ES2960768T3

ES2960768T3 - Vía férrea

Info

Publication number: ES2960768T3
Application number: ES20711771T
Authority: ES
Inventors: Michael Sehner; Harald Loy
Original assignee: Getzner Werkstoffe Holding GmbH
Current assignee: Getzner Werkstoffe Holding GmbH
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2024-03-06
Anticipated expiration: 2040-02-27
Also published as: JP2022523904A; CN113544040A; BR112021017413A2; CN113544040B; AT522346A1; WO2020191418A1; AU2020245896A1; AT522346B1; EP3941798A1; WO2020191418A8; EP3941798B1; US20220155131A1; EP3941798C0

Abstract

Una vía de ferrocarril (1) que comprende al menos dos carriles de ferrocarril (2) y al menos un aparato de medición (3), dispuesto debajo de al menos uno de los carriles de ferrocarril (2), para medir la presión de contacto vertical, en donde el aparato de medición (3) presenta al menos un cuerpo portador (4) en forma de estera o plano con varios sensores de medición (5) dispuestos a distancia entre sí, para medir la presión de contacto vertical correspondiente en la posición del correspondiente sensor de medición (5).). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Vía férrea

La presente invención se refiere a una vía férrea según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el estado de la técnica, por ejemplo, por el documento WO 00/23770 A1 se conoce prever dispositivos de medición por debajo de los carriles para medir la presión superficial vertical. Para ello, en el documento WO 00/23770 se instala una célula de carga en cada caso en las traviesas dispuestas por debajo de los carriles. Este tipo de básculas puente conocidas en el estado de la técnica sirven para pesar vagones de ferrocarril al pasar por el tramo de pesaje.

El documento JP 2008224564A muestra una vía férrea del tipo mencionado al principio, en el que el dispositivo de medición se apoya con una placa de aluminio sobre el lecho de balasto y entre esta placa de aluminio y los sensores de medición está dispuesta una placa de corcho.

El objetivo de la invención es perfeccionar una vía férrea del tipo mencionado anteriormente en el sentido de que pueda registrarse mejor el estado de la vía férrea por debajo del carril realizando una medición.

Para ello, la invención prevé una vía férrea según la reivindicación 1.

A diferencia del estado de la técnica mencionado anteriormente en la forma del documento WO 00/23770 A1, en el que el dispositivo de medición proporciona un solo valor de medición para la presión superficial vertical, la pluralidad de sensores de medición dispuestos dentro de o en el cuerpo portador en el dispositivo de medición previsto según la invención permiten poner a disposición simultáneamente también una pluralidad de valores de medición dispuestos distribuidos espacialmente, porque cada uno de los sensores de medición mide en su posición la presión superficial vertical.

De este modo, puede determinarse la distribución de las presiones superficiales verticales en la superficie y también sus variaciones, por ejemplo, a lo largo del tiempo. Esto puede utilizarse, por ejemplo, para registrar la distribución de puntos de contacto y su tamaño y posición realizando una medición y/o también para determinar y/o monitorizar variaciones producidas con el tiempo por cargas y/o asentamientos en la vía férrea por debajo del carril.

Además, mediante las vías férreas según la invención puede analizarse de manera específica el efecto de la inserción de capas intermedias elastoméricas como, por ejemplo, suelas bajo traviesa, estratos intermedios, placas intermedias y/o acolchados de subbalasto y puede registrarse realizando una medición.

Para ello, los sensores de medición están dispuestos convenientemente distribuidos de manera plana en el cuerpo portador en forma de estera o en forma de placa. De manera particularmente preferida, está previsto que los sensores de medición individuales estén dispuestos distanciados entre sí en la dirección horizontal en el cuerpo portador en forma de estera o en forma de placa del dispositivo de medición. En general, utilizando las vías férreas según la invención es posible realizar un procedimiento en el que se mide la distribución de la presión superficial vertical en la superficie o, dicho de otro modo, la distribución espacial de la presión superficial vertical, por debajo del carril, en particular en función del tiempo. Así también pueden medirse o registrarse sus variaciones.

Las vías férreas según la invención también pueden denominarse sistema de vías o vía. Las vías férreas según la invención pueden estar configuradas como zonas de cruce o agujas o comprenderlas. Sin embargo, en el caso de las vías férreas según la invención, en el caso más sencillo, también puede tratarse de un segmento recto o un segmento que discurre alrededor de una curva con sólo dos carriles.

Como se conoce en general, la presión superficial vertical se determina como fuerza que actúa verticalmente sobre una superficie, es decir, como fuerza por superficie, y por ejemplo se indica en la unidad de N/mm2 (Newton por milímetro cuadrado).

El cuerpo portador del dispositivo de medición une los sensores de medición individuales entre sí. En el caso de cuerpos portadores en forma de estera, los cuerpos portadores son flexibles en sí mismos. Por ejemplo, puede utilizarse una lámina portadora como cuerpo portador en forma de estera. En el caso de cuerpos portadores en forma de placa, los cuerpos portadores están configurados de manera rígida, es decir, como placa. Sin embargo, en ambos casos los cuerpos portadores están diseñados evidentemente de tal modo que los sensores de medición colocados o fijados en los mismos también puedan medir la presión superficial vertical en la posición respectiva del sensor de medición.

En variantes preferidas de la invención, por encima y/o por debajo del cuerpo portador y de los sensores de medición está dispuesta al menos una capa deslizante del dispositivo de medición para el desacoplamiento de las fuerzas horizontales al medir la presión superficial vertical. De manera conveniente esta capa deslizante está dispuesta directamente por debajo y/o por encima del cuerpo portador y de los sensores de medición. La capa deslizante garantiza que las fuerzas transversales horizontales se desacoplen durante la medición, es decir, que no las registren los sensores de medición y que no se vean afectados. Por tanto, la capa deslizante garantiza que los sensores de medición sólo midan la presión superficial vertical y ninguna fuerza transversal horizontal. A este respecto, de manera conveniente está previsto que un coeficiente de fricción entre uno de los respectivos sensores de medición y la capa deslizante sea 0,5 o menor. Preferiblemente este coeficiente de fricción es 0,1 o menor. Así, la capa deslizante constituye una protección de los sensores de medición frente a las fuerzas de empuje, es decir, frente a las fuerzas o las componentes de fuerza que actúan en la dirección horizontal. La capa deslizante puede estar realizada en particular como envoltura, que está dispuesta por encima y por debajo del cuerpo portador y de los sensores de medición. El cuerpo portador y los sensores de medición pueden estar encerrados completamente en una capa deslizante de este tipo, realizada como envoltura. La capa deslizante debería estar realizada de tal modo que mediante las presiones superficiales verticales esperadas no pueda producirse ningún daño de la capa deslizante. La capa deslizante puede estar realizada, por ejemplo, como lámina. En el caso de presiones superficiales verticales esperadas de 5 N/mm2 o más, puede tratarse, por ejemplo, de una lámina reforzada con tejido. La capa deslizante puede estar compuesta, en particular, por PTFE, es decir, poli(tetrafluoroetileno) o al menos presentar un material de este tipo. El poli(tetrafluoroetileno) también se conoce bajo el nombre comercial deTeflon.La capa deslizante también puede utilizarse como elemento de sellado del cuerpo portador y de los sensores de medición y, por tanto, como protección frente a la entrada de humedad desde fuera, cuando de manera correspondiente está realizada de manera cerrada. El grosor de capa de la capa deslizante se sitúa preferiblemente en el intervalo de 0,1 mm a 10 mm, de manera particularmente preferida de 0,15 mm a 0,3 mm. La capa deslizante puede estar fijada hacia fuera, es decir, en sus lados dirigidos en sentido opuesto al cuerpo portador, a capas adicionales del dispositivo de medición, por ejemplo, estar pegada, aunque también puede estar colocada libremente con respecto a éstas.

En la invención está previsto que el dispositivo de medición esté delimitado en al menos un lado del cuerpo portador por una placa de protección que cierra el dispositivo de medición hacia fuera. Preferiblemente en los dos lados opuestos del cuerpo portador se encuentra en cada caso una placa de protección. En este sentido está previsto de manera conveniente que el dispositivo de medición esté delimitado en dos lados opuestos del cuerpo portador por, en cada caso, una placa de protección que cierra el dispositivo de medición hacia fuera. La al menos una de las placas de protección está realizada de varias capas.

Una de estas placas de protección puede formar, por ejemplo, una base, con respecto a la cual se miden las presiones superficiales verticales. En este caso, las presiones superficiales verticales se introducen en el dispositivo de medición en el lado opuesto de esta placa de protección que sirve de base. Sin embargo, si el cuerpo en el que se apoya el dispositivo de medición ofrece una superficie de base lo suficientemente plana y, por lo demás, no es necesaria ninguna protección frente a un daño mecánico o humedad en este lado, entonces también puede prescindirse de esta placa de protección, que sirve de base. La placa de protección, que sirve de base, puede estar fabricada de chapa metálica, como por ejemplo acero. En este sentido puede tratarse, por ejemplo, de un acero de construcción macizo. El grosor de esta placa de protección se sitúa convenientemente en el intervalo entre 0,1 mm y 20 mm, preferiblemente en el intervalo de 2 mm a 3 mm. Sin embargo, una placa de protección también está configurada en el lado del dispositivo de medición en el que las presiones superficiales verticales que van a medirse se introducen en el dispositivo de medición. La placa de protección sirve de capa de protección para proteger el cuerpo portador y los sensores de medición dispuestos sobre el mismo así como la capa deslizante opcionalmente disponible frente a fuerzas demasiado elevadas, es decir, frente a una sobrecarga o un daño. Esta placa de protección está compuesta por varias capas con diferentes propiedades de material. Por tanto, esta placa de protección está realizada con una construcción de tipo sándwich. Está previsto que en esta placa de protección un acero macizo esté dirigido hacia el lado en el que las presiones superficiales verticales se introducen en el dispositivo de medición y que la placa de protección presente además una capa de un metal dúctil más blando, como por ejemplo cobre, dirigido hacia el cuerpo portador. Esta capa dúctil más blanda permite una distribución de la carga y también evita la perforación de la capa deslizante. En el caso del acero de la placa de protección de varias capas, dirigido hacia el lado en el que las presiones superficiales verticales se introducen en el dispositivo de medición, también puede hablarse de una capa de acero. Los términos de acero macizo y metal dúctil más blando deben considerarse en relación. En definitiva, esto no significa otra cosa que el acero o la capa de acero en la placa de protección de varias capas es más resistente que la capa de metal dúctil más blanda en relación con la misma. En este caso, la placa de protección puede presentar, por ejemplo, un grosor entre 0,3 mm y 3 mm, preferiblemente 0,3 mm y 1,5 mm. Las capas individuales de esta placa de protección tienen en el caso de una construcción de tipo sándwich o de varias capas convenientemente grosores de 0,1 mm a 3 mm, preferiblemente de 0,3 mm a 1 mm. En el caso de una placa de dos capas de acero y cobre, el grosor mínimo de la capa de cobre asciende preferiblemente al menos a 0,4 mm y el del acero preferiblemente al menos a 0,3 mm. Para aplicaciones por debajo de una capa de balasto, como se mostrarán a continuación en detalle, los grosores de la placa de protección también pueden reducirse a la mitad con respecto a las indicaciones anteriores, no situándose el grosor total sin embargo por debajo de 0,3 mm. Para aplicaciones, en las que el dispositivo de medición está dispuesto entre el carril y una traviesa, el grosor de las placas de protección puede reducirse hasta 0,15 mm. En lugar de cobre también pueden utilizarse otros materiales dúctiles, que puedan deformarse y procesarse fácilmente y, en particular, metales como por ejemplo metales con una estructura cristalina cúbica centrada en las caras.

Si tanto la capa deslizante como la placa de protección están presentes, convenientemente está previsto que la capa deslizante, preferiblemente en cada caso, esté dispuesta entre el cuerpo portador con los sensores de medición y la placa de protección.

En vías férreas, en las que existe el riesgo de que el dispositivo de medición se dañe mecánicamente, de manera conveniente está previsto que el dispositivo de medición presente un marco de protección que rodee los bordes de la placa de protección, preferiblemente las placas de protección, y el cuerpo portador, que cubra las superficies frontales de la placa de protección, preferiblemente de las placas de protección, y del cuerpo portador hacia fuera. Esto es particularmente adecuado cuando el dispositivo de medición se sitúa, por ejemplo, por debajo de una traviesa en un lecho de balasto. En este caso, el marco de protección evita por ejemplo que se dañe el dispositivo de medición durante un proceso de bateo en sí conocido del lecho de balasto. El marco de protección puede estar compuesto, por ejemplo, de acero o presentar al menos una capa de acero. Visto en sección transversal, el marco de protección puede presentar por ejemplo un perfil en forma de U o en forma de L, también son posibles aceros planos. El grosor de pared del marco de protección se sitúa convenientemente en el intervalo entre 0,1 mm y 15 mm, preferiblemente entre 1 mm y 3 mm.

En formas de configuración preferidas, el dispositivo de medición presenta al menos una interfaz de conexión para la conexión de los sensores de medición a un aparato de medición para registrar la presión superficial vertical medida en cada caso por los sensores de medición. A este respecto, de manera conveniente se trata de un aparato de medición correspondiente de varios canales, adecuado para registrar individualmente también por un periodo de tiempo correspondiente la presión superficial vertical medida en cada caso por el sensor de medición respectivo. Estos aparatos de medición son en sí conocidos. La interfaz de conexión puede ser por cable o inalámbrica. Para la protección de la interfaz de conexión y opcionalmente también del aparato de medición que puede conectarse o conectado a la misma, el dispositivo de medición puede presentar un conducto rodeado por paredes correspondientes. Dentro de este conducto pueden protegerse la interfaz de conexión y opcionalmente también el aparato de medición así como líneas de conexión opcionalmente existentes frente a un daño mecánico desde fuera. Las paredes de este conducto están compuestas convenientemente por un metal correspondientemente estable como, por ejemplo, acero. Su forma puede estar adaptada a las más diferentes situaciones de instalación. Los grosores de pared de este conducto se sitúan convenientemente en el intervalo de 1 mm a 40 mm, preferiblemente de 5 mm a 15 mm. El conducto puede estar cerrado por una tapa que puede cerrarse, de modo que con la tapa abierta haya acceso a la interfaz de conexión o también al aparato de medición conectado a la misma. La interfaz de conexión y opcionalmente también el aparato de medición pueden leerse con medios correspondientes, conocidos actualmente en el estado de la técnica y conectarse a aparatos de lectura correspondientes como, por ejemplo, ordenadores personales y similares.

De manera conveniente, los sensores de medición del dispositivo de medición utilizado según la invención son adecuados para medir presiones superficiales verticales en un intervalo o al menos una parte del intervalo de 0,01 N/mm2 a 200 N/mm2. Por tanto, el rango de medición de los sensores de medición puede extenderse por todo el intervalo de valores mencionado o también sólo por una parte del mismo. La resolución del dispositivo de medición en la horizontal se sitúa convenientemente en un intervalo entre 1 mm y 1 cm. La resolución del dispositivo de medición en la horizontal se obtiene a partir de la distancia entre dos sensores de medición adyacentes y su tamaño. Los sensores de medición individuales pueden estar realizados de manera plana, aunque también más o menos puntiformes. La distancia y el tamaño de los sensores de medición, o la superficie en la que un sensor de medición mide la presión superficial vertical, y así también la resolución en la horizontal pueden adaptarse al objetivo respectivo.

En las vías férreas según la invención, los dispositivos de medición pueden disponerse en diferentes puntos o, dicho de otro modo, en diferentes planos, por debajo del carril, para, de este modo, alcanzar diferentes objetivos. Por ejemplo, puede estar previsto que los carriles estén montados sobre traviesas y que el dispositivo de medición esté dispuesto entre al menos uno de los carriles y al menos una de las traviesas. Igualmente es posible que el dispositivo de medición esté dispuesto en un lado inferior de la traviesa, dirigido en sentido opuesto al carril. En este caso, por ejemplo, puede estar previsto que el dispositivo de medición esté dispuesto entre el lado inferior de la traviesa y un lecho de balasto. En formas de configuración correspondientes, en lugar de las traviesas también pueden estar previstas placas, por ejemplo, de hormigón, que soporten los carriles. Otras aplicaciones o formas de configuración de una vía férrea según la invención pueden prever que los carriles estén montados sobre traviesas y que las traviesas estén montadas sobre un lecho de balasto y que el dispositivo de medición esté dispuesto por debajo del lecho de balasto. En todas estas formas de configuración, por debajo o por encima del dispositivo de medición pueden estar previstos estratos intermedios elásticos, por ejemplo, en forma de suelas bajo traviesa, estratos intermedios, placas intermedias o también acolchados de subbalasto.

Mediante las figuras adjuntas, en la siguiente descripción de las figuras se hace referencia a diferentes ejemplos para la configuración de una vía férrea según la invención para, de este modo, explicar características y detalles adicionales de formas de configuración preferidas de la invención. Muestran:

la figura 1, una primera variante de realización de una vía férrea según la invención, en la que el dispositivo de medición está dispuesto por debajo de una traviesa;

la figura 1a, la zona A de la figura 1 ampliada;

la figura 2, una representación esquemática del cuerpo portador en forma de estera o placa;

la figura 3, una representación para explicar variantes alternativas de la forma de realización según la figura 1; la figura 4, una representación para explicar las posibilidades de configuración de conductos para la conexión de aparatos de medición;

la figura 5, una vista desde abajo de la traviesa según la figura 1;

la figura 6, un ejemplo de realización de una vía férrea según la invención, en el que el dispositivo de medición está dispuesto entre el carril y la traviesa;

la figura 7, otro ejemplo de realización de una vía férrea según la invención, en el que el dispositivo de medición está dispuesto entre el carril y la traviesa;

la figura 8, una variante de realización de la invención, en la que el dispositivo de medición está dispuesto por debajo de un lecho de balasto.

En la figura 1, de manera esquemática, se representa una vía férrea 1 según un primer ejemplo de realización de la invención en una sección vertical. Puede observarse uno de los carriles 2, que está montado sobre una de las traviesas 12. La fijación del carril 2 sobre la traviesa 12 se produce de la manera conocida y no se representa en este caso.

La traviesa 12 que puede observarse en este caso se apoya en un lecho de balasto 14 en sí conocido, del que aquí sólo se representan los granos de balasto que rodean la base de traviesa.

En el ejemplo de realización según la figura 1, el dispositivo de medición 3 para medir la presión superficial vertical se encuentra directamente por debajo de la traviesa 12. En este ejemplo de realización, el dispositivo de medición 3 está dispuesto por tanto en el lecho de balasto 14. El dispositivo de medición 3 presenta según la invención un cuerpo portador 4 en forma de estera o placa con una pluralidad de sensores de medición 5 dispuestos distanciados entre sí para medir la presión superficial vertical respectiva en la posición del sensor de medición 5 respectivo. Los sensores de medición 5 están dispuestos de manera plana, en este caso, en la horizontal, distribuidos por el cuerpo portador 4, de modo que pueda medirse selectivamente la presión superficial vertical respectiva en la posición respectiva del sensor de medición 5 respectivo. En este ejemplo de realización, directamente por encima y por debajo del cuerpo portador 4 y de los sensores de medición 5 está prevista una capa deslizante 6 del dispositivo de medición 3 para el desacoplamiento de fuerzas transversales horizontales al medir la presión superficial vertical. Esta capa deslizante 6, como se explicó al principio, tiene convenientemente un coeficiente de fricción con respecto a los sensores de medición 5 de 0,5 o menor. Garantiza que no se transmitan fuerzas transversales horizontales a los sensores de medición 5 y que, por tanto, no interfieran con la medición de la presión superficial vertical. En el ejemplo de realización mostrado, la capa deslizante 6 está configurada como envoltura, que rodea completamente el cuerpo portador 4 y los sensores de medición 5. Por ejemplo, puede tratarse de una lámina de PTFE conformada de manera correspondiente que, opcionalmente, puede estar reforzada con fibras.

En la figura 1 también se ven las placas de protección 7 y 8 dispuestas en los dos lados opuestos del cuerpo portador 4, que cierran el dispositivo de medición 3 hacia fuera. La placa de protección 7 se apoya directamente en el lado inferior 13 de la traviesa 12. Sirve de placa de base o de base con respecto a la cual se miden las presiones superficiales verticales en las posiciones respectivas mediante los sensores de medición 5 respectivos. Con respecto a las posibles formas de configuración de una placa de protección 7 de este tipo, que sirve de base o placa de base, se remite a las posibilidades ya explicadas anteriormente. La placa de protección 8 dispuesta en el lado opuesto, es decir, por debajo del cuerpo portador 4 y de la capa deslizante 6 tiene la función de una capa de protección, que protegerá el cuerpo portador 4 con sus sensores de medición 5 frente a fuerzas demasiado elevadas, frente a la sobrecarga y, en particular, frente a un daño. Sin embargo, por otro lado, esta placa de protección 8 tiene que estar configurada de tal modo que permita la medición de la presión superficial vertical en la posición respectiva del sensor de medición 5 respectivo. Debe evitarse una placa de protección 8 que sea tan rígida que impida una medición selectiva de la posición de la presión superficial vertical. Al principio ya se explicaron posibles formas de configuración para una placa de protección 8 de este tipo, que sirva de capa de protección, en el lado en el que las presiones superficiales verticales se introducen en el dispositivo de medición 3, de modo que se remite a las mismas. Esta placa de protección 8 está construida de varias capas, como se explicó al principio, con una capa de acero y una capa de cobre o u otro metal dúctil. La figura 1a muestra la zona A de la figura 1 ampliada. Aquí puede observarse bien que la placa de protección 8 presenta la capa de metal 26 dúctil, que está dirigida hacia el cuerpo portador 4. También puede verse bien el acero 27 o la capa de acero 27, dirigida hacia el lado en el que las presiones superficiales verticales, en este caso las del balasto del lecho de balasto 14, se introducen en el dispositivo de medición 3.

Para evitar daños del dispositivo de medición 3, en particular en las superficies frontales 10 de las placas de protección 7 y 8 y del cuerpo portador 4, en este ejemplo de realización está previsto un marco de protección 9 que rodea los bordes de las placas de protección 7 y 8 y el cuerpo portador 4. En la figura 1 está configurado con una sección transversal en forma de L. Este marco de protección 9 evita un daño del dispositivo de medición 3 en particular durante el bateo en sí conocido del lecho de balasto 14. Por debajo del dispositivo de medición 3 y en particular de su placa de protección 8, en la figura 1 se encuentra una suela bajo traviesa 15 en sí conocida, elastomérica construida de una o varias capas. En el estado de la técnica se conocen las más diferentes formas de configuración de este tipo de suelas bajo traviesa y pueden emplearse en este caso. Las suelas bajo traviesa 15 tienen, por un lado, propiedades de amortiguación elástica para amortiguar las vibraciones. Por otro lado, este tipo de suelas bajo traviesa 15 tienen convenientemente también propiedades plásticas para mantener el balasto del lecho de balasto 14 en su posición por debajo de la traviesa 12. La suela bajo traviesa 15 es opcional. Es decir, puede estar o no presente.

En este primer ejemplo de realización de la invención según la figura 1, con el dispositivo de medición 3 puede realizarse una medición espacial y temporal de la posición de las superficies de contacto entre el lado inferior 13 de la traviesa 12 y los granos de balasto del lecho de balasto 14. En este sentido, cada sensor de medición 5 proporciona un valor de medición individual de la presión superficial vertical para la posición de este sensor de medición 5. De este modo puede registrarse la posición y extensión de las superficies de contacto entre los granos del lecho de balasto 14 y el lado inferior de la traviesa 12 en la superficie con una resolución realizando una medición. Si las presiones superficiales verticales se miden en las posiciones individuales del sensor de medición 5 respectivo por un periodo de tiempo prolongado, entonces también es posible medir y monitorizar las redistribuciones de los granos de balasto en el lecho de balasto 14, producidas por procesos de redistribución y/o asentamiento y, por tanto, los desplazamientos y variaciones de las superficies de contacto. Además, también es posible registrar el efecto de una suela bajo traviesa 15 realizando una medición y cuantificarlo, comparando mediciones, en las que está presente la suela bajo traviesa 15, con mediciones en las que se ha prescindido de la suela bajo traviesa 15. Así, con la vía férrea 1 según la invención también puede analizarse el efecto de diferentes tipos de suelas bajo traviesa 15 realizando una medición.

La figura 2 muestra de manera esquemática una vista en planta de un cuerpo portador 4 con una pluralidad de sensores de medición 5 dispuestos distanciados entre sí para medir la presión superficial vertical respectiva en la posición del sensor de medición 5 respectivo. El tamaño, número y la disposición de los sensores de medición 5 en el cuerpo portador 4 pueden adaptarse al objetivo de medición respectivo. Mediante un tamaño y una distancia y un número correspondientes de los sensores de medición 5 puede alcanzarse la resolución deseada en la horizontal. Convenientemente se sitúa en el intervalo ya mencionado al principio de 1 mm a 1 cm. Los sensores de medición 5 deberían ser adecuados para medir presiones superficiales verticales en un intervalo o al menos una parte del intervalo de 0,01 N/mm2 a 200 N/mm2. Los sensores de medición 5 dispuestos de manera correspondiente están conectados en cualquier caso de la manera conocida con líneas de conexión 16 a la interfaz de conexión 11. A esta interfaz de conexión 11, directa o indirectamente, puede conectarse un aparato de medición correspondiente para registrar las presiones superficiales verticales medidas por medio de los sensores de medición 5 en la posición respectiva, transmitirlas o procesarlas de otro modo. La interfaz de conexión 11 puede estar realizada de manera inalámbrica o como conexión por cable. En el estado de la técnica se conocen los aparatos de medición 17 que pueden conectarse de manera correspondiente a la interfaz de conexión 11. El cuerpo portador 4 puede estar realizado de manera flexible como estera o rígido en sí mismo como placa.

En la figura 3 se representan variantes del ejemplo de realización de la figura 1, mostrándose no obstante sólo la traviesa 12 con el dispositivo de medición 3 dispuesto por debajo. En el lado izquierdo de la figura 3 se indica una variante, en la que no hay ningún marco de protección 9. En el lado derecho de la figura 3 se prevé un marco de protección 9, que cubre las superficies frontales 10 de las placas de protección 7 y 8 y del cuerpo portador 4, que en una sección vertical forma un perfil en forma de U. Por lo demás, se aplican las explicaciones con respecto a la figura 1.

En la figura 4 se muestran de manera esquemática diferentes variantes, de cómo los conductos 18 pueden estar configurados en la traviesa 12 para proteger las líneas de conexión 16 de los sensores de medición 5, la interfaz de conexión 11 y el aparato de medición 17 conectado frente a las influencias externas. Al principio ya se hizo referencia a las diferentes variantes de la configuración de estos conductos 18, que también podrían denominarse conductos para cables. En la figura 4 se muestra a modo de ejemplo una variante del conducto 18 que pasa por el centro de la traviesa 12, en la que en el extremo superior del conducto también se protege el aparato de medición 17. Como alternativa se muestra una variante de un conducto 18, dispuesta en el borde, en este caso, en el lado derecho, que se dispone lateralmente en la traviesa 12. También en esta variante, el aparato de medición 17 está alojado en el conducto 18. En las dos variantes el conducto 18 está cerrado convenientemente en su extremo superior por medio de una tapa 25 que puede abrirse, de manera que pueda volver a cerrarse y que el aparato de medición 17, mediante esta abertura superior, con la tapa 25 retirada de manera correspondiente, pueda conectarse a la interfaz de conexión 11 y volver a retirarse de la misma. El tipo de conexión así como el tipo de configuración del aparato de medición 17 pueden producirse en las más diferentes formas de realización en sí conocidas en el estado de la técnica, de modo que no es necesario entrar en más detalles.

Para permitir una protección adicional frente a una influencia o un daño mecánico de este sistema de medición, adicionalmente también puede haber una cubierta protectora 19 dispuesta sobre la zona correspondiente de la traviesa 12 y el o los conductos 18. Ésta puede estar asegurada a la traviesa, por ejemplo, con anclajes de hormigón. Formas de realización convenientes prevén en cualquier caso que la cubierta protectora 19 esté diseñada de manera retirable. El lecho de balasto 14 y el carril 2 tampoco se representan en la figura 4. Sin embargo, en la figura 4 también se trata de una variante del ejemplo de realización según la figura 1, de modo que puede prescindirse de explicaciones adicionales remitiéndose a las explicaciones correspondientes anteriores.

Los conductos 18 y la cubierta protectora 19 están realizados convenientemente de manera impermeable. Pueden fabricarse mediante soldadura de piezas metálicas correspondientes o mediante pegado. Por supuesto, los elementos individuales también pueden atornillarse, remacharse y equiparse con diversos compuestos de sellado para crear la impermeabilidad requerida. Todo ello puede adaptarse a la aplicación respectiva.

La figura 5 muestra una vista esquemática desde abajo del lado inferior 13 de la traviesa 12 de la figura 1 en la zona, en la que está dispuesto el dispositivo de medición 3. Puede observarse el marco de protección 9 así como en una zona parcial también la placa de protección 8 inferior con la suela bajo traviesa 15 dispuesta en parte sobre la misma. La suela bajo traviesa 15 puede estar dispuesta en parte, completamente o, como ya se explicó al principio, no estar dispuesta por debajo del dispositivo de medición 3 o la traviesa 12. En la figura 5 se muestra una disposición parcial de la suela bajo traviesa 15, de modo que una parte de la placa de protección 8 quede libre. Esta construcción puede utilizarse, por ejemplo, directamente para comparar el efecto de la suela bajo traviesa 15 con la ausencia de la suela bajo traviesa 15. La extensión del cuerpo portador 4 se indica en la figura 5 con líneas discontinuas. El dispositivo de medición 3 puede extenderse completamente por todo el lado inferior 13 de la traviesa 12 o bien estar realizado sólo en zonas parciales del lado inferior 13 de la traviesa 12, como se muestra a modo de ejemplo en la figura 5.

La figura 6 muestra una variante en la que el dispositivo de medición 3 está dispuesto entre el carril 2 y la traviesa 12. En la variante según la figura 6 el dispositivo de medición 3 se apoya directamente sobre el lado superior 20 de la traviesa 12. En este ejemplo de realización, entre el carril 2 y la placa de protección 7 superior del dispositivo de medición 3 se encuentra una secuencia de capas compuesta por un estrato intermedio 21 elastomérico, una placa nervada 22 rígida en sí misma y una placa intermedia 23 de nuevo elastomérica. Independientemente del hecho de que en este ejemplo de realización no haya ningún marco de protección 9, el dispositivo de medición 3 de este ejemplo de realización puede estar configurado de manera análoga al primer ejemplo de realización, de modo que se remite a las explicaciones al respecto. Esto también se aplica al conducto 18 con el aparato de medición 17, que a través de la interfaz de conexión 11 y las líneas de conexión 16 se conecta a los sensores de medición 5 dispuestos en el cuerpo portador 4.

Con la variante mostrada en la figura 6, en la posición respectiva de la pluralidad de sensores de medición 5 pueden medirse, en cada caso, las presiones superficiales verticales. De este modo puede representarse la manera en que las cargas verticales, que introduce el carril 2 en la traviesa 12, se distribuyen en la superficie. Mediante una medición correspondiente por un periodo de tiempo prolongado pueden monitorizarse y comprobarse las variaciones en esta distribución de cargas. La construcción también puede utilizarse para registrar el efecto de las capas intermedias elastoméricas, en este caso en forma de estrato intermedio 21 y placa intermedia 23, realizando una medición. Mediante la disposición de diferentes tipos de estratos intermedios 21 o placas intermedias 23 elásticos puede medirse su efecto cuando se introducen cargas del carril 2 en la traviesa 12 y representarse con resolución en la superficie. La resolución de esta medición en la horizontal puede adaptarse al objetivo de medición respectivo mediante un tamaño y una distancia correspondientes de los sensores de medición 5 en el cuerpo portador 4.

La figura 7 muestra una variante similar a la de la figura 6, en la que en lugar de la secuencia del estrato intermedio 21, la placa nervada 22 y la placa intermedia 23 sólo el estrato intermedio 21 está dispuesto entre el dispositivo de medición 3 y el carril 2. Evidentemente también puede prescindirse por completo de los estratos intermedios 21 y las placas intermedias 23 así como las placas nervadas 22. La fijación del carril 2 a la traviesa 12 no se representa en las figuras 6 y 7. Puede estar realizada como se conoce por el estado de la técnica.

La figura 8 muestra una forma de configuración según la invención de una vía férrea 1, en la que los carriles 2 están montados sobre traviesas 12 y las traviesas 12 sobre un lecho de balasto 14 y el dispositivo de medición 3 está dispuesto por debajo del lecho de balasto 14. En la variante mostrada según la figura 8, entre el lecho de balasto 14 y el dispositivo de medición 3 está dispuesto un acolchado de subbalasto 24 elastomérico. Sin embargo, también puede prescindirse del mismo. En principio, el dispositivo de medición 3 está realizado como se explica en el primer ejemplo de realización según las figuras 1 y 2. No obstante, en la figura 8 se ha prescindido del marco de protección 9. El número, tamaño y la distribución de los sensores de medición 5 en el cuerpo portador 4 del dispositivo de medición 3, al igual que el tamaño del cuerpo portador 4 y, por tanto, el tamaño del dispositivo de medición 3, puede adaptarse al objetivo de medición respectivo. También en esta variante según la figura 8, en la posición respectiva del sensor de medición 5 respectivo pueden medirse las presiones superficiales verticales respectivas, de modo que es posible medir las cargas de la vía férrea 1 que actúan sobre el subsuelo, con resolución en la horizontal o en la superficie y representarse. También en este caso, mediante la medición por un periodo de tiempo prolongado es posible medir y monitorizar variaciones en el tiempo en la posición, el número y/o el tamaño de los puntos de entrada de la carga. Además, de este modo, también puede registrarse el efecto de acolchados de subbalasto 24 configurados de manera diferente realizando una medición y cuantificarlo.

Las diferentes variantes de realización, que se muestran en las figuras a modo de ejemplo, ilustran que las vías férreas 1 según la invención pueden estar configuradas de manera muy diferente. Esto se aplica en particular a la cuestión de dónde se dispone el dispositivo de medición 3 por debajo del carril 2. Por tanto, con las vías férreas 1 según la invención es posible medir con resolución en la horizontal o en la superficie la entrada de presiones superficiales verticales y también registrar las variaciones correspondientes con el tiempo realizando una medición. Además, las vías férreas 1 según la invención permiten registrar el efecto de diferentes capas intermedias elastoméricas como, por ejemplo, los estratos intermedios 21, las placas intermedias 23, suelas bajo traviesa 15 y los acolchados de subbalasto 24 utilizados en este caso en los diferentes ejemplos de realización, realizando una medición y representarlo. En lugar de las traviesas 12, los carriles 2 en las vías férreas 1 según la invención también pueden estar montados sobre placas, por ejemplo, de hormigón u otras bases. También en estas formas de configuración pueden utilizarse dispositivos de medición 3 según la invención para alcanzar los más diferentes objetivos de medición.

Por último, se indica que los dispositivos de medición 3 correspondientes con al menos un cuerpo portador 4 en forma de estera o en forma de placa con una pluralidad de sensores de medición 5 dispuestos distanciados entre sí para medir la presión superficial respectiva en la posición del sensor de medición 5 respectivo no sólo pueden emplearse para las vías férreas 1. Por el contrario, también es posible utilizar tales dispositivos de medición 3 para medir presiones superficiales verticales y la distribución bidimensional de estas presiones superficiales verticales en edificios y, en particular, bajo capas de elastómero en edificios. Tales mediciones pueden realizarse, por ejemplo, entre paredes, techos y suelos o en el caso de apoyos puntuales individuales o en otras aplicaciones en el sector de la construcción. En el sector ferroviario, estos dispositivos de medición 3 también pueden utilizarse en formas de configuración adaptadas de manera correspondiente para sistemas de masa-muelle, en particular también bajo y/o sobre capas de elastómero.

Leyenda de los números de referencia:

1 vía férrea

2 carril

3 dispositivo de medición

4 cuerpo portador

5 sensor de medición

6 capa deslizante

7 placa de protección

8 placa de protección

9 marco de protección

10 superficie frontal

11 interfaz de conexión

12 traviesa

13 lado inferior

14 lecho de balasto

15 suela bajo traviesa

16 línea de conexión

17 aparato de medición

18 conducto

19 cubierta protectora

20 lado superior

21 estrato intermedio

22 placa nervada

23 placa intermedia

24 acolchado de subbalasto

25 tapa

26 metal dúctil

27 acero

Claims

REIVINDICACIONES

1. Vía férrea (1) con al menos dos carriles (2) y al menos un dispositivo de medición (3) dispuesto por debajo de al menos uno de los carriles (2) para medir una presión superficial vertical, presentando el dispositivo de medición (3) al menos un cuerpo portador (4) en forma de estera o en forma de placa con una pluralidad de sensores de medición (5) dispuestos distanciados entre sí para medir la presión superficial vertical respectiva en la posición del sensor de medición (5) respectivo, y estando delimitado el dispositivo de medición (3) en al menos un lado del cuerpo portador (4) por una placa de protección (8) de varias capas que cierra el dispositivo de medición (3) hacia fuera, caracterizada por que en la placa de protección (8) de varias capas un acero (27) está dirigido hacia el lado en el que las presiones superficiales verticales se introducen en el dispositivo de medición (3), y la placa de protección (8) presenta además una capa de un metal (26) dúctil más blando, que se dirige hacia el cuerpo portador (4).

2. Vía férrea (1) según la reivindicación 1, caracterizada por que, de manera preferible directamente, por encima y/o por debajo del cuerpo portador (4) y de los sensores de medición (5) está dispuesta al menos una capa deslizante (6) del dispositivo de medición (3) para el desacoplamiento de fuerzas transversales horizontales al medir la presión superficial vertical, estando previsto preferiblemente que un coeficiente de fricción entre uno de los respectivos sensores de medición (5) y de la capa deslizante (6) sea 0,5 o menor, preferiblemente 0,1 o menor.

3. Vía férrea (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que el dispositivo de medición (3) está delimitado en dos lados opuestos del cuerpo portador (4) por, en cada caso, una placa de protección (7, 8) de varias capas que cierra el dispositivo de medición (3) hacia fuera.

4. Vía férrea (1) según la reivindicación 2 y 3, caracterizada por que la capa deslizante (6) está dispuesta, preferiblemente en cada caso, entre el cuerpo portador (4) con los sensores de medición (5) y la placa de protección (7, 8).

5. Vía férrea (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el dispositivo de medición (3) presenta un marco de protección (9) que rodea los bordes de la placa de protección (7, 8), preferiblemente las placas de protección (7, 8), y el cuerpo portador (4), que cubre las superficies frontales (10) de la placa de protección (7, 8), preferiblemente de las placas de protección (7, 8), y del cuerpo portador (4) hacia fuera.

6. Vía férrea (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que el dispositivo de medición (3) presenta al menos una interfaz de conexión (11) para la conexión de los sensores de medición (5) a un aparato de medición (17) para registrar la presión superficial vertical medida en cada caso por los sensores de medición (5).

7. Vía férrea (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que los sensores de medición (5) son adecuados para medir presiones superficiales verticales en un intervalo o al menos una parte del intervalo de 0,01 N/mm2 a 200 N/mm2.

8. Vía férrea (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que la resolución del dispositivo de medición (3) en la horizontal se sitúa en un intervalo de 1 mm a 1 cm.

9. Vía férrea (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que los carriles (2) están montados sobre traviesas (12) y el dispositivo de medición (3) está dispuesto entre al menos uno de los carriles (2) y al menos una de las traviesas (12) y/o en un lado inferior (13) de la traviesa (12), dirigido en sentido opuesto al carril (2).

10. Vía férrea (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que los carriles (2) están montados sobre traviesas (12) y las traviesas (12) sobre un lecho de balasto (14) y el dispositivo de medición (3) está dispuesto por debajo del lecho de balasto (14).