ES2908731T3 - Sistema de cableado mejorado, en particular para la conexión entre vagones de un vehículo ferroviario - Google Patents
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Abstract
Un sistema de cableado (1) para la conexión eléctrica entre un primer (2a) y un segundo (2b) vagón de un vehículo ferroviario (3), incluyendo dicho sistema de cableado (1) al menos un cableado móvil (4) que tiene un primer y un segundo extremo conectados a un conector respectivo (12) diseñado para el acoplamiento a elementos de panel fijo (8a, 8b) portados por paredes exteriores enfrentadas de los vagones primero (2a) y segundo (2b) respectivamente, en el que dicho cableado móvil (4) tiene una única funda (10) que encierra un número de cables separados y distintos (11a-11d), cada uno diseñado para una aplicación respectiva, diseñados conjuntamente para proporcionar conectividad completa en términos de datos y señales de control entre dichos vagones primero (2a) y segundo (2b), caracterizado porque dichos cables (11a-11d) consisten en: un primer cable (11a) con dos conductores, cableado en un módulo blindado dedicado respectivo; un segundo cable (11b) con cuatro conductores, con impedancia controlada, blindado y cableado en su propio módulo dedicado; un tercer cable (11c) con doce conductores, blindado y cableado en su propio módulo dedicado; y un cuarto cable (11d), con cuatro pares de conductores del tipo de comunicación de datos Ethernet cat-7a AWG-23; y porque dicho conector (12) está diseñado para el acoplamiento a un conector de panel (18) ajustado en el elemento de panel fijo respectivo (8a, 8b) con un mecanismo de liberación de seguridad para la desconexión rápida en caso de separación entre dichos vagones primero (2a) y segundo (2b); en el que dicho conector (12) es modular y contiene dentro del mismo un número de módulos de conector separados (12a-12d), estando cada módulo de conector dedicado a uno respectivo de dichos cables (11a-11d), estando blindados independientemente y sellados individualmente: un primer módulo de conector (12a), con dos contactos, para recibir el primer cable (11a); un segundo módulo de conector (12b), con cuatro contactos, para recibir el segundo cable (11b); un tercer módulo de conector (12c), con doce contactos, para recibir el tercer cable (11c); y un cuarto módulo de conector (12d) para alojar el cuarto cable (11d).
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de cableado mejorado, en particular para la conexión entre vagones de un vehículo ferroviario
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de cableado mejorado, diseñado para la conexión entre vagones de un vehículo ferroviario.
Antecedentes de la técnica
Como se sabe, se usan infraestructuras de comunicación dentro de vehículos ferroviarios, para transmitir datos y señales de control entre vagones del mismo vehículo ferroviario o hacia estaciones de control terrestres.
Normalmente, la infraestructura de comunicación proporciona una red de comunicación por cable entre los vagones del vehículo ferroviario, en particular que incluye una red de comunicación de datos de tipo Ethernet, y una conexión inalámbrica con las estaciones de control terrestres, en particular a través de la red móvil, que implementa, por ejemplo, el estándar 4G.
Tal infraestructura de comunicación permite, entre otras características, implementar una plataforma de conectividad completa para aplicaciones de a bordo, indicada generalmente como PIS (por sus siglas en inglés, passenger information system), sistema de información a pasajeros.
En particular, tal sistema garantiza que pasajeros reciben una pluralidad de información de audio y vídeo en relación con el viaje o información de naturaleza cultural o promocional (noticias en tiempo real, revistas etc.), por ejemplo, a través de monitores proporcionados a bordo de los vagones y/o sistemas de audio de altavoces; el sistema proporciona además gestión, por ejemplo, a través de dispositivos electrónicos móviles, que pertenecen a los pasajeros, de contenido multimedia y entretenimiento público.
El sistema PIS mencionado anteriormente también permite la gestión y el diagnóstico, incluso en tiempo real, de todos los dispositivos y equipos electrónicos de a bordo, implementación de la seguridad de los pasajeros gracias a los sistemas de videovigilancia con grabación localizada y acceso remoto, y recuento de pasajeros, denominado “contador de personas” o “contador de pasajeros”, para la adquisición automatizada del número de pasajeros transportados por tren.
En esencia, por lo tanto, este sistema proporciona ventajosamente una mejora de satisfacción del pasajero, pero también aumentó la seguridad a bordo con videovigilancia, la detección de posibles fallos o incendios, y la mejora de tareas de mantenimiento.
Con más detalle, la red de comunicación de datos Ethernet proporciona que cada dispositivo electrónico de a bordo tenga su propia dirección IP y pueda soportar diagnósticos Sn Mp gestionados por una unidad de GPS centralizada, pudiendo a su vez conectarse sin interrupción a tierra a través de una conexión móvil, por ejemplo, a través de una red 4G móvil.
De esta manera, no solo los elementos electrónicos/eléctricos, pero prácticamente cualquier componente de a bordo puede monitorizarse por sensores especiales, para el envejecimiento, desgaste, mal funcionamiento o fallos.
Además, los datos monitorizados pueden usarse para generar alarmas para informar de emergencias, que pueden transmitirse a estaciones terrestres junto con otra información contextual tal como posición, velocidad, temperatura o de otro modo, para análisis adicional, almacenamiento en bases de datos con fines estadísticos o pronóstico de fallos.
La implementación efectiva de la infraestructura de comunicación descrita anteriormente requiere sistemas de cableado efectivos y seguros dentro de los vagones de vehículos ferroviarios y entre los vagones.
A este respecto, la conexión por cable entre vagones adyacentes del vehículo ferroviario es particularmente crítica, dado que estos vagones son objeto, en uso, a todos los tipos de movimiento recíproco, tensión y vibraciones; los sistemas de cableado usados deben, por lo tanto, ser capaces de soportar las tensiones y esfuerzos continuos y repetitivos resultantes, flexión y oscilación, y también todas las posibles condiciones ambientales mientras el vehículo ferroviario está en marcha.
Las soluciones de cableado usadas actualmente para conectar vagones adyacentes en vehículos ferroviarios y transmitir datos y señales de control prevén el uso de un denominado cable UIC con 18 polos, dotado de conectores correspondientes diseñados para acoplarse con conectores complementarios en los vagones; y además, para la conexión de datos Ethernet, el uso de un cable especial, de categoría CAT.5e o categoría Cat.7, ambos en la versión 24AWG, para la transmisión de señales 1000BASE-TX que terminan en conectores respectivos diseñados para el acoplamiento con conectores adicionales en los vagones.
El documento EP 2377 714 A1 da a conocer un sistema de cableado para transmitir información entre vagones de tren, incluyendo conectores de lado de vehículo primero y segundo que se sitúan respectivamente en ambos extremos de los vagones respectivos y tienen respectivamente un terminal de puesta a tierra que está conectado a tierra a los vagones y tienen una pluralidad de terminales de trayectoria de transmisión de señal. El sistema incluye además un cable de conexión que está montado, en ambos extremos, con conectores primero y segundo que tienen respectivamente terminales de conexión a tierra y una pluralidad de terminales de trayectoria de transmisión de señal de conexión capaces de engancharse respectivamente con los terminales de puesta a tierra y con los terminales de trayectoria de transmisión de señal de los conectores de lado de vagón primero y segundo, y tiene una pluralidad de trayectorias de transmisión de señal de conexión que conectan los terminales de trayectoria de transmisión de señal de conexión de los conectores primero y segundo, y tiene una capa de blindaje que blinda las trayectorias de transmisión de señal de conexión y está conectada a solo uno de los terminales de conexión a tierra respectivos de los conectores primero y segundo.
El presente solicitante ha verificado que tales sistemas de cableado no están exentos de problemas, especialmente con respecto a la complejidad de las operaciones de instalación y mantenimiento, así como en lo que respecta a la seguridad en condiciones de emergencia.
De hecho, se ha verificado que es una práctica común en caso de emergencias, cuando se separan los vagones, rasgar los cables, debido al acoplamiento fijo actualmente en su lugar, con el consiguiente daño irreparable al cableado.
Por lo tanto, el presente solicitante ha comprobado que existe la necesidad de un sistema de cableado mejorado que, entre otras características, supera los inconvenientes expuestos anteriormente.
Divulgación de la invención
El propósito de la presente invención es proporcionar una solución a tal necesidad.
Según la presente invención, se proporciona, por lo tanto, un sistema de cableado mejorado, como se define por las características de la reivindicación independiente adjunta.
Breve descripción de los dibujos
Para una mejor comprensión de la presente invención, realizaciones preferidas de la misma se describirán ahora a modo de ejemplos no limitantes y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es un diagrama de bloques simplificado de un sistema de cableado entre vagones de un vehículo ferroviario, según un aspecto de la presente invención;
- la figura 2a muestra una realización de un cableado móvil en el sistema de cableado de la figura 1; - la figura 2b muestra una vista frontal de un conector de acoplamiento del cableado móvil en la figura 2a; - la figura 3a muestra una realización de un cableado fijo en el sistema de cableado de la figura 1; y - la figura 3b muestra una vista frontal de un conector de acoplamiento del cableado fijo de la figura 3a.
Mejor modo para llevar a cabo la invención
En general, la presente solución se refiere, como se muestra esquemáticamente en la figura 1, a un sistema de cableado, indicado en su conjunto por el número de referencia 1, para conectar dos vagones 2a, 2b, de un vehículo ferroviario 3, que experimentan, durante el funcionamiento, movimientos recíprocos según diversos grados de libertad. El sistema de cableado 1 comprende:
un cableado móvil 4, dispuesto entre los vagones 2a, 2b y diseñado, por lo tanto, para soportar los movimientos recíprocos relativos (tal cableado móvil 4 se define en la jerga como cable de “puente” o cable “colgante”); y
un primer y un segundo cableado fijo 5a, 5b, cada uno colocado en un vagón respectivo 2a, 2b, y diseñado para interactuar eléctricamente con un extremo terminal respectivo del cableado móvil 4 para la conexión eléctrica correspondiente a un equipo de a bordo 6a, 6b, denominado “armario”.
En particular, los extremos terminales mencionados anteriormente del par de cableado móvil 4, con conectores de panel, a un elemento de panel fijo 8a, 8b, portado por la pared exterior enfrentada del vagón respectivo 2a, 2b, denominado habitualmente “caja de conexiones”; un extremo respectivo del cableado fijo primero o segundo 5a, 5b alcanza el mismo elemento de panel fijo 8a, 8b, que acopla a través de un conector de panel respectivo.
En más detalle, como se muestra en las figuras 2a y 2b, el cableado móvil 4 encierra, dentro de una única funda 10, del tipo corrugado con protección IP67, cuatro cables separados y distintos, cada uno diseñado para una aplicación diferente, diseñados para proporcionar conectividad completa conjuntamente en términos de datos y señales de control entre vagones adyacentes 2a, 2b, y según la invención,
un primer cable 11a, con dos conductores, cableado en un módulo blindado dedicado respectivo;
un segundo cable 11b, con cuatro núcleos e impedancia controlada de 120 ohmios, blindado y cableado en su propio módulo dedicado;
un tercer cable 11c, con doce conductores, blindado y cableado en su propio módulo dedicado; y además un cuarto cable 11d, de tipo Ethernet CAT.7A de cuatro pares AWG23 específicamente para la aplicación de “puente ferroviario”.
A este respecto, debe indicarse que la división del cableado en diferentes cables tiene algunas ventajas importantes: en primer lugar, la operación de cableado manual es significativamente más fácil; además, considerando que los cables están blindados individualmente, una división más alta de los mismos ofrece cableado de mayor calidad; también en términos de compatibilidad electromagnética, grupos de conductores similares, blindados individualmente, producen mejores efectos de blindaje que un único grupo total blindado, siendo otras condiciones iguales.
Los cables individuales 11 a-11d, en una posible realización de longitud L1 aproximadamente igual a 2 metros, tienen una marca en la superficie exterior que identifica el tipo para facilitar su identificación, y, por lo tanto, el cableado. El bloqueo interno de los cables es a través de “arandelas” y “abrazaderas”.
La única funda 10 se ajusta adecuadamente en sus extremos para su fijación a un conector respectivo 12.
La funda 10 también tiene una longitud más corta (por ejemplo, aproximadamente 10 cm) con respecto a la distancia entre los dos conectores 12, para facilitar el cableado y su mantenimiento. El recubrimiento de la parte dejada al descubierto por la funda 10 se obtiene por medio de una carcasa (no mostrada) que se desliza sobre la funda 10 que, cuando se ha completado el cableado, está bloqueado en un lado con respecto al conector 12, mientras que en el lado opuesto se superpone a la funda 10.
Como se muestra en detalle en la figura 2b, cada conector 12, según un aspecto de la presente solución es modular y contiene en su interior cuatro módulos de conector separados, estando cada módulo de conector dedicado a uno de los cuatro cables 11 a-11 d, que están blindados independientemente y sellados individualmente; cada módulo de conector también puede ensamblarse y someterse a prueba individualmente antes de insertarse en el conector 12. En esencia, cada módulo de conector único puede considerarse como un conector independiente que puede insertarse en el mismo conector 12, ya completo con blindaje relativo y retención del cable respectivo. Los diversos módulos de conector también tienen un sistema de guía que garantiza un posicionamiento preciso y fiable.
El conector 12 comprende, por lo tanto:
un primer módulo de conector 12a, con dos contactos, para recibir el primer cable 11a;
un segundo módulo de conector 12b, con cuatro contactos, para recibir el segundo cable 11b;
un tercer módulo de conector 12c, con doce contactos, para recibir el tercer cable 11c; y
un cuarto módulo de conector 12d, para cable Ethernet, para alojar el cuarto cable 11d.
El conector 12 está dotado de una tuerca anular de acoplamiento y un accesorio para la funda 10, del tipo corrugado. En particular, el acoplamiento del conector 12 a un conector de panel correspondiente (véase la discusión a continuación) en el elemento de panel fijo 8a, 8b del vagón respectivo 2a, 2b es del tipo de enclavamiento, o bayoneta, con maniobra de rotación de la tuerca anular correspondiente; ventajosamente, el cierre completo de la conexión se puede percibir con un “clic” táctil y auditivo para garantizar la inserción correcta.
El desenganche a presión del conector 12 es mediante una maniobra de rotación en el sentido opuesto en la tuerca anular.
Ventajosamente, también hay un mecanismo de liberación rápida, del tipo bayoneta o lágrima, que actúa sobre un cable de tracción 13 (mostrado esquemáticamente en la figura 2a), por ejemplo, de un material metálico, conectado a la tuerca anular de conector 12.
Cada cableado fijo 5a, 5b está configurado para acoplarse al cableado móvil 4.
Por consiguiente, como se muestra en las figuras 3a y 3b, sustancialmente de la misma manera que se ha mostrado anteriormente, cada cableado fijo 5a, 5b encierra dentro de una funda respectiva 15, cuatro cables separados y distintos, diseñados para proporcionar la conexión entre el elemento de panel fijo respectivo 8a, 8b y el equipo de a bordo respectivo 6a, 6b, y según la invención
un primer cable respectivo 16a con dos conductores, cableado en un módulo blindado dedicado respectivo;
un segundo cable respectivo 16b, con impedancia controlada de cuatro núcleos y 120 ohmios, blindado y cableado en su propio módulo dedicado;
un tercer cable respectivo 16c, con doce conductores, blindado y cableado en su propio módulo dedicado; y además un cuarto cable respectivo 16d, de tipo Ethernet CAT.7 de cuatro pares AWG23, específicamente para la aplicación de “puente ferroviario”.
Los cables 16a-16d, en una posible realización, tienen una longitud L2 que varía dependiendo de la posición del equipo de a bordo relativo 6a, 6b, y que tienen una apariencia exterior diferente para facilitar la identificación de los mismos y, por lo tanto, la operación de cableado.
Cada cableado fijo 5a, 5b tiene, en un primer extremo, un conector de panel respectivo 18, configurado para ensamblarse de manera integral con el elemento de panel fijo respectivo 8a, 8b y para acoplarse de manera liberable al conector 12 del cableado móvil 4 (de manera evidente, el conector de panel 18 es un conector de clavija o “macho”, en el caso en el que el conector 12 es un conector de receptáculo o “hembra”).
En la realización mostrada, el segundo extremo de cada cableado fijo 5a, 5b, en el caso de cables 16a-16, se deja libre (sin conector), mientras que el cuarto cable 16d termina con un conector de 1 GHz AWG 23 cat.7 TERA , para permitir la conexión eléctrica apropiada con el equipo de a bordo respectivo 6a, 6b, según se requiera cada vez. De la misma manera que se comentó anteriormente, el conector de panel 18 también tiene una configuración modular y encierra dentro del mismo cuatro módulos de conector separados, en la que cada módulo de conector está dedicado a uno de los cuatro cables respectivos 16a-16d, está blindado independientemente y está sellado individualmente; cada módulo de conector también puede ensamblarse y someterse a prueba individualmente antes de insertarse en el conector de panel 18.
El conector de panel 18 comprende, por lo tanto:
un primer módulo de conector respectivo 18a, con dos contactos, para recibir el primer cable 16a;
un segundo módulo de conector respectivo 18b, con cuatro contactos, para recibir el segundo cable 16b;
un tercer módulo de conector respectivo 18c, con doce contactos, para recibir el tercer cable 16c; y
un cuarto módulo de conector respectivo 18d, para recibir el cuarto cable 16d.
El conector de panel 18 tiene un sistema de acoplamiento a presión, en el ejemplo con una bayoneta de tres rampas; y un desenganche a presión (con bayoneta) o de tipo lágrima, como se comentó anteriormente con respecto al conector 12, complementario a esto.
Las ventajas de la presente solución surgen claramente de la descripción anterior.
En cualquier caso, debe tenerse en cuenta de nuevo que permite la conectividad total entre vagones adyacentes 2a, 2b del vehículo ferroviario 3 y también dentro de los propios vagones hacia el equipo de a bordo 6a, 6b.
El sistema de cableado 1 ofrece un alto rendimiento de seguridad, gracias a la configuración de los cables y conectores, y también a la presencia del mecanismo de lágrima de liberación rápida, lo que permite en una emergencia, la separación suave de los vagones 2a, 2b sin que el cableado se rasgue y dañe, como es el caso en los sistemas conocidos.
Además, el sistema de cableado 1 resulta sencillo de construir y facilita el servicio y mantenimiento por parte de operarios de cableado.
En particular, gracias al acoplamiento y desacoplamiento simple de los conectores 12, 18, los tiempos de ensamblaje y desmontaje se reducen significativamente, una característica que es muy útil durante la reparación y mantenimiento. Además, gracias al hecho de que el cierre completo de la conexión puede percibirse con un (“clic”) táctil y auditivo, los
operarios pueden operar incluso en instalaciones difíciles de alcanzar donde el espacio es limitado. La solución descrita ofrece, de hecho, la certeza de haber realizado el acoplamiento correcto incluso cuando esto no puede verificarse visualmente.
Convenientemente, el sistema de cableado 1 permite obtener una calidad certificada y garantiza la durabilidad. En particular, el sistema de cableado 1 se somete a prueba en su totalidad, en todas sus partes, usando el analizador de cable FLUKE DSX 5000 y cada cableado individual va acompañado de un informe de prueba.
Por último, es evidente que pueden hacerse modificaciones y variaciones a lo que se ha descrito e ilustrado en el presente documento mientras permanezca dentro del alcance de la presente invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.
En particular, es evidente que la estructura interna y la composición del sistema de cableado 1 pueden diferir, por ejemplo, con respecto al número y la disposición de los cables 11 a-11d, 16a-16d y/o módulos de conector 12a-12d, 18a-18d.
También será evidente, para un experto en la técnica que la solución descrita también se presta a diferentes tipos de uso, incluso fuera del campo ferroviario, sin embargo, por las razones descritas anteriormente, es especialmente beneficioso en esta área y ámbito de uso.
Claims (7)
1. Un sistema de cableado (1) para la conexión eléctrica entre un primer (2a) y un segundo (2b) vagón de un vehículo ferroviario (3), incluyendo dicho sistema de cableado (1) al menos un cableado móvil (4) que tiene un primer y un segundo extremo conectados a un conector respectivo (12) diseñado para el acoplamiento a elementos de panel fijo (8a, 8b) portados por paredes exteriores enfrentadas de los vagones primero (2a) y segundo (2b) respectivamente,
en el que dicho cableado móvil (4) tiene una única funda (10) que encierra un número de cables separados y distintos (11 a-11d), cada uno diseñado para una aplicación respectiva, diseñados conjuntamente para proporcionar conectividad completa en términos de datos y señales de control entre dichos vagones primero (2a) y segundo (2b),
caracterizado porque dichos cables (11 a-11d) consisten en:
un primer cable (11 a) con dos conductores, cableado en un módulo blindado dedicado respectivo;
un segundo cable (11 b) con cuatro conductores, con impedancia controlada, blindado y cableado en su propio módulo dedicado;
un tercer cable (11c) con doce conductores, blindado y cableado en su propio módulo dedicado; y un cuarto cable (11d), con cuatro pares de conductores del tipo de comunicación de datos Ethernet cat-7a AWG-23;
y porque dicho conector (12) está diseñado para el acoplamiento a un conector de panel (18) ajustado en el elemento de panel fijo respectivo (8a, 8b) con un mecanismo de liberación de seguridad para la desconexión rápida en caso de separación entre dichos vagones primero (2a) y segundo (2b); en el que dicho conector (12) es modular y contiene dentro del mismo un número de módulos de conector separados (12a-12d), estando cada módulo de conector dedicado a uno respectivo de dichos cables (11 a-11d), estando blindados independientemente y sellados individualmente:
un primer módulo de conector (12a), con dos contactos, para recibir el primer cable (11a);
un segundo módulo de conector (12b), con cuatro contactos, para recibir el segundo cable (11b);
un tercer módulo de conector (12c), con doce contactos, para recibir el tercer cable (11c); y
un cuarto módulo de conector (12d) para alojar el cuarto cable (11d).
2. El sistema según la reivindicación 1, en el que dicho mecanismo de liberación es del tipo bayoneta o lágrima, dotado de un cable de tracción (13) conectado a una tuerca anular del conector (12).
3. El sistema según la reivindicación 1 o 2, en el que el acoplamiento completo de dicho conector (12) y dicho conector de panel (18) proporciona una señal táctil y/o auditiva a un usuario.
4. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un primer (5a) y un segundo (5b) cableado fijo, cada uno dispuesto en un vagón respectivo de dichos vagones primero y segundo (2a, 2b) y diseñado para interactuar eléctricamente con un extremo primero o segundo respectivo del cableado móvil (4) para la conexión eléctrica correspondiente a un equipo de a bordo (6a, 6b) dentro de dichos vagones primero (2a) y segundo (2b).
5. El sistema según la reivindicación 4, en el que cada uno de dichos cableados fijos primero y segundo (5a, 5b) tiene una funda respectiva (15) que encierra un número correspondiente de cables (16a-16d) separados y distintos, y también porta, en un primer extremo, un conector de panel (18) diseñado para ensamblarse de manera integral con el elemento de panel fijo respectivo (8a, 8b)y para acoplarse de manera liberable al conector (12) del cableado móvil (4).
6. El sistema según la reivindicación 5, en el que dicho conector de panel (18) es modular y contiene dentro del mismo un número de módulos de conector separados (18a-18d), en el que cada módulo de conector está dedicado a un cable respectivo (16a-16c), blindado independientemente y sellado individualmente.
7. El sistema según la reivindicación 6, en el que cada uno de dichos cableados fijos primero y segundo (5a, 5b) tiene un segundo extremo libre, diseñado para conexión eléctrica con el equipo de a bordo respectivo (6a, 6b).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITUA201687912 | 2016-04-22 | ||
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