ES2302077T3 - Baliza de ferrocarril y metodo de fabricacion asociado. - Google Patents
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Abstract
Un baliza de ferrocarril diseñada para disponerse a lo largo de una línea de ferrocarril, y que se fabrica mediante el método de la reivindicación 8, que comprende: - una carcasa (3) que soporta al menos un circuito electrónico (4), que recibe una señal de activación electromagnética procedente de un vehículo que se desplaza a lo largo de la línea de ferrocarril, y genera una señal de respuesta codificada (telegrama) transmitida el vehículo, y que contiene información relativa al desplazamiento del vehículo; y - una antena de recepción y una antena de transmisión (42, 44), ambas portadas por la mencionada carcasa (3) y en cooperación con el mencionado circuito electrónico (4); caracterizada porque la mencionada carcasa (3) está formada por una sola pieza de material aislante; la mencionada carcasa (3) teniendo al menos un asiento hundido (12a) que aloja al menos un circuito impreso (38) que define el mencionado circuito electrónico (4); el mencionado asiento hundido (12a) estando relleno con resina aislante solidificada (40), que encastra el mencionado circuito impreso (38) y los componentes electrónicos (33) sobre el circuito impreso (38); la mencionada resina aislante (40) careciendo de burbujas de aire y teniendo un contenido en agua menor del 0,1%.
Description
Baliza de ferrocarril y método de fabricación
asociado.
La presente invención se refiere a una baliza de
ferrocarril (balise), y a un método para fabricar una baliza de
ferrocarril (balise).
Son conocidas las balizas de ferrocarril
(también conocidas por el término francés "balise") que se
disponen a lo largo de una línea de ferrocarril, y cada una de las
cuales comprende una carcasa que soporta un circuito electrónico,
que recibe la señal reactivación electromagnética procedente de un
vehículo que viaja a lo largo de la línea de ferrocarril, y genera
una señal de respuesta codificada (telegrama) transmitida el
vehículo y que contiene información relativa a la localización y el
desplazamiento del vehículo. El documento GB 2 163 324 A revela una
de tales
balizas.
balizas.
Las balizas de esta clase comprenden además una
antena de recepción y una antena de transmisión, ambas portadas por
la carcasa y en cooperación con el circuito electrónico para
recibir/transmitir señales electrónicas desde/hacia el
vehículo.
Las balizas se disponen entre los raíles de la
línea de ferrocarril, y están ancladas a las traviesas por medio de
un kit que asegura una sujeción firme a la línea de ferrocarril. De
este modo, las balizas están expuestas a diversos agentes externos
que pueden dañar la propia baliza y/o el circuito electrónico
contenido en su interior.
Tales agentes externos incluyen:
- -
- agentes atmosféricos (vapor, lluvia, hielo y nieve) a los que está expuesta la baliza;
- -
- tensión mecánica sobre la baliza, tal como vibración producida por vehículos de paso, o tensión térmica provocada por el calentamiento/enfriamiento de la baliza;
- -
- agentes químicos (ácido, aceite, carbón en polvo, azufre, hierro, cinc, etc.) a los que está expuesta la baliza; e
- -
- interacción de la baliza con partes de la línea de ferrocarril, en concreto el balasto que forma la base de la línea de ferrocarril, y que puede cubrir la baliza al menos parcialmente.
Es un objetivo de la presente invención,
proporcionar una baliza que sea particularmente resistente a los
agentes externos, en concreto a vapor, agua, hielo y nieve.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona una baliza de ferrocarril acorde con la reivindicación
1, y un método de fabricación de la mencionada baliza de
ferrocarril, como el definido en la reivindicación 8.
A modo de ejemplo, se describirá una realización
preferida de la invención, no limitativa, con referencia a los
dibujos anexos, en los cuales:
la figura 1 muestra una vista en perspectiva de
una baliza acorde con las enseñanzas de la presente invención;
la figura 2 muestra una vista en perspectiva, de
una parte componente (antena) de la baliza de la figura 1; y
las figuras 3a - 3g muestran etapas sucesivas en
la fabricación de la baliza, utilizando el método acorde con la
presente invención.
Concretamente en referencia a la figura 1, la
baliza 1 comprende una carcasa aislante 3 para sostener un circuito
electrónico 4 y para alojar el circuito electrónico 4 de forma
hermética dentro de la baliza 1.
La baliza 1 está localizada entre los raíles de
una línea, y está unida a las traviesas por medio de un kit de
montaje (no mostrado).
\newpage
El circuito electrónico 4 recibe una señal de
activación electromagnética procedente de un vehículo que se
desplaza a lo largo de la línea de ferrocarril, y genera de forma
conocida una señal de respuesta codificada (telegrama) transmitida
al vehículo, y que contiene información relativa a la localización y
el desplazamiento del vehículo.
De forma más específica, la carcasa 3 está
fabricada en una sola pieza a partir de material sintético aislante,
y tiene forma de placa con forma de paralelepípedo, limitada en
lados opuestos por una cara inferior plana rectangular 3a (mostrada
mirando hacia arriba en la figura 1, pero en uso real mirando hacia
abajo), y por una cara superior rectangular plana 3b.
La carcasa 3 está limitada lateralmente por una
serie de paredes rectangulares planas adyacentes 9, 10, 11, 12,
perpendiculares entre sí, y comprende una serie de asientos
hundidos, con forma de paralelepípedo 12a, 12b, 12c, 12d (cuatro en
el ejemplo mostrado, pero que pueden presentarse en cualquier
número), que se abren en la cara inferior 3a y está en disposición
sustancialmente simétrica con respecto a un eje 13 perpendicular a
la carcasa 3, y a través de una parte central de la carcasa 3. Cada
asiento con forma de paralelepípedo 12 está limitado por una pared
inferior rectangular, sustancialmente plana 15, y por cuatro paredes
laterales rectangulares planas 16.
Al menos un asiento al ras del suelo 12a
comprende, en la abertura 19 en la que el asiento 12a se abre en la
cara inferior 3a, un borde anular hundido 20 que se extiende a lo
largo de las partes extremas de paredes laterales 16; y una placa
de cubierta rectangular plana 12 está posicionada, con sus bordes
periféricos 22a descansando sobre un borde anular 20, para cerrar
la abertura 19 de forma estanca a fluidos.
Los asientos adyacentes 12a, 12b están separados
por una partición 24 acoplada con un colector transversal 26, que
tiene un primer extremo 26a opuesto al asiento hundido 12a y un
segundo extremo 26b opuesto al asiento opuesto 12b.
El circuito electrónico 4 está definido por una
serie de componentes electrónicos 33 (circuitos integrados,
transistores, resistencias, condensadores, inductores,
transformadores, etc.) montados sobre un circuito impreso 38 para
soportar y conectar eléctricamente componentes 33, de forma
conocida. De acuerdo con la presente invención, el circuito
electrónico 4 está alojado dentro del asiento hundido 12a, y está
firmemente asentado en el interior del asiento por medio de una
resina de silicona endurecida 40 que encastra el circuito impreso 38
y los componentes electrónicos 33.
De forma más específica, la resina de silicona
endurecida 40 tiene las siguientes características:
- -
- es de tipo aislante (con una resistividad de aproximadamente 7,1 x 10^{13} \Omega/cm);
- -
- carece sustancialmente de partículas de aire (por ejemplo microburbujas de aire), y tiene una resistencia dieléctrica 16,5 kV/mm;
- -
- sustancialmente carece de partículas de agua, por ejemplo carece sustancialmente de agua en su composición (tiene un contenido de agua de menos del 0,1%).
De acuerdo con un aspecto concreto de la
presente invención, una antena receptora 42 y una antena de
transmisión 44, ambas formadas sobre el mismo soporte anular y
conectadas al circuito electrónico 4, están moldeadas conjuntamente
dentro directamente de las paredes laterales 9, 10, 11, 12.
La antena de recepción 42 y la antena de
transmisión 44 comprenden una estructura de soporte 50 (figura 2)
definida por cuatro circuitos impresos adyacentes, rectangulares y
alargados 52a, 52b, 52c, 52d, que forman una estructura de armazón
rectangular. De forma más específica, los circuitos impresos
adyacentes 52 están conectados eléctrica y mecánicamente mediante
arcos de cable conductor 54 en forma de L (por ejemplo cobre), que
se extienden entre partes extremas adyacentes de circuitos impresos
52.
Cada circuito impreso 52 comprende un primer
número de bandas de cobre 56 conectadas, mediante arcos 54 en forma
de L, a respectivos segundos número de bandas de cobre sobre los
otros circuitos impresos 52, para formar como un todo la antena de
transmisión 44. Y cada circuito impreso rectangular 52a, 52b, 52c,
52d está moldeado conjuntamente e incrustado en el interior de la
respectiva pared rectangular plana 9, 10, 11, 12.
Cada circuito impreso 52 comprende además un
segundo número de bandas de cobre 56 conectadas mediante arcos 54
forma de L, a los respectivos segundos números de bandas de cobre
sobre los otros circuitos impresos 52, para formar como un todo una
antena de transmisión 44. Y cada circuito impreso rectangular 52a,
52b, 52c, 52d está moldeado conjuntamente incrustado dentro de una
respectiva haber rectangular plana 9, 10, 11, 12.
Conductores eléctricos 60 se extienden a través
de un circuito transversal 32, para conectar la antena de recepción
42 y la antena de transmisión 44 al circuito electrónico 4.
Las figuras 3a - 3g muestran esquemáticamente el
método de fabricación de balizas acorde con la presente
invención.
Para este propósito, puede utilizarse un molde
70 (figura 3a) que comprende una mitad superior del molde 70a y una
mitad del fondo del molde 70b, fabricadas preferentemente de metal
(por ejemplo de acero inoxidable).
Las mitades del molde 70a, 70b se cierran
(figura 3b) para formar una cavidad 72 de forma complementaria a la
carcasa 3.
La estructura de soporte de las antenas 42, 43
es además insertada dentro de la cavidad 72.
Después, en la cavidad 72 se inyecta una mezcla
de materiales de termofijación que contiene una cantidad
predeterminada de fibra de vidrio.
Se permite que la mezcla que contiene la fibra
de vidrio, fragüe y se polimerice por completo (las mitades de
molde 70a y 70b pueden acoplarse con resistencias de calentamiento
para acelerar el proceso), y a continuación se abre las mitades del
molde 70a y 70b para retirar la carcasa 3 (figura 3c) que, una vez
formada, comprende asientos hundidos 12a -12d e incorpora antenas
42 y 44.
Después, la carcasa 3 puede revestirse con una
capa de gel aislante 74 (figura 3c), que se rocía sobre todas las
superficies externas de la carcasa, y reviste las paredes laterales
99, 10, 11, 12, la cara inferior 3a, la cara superior 3b, las
paredes del fondo 15 y las paredes laterales 16. El circuito impreso
38 (figura 3d) se coloca a continuación dentro del asiento hundido
12a, y es conectado eléctricamente a la antena de recepción 42, a
la antena de transmisión 44, y al conector transversal 26. En
circuito impreso 38 es conectado a las antenas 42, 44 utilizando
cables trenzados, que se extienden de forma estanca a fluidos a
través de la pared 10.
A continuación se vierte resina 40 (figura 3e)
sobre el asiento hundido 12a. Preferentemente, la resina puede ser
una resina de silicona que comprende dos componentes líquidos (A y
B), que a continuación son mezclados y tratados de forma conocida
para eliminar partículas de aire y cualesquiera moléculas de agua
procedentes de la mezcla. Alternativamente, cada componente (A y B)
puede tratarse de forma conocida, para eliminar partículas de aire
y cualesquiera moléculas de agua en el componente; a continuación se
mezcla los componentes para formar la resina 40.
La resina puede ser vertida como sigue:
- -
- se coloca una boquilla 77 cerca del circuito impreso 38 y de la pared inferior 15 del asiento hundido (figura 3e), de modo que la resina vertida 40 cubra toda la pared inferior 15, contacte una cara inferior 38a del circuito impreso 38, y a continuación cubra una cara superior 38b de circuito impreso 38; cuando se vierte la resina, la boquilla 77 está localizada preferentemente sobre el lado opuesto al conector transversal 26, y se controla la velocidad del vertido para impedir la formación de burbujas de aire;
- -
- a continuación se mueve la boquilla 77 (figura 3f) a una posición próxima a los componentes mayores (por ejemplo transformadores, inductores, conectores) sobre el circuito impreso 38, y se vierte la resina 40 para expulsar cualquier burbuja de aire por debajo y/o dentro, de los componentes;
- -
- el vertido de resina 40 prosigue hasta que el asiento hundido 12a está completamente relleno de resina 40; en ese momento, la carcasa 3 se transfiere lentamente y a velocidad controlada (para no perturbar la resina), a una estación de almacenamiento (no mostrada) en la que se permite que la resina 40 endurezca.
La fabricación de baliza 1 se completa mediante
la aplicación de una placa de cubierta 22.
Las pruebas llevadas a cabo por el solicitante
muestran que la baliza 1 es extremadamente resistente a los agentes
externos, en concreto al agua, la humedad (vapor), la nieve y el
hielo, y que no acusa deterioro en características eléctricas. El
circuito electrónico 4 y las partes conectadas a este (antenas 42,
44 y conector 26), están de hecho encastrados en resina 40 o en la
carcasa 3, lo que impide que ningún agente externo contacte con el
circuito electrónico 4. Además, la propia resina 40 solidificada no
contiene elementos (aire o agua) capaces de oxidar eventualmente
las bandas de circuito impreso o el conector 26, y/o de afectar al
rendimiento de los componentes electrónicos sobre el circuito
impreso.
\vskip1.000000\baselineskip
GB 2 163 324 A [0002].
Claims (12)
1. Un baliza de ferrocarril diseñada para
disponerse a lo largo de una línea de ferrocarril, y que se fabrica
mediante el método de la reivindicación 8, que comprende:
- -
- una carcasa (3) que soporta al menos un circuito electrónico (4), que recibe una señal de activación electromagnética procedente de un vehículo que se desplaza a lo largo de la línea de ferrocarril, y genera una señal de respuesta codificada (telegrama) transmitida el vehículo, y que contiene información relativa al desplazamiento del vehículo; y
- -
- una antena de recepción y una antena de transmisión (42, 44), ambas portadas por la mencionada carcasa (3) y en cooperación con el mencionado circuito electrónico (4);
caracterizada porque la mencionada
carcasa (3) está formada por una sola pieza de material aislante;
la mencionada carcasa (3) teniendo al menos un asiento hundido (12a)
que aloja al menos un circuito impreso (38) que define el
mencionado circuito electrónico (4); el mencionado asiento hundido
(12a) estando relleno con resina aislante solidificada (40), que
encastra el mencionado circuito impreso (38) y los componentes
electrónicos (33) sobre el circuito impreso (38); la mencionada
resina aislante (40) careciendo de burbujas de aire y teniendo un
contenido en agua menor del 0,1%.
2. Una baliza como la reivindicada en la
reivindicación 1, en la que la mencionada antena de recepción y la
mencionada antena de transmisión (42, 44) están moldeadas
conjuntamente con la mencionada carcasa (3).
3. Una baliza como la reivindicada en la
reivindicación 1, en la que la mencionada antena de recepción y la
mencionada antena de transmisión (42, 44) comprenden una estructura
de soporte (50) definida por una serie de circuitos impresos
alargados (52a, 52b, 52c, 52d), que comunican eléctricamente entre
sí y forman una estructura de armazón; cada circuito impreso (52)
alargado comprendiendo primeras bandas de conducción (55) conectadas
a respectivas primeras bandas de conducción (55) de los otros
circuitos impresos (52) alargados, para formar como un todo la
mencionada antena de recepción (42); y
cada circuito impreso (52) alargado
comprendiendo además segundas bandas conductoras (56) conectadas a
respectivas segundas bandas conductoras (56) de los otros circuitos
impresos (52) alargados, para formar como un todo la mencionada
antena de transmisión (44).
4. Una baliza como la reivindicada en la
reivindicación 3, en la que los mencionados circuitos impresos
alargados (52) adyacentes, están conectados mecánica y
eléctricamente mediante arcos de cable conductor (54) en forma de
L, que se extienden entre partes adyacentes extremas de los
mencionados circuitos impresos alargados (52).
5. Una baliza como la reivindicada en la
reivindicación 1, en la que la mencionada carcasa tiene forma de
placa en forma de paralelepípedo.
6. Una baliza como la reivindicada en la
reivindicación 1, en el que el mencionado asiento hundido (12a)
tiene forma de paralelepípedo.
7. Una baliza como la reivindicada en la
reivindicación 1, en la que el mencionado asiento hundido (12a)
está cerrado mediante una placa plana (22) posicionada con sus
bordes periféricos (22a) apoyados a lo largo de un borde anular (20)
del asiento hundido, para cerrar el mencionado asiento hundido
(12a) de forma estanca a fluidos.
8. Un método para fabricar una baliza de
ferrocarril, caracterizado por comprender las etapas de:
- -
- producir (70, 70a, 70b) una carcasa (3) fabricada de material aislante, y que tiene al menos un asiento hundido (12a);
- -
- insertar un circuito electrónico (4), formado sobre al menos un soporte (38), en particular un circuito impreso, dentro del mencionado asiento hundido (12a) que tiene una pared inferior (15); el mencionado circuito electrónico (4) recibiendo una señal de activación electromagnética procedente de un vehículo que se desplaza a lo largo de una línea de ferrocarril, y generando una señal de respuesta codificada (telegrama) transmitida el vehículo, y que contiene información relativa al desplazamiento del vehículo;
- -
- producir (componente A, componente B) una resina (40) que tiene un contenido en agua menor del 0,1% y que carece de burbujas de aire;
- -
- suministrar la mencionada resina (40) al interior del mencionado asiento hundido (12a), cerca del mencionado soporte (38), de modo que la resina vertida (40) cubra toda la mencionada pared inferior (15), contacte con una cara inferior (38a) del mencionado soporte (38), y a continuación cubra una cara superior (38b) del mencionado soporte (38), para encastrar el mencionado soporte y los componentes dispuestos sobre el mencionado soporte, dentro de la mencionada resina,
la mencionada etapa de suministro comprendiendo
la etapa de controlar la velocidad de vertido, para impedir la
formación de burbujas de aire;
y permitir que la resina se endurezca para
obtener una posición estable del mencionado circuito electrónico (4)
dentro de la mencionada carcasa (3).
9. Un método como el reivindicado en la
reivindicación 8, en el que la mencionada etapa de fabricación de
una carcasa se lleva a cabo mediante inyectar, en una cavidad (72)
de un molde (70) con forma complementaria a la mencionada carcasa
(3), una mezcla de materiales de termofijación que contiene una
cantidad predeterminada de fibra de vidrio.
10. Un método como el reivindicado en la
reivindicación 8, en el que las superficies externas de la
mencionada carcasa (3) son revestidas con un revestimiento aislante
de capa de gel (74).
11. Un método como el reivindicado en la
reivindicación 8, en el que la mencionada etapa de de suministro de
la mencionada resina, comprende las etapas de:
- -
- colocar una boquilla (77) próxima a una pared inferior (15) del mencionado asiento hundido, de forma que la resina vertida (40) cubra la mencionada pared inferior (15), contacte con una cara inferior (38a) del mencionado soporte (38), y eventualmente cubra una cara superior (38b) del mencionado soporte;
- -
- mover la mencionada boquilla a una posición próxima a los componentes mayores sobre el mencionado soporte (38), y verter la resina para expulsar cualquier aire existente bajo, y/o dentro de, los mencionados componentes;
- -
- continuar vertiendo la mencionada resina (40) para rellenar el mencionado asiento hundido (12a); y
- -
- permitir que la resina vertida (40) endurezca.
12. Un método como el reivindicado en la
reivindicación 11 en el que, durante el vertido, la mencionada
boquilla (77) está localizada, dentro del mencionado asiento hundido
(12a), sobre el lado opuesto a un conector transversal (26) que se
extiende entre el mencionado asiento hundido (12a) y otro asiento
hundido (12b) adyacente a este.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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