BRPI0903205A2 - controle de bloqueio e indicador de condição integrados para aparelho de manobra de estrada de ferro manualmente operado - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo a ser integrado com um aparelho de manobra manual, particularmente para o uso em território escuro. O dispositivo protege o eixo do aparelho de manobra contra a rotação, desse modo impedindo manobra autorizada das agulhas. O disposlivo também contém sensores que claramente irão indicar para um observador externo tanto a posição das pontas de agulha como a condição travada ou destravada do aparelho de manobra. Uma seqüência particular de etapas devem ser executadas antes que um operador esteja apto a desbloquear o aparelho de manobra e manobrar a agulha, e etapas adicionais são requeridas antes que ele possa proteger o aparelho de manobra e remover sua chave. Portanto, o aparelho de manobra deve ser deixado em um estado bloqueado, e ele continuamente indica a condição do aparelho de manobra para um monitor remoto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONTROLEDE BLOQUEIO E INDICADOR DE CONDIÇÃO INTEGRADOS PARAAPARELHO DE MANOBRA DE ESTRADA DE FERRO MANUALMENTEOPERADO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um mecanismo para proporcio-nar uma indicação definitiva da posição da agulha controlada por um apare-lho de manobra e para proteger o aparelho contra manobra não autorizado eé particularmente aplicável para aparelhos utilizados em território escuro.

Antecedentes da Invenção

Uma agulha de ferrovia inclui pontas de agulha móveis (algumasvezes chamadas de lâminas) que direcionam a rodas sobre o trilho apropria-do. As pontas de agulha são acionadas a partir de uma primeira posição, paraorientar o trem sobre um trilho, para uma segunda posição, para orientar otrem sobre outro trilho, por uma máquina de manobra elétrica ou por um apa-relho de manobra manualmente operado. As pontas são travadas em umaposição até requerido de serem manobradas de volta para outra posição. Aterminologia de estrada de ferro normalmente se refere à posição da ponta daagulha para o trilho mais freqüentemente utilizada como a posição "normal", ea posição do trilho menos freqüentemente utilizada como posição "inversa".

Uma máquina de manobra elétrica tipicamente é utilizada emáreas de alto tráfego ferroviário ou em outras áreas onde o custo de um sis-tema de sinal controlado de forma central pode ser justificado. A máquina demanobra monitora se as pontas de agulha foram travadas e, se foram, emqual posição elas estão travadas, e notifica ao sistema de sinal sobre estacondição. O sistema de sinal utiliza esta informação para regular os trens seaproximando e para garantir operação segura dada a condição das pontasde agulha.

Em localizações onde o custo de uma máquina de manobra elé-trica não é econômico, um aparelho de manobra manual pode ser utilizadopara controlar a operação das pontas de agulha. O aparelho de manobramanual é operado por um empregado da ferrovia permanecendo adjacenteao trilho. Para impedir uso indevido, a maior parte dos aparelhos de mano-bra manuais localizados fora de praças de manobra são bloqueados com umcadeado. Para operar o aparelho de manobra, o empregado deve destravaro cadeado, desengatar o mecanismo de bloqueio segurando as pontas deagulha e levantar ou girar a alavanca de manobra manual para mover aspontas para a nova posição. O mecanismo de bloqueio deve então ser enga-tado e o empregado deve visualmente confirmar que as pontas estão manti-das na posição pretendida antes de permitir que o trem passe sobre a agu-lha. Antes de deixar a agulha, o empregado deve deixar as pontas de agulhatravadas em uma posição especificada, e novamente fixar e novamente tra-var o cadeado. A operação segura deste tipo de sistema é garantida somen-te se todos os empregados estiverem familiarizados e seguirem o conjuntode regras detalhadas de modo a proteger o aparelho de manobra.

Entretanto, um único erro humano pode resultar em um aparelhode manobra manual sendo deixado abandonado em uma posição incorreta.

Se o aparelho de manobra for deixado destravado, vândalos podem mexerindevidamente a alavanca de manobra, deixando as pontas de agulha emuma posição não esperada, ou em uma posição na qual as pontas não estãotravadas em nenhuma das posições esperadas. Vários acidentes de tremtêm sido documentados como resultado da falha do empregado em de formaapropriada proteger o aparelho de manobra manual. A Patente US5.642.870 para Sargis descreve um aparelho de manobra possuindo um dis-positivo de bloqueio para prender uma alavanca manual dentro de um supor-te, mas nenhum dispositivo para proteger o dispositivo de bloqueio contraoperação não autorizada.

O modo mais simples de bloquear um aparelho de manobra ma-nualmente operado é imobilizar a alavanca de manobra. O sistema de apa-relho de manobra incluindo um cadeado para proteger a alavanca de mano-bra manual é apresentado na Patente US 6.164.601 para Scheer e McCord.

A Patente US 383.965 para Manning apresenta uma parafuso tendido pormola se estendendo para dentro de um rebaixo em uma alavanca de mano-bra, segurando a alavanca até que uma chave seja inserida para retrair oparafuso. A Patente US 1.092.259 para Ham apresenta uma trava inteiriçabaseada em chave para segurar a alavanca de manobra. A Patente US379.708 para Manning apresenta um conjunto de fechadura na alavanca demanobra que desliza para segurar a alavanca dentro de um guia no aparelhode manobra. Uma série de patentes emitidas para Torpey (Patentes US952.022; 949.098; 900.131; e 868.305) apresentam um parafuso de bloqueioem um invólucro integrado dentro da caixa do aparelho de manobra, o qualengata com entalhes proporcionados no centro da alavanca de manobra,imobilizando a parte central e a alavanca até que o parafuso seja levantado.

Um aparelho de manobra também pode ser seguro pelo blo-queio de outras peças do aparelho de manobra. Um sistema incluindo várioscadeados para proteger várias peças do aparelho de manobra é apresenta-do na Patente US 7.267.304 para Scheer. Geralmente, os sistemas de segu-rança baseados em cadeado contam muito com a competência e com a a-tenção do operador, como discutido acima.

Na maioria das situações, se uma chave for para ser utilizada pa-ra bloquear e desbloquear o aparelho de manobra, é preferível que o meca-nismo de bloqueio fisicamente retenha a chave na trava até que seja confir-mado que as pontas estão totalmente travadas na posição normal ou na in-versa, e que o aparelho esteja protegido contra movimento adicional. Isto im-pede um operador de manobra de deixar uma agulha aberta sem tambémdeixar esta chave para trás, e também deve impedir uma chave de ser perdi-da durante a operação da agulha. Adicionalmente, se uma chave for deixadapara trás, ela pode ser rastreada para um operador particular. A Patente US525.676 para Dedel descreve uma chave especializada que é retida dentro deuma trava uma vez que a trava é aberta para liberar a alavanca de manobra,e adicionalmente inclui um cinto utilizado pelo operador, junto ao qual a chaveé fixada, tornando muito difícil deixar uma agulha aberta acidentalmente.

Em adição a de forma apropriada proteger as pontas de agulhacontroladas por um aparelho de manobra manual, é importante monitorar aposição das pontas de agulha e claramente comunicar esta a informaçãopara um trem chegando antes que ele passe sobre a agulha. Se a condiçãoda ponta da agulha puder ser visualmente exibida para um trem que estáchegando, isto permite que o trem pare para uma agulha incorretamente po-sicionada. A exibição da condição pode ser feita através de um sistema ba-seado em sinalização, tal como este apresentado na Patente US 7.267.304para Scheer, o qual apresenta um sistema baseado em sinalização com múl-tiplas cores, onde a cor da sinalização exibida para um maquinista indica aposição da agulha. A Patente US 2.740.041 para Marcum descreve um indi-cador de condição que utiliza luzes coloridas apropriadas para indicar a po-sição da agulha. A Patente US 5.470.035 para Sargis apresenta um apare-lho de manobra elétrico possuindo luzes para indicar a posição da agulha.

De modo a monitorar a posição das pontas de agulha associadas,vários sistemas têm sido utilizados. A Patente US 5.348.257 para Ocampoapresenta um sistema de detecção localizado próximo do trilho de encosto daagulha, junto com um elemento de aquecimento para impedir condições ad-versas de tempo de afetar a eficiência do detector. A Patente US 2.740.041para Marcum descreve um indicador de condição possuindo contatos elétricoslocalizados entre os trilhos na agulha, os quais respondem aos movimentosda barra conectando as pontas para iluminar luzes de sinalização apropria-damente coloridas. A Patente US 6.427.949 para Hager et al. descreve umsistema de detecção de ponta baseado em uma transformador diferencial va-riável linear. Vários outros sistemas utilizam sensores de proximidade. Porexemplo, a Patente US 6.149.106 para McQuistian descreve um indicador deposição de ponta possuindo sensores de proximidade localizados nos trilhosde encosto em uma agulha. Na Patente US 5.806.809 para Danner, sensoresde proximidade estão localizados próximos das pontas de agulha, com outrossensores de proximidade estando localizados dentro da máquina de manobrapara monitorar a posição de várias hastes de manobra e barras de segurança.

Todas as Patentes US 6.186.448 para Wydotis et al., 6.688.559 para Brush-wood e 6.296.208 para Franke incorporam sensores de proximidade próximosde uma barra de detecção de agulha com luva.

Um sistema de monitoramento comum é um controlador de cir-cuito de agulha, tal como este apresentado na Patente US 5.598.992 paraChew. Este tipo de controlador tipicamente é montado junto aos dormentesda ferrovia e é conectado com a barra de operação ou com uma ou maisbarras de conjugação. Qualquer movimento de uma barra causa que umbraço de manivela associado com o controlador gire, por sua vez girando umeixo de comandos, e causando que contatos elétricos apropriados sejamfeitos dentro da caixa do controlador. Entretanto, um controlador do circuitode agulha deve ser regularmente ajustado para compensar o movimento deperda entre os carnes do eixo de comando, o braço de manivela e a barra deoperação, bem como para garantir que todos os contatos móveis internossejam apropriadamente alinhados. Isto é demorado, caro e pode ser difícilde fazer corretamente. A Patente US 6.484.974 para Franke revela uma con-trolador de máquina de manobra utilizando sensor Namur para detectas po-sições da agulha. A Patente US 6.062.514 para McQuistian também revelaum controlador de circuito de agulha baseado em sensores de proximidade.

Portanto, é um objetivo da invenção proporcionar um mecanismode bloqueio e um indicador de posição de ponta que supere as deficiênciasanteriores.

Em particular, é um objetivo da invenção proporcionar um disposi-tivo simples para proteger um aparelho de manobra e para obter indicaçõesconstantes da condição do aparelho de manobra e da agulha associada.

É um objetivo adicional da invenção proporcionar um dispositivoque irá proteger uma agulha e irá proporcionar indicações constantes dacondição da agulha, sem a necessidade de ajuste contínuo dos componen-tes internos do dispositivo.

Estes e outros objetivos da invenção serão apreciados pela refe-rência ao sumário da invenção e à descrição detalhada da concretizaçãopreferida a seguir.

Sumário da Invenção

De modo geral, a invenção emprega dois mecanismos princi-pais: um sistema de bloqueio integrado e uma disposição de sensores quepodem continuamente notificar a um monitor ou dispositivo de monitoramen-to externo sobre a condição das pontas de agulha.

O sistema de bloqueio integrado é projetado para requerer que ooperador insira uma chave antes de mover o punho de bloqueio de ponta deagulha. O punho de bloqueio deve ser fisicamente desengatado (destravado)antes das pontas de agulha poderem ser movidas, mas o punho não podeser desengatado até que a chave seja girada. Adicionalmente, uma vez quea chave seja inserida de forma apropriada, ela é retida dentro do dispositivoe somente pode ser removida uma vez que o punho de bloqueio tenha sidoretornado para uma posição engatada (travada), presumidamente após aspontas de agulha terem sido movidas para a posição desejada.

Para garantir a operação apropriada e segura da agulha, o pu-nho de bloqueio não pode ser engatado a não ser que as pontas de agulhaestejam na posição "normal" ou na posição "inversa". O punho de bloqueionão irá bloquear (e, portanto, a chave não pode ser removida) se as pontasde agulha estiverem em qualquer posição entre normal e inversa. O opera-dor não pode deixar as pontas de agulha destravadas em uma posição demovimento médio sem deixar a chave para trás.

Sensores são utilizados para continuamente monitorar a locali-zação e a condição do aparelho de manobra, queira ele esteja destravado,travado na posição normal, ou travado na posição inversa. Um dispositivo oumonitor externo recebe informação obtida a partir destes sensores e transmi-te a condição das pontas de agulha de modo que trens se aproximando pos-sam ser consequentemente manipulados

O controle de bloqueio e indicador de condição impede erro hu-mano de comprometer a segurança de agulhas de ferrovia manualmenteoperadas. Ele requer que os empregados operando um aparelho de mano-bra deixem o aparelho no estado bloqueado, e ele continuamente indica acondição do aparelho de manobra (destravado, travado na normal, ou trava-do na inversa) através de um dispositivo externo de notificação para um mo-nitor remoto.

Em um aspecto, a invenção compreende um aparelho de mano-bra de ferrovia compreendendo um eixo montado para rotação ao redor deum eixo geométrico vertical, onde a rotação do eixo é adaptada para causara atuação de uma barra de manobra; uma alavanca para manualmente atuara rotação do eixo, o plano de movimento da alavanca sendo espacialmentedeslocado do eixo; uma chapa se situando substancialmente em um planohorizontal e estando acoplada com uma parte intermediária do eixo para ro-tação co-axial com o mesmo, a chapa compreendendo pelo menos uma su-perfície de engate para engatar com uma barra de bloqueio, onde o engateda barra de bloqueio na superfície de engate bloqueia o eixo contra rotação;e um sensor de trava para perceber quando a barra de bloqueio está enga-tada na superfície de engate. A superfície de engate pode ser um entalhe nachapa. A barra de bloqueio pode ser verticalmente alongada e pode ser des-locada para engate ou desengate com a superfície de engate por movimentolateral, o qual pode ser efetuado pelo movimento do membro de punho.

Em um aspecto adicional, a invenção compreende um invólucromontado ao redor de uma parte intermediária do eixo, e a chapa é dispostano invólucro.

Ainda em um aspecto adicional, o aparelho de manobra deferrovia da invenção pode compreender uma segunda superfície de engate,cada uma das superfícies de engate correspondendo a uma primeira e auma segunda posição da barra de manobra. As superfícies de engatepodem ser dispostas ao redor da chapa em 90 graus de separação angular.

Em outro aspecto, a invenção compreende um aparelho de ma-nobra de ferrovia possuindo um sensor de posição da agulha para perceberuma posição rotacional da chapa, a posição de rotação correspondendo àposição da barra de manobra. Em um aspecto mais particular, o sensor deposição da agulha pode compreender dois contatos correspondendo a doisoutros contatos de forma angular deslocados na chapa.

Ainda em outro aspecto, a invenção compreende um membro deretenção retrátil para reter a barra de bloqueio em uma primeira posição cor-respondendo ao engate com a superfície de engate quando uma chave estáem um estado de bloqueio.

Em outro aspecto, a invenção compreende um aparelho demanobra possuindo o dispositivo de retenção para reter a chave dentro doaparelho de manobra quando a chave está em um estado que não é de blo-queio.

Em um aspecto mais particular, a invenção compreende um apa-relho de manobra ferroviário possuindo uma segunda superfície de engatedisposta ao redor da chapa em 90 graus de separação angular a partir deuma primeira superfície de engate; e um sensor de posição de agulha paraperceber a posição rotacional da chapa, a posição rotacional corresponden-do à posição da barra de manobra; o sensor de posição de agulha compre-endendo dois contatos correspondendo a dois outros contatos de forma an-gular deslocados na chapa.

Em outro aspecto, a invenção compreende um controle de blo-queio e dispositivo de indicação de condição integrado para um aparelho demanobra de ferrovia manualmente operado, compreendendo uma chapa; ummembro de bloqueio que pode ser engatado com pelo menos uma superfíciede engate na chapa para impedir a rotação da chapa; um membro de punhopara controlar o engate e desengate do membro de bloqueio com a pelomenos uma superfície de engate; um dispositivo de bloqueio para manter omembro de bloqueio em engate com a superfície de engate até que umachave associada tenha sido inserida; e um primeiro sensor para perceber acondição de engate e de desengate do membro de bloqueio. Em um aspectoadicional, a superfície de engate corresponde a uma posição da agulha dotrilho dentre normal ou inversa, e o membro de bloqueio impede a rotação dachapa somente se a agulha do trilho estiver totalmente em uma posiçãonormal ou inversa. Ainda em um aspecto adicional, o membro de punho po-de se mover para uma posição travada somente quando o membro de blo-queio está engatado com a superfície de engate, e o dispositivo de bloqueiopode reter a chave a não ser que o membro de bloqueio esteja engatado nasuperfície de engate.

Em outro aspecto da invenção, a condição de engate ou de de-sengate da agulha e do aparelho de manobra pode ser comunicada para umdispositivo externo de notificação.Em outro aspecto da invenção, o dispositivo pode compreenderum segundo sensor para perceber a posição da chapa e para proporcionaruma indicação de uma posição da agulha do trilho dentre normal ou inversa.

A indicação de uma posição da agulha do trilho pode ser comunicada paraum dispositivo externo de notificação.

Ainda em outro aspecto, a invenção compreende um aparelhode manobra de ferrovia manualmente operado compreendendo um punho demanobra que pode ser conectado de forma rotativa com um eixo, pelo qualpontas de agulha pode m ser controladas; uma chapa através da qual o eixopassa, de modo que a chapa e o eixo giram de uma maneira coordenada;um membro de travamento que pode engatar com pelo menos uma superfí-cie de engate na chapa para impedir a rotação da chapa e do eixo; ummembro de punho para manualmente controlar o engate e o desengate domembro de travamento com a pelo menos uma superfície de engate; umdispositivo de bloqueio que mantém o membro de travamento em engatecom a chapa até que uma chave correspondente tenha sido inserida; e umprimeiro sensor para monitorar a condição de engate e de desengate domembro de travamento. A invenção adicionalmente pode compreender umsegundo sensor para monitorar a posição da chapa e para proporcionar umaindicação de uma posição das pontas de agulha.

A condição de engate ou de desengate e / ou a indicação deuma posição da agulha do trilho podem ser comunicadas para um dispositivoexterno de notificação.

Em outro aspecto, a invenção compreende um método para operarum aparelho de manobra de trilho, compreendendo as etapas seqüenciais deinserir uma chave para mover um membro retentor retrátil para fora de contatocom o membro de travamento; girar um membro de punho para desengatar odito membro de travamento a partir de uma primeira superfície de engate emuma chapa; atuar uma alavanca para girar um eixo no qual a dita chapa estámontada de forma coaxial, desse modo girando a dita chapa e onde a rotaçãodo dito eixo causa a rotação de uma barra de manobra operativamente conec-tada com a dita alavanca; e perceber quando o dito membro de travamento édesengatado a partir da primeira dita superfície de engate através de um pri-meiro dispositivo sensor em comunicação operativa com o dito membro de tra-vamento e desse modo determinando uma condição do dito aparelho de ma-nobra. A condição percebida pode ser sinalizada para um dispositivo externo denotificação. O método pode incluir a etapa adicional de perceber uma posiçãoda dita barra de manobra através de um segundo dispositivo sensor em comu-nicação operativa com a dita chapa. A posição percebida também pode ser si-nalizada para um dispositivo externo de notificação.

Em outro aspecto, a invenção compreende um método para pro-teger um aparelho de manobra de trilho, compreendendo as etapas seqüenci-ais de mover uma alavanca operativamente conectada com uma barra demanobra e com um eixo alongado, de modo que a dita barra de manobra fi-que em uma posição inversa ou normal; atuar um membro de punho para en-gatar um membro de travamento com uma superfície de engate em uma cha-pa montada em uma parte intermediária do dito eixo; perceber que o ditomembro de travamento está engatado com a dita primeira superfície de enga-te com um dispositivo sensor; aplicar um membro de retenção retrátil junto auma parte lateral do dito membro de travamento; e remover uma chave a par-tir do dispositivo de bloqueio controlando o dito membro de retenção retrátil.

O método pode compreender a etapa adicional de travar a dita alavanca nolocal, quando a dita barra de manobra está na dita posição normal ou inversa.Um sinal que o dito membro de travamento está engatado com a dita primeirasuperfície de engate pode ser enviado para um dispositivo externo de notifica-ção. O método pode compreender a etapa adicional de perceber uma posiçãoda dita barra de manobra através de um segundo dispositivo sensor em co-municação operativa com a dita chapa. A posição da dita barra de manobratambém pode ser sinalizada para um dispositivo externo de notificação.

O que foi dito anteriormente foi pretendido somente como umsumário amplo e somente de alguns aspectos da invenção. Não foi pretendi-do definir os limites ou requerimentos da invenção. Outros aspectos da in-venção serão apreciados pela referência à descrição detalhada da concreti-zação preferida e às reivindicações.Breve Descrição dos Desenhos

A concretização preferida da invenção será descrita por referên-cia aos desenhos, nos quais:

A figura 1 é uma vista em perspectiva de um aparelho de mano-bra incorporando o controle de bloqueio e o indicador de condição da invenção;

A figura 2 é uma vista em perspectiva de cima do aparelho demanobra da figura 1, com a cobertura de cima do controle de bloqueio e in-dicador de condição da invenção removida; e

A figura 3 é uma vista secional do controle de bloqueio e indica-dor de condição da invenção, pega ao longo da linha 3-3 da figura 2;

A figura 4 é uma vista secional aumentada do controle de blo-queio e indicador de condição da invenção, pega ao longo da linha 4-4 dafigura 2.

Descrição Detalhada da Invenção

Referindo-se à figura 1, o aparelho de manobra 10 de preferên-cia é um aparelho manual compreendendo uma base 12 suportando umaalavanca ou punho de manobra 14 que se move entre as posições normal einversa, e pode ser seguro nestas posições por engates de sapata 16. A fi-gura 1 ilustra o punho de manobra 14 possuindo uma forquilha 17 para inte-ragir com o engate de sapata 16, mas será entendido que qualquer punhode manobra 14 com configuração adequada pode ser utilizado, e em particu-lar que o punho de manobra 14 não precisa possuir qualquer forquilha 17,mas se uma forquilha estiver presente, ela pode ser de qualquer configura-ção adequada. Em adição, um método de bloqueio secundário, tal como umcadeado (não apresentado), pode ser utilizado para segurar o punho de ma-nobra 14 junto a um dos engates de sapata 16, como é conhecido na técni-ca. A atuação do punho de manobra 14 causa que um eixo vertical alongado18 gire, movendo as barras apropriadas, tal como as barras de manobra, emanobrando as pontas de agulha associadas (não apresentadas). A rotaçãodo eixo 18 também move o sinal ou alvo montado 22 para uma posição a-propriada para visualmente indicar a posição das pontas de agulha.O aparelho de manobra 10 é adicionalmente encaixado com umsuporte estendido 24 terminando em um invólucro 26 projetado para alojar ocontrole de bloqueio e o aparelho de indicação de condição. Como melhorapresentado nas figuras 2 e 3, o eixo 18 passa através do invólucro 26 e éencaixado dentro de uma chapa, tal como uma chapa divisora 28, dentro doinvólucro 26. O eixo 18 de preferência é encaixado dentro da chapa divisora28 de modo que a rotação do eixo 18 cause que a chapa divisora 28 gire deuma maneira coordenada, de preferência essencialmente co-axial. A chapadivisora 28 compreende uma ou mais superfícies de engate, as quais podemter qualquer configuração apropriada, tal como entalhes 30, e de preferênciacompreendem dois entalhes, um correspondendo a uma posição normal daagulha, e o outro correspondendo a uma posição inversa da agulha.

Um membro de travamento, tal como uma barra de bloqueio 32,é posicionado para engatar com a chapa divisora 28, e pode ser tendido pormola para permanecer engatado com a chapa divisora 28, ou para forçar abarra de bloqueio 32 para fora de engate com a chapa divisora 28. Quando abarra de bloqueio 32 engata com qualquer um dos dois entalhes 30, a chapadivisora 28 não pode girar. Isto também impede o eixo 18 de girar, e, portan-to, impede o punho de manobra 14 de ser girado, impedindo a barra de ma-nobra de ser atuada e as pontas de agulha de serem manobradas.

A barra de bloqueio 32 é movida para engate e desengate com achapa divisora 28 pela operação de um membro de punho, tal como o punhode bloqueio 34 (veja a figura 1), o qual se projeta a partir do invólucro 26.O punho de bloqueio 34 (veja a figura 1) é acoplado com a barra de bloqueio32 por qualquer dispositivo adequado, tal como por um parafuso ou parafusode porca. Como um aspecto de segurança adicional, um ou mais parafusosde cisalhamento 36 podem ser utilizados para acoplar as duas montagens.O parafuso de cisalhamento 36 é projetado para falhar se força excessiva foraplicada para o punho de bloqueio 34, como pode ser feito em uma tentativade malograr o mecanismo de bloqueio do aparelho de manobra 10. O punhode bloqueio 34 de preferência é feito prontamente visível de modo a permitira um operador facilmente determinar a posição do bloqueio. Por exemplo, opunho de bloqueio 34 pode ser um tanto grande, ou ele pode ser pintadocom uma cor altamente visível ou luminosa. Em adição, o punho de bloqueio34 de preferência possui pelo menos duas posições distintas, tal como verti-cal e horizontal, de modo que um operador facilmente pode visualmente veri-ficar se ele está travado ou destravado.

Como melhor visto na figura 4, um mecanismo de bloqueio, talcomo um miolo de fechadura 38, de preferência está localizado próximo dopunho de bloqueio 34, e pode ser operado por uma chave mecânica normalou por uma chave eletrônica (não apresentada). O miolo de fechadura 38 depreferência está localizado sob uma projeção 40 do invólucro 26, ou sob al-gum outro tipo de capo protetor, de modo a proteger o mesmo dos elemen-tos e do uso indevido. O miolo de fechadura core 38 de preferência retémuma chave inserida, por retenção mecânica ou elétrica, como apropriado,em todas as vezes que o aparelho de manobra 10 é destravado ou quandoas pontas de agulha estão em uma posição de manobra média. O miolo defechadura 38 de preferência está em um estado travado por situação prees-tabelecida, tal como por um dispositivo de tendência por mola ou dispositivomagnético, de modo que a chave somente pode ser inserida ou removidaquando o miolo de fechadura 38 está travado. Quando o miolo de fechadura38 está em um estado travado, o membro retentor retrátil, tal como um carnedo miolo de fechadura 42, entra em contato com a barra de bloqueio 32,pressionando a mesma para dentro do entalhe 30 e impedindo a mesma desair de contato com a chapa divisora 28 a não ser que o miolo de fechadura38 seja aberto. Isto impede a utilização não autorizada das pontas de agu-lha, e também impede um operador de acidentalmente deixar a agulha des-travada, a não ser que ele também deixe sua chave para trás.

O invólucro 26 adicionalmente aloja um ou mais sensores, osquais percebem e proporcionam informação com respeito à condição da agu-lha e do aparelho de manobra. Na concretização preferida, um sensor de blo-queio, o qual pode ser uma agulha da barra de bloqueio 44 (Figura 2), estáem contato com a barra de bloqueio 32 via um ou mais contatos 46, os quaisproporcionam uma indicação de se a barra de bloqueio 32 está engatada oudesengatada com o entalhe 30 na chapa divisora 28. Se a barra de bloqueio32 não estiver engatada com um dos entalhes 30, o contato 46 na agulha dabarra de bloqueio 44 irá abrir, indicando que a agulha está destravada.

Um segundo sensor, tal como uma agulha direcional 48 que de-termina a posição da agulha, também está localizado no invólucro 26, de mo-do a monitorar a posição da chapa divisora 28 à medida que ela gira entre asposições normal e inversa. A posição de rotação da chapa divisora 28 corres-ponde à posição da agulha da ferrovia. De preferência, a agulha direcional 48compreende pelo menos dois contatos 50, 52 (Figura 3), um dos quais é fe-chado somente quando a agulha da ferrovia está na posição normal e o outroque é fechado somente quando a agulha da ferrovia está na posição inversa.

O par de contatos proporciona dois sinais distintos, cada um dos quais podeser correlacionado com uma posição específica da agulha. Os contatos 50,52, podem ser atuados por qualquer engate adequado com a chapa divisora28, tal como pelo encaixe dentro dos entalhes na circunferência da chapa di-visora 28 ou por entrarem em contato com os dentes ou as outras áreas decontato especificamente selecionadas na chapa divisora 28.

Os sinais produzidos por cada uma dentre a agulha da barra debloqueio 44 e da agulha direcional 48 de preferência são proporcionadospara um monitor remoto por um sistema externo de notificação 54. O siste-ma externo de notificação pode ser de qualquer tipo conhecido na técnica,incluindo, mas não limitado, a sinais de beira de estrada fixos, difusões derádio analógicas para tripulação em um trem chegando, os quais podem serativados por DTMF, ou automaticamente à medida que o trem passa porsensores ao longo do trilho; difusões de rádio digitais para dispositivos espe-ciais em um trem que está chegando; ou mensagens analógicas ou digitaispara uma estação de controle de tráfego ferroviário.

Devido à natureza independente do controle de bloqueio e indi-cador de condição, e a natureza binaria relativamente simples dos sinaisrecebidos a partir da agulha da barra de bloqueio 44 e da agulha direcional48, a invenção é simples de operar e manter. Em particular, a invenção nãoestá sujeita a impactos ou vibrações sérias a partir de trens passando ou deoutro modo durante a operação, e, portanto, não requer ajuste contínuo a-través de toda a vida útil do dispositivo.

O invólucro 26 também pode ser projetado para acomodar equi-pamento adicional para melhorar a funcionalidade do aparelho de manobra10. Por exemplo, um mecanismo remoto de bloqueio pode ser utilizado emadição ao carne do miolo de fechadura 42, para adicionalmente segurar abarra de bloqueio 32. O mecanismo remoto de bloqueio, o qual pode com-preender um segundo parafuso de bloqueio ou qualquer outro dispositivopara imobilizar a barra de bloqueio 32, de preferência normalmente seriaengatado, impedindo qualquer atuação manual do aparelho de manobra 10.

Ao receber um comando a partir de uma fonte remota ou local, o mecanismoremoto de bloqueio desengataria a barra de bloqueio 32, permitindo que oaparelho de manobra 10 seja operado como descrito acima. Quando daconclusão da operação de manobra, o mecanismo remoto de bloqueio retor-naria para a sua condição travada normal preestabelecida.

O fechamento 26 também pode ser encaixado com equipamentode comunicação em miniatura para permitir comunicações bidirecionais como aparelho de manobra 10. Estas comunicações podem assumir qualquerforma adequada, tal como radiofreqüências convencionais atualmente utili-zadas pelas ferrovias, sistemas de telefone celular comercial ou comunica-ções privadas por satélite.

Um receptor de Sistema de Posicionamento Global também po-de ser incorporado no invólucro 26. Este dispositivo permitiria ao aparelho demanobra 10 distinguir sua posição única em uma área onde vários aparelhosde manobra encaixados de forma similar estão operando.

Operação

Em operação, o aparelho de manobra 10 é inicialmente bloque-ado e alinhado para posicionar as pontas de agulha da ferrovia para permitiro percurso ao longo de uma rota ferroviária selecionada, na direção inversaou normal. Um operador poderia inserir sua chave eletrônica ou mecânica nomiolo de fechadura 38, liberando o carne do miolo de fechadura 42 de seucontato com a barra de bloqueio 32, desse modo destravando o aparelho demanobra 10. Uma chave mecânica provavelmente liberaria o carne do mioloda fechadura 42 pela rotação da chave, enquanto uma chave eletrônica po-deria ser girada, ou poderia enviar um sinal para o carne do miolo da fecha-dura 42, instruindo ao mesmo para liberar. Neste estágio, a agulha da barrade bloqueio 44 está aberta, indicando que o aparelho de manobra 10 estádesbloqueado. Devido à chapa divisora ainda estar em contato com um doscontatos 50, 52, na agulha direcional 48, a agulha direcional 48 irá indicarque a agulha está na posição apropriada, inversa ou normal. O sistema ex-terno de notificação 54 irá considerar estas duas leituras em combinação eirá indicar que o equipamento não está seguro para trânsito na velocidadede via férrea.

A chave de preferência é retida pelo miolo de fechadura 38, talcomo por um dispositivo mecânico, eletromagnético ou por qualquer outrodispositivo adequado, e não pode ser removida até que o aparelho de ma-nobra 10 seja novamente bloqueado.

O operador atua o punho de bloqueio 34, o qual por sua vez libe-ra a barra de bloqueio 32 do entalhe 30 na chapa divisora 28. Isto permiteque a chapa divisora 28 gire livremente. Ao pressionar o engate de sapata16, o operador pode mover o punho de manobra 14 de sua posição atualpara a posição oposta, por exemplo, no sentido horário, na figura 1. O eixo18 gira, movendo as pontas de agulha e causando que a chapa divisora 28gire. À medida que a chapa divisora 28 gira, ela interrompe o contato com ocontato na agulha direcional 48, causando que a agulha direcional 48 indi-que que as pontas de agulha estão fora de posição, isto é, nem na posiçãoinversa e nem na posição normal. A agulha da barra de bloqueio 44 aindaestá aberta, indicando que a agulha está destravada. Quando estas duasleituras são combinadas, o sistema externo de notificação 54 irá indicar queo equipamento está inseguro para o trânsito na velocidade da via férrea.

Se o mecanismo de bloqueio secundário, tal como um cadeadono engate de sapata 16, for utilizado, tipicamente o operador desbloqueariae removeria o cadeado em qualquer ponto antes de abaixar o engate de sa-pata 16.À medida que a rotação do punho de manobras 14 é completa-da, ele irá engatar com o engate de sapata 16, e a placa divisora 28 irácompletar sua rotação, permitindo ao entalhe 30 engatar com a barra debloqueio 32. A placa divisora 28 também irá fechar o contato apropriado 50ou 52 na agulha direcional 48. O sistema externo de notificação 54, portanto,irá sinalizar que a agulha está na posição normal ou inversa, e que a agulhaainda está destravada, tornando a agulha insegura para o trânsito na veloci-dade da via férrea.

O operador então retorna o punho de bloqueio 34 para a suaposição original, engatando a barra de bloqueio 32 com o entalhe 30. O ope-rador então pode girar sua chave para a posição de inserção original, se ne-cessário, engatando novamente o carne do miolo da fechadura 42 com abarra de bloqueio 32, e forçando a barra de bloqueio 32 a permanecer den-tro do entalhe 30. A barra de bloqueio 32 então completa o circuito com oscontatos 46 da agulha da barra de bloqueio 44, de modo que a agulha dabarra de bloqueio 44 pode indicar que a agulha está travada. O sistema ex-terno de notificação 54 pode, portanto, sinalizar para o monitor remoto que aagulha está na posição normal ou inversa e que a agulha está travada, demodo que é seguro o trânsito. Estas indicações resseguram para o operadore para o monitor remoto que a agulha está em uma posição apropriada eestá protegida contra o uso indevido ou negligência do operador.

Se um mecanismo de bloqueio secundário, tal como um cadea-do no engate de sapata 16, for utilizado, o operador de preferência fixarianovamente e travaria o cadeado no engate de sapata 16, segurando o pu-nho de manobra. A agulha é então adicionalmente protegida contra o usoindevido.

Será apreciado pelos versados na técnica que outras variaçõespara a concretização preferida descrita neste documento podem ser pratica-das sem afastamento do escopo da invenção, tal escopo sendo apropriada-mente definido pelas reivindicações seguintes.

Claims (35)

1. Aparelho de manobra de trilho, compreendendo:um eixo alongado montado para a rotação ao redor de um eixogeométrico vertical e onde a rotação do dito eixo é adaptada para causaratuação de uma barra de manobra;uma alavanca para manualmente atuar a rotação do dito eixo, oplano de movimento da dita alavanca sendo espacialmente deslocado dodito eixo geométrico;uma chapa situando-se substancialmente em um plano horizon-tal e sendo acoplada com uma parte intermediária do dito eixo para a rota-ção co-axial com o mesmo, a dita chapa compreendendo pelo menos umasuperfície de engate para engate de uma barra de bloqueio, onde o engateda dita barra de bloqueio na dita pelo menos uma superfície de engate travao dito eixo contra a rotação; eum sensor de bloqueio para perceber quando a dita barra debloqueio está engatada na dita superfície de engate.

2. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindicação-1, adicionalmente compreendendo um invólucro montado ao redor da ditaparte intermediária do dito eixo, a dita chapa sendo disposta no dito invólucro.

3. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindicação-1, onde a dita pelo menos uma superfície de engate compreende um entalhena dita chapa.

4. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindicação-1, onde a dita chapa adicionalmente compreende uma segunda superfície deengate, a dita pelo menos uma superfície de engate correspondendo a umaprimeira posição da dita barra de manobra, e a dita segunda superfície deengate correspondendo a uma segunda posição da dita barra de manobra.

5. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindicação-4, onde cada uma das ditas superfícies de engate compreende um entalhe.

6. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindicação-4, onde a dita pelo menos uma superfície de engate e a dita segunda super-fície de engate são dispostas ao redor da dita chapa em 90 graus de sepa-ração angular.

7. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo um sensor de posição de agulha paraperceber a posição rotacional da dita chapa, a dita posição rotacional cor-respondendo à posição da dita barra de manobra.

8. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindicação 7, adicionalmente compreendendo um invólucro montado ao redor da dita par-te intermediária do dito eixo, a dita chapa, o dito sensor de bloqueio e o ditosensor de posição de agulha sendo todos eles dispostos no dito invólucro.

9. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindicação 8, onde o dito sensor de posição de agulha compreende dois contatos cor-respondendo a outros dois contatos deslocados de forma angular na ditachapa.

10. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindica-ção 7, onde o dito sensor de posição de agulha compreende dois contatoscorrespondendo a dois outros contatos deslocados de forma angular na ditachapa.

11. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindica-ção 1, adicionalmente compreendendo um membro de batente retrátil parareter a dita barra de bloqueio em uma primeira posição correspondendo aoengate com a dita superfície de engate quando uma chave está em um es-tado de bloqueio.

12. Aparelho de manobra, de acordo com a reivindicação 11,adicionalmente compreendendo o dispositivo de retenção para reter a ditachave dentro do dito aparelho de manobra quando a dita chave está em umestado que não é de bloqueio.

13. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindica-ção 1, onde a dita barra de bloqueio é verticalmente alongada e pode serdeslocada para engate e desengate com a dita superfície de engate por mo-vimento lateral.

14. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindica-ção 13, onde o dito movimento lateral da dita barra de bloqueio é atuado pe-lo movimento de um membro de punho.

15. Aparelho de manobra de trilho, de acordo com a reivindica-ção 1, adicionalmente compreendendo:uma segunda superfície de engate disposta ao redor da ditachapa em 90 graus de separação angular a partir da dita primeira superfíciede engate;um sensor de posição de agulha para perceber a posição rota-cional da dita chapa, a dita posição rotacional correspondendo à posição dadita barra de manobra;o dito sensor de posição de agulha compreendendo dois conta-tos correspondendo a dois outros contatos deslocados de forma angular nadita chapa.

16. Dispositivo integrado de controle de bloqueio e de indicaçãode condição para um aparelho de manobra de ferrovia manualmente opera-do, compreendendo:uma chapa;um membro de travamento que pode ser engatado com pelomenos uma superfície de engate na dita chapa para impedir a rotação dadita chapa;um membro de punho para controlar o engate e o desengate dodito membro de travamento com a dita pelo menos uma superfície de engate;um dispositivo de bloqueio para manter o dito membro de trava-mento em engate com a dita superfície de engate até que uma chave asso-ciada tenha sido inserida; eum primeiro sensor para perceber a condição de engate e dedesengate do dito membro de travamento.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, onde a ditapelo menos uma superfície de engate corresponde a uma posição de agulhade trilho dentre normal ou inversa, e o dito membro de travamento impede arotação da dita chapa somente se a agulha do trilho estiver totalmente emuma posição normal ou inversa.

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, onde o ditomembro de punho pode se mover para uma posição travada somente quan-do o dito membro de travamento está engatado com a dita pelo menos umasuperfície de engate.

19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, onde o ditodispositivo de bloqueio retém a dita chave a não ser que o dito membro detravamento esteja engatado na dita pelo menos uma superfície de engate.

20. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, onde a ditacondição de engate ou de desengate é comunicada para um dispositivo ex-terno de notificação.

21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, adicionalmen-te compreendendo um segundo sensor para perceber a posição da dita cha-pa e para proporcionar uma indicação de uma posição da agulha do trilhodentre normal ou inversa.

22. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 21, onde a ditaindicação de uma posição da agulha do trilho é comunicada para um disposi-tivo externo de notificação.

23. Aparelho de manobra de trilho manualmente operado, com-preendendo:um punho de manobra de forma rotativa conectado com o eixo,pelo qual pontas de agulha podem ser controladas;uma chapa através da qual o dito eixo passa, de modo que adita chapa e o dito eixo giram de maneira coordenada;um membro de travamento que pode engatar com pelo menosuma superfície de engate na dita chapa para impedir a rotação da dita chapae do dito eixo;um membro de punho para manualmente controlar o engate e odesengate do dito membro de travamento com a dita pelo menos uma super-fície de engate;um dispositivo de bloqueio que mantém o dito membro de tra-vamento em engate com a dita chapa até que uma chapa correspondentetenha sido inserida; eum primeiro sensor para monitorar a condição de engate e dedesengate do dito membro de travamento.

24. Aparelho de manobra, de acordo com a reivindicação 23,adicionalmente compreendendo um segundo sensor para monitorar a posi-ção da dita chapa e para proporcionar uma indicação de uma posição dasditas pontas de agulha.

25. Aparelho de manobra, de acordo com a reivindicação 23,onde a dita condição de engate ou de desengate é comunicada para um dis-positivo externo de notificação.

26. Aparelho de manobra, de acordo com a reivindicação 24,onde a dita indicação de uma posição de agulha de trilho é comunicada paraum dispositivo externo de notificação.

27. Método para operar um aparelho de manobra de trilho, com-preendendo as etapas seqüenciais de:inserir uma chave para mover um membro de batente retrátil pa-ra fora de contato com o membro de travamento;girar um membro de punho para desengatar o dito membro detravamento de uma primeira superfície de engate na chapa;atuar uma alavanca para girar um eixo no qual a dita chapa estámontada de forma co-axial, desse modo girando a dita chapa e onde a rota-ção do dito eixo causa a rotação de uma barra de manobra operativamenteconectada com a dita alavanca; eperceber quando o dito membro de travamento está desengata-do da dita primeira superfície de engate através de um primeiro dispositivosensor em comunicação operativa com o dito membro de travamento e des-se modo determinando uma condição do dito aparelho de manobra.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, compreendendoa etapa adicional de sinalizar a dita condição para um dispositivo externo denotificação.

29. Método, de acordo com a reivindicação 27, compreendendo aetapa adicional de perceber uma posição da dita barra de manobra através deum segundo dispositivo sensor em comunicação operativa com a dita chapa.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, compreendendoa etapa adicional de sinalizar a posição da dita barra de manobra para umdispositivo externo de notificação.

31. Método para proteger um aparelho de manobra de trilho,compreendendo as etapas seqüenciais de:mover uma alavanca operativamente conectada com uma barrade manobra e com um eixo alongado, de modo que a dita barra de manobrafique em uma posição inversa ou normal;atuar um membro de punho para engatar um membro de trava-mento com uma superfície de engate em uma chapa montada em uma parteintermediária do dito eixo;perceber que o dito membro de travamento está engatado com adita primeira superfície de engate com um dispositivo sensor;aplicar um membro de batente retrátil para uma parte lateral dodito membro de travamento; eremover uma chave de um dispositivo de bloqueio controlando odito membro de batente retrátil.

32. Método, de acordo com a reivindicação 29, compreendendoa etapa adicional de bloquear a dita alavanca no local, quando a dita barrade manobra está na dita posição normal ou inversa.

33. Método, de acordo com a reivindicação 31, compreendendoa etapa adicional de sinalizar que o dito membro de travamento está engata-do com a dita primeira superfície de engate para um dispositivo externo denotificação.

34. Método, de acordo com a reivindicação 27, compreendendo aetapa adicional de perceber uma posição da dita barra de manobra através deum segundo dispositivo sensor em comunicação operativa com a dita chapa.

35. Método, de acordo com a reivindicação 29, compreendendoa etapa adicional de sinalizar a posição da dita barra de manobra para umdispositivo externo de notificação.