ES2249190B2 - Sistema de control del descarrilamiento. - Google Patents
Sistema de control del descarrilamiento.Info
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Abstract
Sistema de control del descarrilamiento de vehículos ferroviarios que, además de detectar y avisar del mismo proporciona un control sobre freno del vehículo o vehículos descarrilados, que cuenta con un cuerpo principal (1) al que se asocia un sensor o detector de inercia (8) diseñado para detectar los descarrilamientos, un señalizador (9) o encargado de señalizar la actuación del sistema de control del descarrilamiento y de mantener activado el sistema, llave de condena (10) que deja inactivo el control de descarrilamiento y una conexión inferior (11) de test que permite, mediante un cáncamo roscado, reproducir un disparo lo que facilita una comprobación del correcto funcionamiento durante la prueba en banco o bien ya instalado en el vehículo (7), de una forma sencilla y rápida.
Description
Sistema de control del descarrilamiento.
La presente invención se refiere a un nuevo
sistema de control del descarrilamiento de vehículos ferroviarios
que, además de detectar el mismo, proporciona un control sobre el
freno del vehículo o vehículos descarrilados.
Concretamente, el objeto de la invención es
conseguir un sistema de control del descarrilamiento que evite los
graves daños producidos en el vehículo y en la vía cuando se
produce el mismo, mediante el control del freno del vehículo o
vehículos descarrilados.
El problema de los descarrilamientos en el campo
de los transportes ferroviarios es, por desgracia, bastante
frecuente, lo que origina numerosas pérdidas debidas a los
desperfectos causados en los vehículos y las vías y el lucro cesante
proporcional al tiempo que discurre hasta que dichas vías vuelven a
estar operativas, permitiendo de nuevo el tráfico.
Estas graves consecuencias derivadas del
descarrilamiento de los vehículos ferroviarios han hecho necesaria
la utilización de equipos que, con suficiente fiabilidad, puedan
detectar con prontitud el descarrilo de los vehículos, aplicando
inmediatamente las medidas oportunas.
Estas medidas consistían hasta la fecha en la
aplicación del freno de emergencia en cuanto se detectaba el
descarrilo, frenando cuanto antes el conjunto de vehículos y
deteniendo la composición de forma que minimice el impacto que tanto
sobre las personas, mercancías, vehículos e infraestructura pudiera
ser causado por efecto del descarrilo.
Concretamente, se conocen sistemas basados en un
detector inercial que, al detectar el descarrilo, se dispara
vaciando rápidamente la tubería de freno automático TFA y provocando
la aplicación del freno de emergencia de la composición, que actuará
sobre todos los vagones, incluyendo aquel o aquellos que han
sufrido el descarrilo.
Dichos sistemas, sin embargo, cuentan con un
inconveniente importante, como es el hecho de que al aplicarse el
freno en todos los vehículos de la composición, como consecuencia
del descarrilo de uno o varios vehículos de la misma, también sobre
los descarrilados, las ruedas de estos vehículos al igual que la
del resto de vehículos permanecen frenadas dificultando con ello la
rodadura, con el inconveniente de que al moverse los vehículos
descarrilados, por el balastro y las traviesas puede provocarse el
enclavamiento de los mismos con graves consecuencias ya que este
hecho puede provocar el descarrilo de otros vehículos o inclusive el
vuelco de algunos de ellos.
El sistema que pasamos a describir resuelve de
manera eficaz los inconvenientes señalados, constituyendo por un
lado un medio eficaz y fiable de detección del descarrilamiento y
por otro realizando un control del freno sobre los vagones
descarrilados de manera que evite los graves daños producidos tanto
en la composición como la vía cuando se producen este tipo de
situaciones.
Concretamente, esto se logra mediante un sistema
que permitirá impedir que en el vehículo o vehículos descarrilados
se aplique el freno, permitiendo a dicho vehículo o vehículos
descarrilados la rodadura de las ruedas sobre balastro y traviesas,
evitando así las graves consecuencias que conlleva mantener frenados
los mismos.
Este sistema es de aplicación tanto en vehículos
remolcados (vagones, coches de pasajeros) como autopropulsados y
tanto en vehículos de 2 ejes como en vehículos de bogie, siempre
que los mismos estén dotados de frenos automáticos neumáticos.
El sistema de control de descarrilamiento de la
presente invención está constituido por un cuerpo principal que
contiene los diferentes mecanismos y de un soporte de fijación al
vehículo ferroviario, el cual por un lado sirve para fijar el propio
dispositivo y por otro para fijar las tuberías de freno automático
(TFA) y la del cilindro de freno C, todo ello mediante medios
convencionales que proporcionen la seguridad y estanqueidad
necesarias.
El dispositivo de control de descarrilamiento se
ha diseñado de forma que permita su instalación en todo tipo de
vehículos ferroviarios, ya sean de nueva construcción o en
servicio, sin necesidad de introducir ninguna modificación en el
resto de los elementos del freno instalados en el vehículo, con
excepción de las conexiones a las tuberías TFA o C en su caso.
Para su instalación deberá tenerse únicamente en
cuenta una zona del vehículo accesible, ya que ante una actuación
del sistema, tanto cuando se deba a un descarrilo como a un hecho
fortuito, es necesario reconocerlo y en su caso rearmarlo.
De forma general, el sistema de control de
descarrilamiento cuenta con un cuerpo central en donde se albergan
los dispositivos de emergencia y en donde se realizará, tras el
disparo del sistema, el vaciado de la TFA, un detector inercial
responsable de detectar el descarrilamiento y producir el disparo
del sistema, un indicador de disparo y una llave de condena que
permite aislar el sistema de control de descarrilamiento.
Por otro lado, el sistema no influye en el
frenado de servicio, es decir, que el freno accionado por el
conductor se aplicará siempre, independientemente de que el sistema
de control de descarrilamiento de la presente invención se encuentre
instalado o no.
Sin embargo, ante un golpe brusco producido por
un descarrilamiento, el sensor inercial del dispositivo se dispara
y con ello se abre la TFA, provocando a su vez que la presión que
hubiera en los cilindros de freno del vehículo descarrilado se
escape hacía la atmósfera. Igualmente, en el supuesto de que no
hubiera ya presión en los cilindros de freno con anterioridad, ésta
tampoco se formaría.
A su vez, tras la actuación del dispositivo,
provoca también que el indicador de disparo se desplace,
necesitando de un rearmado manual del mismo si se quiere que el
sistema vuelva a funcionar, pues mientras esta operación no se
realice, no se podrá restablecer la presión en TFA y con ello poner
en funcionamiento de nuevo el control de descarrilamiento y
desbloquear el freno de la composición.
Por otro lado, si durante el proceso de frenado
producido tras un descarrilo por el sistema de control de
descarrilamiento de la invención se produjeran nuevos descarrilos
de otros vehículos, el sistema de estos vehículos se comportaría
como el del primer vehículo descarrilado, con ello, si se hubiera
producido el frenado, el aire de los cilindros de freno de estos
vehículos se marcharía a la atmósfera quedando el freno de estos
vehículos liberado.
Por ello, para poder restablecer la presión en la
tubería TFA deberemos restablecer el sistema o sistemas que hayan
actuado, rearmando manualmente el indicador de disparo de todos y
cada uno de los vehículos en los que haya actuado.
En cualquier caso, si se precisase que el sistema
de control de descarrilamiento no entrase en funcionamiento,
bastaría accionar de una forma rápida y sencilla una maneta de
condena, con lo que se anularía la comunicación entre la tubería de
freno y el sistema de la invención.
Por último, otra de las características de la
invención es la de contar con un sistema de ensayo o test que
permite en todo momento tras su instalación en el vehículo hacer
las correspondientes pruebas de funcionamiento con el fin de
asegurar la operatividad y eficacia del mismo.
Para ello, el cuerpo central del sistema dispone
de una conexión inferior que actúa directamente sobre el sensor de
inercia, que permite mediante un cáncamo roscado reproducir un
disparo del sistema, lo que facilita realizar pruebas o test de
funcionamiento tanto durante la prueba en banco como estando
instalado en el vehículo, caso este último que permitirá, antes de
poner en marcha el vehículo, probar la reacción del freno con la
actuación del sistema de control del descarrilamiento objeto de la
invención tanto con el freno aplicado como con el freno
aflojado.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante
de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación
esquemática general del conexionado del dispositivo de la invención
a cada uno de los vehículos.
La figura 2.- Muestra una representación
esquemática del sistema objeto de la invención
La figura 3.- Muestra una vista en sección del
sistema objeto de la invención cuando el mismo se encuentra en
posición de reposo.
La figura 4.- Muestra una vista en sección del
sistema objeto de la invención cuando el mismo se encuentra en
posición de disparo.
Como puede verse en la figura 2, el sistema de
control de descarrilamiento objeto de la presente invención se
materializa en un cuerpo principal (1) conectado al vehículo (7) a
través de un soporte (2) que cuenta con dos conexiones, una primera
(3) a la tubería TFA (5) y una segunda (4) a la tubería del
cilindro de freno (6).
Un ejemplo de la conexión del sistema de control
de descarrilamiento al vehículo (7) o vehículos puede verse en la
figura 1, en la que puede seguirse el recorrido de la tubería TFA
(5) que es común a dichos vehículos así como la tubería de cilindro
de freno (6). La conexión con la tubería TFA (5) podrá realizarse
además tanto en serie como en paralelo.
Al mencionado cuerpo principal (1) del sistema de
control de descarrilamiento de la presente invención se asocian
además, de forma general, los siguientes dispositivos
funcionales:
- -
- Sensor o detector de inercia (8): diseñado para detectar las aceleraciones verticales anómalas que se producen tras los descarrilamientos y provocar el disparo del detector y el correspondiente freno de emergencia.
- -
- Señalizador (9) o indicador de disparo: encargado de, como su propio nombre indica, señalizar la actuación del sistema de control del descarrilamiento y permitir, además, mantener activada la emergencia (vaciado de TFA y cilindros de freno), por lo que su ubicación en el sistema permitirá que sea perfectamente visible en todo momento.
- -
- Llave de Condena (10): diseñada para aislar convenientemente el sistema ante cualquier eventualidad que exija la condena o bloqueo del mismo, dejándolo fuera de servicio e inactivando con ello el control de descarrilamiento, ya que con ello se anula la comunicación del sistema con la tubería TFA (5). Dicha llave (10) se encuentra situada en la parte superior del cuerpo principal (1) del sistema, la cual además puede montarse en cuatro posiciones diferentes facilitando con ello el acceso a la condena independientemente del montaje del sistema en el vehículo (7).
- Por otra parte, la existencia de esta llave de condena (10) elimina la necesidad de instalar un grifo exterior de aislamiento, además de permitir su fácil acceso en cada uno de los vehículos (7).
- -
- Conexión de test: El sensor de inercia (8) del sistema cuenta además de una conexión inferior (11) que permite, mediante un cáncamo roscado, reproducir un disparo del dispositivo, lo que facilita un test de funcionamiento tanto durante la prueba en banco como cuando esté instalado en el vehículo (7) de una forma sencilla y rápida.
- Esta conexión facilitará la realización de ensayos que permitirán conocer el correcto funcionamiento del detector en cualquier momento, y especialmente antes de que el vehículo (7) se ponga en marcha, lo que permitirá comprobar, además del correcto funcionamiento del sistema de freno, el correcto funcionamiento del sistema de control de descarrilamiento de la invención.
Todos estos elementos forman parte activa del
proceso de control de descarrilamiento, proceso que a continuación
se describe siguiendo una posible secuencia de funcionamiento del
sistema a la vez que se describe el funcionamiento y
características de cada uno de dichos elementos.
Si se parte de la posición de reposo de la figura
3, tendríamos que la tubería TFA (5) se encuentra completamente
vacía, y con ello también las cámaras (12, 13, 14, 16, 17 y 18),
que permanecen a una presión de 0 bar, tiempo durante el cual el
señalizador (9) se mantiene en reposo hacía dentro por la acción del
muelle (38).
A medida que la presión de TFA (5) aumenta, el
aire pasa a la cámara (12) y de aquí, a través de la tobera (19),
pasa lentamente debajo del embolo (22) a la cámara (13), desde
donde a través de la tobera (20), dicho aire pasa a la cámara (14) y
desde aquí a la cámara (17). A continuación pasa a través de la
tobera (21) a la cámara (18) del señalizador (9). Igualmente,
también desde la cámara (14) llega a la cámara (16) y a la válvula
(27) del sensor de inercia (8), la cual permanece cerrada.
Durante el proceso de llenado de la tubería TFA,
el distribuidor de freno (37) sigue su proceso independiente del
proceso descrito anteriormente.
Por otro lado, el sistema de la invención está
diseñado además para que el llenado del aire de las diferentes
cámaras (13, 14, 16, 17 y 18) y los incrementos de presión de las
mismas, a través de las diferentes toberas (19, 20 y 21) sea
independiente de la velocidad de llenado de la tubería TFA (5)
garantizando así el correcto funcionamiento del sistema
independientemente de la longitud del tren y por tanto de dicha
tubería TFA.
Posteriormente, durante el funcionamiento normal
podrán producirse frenados y aflojamientos del freno del vehículo
(7) es decir, podrá utilizarse el freno de servicio controlado por
la tubería TFA (5) que acciona el conductor, y con ello se aplicará
el freno en todos los vehículos donde el freno este activo. Sobre
esta operación no tiene sin embargo ninguna influencia el sistema
de control del descarrilamiento objeto de la invención por cuanto
las válvulas 25, 26 y 27 se mantienen cerradas y la presión de las
cámaras 13 a 18no se ve alterada durante el proceso, la cámara (12)
se vacía y se llena junto con TFA.
Igualmente, cuando se realiza un frenado rápido
debido a la aplicación de algún otro tipo de frenado
complementario, como pudiera ser uno de emergencia, lo que
produciría una caída brusca de la presión en TFA (5), el sistema de
control de la presente invención tampoco tendría ningún efecto ni
influiría en el proceso de frenado.
Por el contrario, cuando en uno o varios
vehículos (7) se produjese un descarrilamiento, el sistema de
control de la invención actuaría de la siguiente manera:
Ante el golpe brusco producido por el
descarrilamiento, la masa del embolo (24) del sensor de inercia (8)
del sistema se desplaza hacia abajo y con ello la cámara (16) se
pone en comunicación a través de la válvula (27) con la cámara (28)
y esta con la atmósfera a través del escape (33), lo que provoca
una caída brusca de la presión además de en dicha cámara (16), en
las cámaras (14, 17 y 18), lo que crea una brusca variación de
presión entre la cámara (14) y la cámara (13), que provoca que el
embolo (22) se mueva hacía arriba venciendo la fuerza del muelle
(29) y produciendo la apertura de las válvulas (25) y (26).
Esta apertura de las válvulas (25) y (26) es
fundamental para el objeto de la invención, que no es otro que el
del vaciado del cilindro de freno (6) y con ello permitir la
rodadura de las ruedas del vehículo o vehículos descarrilados.
Para conseguir dicho vaciado del cilindro de
freno (6) se ha optado, de entre las posibles realizaciones, por
dotar al émbolo (22) por un lado con el asiento de válvula (26) y
por otro con el asiento de válvula (25) tal que la apertura de la
válvula (26), que produce el vaciado de la tubería de freno TFA a
través del escape (31), implica la apertura de la válvula (25),
provocando con ello el vaciado de la tubería de cilindros de freno
(6), a través de los escapes (32) y (36).
No obstante, en el caso de que no se desease que
actuara el control de descarrilamiento de la invención, es decir,
si no se desease el desbloqueo del cilindro de freno (6) de aquel
vehículo o vehículos descarrilados, bastaría con no conectar la
tubería de dicho cilindro de freno (6) a la entrada de la cámara
(15), por lo que el sistema no tendría efecto.
Posteriormente, siguiendo con el proceso de
actuación del sistema de control del descarrilamiento, el aire de la
cámara (16) pasa a través de la válvula (27) y se coloca en la
parte superior del embolo (24) del sensor de inercia (8), en la
cámara (28). Como puede comprobarse en la figura 4, nada más
abrirse la válvula (27), la presión de la cámara (16) cae
bruscamente hacía la cámara (28) y de dicha cámara (28), a través
de la salida (33) el aire se pone en la atmósfera.
Por todo ello, tenemos que tras un descarrilo o
una actuación del sensor de inercia (8), se produce la apertura de
la válvula (27) y con ello la caída brusca de la presión de las
cámaras (16, 14 y 17). Dicha caída brusca de presión en (17) produce
un diferencial de presión entre la propia cámara (17) y la cámara
(18), lo que origina un desplazamiento del embolo (35) del
señalizador (9) hacía fuera, y por efecto de este desplazamiento, a
través de la salida (34) se pone en comunicación dicha cámara (18)
con la atmósfera.
Esta posición hacia fuera del embolo (35) del
señalizador (9) se mantendrá mientras el mismo no sea rearmado. Es
decir, el rearme del embolo (35) del señalizador (9) deberá
realizarse manualmente para devolver dicho señalizador a su posición
inicial, lo cual obligará a una inspección o comprobación in
situ a cargo de un técnico o persona cualificada.
Por lo tanto, mientras el embolo (35) este
desplazado hacía fuera, las cámaras (14, 16, 17 y 18) se
encontrarán en comunicación con la atmósfera a través de la salida
(34).
En esta posición, si por cualquier causa se
produjera el llenado de TFA (5), aunque la válvula (26) estuviera
cerrada por la acción del muelle (29), al cabo de un corto tiempo
dicha válvula (26) se abriría ya que el incremento de presión en la
cámara (13) a través de la tobera (19) y la ausencia de la misma en
la cámara (14), producirá un diferencial de presión entre la
superficie inferior y superior del embolo (22) que conllevaría a la
apertura de dicha válvula (26) y de nuevo la caída de presión de
TFA (5).
Por ello, y tal y como ya se ha descrito, será
necesario que para que pueda restablecerse la presión en TFA (5) se
rearme el sistema o sistemas de control de descarrilamientos que
hayan actuado, siendo necesario par ello desplazar el embolo (35)
del señalizador (9) hacia dentro, cerrando con ello la salida
(34).
Por otro lado, si tras la detección del
descarrilamiento la válvula (27) se cerrara por la acción del
muelle (30) y con ello pudiera rearmarse el dispositivo, al estar la
cámara (14) comunicada con la atmósfera a través de las cámaras
(17) y (18), esto no permitiría que se creara presión encima del
embolo (22), mientras que por el contrario en la cámara (13) habría
un incremento de la presión, lo que mantendría las válvulas (25) y
(26) abiertas impidiendo tanto la formación de presión en la tubería
de freno (6) como en TFA (5) y con ello el rearme del freno.
Esta configuración característica del sistema de
control de descarrilamiento de la presente invención supone que, si
durante el proceso de frenado producido tras un descarrilo en un
vehículo (7), se produjeran descarrilos en otros vehículos, el
sistema de control de dichos vehículos se comportaría como el del
primer vehículo (7) descarrilado, por lo que si se hubiera
producido el frenado, el aire de los cilindros de freno de estos
vehículo se marcharía a la atmósfera quedando el freno de estos
vehículos liberado, evitando los daños tanto en la vía como en los
propios vehículos.
Por último, y como se desprende de la anterior
descripción, para poder restablecer la presión en la tubería TFA
(5) se deberá restablecer el sistema o sistemas de control de
descarrilamiento de todos aquellos vehículos (7) en los que haya
actuado, para lo que deberemos rearmar el señalizador (9)
desplazando con la mano el embolo (35) hacía dentro y con ello
cerrar la salida (34), permitiendo el rearme del sistema.
Claims (9)
1. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios del tipo de los que cuentan con un sensor de
inercia (8) para detectar el descarrilamiento que ante el golpe
brusco producido por el descarrilamiento actúan sobre la tubería de
freno automático TFA (5) provocando la aplicación del freno de
emergencia de la composición, caracterizado porque cuenta con
medios que permiten el vaciado de la tubería del cilindro de freno
(6) de aquel vehículo (7) o vehículos descarrilados, liberando el
freno de los mismos y permitiendo con ello la rodadura de las ruedas
de dicho vehículo (7) o vehículos descarrilados.
2. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios según reivindicación 1ª, caracterizado
porque los medios que permiten el vaciado de la tubería del cilindro
de freno (6) del vehículo (7) descarrilado consisten en dotar al
émbolo (22), además de con la válvula (26) gracias a la cual se
produce el vaciado de la tubería de freno TFA, con otra válvula (25)
tal que cuando dicho émbolo (22) se mueva hacia arriba venciendo la
fuerza del muelle (29) con motivo de un descarrilo, la apertura de
la válvula (26) implica también la apertura de la válvula (25) y con
ello el vaciado de la tubería de freno (6) a través de unos escapes
(32) y (36).
3. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios según reivindicación primera,
caracterizado porque cuenta con un señalizador (9) cuyo
émbolo (35) se desplaza hacia fuera tras la actuación del sensor de
inercia (8).
4. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios según reivindicación 3, caracterizado
porque cuando el embolo (35) esta desplazado hacía fuera, las
cámaras (14, 16, 17 y 18) se encontrarán en comunicación con la
atmósfera a través de la salida (34), por lo que no podrá
restablecerse la presión en TFA (5) mientras no se rearme el
mismo.
5. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios según reivindicaciones 3 y 4,
caracterizado porque el rearme del embolo (35) del
señalizador (9) deberá realizarse manualmente para devolver dicho
señalizador a su posición inicial, lo cual cerrará la salida
(34).
6. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios según reivindicación 1ª, caracterizado
porque cuenta con una llave de condena (10) de fácil acceso en cada
uno de los vehículos (7) que al accionarse aísla el sistema anulando
su comunicación con la tubería TFA (5) dejando con ello fuera de
servicio e inactivando el control de descarrilamiento, y que además
elimina la necesidad de instalar un grifo exterior de aislamiento,
además de permitir su fácil acceso en cada uno de los vehículos
(7).
7. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios según reivindicación 6ª, caracterizado
porque la llave de condena (10) puede montarse en cuatro posiciones
diferentes facilitando con ello el acceso a la condena
independientemente del montaje del sistema en el vehículo (7).
8. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios según reivindicación 1ª, caracterizado
porque el sensor de inercia (8) cuenta con una conexión inferior
(11) que permite, mediante un cáncamo roscado, reproducir un disparo
del mismo, lo que facilita un test de funcionamiento que permitirá
comprobar el correcto funcionamiento del sistema de freno y del
sistema de control de descarrilamiento de la invención tanto durante
la prueba en banco como ya instalado en el vehículo (7).
9. Sistema de control de descarrilamiento de
vehículos ferroviarios según reivindicaciones anteriores
caracterizado porque en el caso de que no se desee que actúe
el mismo, es decir, si no se desea el desbloqueo del cilindro de
freno (6) del vehículo (7) o vehículos descarrilados, bastará con no
conectar la tubería de dicho cilindro de freno (6) a la entrada de
la cámara (15).
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