RO108811B1 - Instalatie pentru controlul distantei intre suprafetele frontale ale sinelor, de exemplu, in cazul rosturilor de dilatatie - Google Patents

Description

Prezenta invenție se referă la o instalație, pentru controlul distanței între suprafețele frontale ale șinelor, de exemplu, în cazul rosturilor de dilatație sau la structurile de rezistență, la care profilele sunt solicitate, pe mai multe direcții.

De regulă, șinele se montează pe o infrastructură, de exemplu pe traverse. De-a lungul traseului, este necesar să se prevadă rosturi de dilatație astfel, încât deplasările longitudinale ale șinelor să poată fi preluate fără deformații transversale ale acestora. In cazul unor rosturi astfel alcătuite și în condițiile unei infrastructuri stabile, șinele sunt supuse numai la deformații, în sens longitudinal, iar aceasta face posibilă măsurarea directă, cu un grad ridicat de precizie, a distanței între șine, în dreptul rosturilor de dilatație.

Șinele, montate pe o infrastructură supusă la solicitări, pe mai multe direcții, nu pot fi controlate nemijlocit cu ajutorul dispozitivelor de măsurare tradiționale. Acesta este cazul șinelor montate pe poduri sau al celor montate în clădiri etajate: în afara deplasărilor longitudinale, ale șinelor, mai intervin și deplasări transversale, care și ele trebuie evaluate, în mod corespunzător. Trebuie de asemenea menționat că, independent de evaluarea abaterilor, este necesar să se țină seama și de faptul că eventualele deplasări suplimentare, ale infrastructurii, afectează negativ precizia de măsurare. Asemenea situații intervin atunci când distanța relativă urmează a fi determinată analogic cu ajutorul unor sensori inductivi: Orice deviere a șinelor are drept urmare o înclinare a planului de măsurare în raport cu sezorul și conduce astfel la afișaje eronate, care fac imposibilă efectuarea unor determinări de precizie. Determinarea exactă a mărimii rostului de dilatație, independent de celelalte eventuale abateri măsurate, este de o deosebită importanță, în cazul podurilor și al planșelor mai mult sau mai puțin deformabile, pentru a controla corect siguranța de parcurgere a șinelor, în asemenea condiții.

Prezenta invenție își propune drept obiectiv realizarea unei astfel de instalații, destinată cazurilor în care intervin infrastructuri, care servesc pozării șinelor și care sunt, la rândul lor, solicitate pe mai multe direcții și deci susceptibile de a conduce la deplsări relative ale șinelor; se urmărește, ca acestea din urmă să nu afecteze însă precizia de măsurare a mărimii rostului de dilatație. In vederea atingerii obiectivului astfel definit, se preconizează realizarea unei instalații de tipul prezentat inițial și care se caracterizează prin aceea că șina (șinele) este (sunt) legată (legate) prin cel puțin o placă, respectiv un element cu rol de amortizare, dispusă (dispus) transversal traseului șinei (șinelor), că axa (axele) senzorului (senzorilor) de măsură este (sunt) orientată (orientate) normal față de placă (plăci), iar șina (șinele) este (sunt) montată (montate) pe placă (plăci) cu posibilități de alunecare și sunt corespunzătoare pentru o rezemare, prin care să se prevină devieri față de direcția de deplasare supusă determinărilor.

în condițiile unei asemenea alcătuiri constructive, devine posibil, ca una din șinele joantei de cale să fie fixată rigid pe un element de infrastructură, practic imobil, în timp ce a două șină poate fi montată cu posibilități de deplasare în sens longitudinal, în raport cu prima șină, pentru preluarea deformațiilor din dilatare. în cazul în care șina mobilă este legată, conform recomandărilor prezentei invenții, cu o placă dispusă transversal, se poate ca o deplasare suplimentară, laterală, a infrastructurii, respectiv a structurii de rezistență, să conducă la o deformare prin încovoiere a șinei care, luată în sine, nu este de fapt susceptibilă de a periclita iremediabil siguranța in funcționare, dar care poate influența negativ, în mod apreciabil, rezultatele măsurătorilor efectuate cu ajutorul unor senzori inductivi. Este necesar ca senzorii să fie montați la o oarecare distanță față de șină, iar plăcile, dispuse transversal față de axa șinelor, să fie extinse, corespunzător, transversal, ținând seama de faptul că, aceste plăci conlucrează cu senzorii, în vederea stabilirii distanței.

Ținând seama de lungimea relativ mare a brațului de pârghie, rezultă că orice deviere a șinelor are drept urmare și o deviere a plăcilor din poziția normală, impusă de o măsurare corectă și poate astfel conduce la imposibilitatea obținerii unor rezultate corecte. In conformitate cu prevederile prezentei invenții, este de o importanță primordială, ca axa (axele) senzorului (senzorilor) de măsurare să fie normală (normale) pe placă, iar pentru această orientare normală a axelor senzorului se prconizează adoptarea unui asemenea sistem de prindere a șinelor prin care, pe de o parte, să se asigure libertatea de mișcare, pe direcția de efectuare a măsurătorilor, iar pe de altă parte, să se împiedice, în totalitate, mișcările pe direcția transversală față de direcția de măsurare, prevenindu-se astfel așezarea șinelor într-o poziție înclinată, fiind solidare cu plăcile. în acest scop și pentru a se preveni în totalitate orice devieri inacceptabile, se prevede montarea unor lagăre de alunecare, de tip corespunzător, în vecinătatea punctelor de fixare a plăcilor, respectiv a amortizoarelor.

Este recomandabil să se adopte o asemenea alcătuire constructivă, încât rezemarea șinelor, pe direcția transversală, față de direcția de deplasare, să se facă cu ajutorul unor lagăre cu role; un asemenea sistem de rezemare cu role prezintă avantajul că este format din mai multe asemenea role, legate între ele printr-un element portant comun, ceea ce asigură o lungime de rezemare, suficient de mare, pentru a elimina, în totalitate, pericolul unei devieri a șinei, în zona senzorilor de măsurare. Este recomandabil să se adopte o astfel de alcătuire constructivă, la care rolele să se rezeme pe o consolă de măsurare, pe care senzorul (senzorii) de măsurare se montează fără posibilități de deplasare, în timp ce rolele, împreună cu elementul lor portant, comun, pot fi montate pe șină și pe consolă, între suprafețele respective de rezemare; Lungimea de rulare, a rolelor, în lungul șinelor poate fi delimitată prin prevederile unor opritori corespunzători. în toate cazurile, este necesar ca lungimea sectorului de rulare liberă, a rolelor, în lungul șinelor, să fie suficient de mare, pentru a nu împiedica dilatarea, pe direcția pe care se efectuează măsurătorile și deci, a permite obținerea unor rezultate exacte.

în general, în înțelesul prezentei invenții, se preferă prevederea de senzori analogici, inductivi de proximitate. Asemenea senzori inductivi de proximitate trebuie ecranați, în mod corespunzător, iar schema de montaj să sigure protejarea lor față de influiențele câmpurilor de dispersie,îndeosebi, în cazul în care se folosesc locomotive electrice. De regulă, aceasta conduce la adoptarea unor distanțe variabile față de șine și deci și la o supradimensionare adecvată a elementului de amortizare care conlucrează cu senzorii. De regulă, senzorii de măsurare de acest tip, dispus de un domeniu de măsurare precis definit și în limitele căruia caracteristica de măsurare este liniară. Se preferă deci, ca operațiile de măsurare să se efectueze în limitele domeniului cu caracteristică liniară, iar în cazul unor eventuale posibile devieri importante, pe direcția de măsurare, acestea pot fi evaluate corect, atunci când se utilizează asemenea senzori de măsurare. în condițiile folosirii unei instalații, de tipul celei realizate potrivit prevederilor prezentei invenții, este avantajos să se adopte o asemenea dispoziție generală, la care doi senzori de măsurare să fie montați coaxial, la o distanță reciprocă mai mare decât lungimea sectorului de caracteristică liniară, iar între acești doi senzori să se prevadă două plăci, dispuse paralel și distanțate între ele. în cazul folosirii unor senzori dispuși la o distanță mai mare decât lungimea sectorului de carcteristică liniară, doi senzori, ce lucrează continuu în domeniul de caracteristică liniară, se poate cuprinde cu exeactitate un volum corespunzător mai mare de devieri. în acest caz, ideea de a dispune cei doi senzori la o asemenea distanță, unul față de celălalt, încât să se elimine orice influențe reciproce, poate fi utilizată pentru a face ca determinările unuia din senzori să nu fie influențate de câmpurile de dispersie ale celuilalt senzor.

în acest scop, între cei doi senzori se dispun două plăci paralele și distanțate între ele, iar această distanță poate fi aleasă suficient de mare, încât să se elimine, efectiv în totalitate, influențarea reciprocă a celor doi senzori.

Pentru orice operații suplimentare, de control, privind structura de rezistență, precum și pentru alte operații de control, a poziției corecte a șinelor, se consideră indicat să se adopte o asemenea rezolvare care să prevadă senzori independenți, pentru deplasările relative ale structurii de rezistență, respectiv pentru deplasările șinelor transversal pe direcția de deplasare supusă măsurătorilor. în felul acesta, rezultatele determinărilor, privind orientarea șinelor și distanța reciprocă a acestora, valori necesare pentru realizarea efectivă a siguranței necesare în exploatare, rămân neinfluențate, la deplasările suferite de structura de rezistență și care sunt legate, de deplasările relative, printr-un sistem complex de relații de independență.

în cele ce urmează, ne propunem să detaliem prezenta invenție, cu ajutorul unor exemple concrete, redate schematic, în fig. alăturate.

-fig.l, prezintă schematic o instalație, pentru controlul instalațiilor de determinare a dilatațiilor și cu ajutorul căreia, se poate supraveghea simultan distanța între forțele frontale ale șinelor, precum și suplimentar, deformațiile relative ale structurii de rezistență;

- fig.2, prezintă, la o scară mărită, instalația, realizată potrivit prevederilor prezentei invenții și care este destinată controlului distanței între fețele frontale ale șinelor (vezi fig.l).

în fig.l apar două șine 1 și 2, ale căror fețe frontale 3 și 4, din zona joantei de dilatație, sunt distanțate între ele. Șinele respective sunt montate pe o structură de rezistență, solicitată pe mai multe direcții; pentru sesizarea corectă a distanței dintre fețele frontale ale șinelor 1 și 2, acestea din urmă dispun de mobilitate, exclusiv pe direcție longitudinală, iar acest lucru apare mai clar în fig.2. Referindu-ne la exemplul prezentat în fig.l, este de menționat că, șina 1 este fixată rigid, în timp ce șina mobilă 2 și consola de măsură 5 sunt legate cu plăci dispuse transversal axei longitudinale a șinei, respectiv cu elementele de amortizare 6. Traductoarele de măsură 7, ale căror axe 8 sunt orientate normal pe suprafața plăcilor 6. în momentul în care intervine o deplsare a șinei 2, numai pe direcția axei longitudinale a acesteia, iar orice deviere față de direcția de măsurare este preluată prin sistemul de rezemare, prezentat schematic și alcătuit din rolele 10 aparținând unui lagăr de alunecare și aflate în contact cu inima șinei 9, distanța corectă dintre fețele frontale 3 și 4 se obține prin combinarea valorilor transmise de cei doi traductori de măsură 7. Cum distanța maximă, între fețele frontale 3 și 4, depășește, de regulă, domeniul de funcționare sau cel puțin domeniul de caracteristică liniară, al tranductorui de măsură, respectiv al senzorului de măsură 7, se montează distanțat plăcile paralele, respectiv amortizoarele 6, ce se amplasează între senzorii de măsură, iar cei doi senzori de măsură 7 se dispun la o distanță, unul față de celălalt, care este mai mare decât lungimea sectorului, de caracteristică liniară, a fiecărui senzor de măsură 7, luat în parte.

Rezultatele măsurătorilor efectuate cu ajutorul senzorilor 7 sunt transmise către o unitate centrală de comandă și evaluare 11, care lucrează împreună cu o instalație de avertizare 12, cu imprimantă 13, cu un dispozitiv de afișare a datelor 14, precum și cu alte unități periferice 15, reprezentate schematic.

în afară de măsurarea distanței dintre fețele frontale 6 și 4, se mai controlează și săgețile la încovoiere ale șinelor, într-o zonă depărtată de fețele frontale ale acestora. în acest scop, este prevăzută, pe una din șine, o placă de măsură 16, care lucrează împreună cu un senzor 17; la orice deplasare a șinei, pe direcția săgeții duble 18, senzorul 17 transmite un semnal corespunzător către unitatea centrală de evaluare 11. Cu 19 sunt marcate barele de legătură dintre șinele marcate cu 20.

Așa cum s-a arătat mai sus, rezemarea transversală a unei șine față de axa longitudinală este indispensabilă la măsurarea distanței dintre fețele frontale a două șine învecinate, îndeosebi atunci când sistemul de prindere, a șinelor, pe structura de rezistență, conduce la solicitarea acestora pe mai multe direcții. în cazurile în care, în afară de controlul distanței dintre fețele frontale a celor două șine, se mai urmărește și controlul săgeților la încovoiere, se prezintă schematic în fig.l, un sistem de supraveghere a deformațiilor relative ale structurii de rezistență, reprezentată, în cazul de față, prin patru elemente de rezistență, notate cu 21. Unul din elementele de rezistență este legat, în acest scop, cu o consolă de măsură, notată cu 22 și prevăzută, la rândul său, cu un număr corespunzător de amortizori 23, numărul acestora fiind corelat cu cel al deplasărilor sau respectiv al direcțiilor de mișcare urmărite; elementele amortizoare 23 lucrează împreună cu un număr de senzori 24, iar axele, fiecăruia din aceștia, sunt dispuse normal pe elementele de amortizare. La orice deformare a unui element de rezistență 21, pe direcția săgeții duble 25, se poate determina, printr-o combi108811 nare a datelor furnizate de fiecare de senzorii 24, poziția relativă a fiecărui element de rezistență 21. în același timp, prin corelarea datelor referitoare la distanța relativă a șinelor, respectiv la săgețile de încovoiere ale acestora, se poate obține o imagine completă, privind orientarea și starea de solicitare a acestora.

în cazul fig.2, s-au utilizat aceleași simboluri, de referință, folosite și în fig.l, pentru notarea diverselor elemente componente. Pentru determinarea distanței, între forțele frontale, ale celor două șine 1 și 2, este prevăzută o aceeași consolă de măsură 5, legată cu șina 2 și legată cu plăci, respectiv amortizoare 6, dispuse transversal față de axa șinei de-a lungul căreia se măsoară distanța dintre șine. Traductoarele de măsură, respectiv senzorii de măsură 7 au axele 8, de asemenea dispuse normal pe plăcile 6. pentru împiedicarea deformării șinelor 2, transversal față de axa acestora, sunt prevăzute, și în acest caz, rolele 10, care lucrează împreună cu inima șinelor 2. Și în acest caz, se recurge la fixarea rigidă a șinei 1. Rolele 10, aparținând lagărului de alunecare al șinei 2, comunică cu o altă consolă de măsură 26, pe care, fără a intra în detalii, sunt fixați și senzorii 7, iar consola 26, fără a intra nici în acest caz în detalii, este fixată pe reazemul încastrat rigid al șinei 1.

Claims (5)

1. Instalație pentru controlul distanței între fețele frontale ale șinelor (1) și (2), de exemplu, în drepul joantelor de dilatare sau în cazul unor elemente portante, la care șinele (1) și (2) sunt solicitate, pe mai multe direcții, caracterizată prin aceea că, șina (șinele) (1) și (2) este (sunt) legată (legate) cu cel puțin o placă, respectiv un element de amortizare (6), dispus transversal fată de axa șinei, că axa (axele) (8) ale senzorului (senzorilor) de măsură (7) este (sunt) orientată (orientate) normal pe placa (plăcile) (6) și că șina (șinele) (1) și (2) reazemă, cu posibilități de alunecare, în zona de fixare a plăcii (plăcilor) (6), fiind totodată asigurată (asigurate) contra deplasărilor față de direcția de mișcare, de-a lungul căreia se efectuează măsurătorile.

2. Instalație conform revendicării 1, caracterizată prin aceea ca , sistemul de rezemare este alcătuit din role (10) care, la rândul lor, reazemă pe șinele (1) și (2) și sunt dispuse transversal față de direcția de deplasare.

3. Instalație conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizată prin aceea ca , rolele (10) reazemă pe o consolă de măsură (26), pe care este (sunt) montat (montați) fix senzorul (senzorii) de măsură (7).

4. Instalație conform revendicărilor 1,2 sau 3, caracterizată prin aceea ca există doi senzori de măsură (7), montați coaxial și distanțați între ei, distanța respectivă fiind mai mare decât lungimea domeniului în care senzorii prezintă caracteristici liniare și că între senzorii de măsură sunt montate două plăci paralele (6), distanțate între ele.

5. Instalație conform uneia din revendicările 1 la 4, caracterizată prin aceea ca , pentru deplasările relative ale structurii de rezistență (21) și, eventual, pentru deplasări ale șinelor (1), (2) și (20), transversal pe direcția de măsurare a mișcării, sunt prevăzute senzorii suplimentari (17) și (24).