ES2927654T3 - Dispositivo sensor para un vehículo ferroviario y vehículo ferroviario - Google Patents

Abstract

Se especifica un dispositivo sensor (100) para un vehículo ferroviario (1000), que tiene una cabeza sensora (1) con al menos un elemento sensor (10) que proporciona una señal de medición analógica durante el funcionamiento, un componente electrónico (2) que tiene al menos un convertidor electrónico (20) que genera una señal digital a partir de la señal de medida analógica, y un elemento de desacoplamiento (3) que conduce la señal de medida analógica desde el cabezal sensor (1) hasta el componente electrónico (2) y que al menos parcialmente desacoplado térmica y/o mecánicamente del cabezal del sensor (1). Además, se especifica un vehículo ferroviario (1000) con un dispositivo sensor (100). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo sensor para un vehículo ferroviario y vehículo ferroviario

Se indican un dispositivo sensor para un vehículo ferroviario y un vehículo ferroviario. En la solicitud EP 2835302 A1 se muestra un dispositivo sensor conocido para un vehículo ferroviario. En las solicitudes DE 102008042314 A1 y US2019/162604 A1 se muestran otros dispositivos sensores conocidos.

Para medir un parámetro, por ejemplo la temperatura, de un motor de tracción o de un mecanismo de transmisión de tracción de un vehículo ferroviario, es necesario colocar un sensor adecuado en el motor o en el mecanismo de transmisión, o al menos en una proximidad inmediata con respecto a los mismos. Debido a problemas relativos al espacio de construcción y a condiciones del entorno rigurosas, sin embargo, esto puede implicar algunas dificultades, puesto que en particular también debe cumplirse con una serie de normas y especificaciones:

- grado de protección IP68 según DIN EN 61373

- resistencia a las vibraciones de hasta 300 m/s2 según DIN EN 61373

- resistencia al impacto de hasta 1000 m/s2 según DIN EN 61373

- protección duradera contra la corrosión y protección contra desprendimientos de piedras

- aptitud de temperatura de la carcasa del sensor durante el funcionamiento, en el rango de -40°C a 120°C - aptitud de temperatura de la cabeza del palpador durante el funcionamiento, en el rango de -40°C a 250°C - compatibilidad electromagnética- inmunidad a la interferencia según DIN EN 50121-3-2

- protección contra incendios según DIN EN 45545-2,-5,-6

Considerando lo mencionado, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo sensor que pueda utilizarse para un vehículo ferroviario, por ejemplo en combinación con un motor de tracción o mecanismos de transmisión de tracción.

Al menos otro objeto consiste en proporcionar un vehículo ferroviario con un dispositivo sensor.

Dichos objetos se solucionan mediante lo indicado en las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se indican formas de ejecución ventajosas y perfeccionamientos de los objetos, y además los mismos se deducen de la siguiente descripción y de los dibujos.

Según una forma de ejecución, un dispositivo sensor, que preferentemente es un dispositivo sensor para un vehículo ferroviario, presenta una cabeza del sensor con al menos un elemento sensor que proporciona una señal de medición analógica durante el funcionamiento. De manera especialmente preferente, al menos un elemento sensor está proporcionado para la medición de al menos uno o varios de los siguientes parámetros: temperatura, aceleración, vibración. Expresado de otro modo, el elemento sensor, de modo especialmente preferente, es un sensor de temperatura, un sensor de aceleración y/o un sensor de vibración. Al menos un elemento sensor, preferentemente, está fijado dentro de la cabeza del sensor o en la misma, en donde además, preferentemente, son guiadas las líneas de alimentación para al menos un elemento sensor. El elemento sensor, a modo de ejemplo, está diseñado como un chip de sensor en base a un material de conductor en caliente o un material de conductor en frío, como sistema microelectromecánico (MEMS).

En la siguiente descripción, el dispositivo sensor se describe mayormente con un elemento sensor. De manera alternativa con respecto a ello, el dispositivo sensor también puede presentar una cabeza del sensor que presente más de un elemento sensor. Las características descritas a continuación, relativas a un elemento sensor, aplican de modo correspondiente también para un dispositivo sensor con una cabeza del sensor que presenta una pluralidad de elementos sensores. En este caso, la cabeza del sensor puede presentar elementos del sensor idénticos y/o diferentes.

Según otra forma de ejecución, un vehículo ferroviario presenta el dispositivo sensor. De manera especialmente preferente, el vehículo ferroviario presenta un elemento de accionamiento que por ejemplo presenta un motor, como por ejemplo un motor de tracción y/o un mecanismo de transmisión, como por ejemplo un mecanismo de transmisión de tracción. Preferentemente, el dispositivo sensor está dispuesto en el elemento de accionamiento. De manera correspondiente, el dispositivo sensor está proporcionado y configurado para medir al menos un parámetro del elemento de accionamiento. Uno o varios parámetros, por ejemplo, están seleccionados de una temperatura, una aceleración, una vibración, o de una combinación o una pluralidad de esos parámetros. La integración de un dispositivo sensor, correspondiente a las normas y especificaciones, por ejemplo en un motor de tracción o mecanismo de transmisión de tracción, a menudo es difícil debido a problemas relativos al espacio de construcción y a las condiciones ambientales en el lugar del sensor. En particular, esto aplica también por ejemplo con respecto al espacio de construcción y a una igualdad mecánica de las interfaces requerida, cuando el dispositivo sensor debe equiparse de forma posterior. Con el dispositivo sensor aquí descrito, preferentemente, una integración de esa clase es posible de forma más sencilla que con las soluciones de sensores conocidas.

La descripción anterior y la posterior se refieren del mismo modo al dispositivo sensor y al vehículo ferroviario con el dispositivo sensor.

El dispositivo sensor presenta además un componente electrónico que presenta al menos un sistema electrónico de convertidor que genera una señal digital a partir de la señal de medición analógica. La señal digital, para un procesamiento posterior, puede ser conducida a un dispositivo de procesamiento de datos, por ejemplo a una unidad de evaluación y/o a una unidad de control que está dispuesta lejos del lugar de instalación del dispositivo sensor y que puede conectarse al dispositivo sensor. En particular, puede ser posible que un dispositivo de procesamiento de datos de esa clase se encuentre alejado del elemento de accionamiento, en el cual está dispuesto el dispositivo sensor. Mediante la conversión de la señal de medición analógica en la señal digital el reenvío es esencialmente más sencillo, ya que las señales digitales son marcadamente menos propensas a fallos que las señales analógicas, por ejemplo con respecto a perturbaciones electromagnéticas. Por ese motivo, para las señales digitales deben observarse exigencias considerablemente más reducidas en comparación con las señales analógicas, por ejemplo con respecto a una protección de la línea y a una longitud de la línea máxima posible. Además, las señales digitales, en comparación con las señales analógicas, ofrecen una mejor capacidad de separación de las líneas, por ejemplo en forma de un conector, lo cual no siempre es tan sencillo sin limitaciones con señales analógicas, o con líneas que conduce señales analógicas.

Además, el dispositivo sensor presenta un elemento de desacoplamiento que conduce la señal de medición analógica desde la cabeza del sensor hacia una entrada del componente electrónico, y que desacopla el componente electrónico al menos parcialmente de forma térmica y/o mecánica, de la cabeza del sensor. Preferentemente, el elemento de desacoplamiento desacopla uno de otro la cabeza del sensor y el componente electrónico, al menos parcialmente de forma mecánica y al menos parcialmente de forma térmica. De manera correspondiente, el elemento de desacoplamiento está dispuesto entre la cabeza del sensor y el componente electrónico. Mediante el elemento de desacoplamiento, preferentemente es posible que la transferencia de calor y/o de perturbaciones mecánicas, como por ejemplo vibraciones desde la cabeza del sensor hacia el componente electrónico, sea menor que en el caso de una disposición del componente electrónico directamente en la cabeza del sensor o dentro de la misma. Si el componente electrónico o al menos el sistema electrónico de convertidor se dispusiera en la cabeza del sensor, junto con cargas de temperatura elevadas y cargas mecánicas elevadas, por ejemplo causadas por vibraciones y/o impactos en el elemento de accionamiento durante el funcionamiento de marcha, esto además tendría como consecuencia el hecho de que la cabeza del sensor sería esencialmente de un volumen mayor que en el dispositivo sensor aquí descrito. En el dispositivo sensor aquí descrito, de este modo, puede ser posible un espacio de construcción marcadamente más reducido. El elemento de desacoplamiento es flexible y preferentemente puede deformarse de forma plástica o elástica, debido a lo cual, junto con el desacoplamiento mecánico, puede posibilitarse también una flexibilidad para la disposición instalada del componente electrónico y la cabeza del sensor, de uno con respecto a otro.

El elemento de desacoplamiento presenta un manguito en forma de un tubo flexible, en el cual está dispuesta al menos una línea eléctrica para la conexión eléctrica de la cabeza del sensor con el componente electrónico. En particular, el elemento de desacoplamiento en el manguito preferentemente presenta todas las líneas eléctricas necesarias para el funcionamiento de la cabeza del sensor y, con ello, para el funcionamiento de al menos un elemento sensor. De este modo, el elemento de desacoplamiento puede presentar también una o varias líneas eléctricas para el suministro eléctrico de tensión y/o corriente de la cabeza del sensor, y en particular de al menos un elemento sensor. El manguito, por ejemplo, presenta un material plástico, como por ejemplo silicona y/o caucho sintético. De manera adicional, el manguito puede presentar una armadura, por ejemplo en forma de un trenzado de metal, de manera que puede aumentarse la estabilidad, manteniendo al mismo tiempo una flexibilidad. Por ejemplo, el manguito puede estar diseñado a modo de un tubo flexible hidráulico. Al menos una línea eléctrica, en forma de un cable apantallado o no apantallado monoconductor o multiconductor, puede estar dispuesta en el manguito.

Además, el elemento de desacoplamiento presenta una protección electromagnética. Debido a la misma, de manera especialmente preferente puede ser posible que la señal de medición analógica conducida mediante el elemento de desacoplamiento esté protegida de señales perturbadoras electromagnéticas, como por ejemplo campos electromagnéticos de un motor eléctrico. La protección electromagnética, por ejemplo, está diseñada en forma de una capa metálica o un trenzado metálico, alrededor de al menos una línea eléctrica. Se considera especialmente ventajoso que la protección electromagnética esté diseñada al mismo tiempo como armadura. La protección, por ejemplo, está integrada en el material del manguito o, de forma alternativa, está dispuesta dentro del manguito.

Según otra forma de ejecución, el componente electrónico presenta una carcasa tubular en la cual está dispuesto el sistema electrónico de convertidor. De manera especialmente preferente, la carcasa presenta un diámetro que esencialmente corresponde a un diámetro del manguito del elemento de desacoplamiento.

Aquí y a continuación esto significa que el diámetro del manguito y el diámetro de la carcasa no se diferencian uno de otro en más de 20%, preferentemente en no más de 10% y de modo especialmente preferente en no más de 5%, respectivamente referido al diámetro del manguito. Por ejemplo, la carcasa presenta un metal o está compuesto por el mismo. Gracias a esto puede alcanzarse una estabilidad suficiente, así como una protección electromagnética para el sistema electrónico de convertidor dispuesto en la carcasa. De manera correspondiente, la carcasa está diseñada como un tubo de metal. Los extremos del tubo, preferentemente, presentan conductos para líneas.

Además, el elemento de desacoplamiento está conectado de forma permanente respectivamente con la cabeza del sensor y con el componente electrónico. En particular esto significa que el elemento de desacoplamiento, en condiciones normales de funcionamiento y mantenimiento, no puede separarse de la cabeza del sensor y del componente electrónico. Una conexión permanente puede alcanzarse mediante una o varias de las siguientes técnicas de unión: prensado, apriete, atornillado, pegado, colada con un material plástico al menos en el área de un punto de unión. Preferentemente, la conexión permanente se forma mediante una combinación de al menos dos o todas las técnicas, seleccionadas de atornillado, pegado y colada. De este modo, el elemento de desacoplamiento puede estar apretado y/o atornillado y/o pegado y/o al menos colado parcialmente con la cabeza del sensor y/o con el componente electrónico, donde la conexión con la cabeza del sensor puede ser igual o distinta a la conexión con el componente electrónico. Mediante la conexión permanente, la cabeza del sensor, el elemento de desacoplamiento y el componente electrónico, preferentemente, forman una unidad permanente en el funcionamiento normal.

El componente electrónico presenta además una salida, en la cual se proporciona la señal digital. La salida preferentemente está conectada a un elemento conector, que puede ser un conector macho o un conector hembra, o un casquillo correspondiente, y que puede presentar un bus de datos de uno o de varios canales, y mediante el cual el dispositivo sensor, por medio de una conexión por enchufe eléctrica, puede conectarse a otros componentes electrónicos, como por ejemplo un suministro de corriente y/o de tensión y/o un dispositivo de procesamiento de datos. La salida del componente electrónico preferentemente está conectado de forma directa al elemento conector. De manera alternativa con respecto a ello, entre la salida del componente electrónico y el elemento conector puede estar presente un cable de conexión que está conectado al componente electrónico de forma permanente, del modo antes descrito. Puesto que en la salida del componente electrónico se proporciona la señal digital generada a partir de la señal de medición analógica, las exigencias en cuanto a la protección electromagnética en el cable, en la salida del componente electrónico, de manera ventajosa son considerablemente más reducidas que en el elemento de desacoplamiento. Además, en la salida puede estar dispuesto otro elemento de desacoplamiento que puede presentar una o varias de las características antes descritas. En particular, el elemento de desacoplamiento entre la cabeza del sensor y el componente electrónico, y el otro elemento de desacoplamiento en la salida del componente electrónico, pueden estar diseñados idénticos, o al menos pueden ser iguales con respecto al manguito.

En el dispositivo sensor aquí descrito, el componente electrónico preferentemente forma un módulo de digitalización separado de la cabeza del sensor, que preferentemente presenta una carcasa tubular. La separación del módulo de digitalización de la cabeza del sensor y la disposición del mismo en una carcasa preferentemente tubular, que preferentemente está conectada de forma permanente con el elemento de desacoplamiento, desacopla de forma mecánica y térmica el sistema electrónico de la cabeza del sensor.

Además, el dispositivo sensor aquí descrito, de manera adicional, soluciona al menos parcialmente el problema del espacio de construcción que se encuentra presente para los sensores habituales con un sistema electrónico integrado en la cabeza del sensor, porque el componente electrónico puede colocarse en un punto que puede seleccionarse mejor, del componente que debe medirse, y no en el propio lugar de medición. Además, el punto de fijación de la carcasa del componente electrónico, adicionalmente, puede desacoplarse de forma térmica y mecánica del componente que debe medirse, por ejemplo mediante un material plástico elástico, pero estable con respecto a la temperatura.

Las propiedades, características y ventajas de la invención, descritas anteriormente, así como el modo de alcanzar las mismas, se explican además mediante la siguiente descripción de los ejemplos de ejecución, en combinación con las figuras correspondientes.

Muestran:

Figura 1 una representación esquemática de un dispositivo sensor según un ejemplo de ejecución, Figura 2 una representación esquemática parcial de un dispositivo sensor según otro ejemplo de ejecución, Figuras 3 y 4 representaciones esquemáticas de un dispositivo sensor según otro ejemplo de ejecución, y

Figura 5 una representación esquemática de un vehículo ferroviario, según otro ejemplo de ejecución.

En los ejemplos de ejecución y las figuras, los elementos idénticos, de la misma clase o que actúan del mismo modo, respectivamente pueden estar provistos del mismo símbolo de referencia. Los elementos representados y sus relaciones de tamaños entre sí no deben considerarse como realizados a escala; más bien, elementos individuales, como por ejemplo capas, componentes, módulos y áreas, pueden estar representados de un tamaño exagerado para una mejor representación y/o para una mejor compresión.

En la figura 1 se muestra un ejemplo de ejecución de un dispositivo sensor 100 con una cabeza del sensor, un componente electrónico 2 y un elemento de desacoplamiento 3, donde el componente electrónico 2 y una parte del elemento de desacoplamiento 3 están representados abiertos para una mejor explicación. El dispositivo sensor 100, de manera especialmente preferente, es un dispositivo sensor para un vehículo ferroviario y por ejemplo está proporcionado y diseñado para medir al menos un parámetro de un elemento de accionamiento del vehículo ferroviario.

El dispositivo sensor 100, estrictamente a modo de ejemplo, está diseñado como un dispositivo sensor de temperatura y presenta la cabeza del sensor 1 con al menos un elemento sensor 10. El elemento sensor está diseñado estrictamente a modo de ejemplo como un elemento sensor PT100, por tanto, en base a un material de conductor en frío. El diseño del dispositivo sensor 100 como dispositivo sensor de temperatura con un elemento sensor PT100 no debe entenderse de forma limitativa. Más bien, también es posible otro tipo de elemento sensor de temperatura. Además, también son posibles otros elementos sensores, así como más de un elemento sensor. Más bien, también es posible que el dispositivo sensor 100, en lugar de una temperatura, o adicionalmente con respecto a la misma, mida por ejemplo una vibración y/o una aceleración, y que presente un elemento sensor adecuado para ello de modo correspondiente, por ejemplo diseñado como un elemento MEMS.

La cabeza del sensor 1 presenta una parte superior 11, que por ejemplo es de metal y en la cual está fijado un tubo metálico 12 delgado, o la cual se convierte en un tubo de esa clase. En el extremo del tubo 12 dispuesto alejado de la parte superior 11 está dispuesto al menos un elemento sensor 10. En el tubo 12 y en la parte superior 11, la cabeza del sensor 1 presenta líneas de alimentación eléctricas para el contacto eléctrico de al menos un elemento sensor 10. La cabeza del sensor 1 está dimensionada y diseñada de manera que está garantizada una necesidad de espacio lo más reducida posible, con una estabilidad suficiente. La forma mostrada de la cabeza del sensor 1, del mismo modo, debe entenderse estrictamente a modo de ejemplo y no de forma limitativa. En particular, la forma de la cabeza del sensor 1, por tanto, por ejemplo, la geometría y el tamaño, puede estar adaptada a las condiciones externas del lugar de medición.

El elemento sensor 10, durante el funcionamiento, proporciona una señal de medición analógica. En el caso del elemento sensor PT100 a modo de ejemplo, la señal de medición analógica es una variable eléctrica que depende de la resistencia eléctrica del elemento sensor 10. El dispositivo sensor 100 presenta además el componente electrónico 2, que está proporcionado y configurado para convertir la señal de medición analógica en una señal digital. Para ello, el componente electrónico 2 presenta al menos un sistema electrónico de convertidor 20 que genera una señal digital a partir de la señal de medición analógica. El sistema electrónico de convertidor 20 presenta para ello al menos un convertidor analógico-digital. Como está descrito en la parte general, la señal digital resulta menos afectada con respecto a señales perturbadoras, como por ejemplo campos magnéticos, de manera que un reenvío seguro de la señal digital es considerablemente más sencillo que aquél de la señal de medición analógica. Debido a que el componente electrónico 2 con el sistema electrónico de convertidor 20 está diseñado separado de la cabeza del sensor 1, se posibilita un tamaño de construcción reducido de la cabeza del sensor 1. Además, el componente electrónico 2 puede presentar componentes electrónicos adicionales para el procesamiento de señales, por ejemplo uno o varios filtros y/o uno o varios amplificadores. El sistema electrónico de convertidor 20, así como eventualmente otros componentes electrónicos, del modo mostrado, por ejemplo, están diseñados en forma de una placa de circuito impreso.

Entre la cabeza del sensor 1 y el componente electrónico 2, el dispositivo sensor 100 presenta el elemento de desacoplamiento 3. La señal de medición analógica es conducida desde la cabeza del sensor 1 hacia el componente electrónico 2, mediante el elemento de desacoplamiento 3. Para ello, el elemento de desacoplamiento 3 presenta líneas eléctricas 31 correspondientes. El elemento de desacoplamiento 3, además, está proporcionado y configurado para desacoplar el componente electrónico 2 al menos parcialmente de forma térmica y/o mecánica, de la cabeza del sensor 1. Mediante el elemento de desacoplamiento 3, de este modo, preferentemente es posible que la transferencia de calor y/o de interferencias mecánicas, como por ejemplo vibraciones desde la cabeza del sensor 1 hacia el componente electrónico 2, sea más reducida que en el caso de una disposición del componente electrónico directamente en la cabeza del sensor o dentro de la misma. Gracias a esto puede reducirse la carga mecánica y térmica del componente electrónico 2 en comparación con la carga mecánica y térmica de la cabeza del sensor 1.

El elemento de desacoplamiento 3 está diseñado de modo flexible, de manera que puede alcanzarse un desacoplamiento mecánico. Además, la flexibilidad del elemento de desacoplamiento 3 posibilita un grado de libertad elevado en la selección de las posiciones de instalación de la cabeza del sensor 1 y del componente electrónico 2, relativamente uno con respecto a otro. El elemento de desacoplamiento 3, por ejemplo, puede deformarse plásticamente, de manera que la forma del elemento de desacoplamiento 3 se mantiene en el caso de una curvatura. Alternativamente con respecto a ello, el elemento de desacoplamiento 3 puede deformarse elásticamente.

El elemento de desacoplamiento 3 presenta un manguito 30 en forma de un tubo flexible, en el cual están dispuestas líneas eléctricas 31 para la conexión eléctrica de la cabeza del sensor 1 con el componente electrónico 2. Como se muestra a modo de ejemplo en la figura 1, las líneas 31 pueden estar dispuestas en el manguito 30 en forma de un cable. El manguito 30, por ejemplo, presenta un material plástico, como por ejemplo silicona y/o caucho sintético. Debido a esos materiales puede alcanzarse un desacoplamiento térmico efectivo.

De manera adicional, el manguito 3 puede presentar una armadura (no mostrado), por ejemplo en forma de un trenzado de metal, de manera que se puede aumentar la estabilidad, manteniendo al mismo tiempo una flexibilidad. En particular, el manguito 30 puede estar diseñado a modo de un tubo flexible hidráulico. La armadura, por ejemplo, puede estar diseñada como una protección electromagnética, debido a lo cual las líneas eléctricas 31 que se extienden en el elemento de desacoplamiento 3 pueden protegerse de perturbaciones electromagnéticas.

El componente electrónico 2 preferentemente presenta una carcasa tubular 21, en la cual está dispuesto el sistema electrónico de convertidor 20. De manera especialmente preferente, la carcasa 21, del modo mostrado, presenta un diámetro que esencialmente corresponde al diámetro del manguito 30 del elemento de desacoplamiento 3, de manera que el diámetro del manguito 30 y el diámetro de la carcasa 21 no difieren uno del otro en más de 20%, preferente en no más de 10% y de modo especialmente preferente en no más de 5%, respectivamente referido al diámetro del manguito 30. La carcasa 21 preferentemente es una carcasa de metal. Gracias a esto puede alcanzarse una estabilidad suficiente, así como una protección electromagnética para el sistema electrónico de convertidor 20 dispuesto en la carcasa 21.

El elemento de desacoplamiento 3, en los ejemplos de ejecución mostrados, está conectado a la cabeza del sensor 1 y al componente electrónico 2 de forma permanente, de manera que la cabeza del sensor 1, el elemento de desacoplamiento 3 y el componente electrónico 2, preferentemente, forman una unidad duradera en el funcionamiento normal, por tanto en condiciones normales de funcionamiento y de mantenimiento. De este modo, la cabeza del sensor 1, el elemento de desacoplamiento 3 y el componente electrónico 2 no pueden separase bajo condiciones normales de funcionamiento y de mantenimiento. Una conexión permanente se alcanza mediante una o varias de las siguientes técnicas de unión: prensado, apriete, atornillado, pegado, colada con un material plástico al menos en el área de un punto de unión. La cabeza del sensor 1, en el ejemplo de ejecución mostrado, para la conexión del elemento de desacoplamiento 3, presenta una pieza de conexión 13, por ejemplo de metal, que está conectada de forma permanente al manguito 30 del elemento de desacoplamiento 3. Además, el componente electrónico 2 presenta una entrada 22 que igualmente está conectada de forma permanente al manguito 30, y mediante la cual las líneas eléctricas 31 llegan hasta el interior de la carcasa 21, hacia el sistema electrónico de convertidor 20. La carcasa 21, para ello, del modo mostrado, puede presentar por ejemplo una clase de collar que está desplazado sobre una parte del manguito 30.

El componente electrónico 2 presenta una salida 23, en la cual se proporciona la señal digital proporcionada por el sistema electrónico de convertidor 20. En la salida 23, en el ejemplo de ejecución mostrado, un cable 4 es guiado hacia el exterior, mediante el cual se reenvía la señal digital. Por ejemplo, puede estar presente un extremo de cable abierto para un contacto de terminales o para la conexión de un conector. Puesto que en la salida 23 del componente electrónico 2 se proporciona la señal digital generada a partir de la señal de medición analógica, las exigencias en cuanto a la protección electromagnética en el cable 4, de manera ventajosa, son considerablemente más reducidas que las exigencias en cuanto a la protección en el elemento de desacoplamiento 3, en el cual es conducida la señal de medición analógica.

El elemento de desacoplamiento 3, del modo descrito, ofrece la ventaja de un desacoplamiento térmico de la cabeza del sensor 1 del componente electrónico 2. Además, posibilita un desacoplamiento mecánico, en particular en cuanto a vibraciones. Mediante el manguito 30 descrito, además, se posibilita una protección de las líneas eléctricas 31, por tanto, una protección del cable, en particular también con respecto a la fatiga debido a una vibración, rotura del cable debido a radios de curvatura demasiado reducidos y a daños mecánicos, por ejemplo debido a un desprendimiento de piedras. El elemento de desacoplamiento 3, además, puede seleccionarse de modo flexible en cuanto al grosor y a la longitud, debido a su estructura sencilla y al mismo tiempo efectiva.

Además, también puede estar presente una protección electromagnética para proteger la señal de medición analógica en el elemento de desacoplamiento 3, en forma de un trenzado metálico o en forma de una capa metálica en el material plástico del manguito 30, o dentro del manguito 30, o en el manguito 30 del elemento de desacoplamiento 3. En la figura 2, en un sector de un dispositivo sensor 100, según otro ejemplo de ejecución, se indica una protección 32 de esa clase, por ejemplo en forma de una lámina metálica o un trenzado metálico, entre el manguito 30 y las líneas eléctricas 31. La protección 32, de manera alternativa con respecto a ello, también puede estar dispuesta dentro del cable que conduce las líneas 31, mostrado en la figura 2.

En las figuras 3 y 4, en una vista parcialmente abierta, en correspondencia con la vista de la figura 1 y en una vista externa, se muestra otro ejemplo de ejecución para un dispositivo sensor 100 que, en comparación con los ejemplos de ejecución anteriores, presenta otro elemento de desacoplamiento 5 en la salida 23 del componente electrónico 2. El otro elemento de desacoplamiento 5, con respecto a su manguito 50 y/o a las líneas eléctricas 51, así como también con respecto a otras características, como por ejemplo una protección y/o la conexión con el componente eléctrico 2, puede presentar características que se han descrito previamente con respecto al elemento de desacoplamiento 3. En particular, los elementos de desacoplamiento 3 y 5, con respecto a los manguitos 30 y 50, pueden estar diseñados idénticos, y en todo caso se diferencian en cuanto al respectivo número de las líneas eléctricas 31 y 51, así como en cuanto al cable dispuesto en el respectivo manguito 30, 50; con las líneas 31, 51. Por tanto, mientras que en combinación con la figura 1, se muestra un ejemplo de ejecución con un diseño unívoco con un elemento de desacoplamiento 3, el ejemplo de ejecución de las figuras 3 y 4 presenta un diseño multilateral del elemento de desacoplamiento.

Además, en el ejemplo de ejecución mostrado, la salida 23 del componente electrónico 2, mediante el otro elemento de desacoplamiento 5, está conectada a un elemento conector 6 que puede ser un conector macho o hembra, o un casquillo correspondiente, y que puede presentar un bus de datos de uno o de varios canales, y mediante el cual el dispositivo sensor 100, por medio de una conexión por enchufe eléctrica, puede conectarse a otros componentes electrónicos, como por ejemplo un suministro de corriente y/o de tensión y/o un dispositivo de procesamiento de datos. La salida 23 del componente electrónico 2, de manera alternativa, también puede estar conectada de forma directa al elemento conector 6. De manera alternativa con respecto a ello, entre la salida 23 del componente electrónico 2 y el elemento conector 6, puede estar presente un cable de conexión, como el cable 4 mostrado en la figura 1.

En comparación con disposiciones de un sistema electrónico de convertidor dentro de una cabeza del sensor o directamente en la misma, en el dispositivo sensor 100 según los ejemplos de ejecución aquí descritos, resultan muchas ventajas, por ejemplo una altura de la estructura más reducida de la cabeza del sensor, una longitud rígida más reducida con respecto al radio de curvatura del elemento que se coloca directamente en la cabeza del sensor y un desacoplamiento mecánico y/o térmico del sistema electrónico de convertidor, así como también de un conector colocado en el sistema electrónico de convertidor.

En la figura 5, en un sector, se muestra un ejemplo de ejecución de un vehículo ferroviario 1000 con un dispositivo sensor 100 que está diseñado según el ejemplo de ejecución precedente. El vehículo ferroviario 1000 presenta un elemento de accionamiento 200 que, por ejemplo, presenta, o alternativamente es, un motor 201, como por ejemplo un motor de tracción y/o un mecanismo de transmisión 202, como por ejemplo un mecanismo de transmisión de tracción. El dispositivo sensor 100 está dispuesto en el elemento de accionamiento 200, de manera que el dispositivo sensor 100 puede medir al menos un parámetro del elemento de accionamiento 200, en correspondencia con los ejemplos de ejecución precedentes, por tanto, por ejemplo, una temperatura. Una integración del dispositivo sensor 100 en el elemento de accionamiento 200, correspondiente a las normas y especificaciones, debido al componente electrónico desacoplado de la cabeza del sensor mediante el elemento de desacoplamiento, es posible con mayor facilidad que en los sensores habituales con un sistema electrónico de digitalización integrado directamente dentro de la cabeza del sensor o en la misma.

La invención se define mediante las reivindicaciones.

Lista de símbolos de referencia

1 Cabeza del sensor

2 Componente electrónico

3 Elemento de desacoplamiento

4 Cable

5 Elemento de desacoplamiento

6 Elemento conector

10 Elemento sensor

11 Parte superior

12 Tubo

13 Pieza de conexión

20 Sistema electrónico de convertidor

21 Carcasa

22 Entrada

23 Salida

30 Manguito

31 Línea eléctrica

32 Protección

50 Manguito

51 Línea eléctrica

100 Dispositivo sensor

200 Elemento de accionamiento

201 Motor

202 Mecanismo de transmisión

1000 Vehículo ferroviario

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo sensor (100) para un vehículo ferroviario (1000), que presenta

- una cabeza del sensor (1) con al menos un elemento sensor (10) que, en el funcionamiento, proporciona una señal de medición analógica,

- un componente electrónico (2) que presenta al menos un sistema electrónico de convertidor (20) que genera una señal digital a partir de la señal de medición analógica,

- un elemento de desacoplamiento (3) que conduce la señal de medición analógica desde la cabeza del sensor (1) hacia el componente electrónico (2), y que desacopla el componente electrónico (2) al menos parcialmente de forma térmica y/o mecánica, de la cabeza del sensor (1), donde el elemento de desacoplamiento (3) presenta un manguito (30) en forma de un tubo flexible, en el cual está dispuesta al menos una línea eléctrica (31) para la conexión eléctrica de la cabeza del sensor (1) con el componente electrónico (2), donde el elemento de desacoplamiento (3) es flexible, donde el elemento de desacoplamiento (3) presenta una protección electromagnética (32), y donde el elemento de desacoplamiento (3) está conectado de forma permanente respectivamente con la cabeza del sensor (1) y con el componente electrónico (2).

2. Dispositivo sensor (100) según la reivindicación 1, donde el componente electrónico (2) presenta una carcasa tubular (21) en la que está dispuesto el sistema electrónico de convertidor (20).

3. Dispositivo sensor (100) según la reivindicación 2, donde la carcasa (21) presenta un metal.

4. Dispositivo sensor (100) según la reivindicación 2, donde la carcasa (21) presenta un diámetro que esencialmente corresponde a un diámetro del manguito (30).

5. Dispositivo sensor (100) según una de las reivindicaciones 1 y 4, donde el manguito (30) presenta un material plástico.

6. Dispositivo sensor (100) según una de las reivindicaciones precedentes, donde el componente electrónico (2) presenta una salida (23) en la cual se proporciona la señal digital y en la cual está dispuesto otro elemento de desacoplamiento (5).

7. Dispositivo sensor (100) según una de las reivindicaciones precedentes, donde el componente electrónico (2) presenta una salida (23) en la cual se proporciona la señal digital y la cual está conectada a un elemento conector (6).

8. Dispositivo sensor (100) según una de las reivindicaciones precedentes, donde al menos un elemento sensor (10) está proporcionado y configurado para la medición de al menos uno o varios de los siguientes parámetros: temperatura, aceleración, vibración.

9. Vehículo ferroviario (1000), que presenta un elemento de accionamiento (200) y un dispositivo sensor (100) dispuesto en el elemento de accionamiento (200) según una de las reivindicaciones precedentes.

10. Vehículo ferroviario (1000) según la reivindicación 9, donde el elemento de accionamiento (200) presenta un motor (201) y/o un mecanismo de transmisión (202).