio correspondiente al curso de la vía por medio de los datos de medición de los dispositivos de medición de posición y, con la segunda base de medición bajada, transformar en un segundo modo de funcionamiento la curva en el espacio en una curva en el espacio correspondiente al curso de la vía por medio de los datos de medición de los dispositivos de medición de compensación. En este caso resulta ventajoso utilizar en ambos modos de funcionamiento una unidad de medición inercial común para el registro de la curva en el espacio.
En una variante posterior del procedimiento se prevé cambiar automáticamente entre el primer y el segundo modo de funcionamiento en dependencia de una señal de medición. Si los dispositivos de medición de posición no pueden registrar un resultado exacto de la medición debido a unas condiciones difíciles, el sistema conmuta automáticamente al segundo modo de funcionamiento. Esto también se aplica en orden inverso, conmutando automáticamente del segundo al primer modo de funcionamiento si las condiciones de la vía permiten de nuevo una medición óptica.
Breve descripción de los dibujos
La invención se explica a continuación a modo de ejemplo con referencia a las figuras adjuntas. Se muestra en una representación esquemática:
Figura 1 un vehículo de medición de vías junto con el bogie,
Figura 2 una vista en 3D de la primera y de la segunda base de medición y
Figura 3 una vista desde abajo del bogie.
Descripción de las formas de realización
Un vehículo de medición de vías 1 representado de forma simplificada en la figura 1 para el registro de una geometría de vía de una vía 2 con mecanismos de traslación sobre carriles 4 que se pueden desplazar sobre raíles 3 y con un bastidor de vehículo 5 apoyado sobre los mismos, presenta una primera base de medición 7 configurada como un bastidor de mecanismo de traslación 6, junto con una unidad de medición inercial 8 y dispositivos de medición de posición 9, y una segunda base de medición 11 que se puede bajar por medio de primeros accionamientos neumáticos 10.
La segunda base de medición 11 comprende las ruedas portadoras de medición 12 que se pueden colocar sobre los raíles 3, uniéndose la misma a la primera base de medición 7 mediante vástagos de acoplamiento 14. Por su extremo superior 15, los vástagos de acoplamiento 14 se apoyan con posibilidad de giro en la primera base de medición 7 y por su extremo inferior 16 se unen respectivamente a un primer eje telescópico 17 y a un segundo eje telescópico 18. El primer eje telescópico 17 se apoya de forma giratoria alrededor de un eje longitudinal de vehículo de vía 19 con respecto al segundo eje telescópico 18 (figura 2).
En el bastidor del mecanismo de traslación 6 pueden disponerse consolas 26 en las que se apoyan los primeros accionamientos neumáticos 10. Por lo tanto, los mecanismos de traslación ya existentes 4 se pueden reequipar con las consolas 26 y el bastidor de la primera base de medición 7.
En el vehículo de medición de vías 1 se disponen una antena GNNS 24 para la recepción de señales de un sistema de navegación por satélite global y una unidad de evaluación 23. La segunda base de medición 11 se enclava en una posición elevada mediante dispositivos de seguridad 25 realizados preferiblemente como ganchos de seguridad.
La figura 2 muestra una parte de la primera base de medición 7 y la segunda base de medición 11 en estado bajado. Por un extremo del mecanismo de traslación sobre carriles 4, los dispositivos de medición de posición 9 se fijan en el lado inferior de la primera base de medición 7. Dichos dispositivos se configuran preferiblemente como escáneres de línea láser, dirigiéndose respectivamente dos escáneres de línea láser contra un canto interior de un raíl 3.
En la primera base de medición 7, la unidad de medición inercial 8 se dispone preferiblemente en el centro entre dos dispositivos de medición de posición 9, a fin de registrar una curva en el espacio en el centro de la vía. Así, la primera base de medición 7 forma con el bastidor del mecanismo de traslación 6, con los dispositivos de medición de posición 9 y con la unidad de medición inercial 8, un dispositivo rígido. En el primer modo de funcionamiento, la posición de la primera base de medición 7 con respecto a los raíles se registra de forma continua por medio de los dispositivos de medición de posición 9.
En el segundo modo de funcionamiento, la segunda base de medición 11 se baja a la vía 2 mediante los primeros accionamientos neumáticos 10. En los primeros accionamientos neumáticos 10 se dispone como dispositivo de medición de compensación respectivamente un primer dispositivo de medición de desplazamiento 20. De este modo se detecta un movimiento relativo vertical entre la primera base de medición 7 y la segunda base de medición 11. Alternativamente también es posible sujetar en los vástagos de acoplamiento 14 un dispositivo de medición de ángulo para la detección del movimiento relativo.
La figura 3 muestra una vista desde abajo del mecanismo de traslación sobre carriles 4. En los ejes telescópicos 17, 18 se dispone respectivamente un segundo accionamiento neumático 21 para presionar lateralmente las ruedas portadoras de medición 12 contra los raíles 3. Para evitar que una rueda portadora de medición 12 se presione contra un hueco de raíl al pasar por encima de una aguja de cambio o de un aparato de vía, a cada rueda portadora de medición 12 se le asigna una pieza de guía en forma de espada 13. Tan pronto como ésta se guía en un contracarril, retiene la rueda portadora de medición asignada 12, contrarrestando así la presión de apriete.
En la parte central, entre los ejes de medición telescópicos 17, 18, se disponen como dispositivos de medición de compensación segundos dispositivos de medición de desplazamiento 22 que detectan un desplazamiento lateral de la segunda base de medición 11 con respecto a la primera base de medición 7. Por consiguiente, mediante los dispositivos de medición de compensación mecánicos 20, 22 se detecta en el segundo modo de funcionamiento la posición de la primera base de medición 7 con respecto a los raíles 3.
En una variante no representada, la primera base de medición 7, desacoplada del mecanismo de traslación sobre carriles 4, se sujeta a los ejes de rueda de las ruedas de raíl como un bastidor. Esto permite un proceso de medición directo del curso vertical de los raíles, debiéndose registrar solamente un movimiento relativo lateral de la primera base de medición 7 con respecto a los raíles 3.
Al dispositivo de evaluación 23 se le aportan las señales de medición de la unidad de medición inercial 8, de los dispositivos de medición de posición sin contacto 9 y de los dispositivos de medición de compensación 20, 22. En este caso se lleva a cabo ventajosamente un control de plausibilidad continuo de las señales de los dispositivos de medición de posición 9. Tan pronto como se detectan saltos de señal o caídas de señal, la segunda base de medición 11 baja y se conmuta del primer al segundo modo de funcionamiento.
Claims (15)
1. Vehículo de medición de vías (1) para el registro de una geometría de vía de una vía (2) con un bastidor de vehículo (5), que se puede desplazar sobre dos raíles (3) de una vía (2) y que presenta un mecanismo de traslación sobre carriles (4), y con una primera base de medición (7) en la que se disponen una unidad de medición inercial (8) y al menos un dispositivo de medición de posición sin contacto (9) para una determinación de la posición con respecto a cada raíl (3), caracterizado por que se dispone una segunda base de medición rebajable (11) que comprende ruedas portadoras de medición (12) que pueden colocarse sobre los raíles (3) y que se une a la primera base de medición (7) mediante dispositivos de medición de compensación (20, 22).
2. Vehículo de medición de vías (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que para la determinación de la posición en relación con el respectivo raíl (3) se disponen en la primera base de medición (7) dos dispositivos de medición de posición separados uno de otro (9).
3. Vehículo de medición de vías (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los dispositivos de medición de posición (9) se configuran como escáneres de línea láser.
4. Vehículo de medición de vías (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los dispositivos de medición de compensación (20, 22) se configuran como dispositivos de medición de desplazamiento y/o dispositivos de medición de ángulo.
5. Vehículo de medición de vías (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la primera base de medición (7) se configura como bastidor de mecanismo de traslación (6) de un mecanismo de traslación sobre carriles (4).
6. Vehículo de medición de vías (1) según la reivindicación 5, caracterizado por que la segunda base de medición (11) comprende un primer eje telescópico (17) con dos ruedas portadoras de medición (12) que se apoya en el bastidor de mecanismo de traslación (6) de manera que se pueda bajar.
7. Vehículo de medición de vías (1) según la reivindicación 6, caracterizado por que la segunda base de medición (11) comprende un segundo eje telescópico (18) con dos ruedas portadoras de medición (12) que se apoya con posibilidad de giro alrededor de un eje longitudinal del vehículo sobre raíles (19) con respecto al primer eje telescópico (17).
8. Vehículo de medición de vías (1) según la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que al respectivo eje telescópico (17, 18) se le asigna un segundo accionamiento neumático (21) para presionar lateralmente las ruedas portadoras de medición (12) contra los raíles (3).
9. Vehículo de medición de vías (1) según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado por que la segunda base de medición (11) se une al bastidor de mecanismo de traslación (6) por medio de primeros accionamientos neumáticos (10).
10. Vehículo de medición de vías (1) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el vehículo de medición de vías (1) comprende un dispositivo de evaluación (23) diseñado para evaluar los resultados de medición de la unidad de medición inercial (8), de los dispositivos de medición de posición (9) y de los dispositivos de medición de compensación (20, 22).
11. Vehículo de medición de vías (1) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el vehículo de medición de vías (1) comprende una antena GNNS (24) para la recepción de señales de un sistema de navegación por satélite global.
12. Vehículo de medición de vías (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que la segunda base de medición (11) puede bloquearse en una posición elevada mediante un dispositivo de seguridad (25).
13. Vehículo de medición de vías (1) según la reivindicación 12, caracterizado por que el dispositivo de seguridad (25) se realiza como un gancho de seguridad.
14. Procedimiento para el funcionamiento de un vehículo de medición de vías (1) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que durante un desplazamiento del vehículo de medición de vías (1) se registra una curva en el espacio por medio de la unidad de medición inercial (8), por que en un primer modo de funcionamiento la curva en el espacio se transforma, por medio de los datos de medición de los dispositivos de medición de posición (9), en una curva en el espacio correspondiente al curso de la vía y por que en un segundo modo de funcionamiento, estando la segunda base de medición (11) bajada, la curva en el espacio se transforma, por medio de los datos de medición de los dispositivos de medición de compensación, en una curva en el espacio correspondiente al curso de la vía.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que, en dependencia de una señal de medición, se conmuta automáticamente entre el primer y el segundo modo de funcionamiento.
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