ES2573848T3 - Perfeccionamientos en los equipos montados en la parte posterior de un tren y utilizaciones asociadas - Google Patents
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Abstract
Equipo de cola de tren (10) adecuado para ser fijado al último vagón de un tren, comprendiendo dicho tren una locomotora, una pluralidad de vagones y una conducción general (CG) neumática que discurre a lo largo de dicho tren, estando el extremo del lado de la locomotora de la conducción general conectado neumáticamente a un medio de vaciado (6) adecuado para generar una variación de presión en dicha conducción general que provoca el accionamiento del sistema de frenado con el que está equipado cada uno de dichos vagones, estando dicho equipo conectado, en funcionamiento, a la conducción general neumática y comprendiendo por lo menos una cadena de control (11) que comprende a su vez unos medios de adquisición (13), unos medios de tratamiento y unos medios de accionamiento (15), caracterizado por que los medios de adquisición miden únicamente dicha variación de presión en la conducción general, y por que los medios de tratamiento y de accionamiento realizan un vaciado de dicha conducción general que depende de la variación de presión en dicha conducción general generada por la locomotora.
Description
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DESCRIPCION
Perfeccionamientos en los equipos montados en la parte posterior de un tren y utilizaciones asociadas.
La invencion se encuentra dentro del campo de la seguridad ferroviaria y de su mejora, en particular en lo que se refiere a los trenes de mercancfas. La invencion se refiere a unos dispositivos denominados equipos de cola de tren (EQT de aquf en adelante) fijados sobre la parte posterior del ultimo vagon de un tren.
Historicamente, un EQT es simplemente un semaforo, por ejemplo rojo, o equivalente, dispuesto sobre el ultimo vagon de un tren. Este dispositivo permite entre otros constatar en la estacion responsable de una seccion de via, la presencia del semaforo indicativo del ultimo vagon de un tren para estar seguro de la integridad de este ultimo. Este dispositivo tambien permite detectar al maquinista de un tren tras detectar la presencia de un tren delante de su locomotora.
Actualmente, se ha propuesto dejar los EQT activos para que cumplan un cierto numero de funciones relativas a la seguridad en general, y, en particular, que participen en el frenado del tren para mejorar la seguridad de utilizacion de este ultimo.
Asf, el documento US n° 5.918.634 se refiere a un EQT que comprende un microprocesador, un primer transductor que puede medir la presion en la conduccion general, un segundo transductor que puede medir la presion en una canalizacion secundaria, unas valvulas electromagneticas de evacuacion y de alimentacion, un deposito de presion y un dispositivo de regulacion de la presion en la conduccion general. Se describen las diferentes utilizaciones o modos de funcionamiento de este EQT. Por ejemplo, en el caso de un frenado, paralelamente al vaciado de la conduccion general que se inicia a nivel de la locomotora, se transmite una orden de frenado por radio al microprocesador. En respuesta, este ultimo provoca una puesta en comunicacion de la conduccion general con la atmosfera.
De manera similar, el documento EP 0 941 904 A2 da a conocer un conjunto compuesto por un equipo de cola de tren y por un equipo de cabeza de tren, destinados a funcionar en conjunto. Estos dos dispositivos equipados con microprocesadores se comunican entre si mediante unos medios de radio. El sistema informatico formado por estos dispositivos es, segun este documento, una maquina de estados que pasa de un estado a otro cuando tiene lugar la realizacion de ciertas condiciones. Pero en todos los estados de utilizacion, es el dispositivo de cabeza de tren el que controla el equipo de cola de tren para la transmision de informaciones mediante ondas hertzianas.
Sin embargo, los esfuerzos emprendidos hasta la actualidad no permiten, ni siquiera hoy en dfa, conferir a los EQT asf controlados una fiabilidad tan elevada como para hacer que una herramienta participe de modo seguro en un procedimiento de frenado del tren, ya se trate de un frenado normal o de emergencia. En efecto, las exigencias de seguridad ferroviaria son extremadamente drasticas, en particular en Europa. En consecuencia, las tentativas de EQT activos no han conocido exito a nivel industrial, por lo menos en Europa, ya que no satisfacen estas exigencias.
Por lo tanto, existe la necesidad de un equipo de cola de tren que sea extremadamente fiable y seguro para participar eficazmente en la seguridad ferroviaria y, en particular, en el frenado del tren al que equipa.
Por lo tanto, la invencion tiene como objeto un equipo de cola de tren adecuado para ser fijado al ultimo vagon de un tren, comprendiendo el tren una locomotora, una pluralidad de vagones y una conduccion general neumatica que discurre a lo largo del tren, estando el extremo del lado de la locomotora de la conduccion general conectado neumaticamente a un medio de vaciado adecuado para generar una variacion de presion en la conduccion general que provoca el accionamiento del sistema de frenado con el que esta equipado cada uno de los vagones, estando el equipo, en funcionamiento, conectado a la conduccion general neumatica y comprendiendo por lo menos una cadena de control que comprende a su vez unos medios de adquisicion, unos medios de tratamiento y unos medios de accionamiento. Segun la invencion, los medios de adquisicion miden unicamente la variacion de presion en la conduccion general, y los medios de tratamiento y de accionamiento realizan un vaciado de la conduccion general que depende de la variacion de presion en la conduccion general generada por la locomotora.
Preferentemente, dicho equipo es adecuado para realizar varios vaciados sucesivos, a traves de uno o de varios orificios calibrados, dependiendo el numero y la duracion de dichos vaciados de la variacion de presion en la conduccion general.
Mas preferentemente, el equipo comprende una primera cadena de control, totalmente neumatica, constituida por unos primeros medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento, y una segunda cadena de control, electroneumatica, constituida por unos segundos medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento, siendo cada una de las primera y segunda cadenas de control adecuadas para realizar un vaciado de la conduccion general a nivel del equipo de cola de tren, estando dichas cadenas de control conectadas en paralelo a dicha conduccion general y comprendiendo solo unos medios independientes de manera que dichas cadenas neumatica y electroneumatica no presenten entre ellas ningun modo comun de fallo.
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En un modo de realizacion particular de la invencion, siendo la cadena de control una primera cadena de control totalmente neumatica constituida por unos primeros medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento, la primera cadena de control comprende un piston adecuado para desplazarse en funcion de la diferencia de presion entre camaras, siendo la presion en una primera camara una presion de referencia, denominada presion de cierre, siendo la presion en una segunda camara directamente la presion de la conduccion general, accionando dicho piston una valvula de vaciado a traves de un orificio calibrado que produce los vaciados simples o multiples de la conduccion general.
Preferentemente, siendo dicha cadena de control una segunda cadena de control electroneumatico constituida por unos segundos medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento, la segunda cadena de control comprende por lo menos una valvula electroneumatica monoestable adecuada para producir un vaciado, y una unidad de tratamiento adecuada para accionar dicha por lo menos una valvula electroneumatica que produce, a traves de un orificio calibrado, unos vaciados simples o multiples de la conduccion general en funcion de una senal electrica de control de frenado generada por dichos segundos medios de adquisicion.
Mas preferentemente, ademas de la senal electrica de control de frenado, dicha unidad de tratamiento acciona dicha por lo menos una valvula electroneumatica en funcion de datos pertenecientes al siguiente conjunto:
- el funcionamiento de la primera cadena neumatica tal como se mide por sensores internos;
- unos parametros iniciales almacenados en los medios de memorizacion de dicha unidad de tratamiento;
- unas mediciones realizadas por unos sensores internos complementarios y unos botones de accionamiento de los que esta provisto dicho equipo;
- unas mediciones realizadas por unos sensores externos a dicho equipo, estando este ultimo por lo tanto equipado con unos medios de recepcion; y,
- unas secuencias de prueba del aparato.
En un modo de realizacion particular, siendo dicha cadena de control una segunda cadena de control electroneumatico, el equipo comprende unos medios de activacion controlados por una variacion predefinida de la presion en la conduccion general que activa unos circuitos electricos de dicha segunda cadena de control.
Preferentemente, siendo dicha cadena de control una segunda cadena de control electroneumatico, el equipo comprende un convertidor de potencia que produce una potencia electrica a partir del vaciado de la conduccion general generado por dicho equipo.
Mas preferentemente, el equipo comprende un sensor de video que permite la visualizacion de una porcion de via situada en la parte posterior de dicho ultimo vagon.
La invencion tiene tambien como objeto un dispositivo que permite detectar la integridad de un tren, que comprende un equipo de cola de tren tal como el que se ha descrito anteriormente, estando dicho equipo fijado sobre un tren cuya integridad se busca determinar, y por que el dispositivo comprende ademas unos medios de correlacion adecuados para recopilar informaciones en cola de dicho tren generadas por dicho equipo y para compararlas con informaciones en cabeza de dicho tren y para producir informaciones utiles para la verificacion de la integridad del tren
La invencion tiene tambien como objeto un procedimiento de vaciado en cola de tren de una conduccion general que discurre a lo largo de un tren, estando el extremo del lado de la locomotora de la conduccion general conectado neumaticamente a un medio de vaciado adecuado para generar una variacion de presion en la conduccion general que activa el accionamiento del sistema de frenado con el que esta equipado cada uno de los vagones del tren. El procedimiento segun la invencion comprende las etapas que consisten en adquirir la unica medicion de una variacion de presion en la conduccion general generada por la locomotora, en tratar la medicion y en accionar un vaciado de la conduccion general en funcion de la variacion de presion en la conduccion general.
Preferentemente, como una medicion de la variacion de la presion en la conduccion general seguida de un vaciado calibrado generado por dicha medicion constituye un ciclo de vaciado, el procedimiento consiste en una sucesion de ciclos de vaciado hasta que la variacion de la presion en la conduccion general evolucione de manera que se produzca una medicion que genera un vaciado.
Ventajosamente, debido a la presencia de dos cadenas de control del vaciado totalmente independientes entre si, que garantizan asf una redundancia del accionamiento del vaciado, el EQT segun la invencion ofrece un gran nivel de fiabilidad y de seguridad que le permite responder a las exigencias mas elevadas.
Ventajosamente, el EQT segun la invencion puede responder a las exigencias de seguridad y de explotacion
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ferroviaria al integrar tecnologfas fiables adecuadas para realizar las diferentes acciones necesarias, y todo ello de manera adaptada y de manera autonoma, es decir sin recurrir a la ayuda de una fuente externa de energfa electrica.
Mas ventajosamente, se puede utilizar el equipo segun la invencion como ayuda a la explotacion y a la productividad del sistema de transporte ferroviario. En efecto, permite aumentar la capacidad de transporte de los trenes y de las lfneas asf como automatizar determinados procedimientos con los beneficios que resultan de ello.
Ademas, el EQT segun la invencion aporta mejoras en las cadenas de control para minimizar el numero y los efectos de fallos eventuales que puedan tener un impacto sobre el vaciado de la conduccion general. Mas particularmente, la invencion propone unos medios de alimentacion electrica mejorados, una gestion de los recursos electricos en funcion de la prioridad relativa de tal o cual funcionalidad, la puesta a disposicion de informaciones sobre el estado de los componentes del EQT, etc.
El equipo de cola de tren esta fijado de manera amovible en el ultimo vagon de un tren, comprendiendo el tren por lo menos una locomotora y una pluralidad de vagones, y conectado neumaticamente a una conduccion general que discurre a lo largo del tren, estando el extremo del lado de la locomotora de la conduccion general conectado neumaticamente a un medio de vaciado adecuado para generar un control neumatico de frenado correspondiente a una variacion de presion en la conduccion general que activa el accionamiento de un sistema de frenado con el que esta equipado cada uno de los vagones. Comprende una cadena neumatica completa adecuada para regular la variacion de presion en la conduccion general en funcion del control neumatico de frenado, comprendiendo la cadena neumatica unos medios de adquisicion del control neumatico de frenado, unos medios de tratamiento y unos medios de accionamiento adecuados para realizar por lo menos un vaciado calibrado de la conduccion general a nivel de la cola del tren.
Preferentemente, los medios de accionamiento de la cadena neumatica son adecuados para realizar varios vaciados calibrados sucesivos en funcion del control neumatico de frenado.
Mas preferentemente, el equipo comprende una cadena electromecanica adecuada para regular la variacion de presion en la conduccion general en funcion de una orden de frenado, comprendiendo la cadena electromecanica unos medios de adquisicion de la orden de frenado, unos medios de tratamiento y unos medios de accionamiento adecuados para realizar un vaciado adaptado de la conduccion general a nivel de la cola del tren, pudiendose utilizar las cadenas electromecanica y neumatica independientemente entre si.
En un modo de realizacion de la cadena neumatica, esta comprende un piston adecuado para desplazarse en una camara, estando la presion en la camara a una presion predeterminada, denominada presion de cierre, en la posicion de reposo del piston, aplicandose la presion a nivel de la cola de la conduccion general sobre el extremo libre de un vastago del piston, y una primera valvula calibrada accionada por el desplazamiento del piston para un vaciado calibrado de la conduccion general.
En un modo de realizacion de la cadena electromecanica, esta comprende una segunda valvula electromecanica monoestable y una unidad de calculo adecuada para accionar de manera adaptada la segunda valvula basandose en por lo menos una senal electrica de frenado aplicada en la entrada de la unidad de calculo.
Preferentemente, un sensor de presion adecuado para transformar la variacion de presion primaria en la conduccion general considerada como orden de frenado en una senal electrica de frenado de medicion de presion aplicada en la entrada de la unidad de calculo.
Preferentemente, ademas de la senal electrica de frenado, la unidad de calculo acciona la segunda valvula electromecanica en funcion de datos como los siguientes:
- unos parametros iniciales almacenados en unos medios de memorizacion de dicha unidad de calculo;
- unas mediciones realizadas por unos sensores internos de los que esta provisto dicho equipo; y,
- unas mediciones realizadas por unos sensores exteriores a dicho equipo, estando este ultimo por lo tanto equipado con medios de recepcion.
En un modo de realizacion, el equipo comprende un medio de activacion de la cadena electromecanica que consiste en un contacto electrico accionable cuando tiene lugar una variacion predefinida de la presion en la conduccion general.
Mas preferentemente, el equipo comprende varias vfas de adquisicion y de comunicacion de datos que le permiten intercambiar datos con un nivel de seguridad elevado.
En un modo de realizacion, el equipo comprende un medio de produccion de potencia electrica dispuesto a nivel del extremo del lado de la cola de tren de la conduccion general proximo a los medios de accionamiento de las cadenas
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electromecanica y neumatica, y adecuado para producir corriente electrica cuando tiene lugar una variacion de la presion en dicha conduccion general generada por dicho equipo.
Mas preferentemente, comprende un acumulador de potencia electrica y unos medios de indicacion del estado de carga de dicho acumulador.
Preferentemente, comprende un sensor de video que permite la visualizacion de una porcion de via situada en la parte posterior de dicho ultimo vagon.
El procedimiento de frenado de un tren que comprende un equipo de cola de tren fijado al ultimo vagon del tren que comprende por lo menos una locomotora y una pluralidad de vagones, y conectado neumaticamente a una conduccion general que discurre a lo largo del tren, estando el extremo del lado de la locomotora de la conduccion general conectado neumaticamente a un medio de vaciado adecuado para generar un control neumatico de frenado correspondiente a una variacion de presion en la conduccion general, activando una variacion de presion en la conduccion general el accionamiento de un sistema de frenado con el que esta equipado cada uno de los vagones, consiste, a lo largo de una cadena neumatica de regulacion del equipo, en adquirir el control neumatico de frenado, en tratarlo y en accionar en consecuencia unos medios de vaciado calibrados de la conduccion general a nivel de la cola del tren.
Preferentemente, la etapa de accionamiento se repite para alcanzar un valor objetivo de la presion en la conduccion general.
Preferentemente, el procedimiento comprende, como redundancias de las etapas a lo largo de la cadena neumatica, las etapas que consisten, a lo largo de una cadena electromecanica de regulacion del equipo, en adquirir una orden de frenado, en tratarla y en accionar unos medios de regulacion de la presion en la conduccion general en funcion de la orden de frenado.
Preferentemente, correspondiendo dicha orden de frenado a una variacion de presion en la conduccion general, dicha etapa de adquisicion a lo largo de la cadena electromecanica consiste en generar una senal electrica de frenado por medio de un sensor de la presion en la conduccion general.
Preferentemente, el procedimiento comprende una etapa de verificacion de la integridad del tren que consiste en correlacionar informaciones para generar una senal de integridad de dicha conduccion general.
La invencion se comprendera mejor y otros objetivos, detalles, caracterfsticas y ventajas de la misma se desprenderan mas claramente en el transcurso de la descripcion facilitada unicamente a tftulo ilustrativo y no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos.
- la figura 1 es una vista general de un tren cuyo ultimo vagon esta equipado con un EQT segun la invencion;
- la figura 2 es un diagrama en bloque que representa los diferentes modulos constitutivos del modo de realizacion preferido del EQT segun la invencion;
- la figura 3 representa esquematicamente las dos cadenas de control del vaciado del EQT de la figura 2;
- la figura 4 representa, de manera esquematica, un medio que permite la activacion de los componentes electricos del EQT segun la invencion;
- la figura 5 representa esquematicamente un medio que permite alimentar con energfa electrica los circuitos del EQT de la figura 2.
De manera conocida, el sistema de frenado de un tren funciona de la siguiente manera. En la figura 1, se ha representado esquematicamente un tren 1. Una locomotora 2 situada en cabeza del tren 1 es adecuada para propulsar N vagones W1 a Wn dispuestos unos detras de otros. Cada uno de los vagones Wi comprende un accionador Si adecuado para conectar el sistema de frenado de dicho vagon. El accionador del sistema de frenado se conecta neumaticamente. Este es el motivo por el que cada uno de los accionadores de frenado Si esta conectado a una conduccion general CG que discurre a lo largo del tren 1 entre la locomotora 2 y el vagon de cola Wn. La presion del aire en la conduccion general CG presenta un valor por defecto del orden de 5 bares. Para frenar, el conductor del tren acciona un medio de vaciado 6 dispuesto en el extremo del lado de la locomotora de la conduccion general CG. Accionando el medio de vaciado 6, se genera una variacion de presion primaria a nivel de la cabeza de tren. Cuando el accionador de frenado Si del vagon Wi detecta una depresion en la conduccion general CG, no solamente acciona el sistema de frenado del vagon en el que esta equipado, sino que ademas acciona una valvula Vi de vaciado rapido de la conduccion general CG que conduce a una rapida disminucion de presion del orden de 0,5 bares. Asf, la variacion de presion primaria que provoca el accionamiento del accionador Si, se amplifica y se propaga al siguiente vagon Si+1. Poco a poco, la depresion inicial alcanza el vagon de cola Wn. Este modo de funcionamiento clasico de los trenes actualmente en circulacion se denomina “funcion de aceleracion” de la
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conduccion general CG.
Segun la invencion, la parte posterior del vagon de cola Wn esta provista de un EQT 10, preferentemente amovible, pero que puede estar fijado definitivamente o integrado en el propio vagon. El EQT 10 presenta diferentes funcionalidades que le permiten ser una herramienta activa de la seguridad ferroviaria. Se debe observar que el EQT 10 no esta unido a una fuente de potencia electrica, y que por ello es autonomo.
En la figura 2, se ha representado esquematicamente en forma de bloques los elementos constituyentes del EQT 10.
Para cumplir la funcion de asistencia al frenado, el EQT 10 esta conectado neumaticamente al extremo del lado de la cola de tren de la conduccion general CG. Esta conexion se realiza manualmente acoplando unos medios de conexion del EQT a unos medios de conexion conjugados del extremo de la conduccion general CG.
Haciendo referencia a la figura 3, el EQT 10 comprende una primera cadena de control 11 totalmente neumatica. La primera cadena de control 11 comprende unos primeros medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento. En el modo de realizacion actualmente propuesto, un conjunto neumatico 13 es adecuado para detectar una variacion de presion en la conduccion CG. Mas precisamente, el conjunto neumatico comprende un piston adecuado para desplazarse en funcion de la diferencia de presion entre camaras, siendo la presion en una primera camara una presion de referencia, denominada presion de cierre, siendo la presion en una segunda camara directamente la presion de la conduccion general. El piston acciona una valvula 15 montada sobre la conduccion CG. La valvula 15 constituye un primer dispositivo de escape por la puesta en comunicacion de fluido de la conduccion general con la atmosfera. Cuando tiene lugar la medicion de una variacion de presion en la conduccion general, la apertura de la valvula 15 crea un escape que permite el vaciado de la conduccion general CG. El vaciado se realiza a traves de uno o de varios orificios calibrados.
Este vaciado esta limitado en el tiempo. Este proceso se puede realizar por medio de un orificio calibrado que une la primera camara a la segunda camara del conjunto 13. Cuando tiene lugar el vaciado, la presion en la segunda camara disminuye considerablemente. El orificio calibrado permite un reequilibrado progresivo, teniendo una constante de tiempo predeterminada, entre la presion en la primera camara y la presion en la segunda camara.
Ademas, en cuanto se ha alcanzado el equilibrio, el piston vuelve a su posicion por defecto y cierra la valvula 15, terminando asf el vaciado. Tiene lugar entonces un reequilibrado rapido de la presion en la conduccion general. En este momento del ciclo, la primera camara se pone en comunicacion con la conduccion general de manera que la presion alcanzada en la conduccion general se utiliza para establecer la presion en la primera camara. Esta, por lo tanto, esta cerrada, sirviendo su presion de presion de referencia. Si posteriormente la presion en la conduccion general continua disminuyendo, la diferencia de las presiones entre las primera y segunda camaras provocara otro vaciado. Asf, se pueden realizar varios vaciados sucesivos en funcion de la variacion temporal de la presion en la conduccion general, midiendose la presion en la conduccion general entre dos vaciados sucesivos por comparacion con la presion de referencia. El ciclo de vaciado se repite tantas veces como sea necesario para satisfacer la evolucion de la variacion de la presion en la conduccion general iniciada por el maquinista del tren a nivel de la locomotora.
El accionamiento neumatico del vaciado de la conduccion general independiente con relacion a una senal electrica de control del frenado permite utilizar el EQT 10 como dispositivo de ayuda al frenado. En efecto, con esta primera cadena de control del vaciado de la conduccion general compuesta por elementos mecanicos y neumaticos, el EQT esta al mismo nivel de seguridad que los elementos de frenado dispuestos sobre los vagones. Asf, este modo de funcionamiento seguro hace que el EQT segun la invencion se pueda utilizar en un procedimiento de frenado.
Como variante, el EQT podrfa comprender varias primeras cadenas de control del vaciado que se diferenciarfan unas de otras por el calibre de los orificios respectivos de cada cadena, garantizando varias vfas paralelas un nivel de disponibilidad y de seguridad aun mas elevado.
Ademas de esta primera cadena de control de vaciado neumatico, el EQT 10 puede comprender una segunda cadena de control del vaciado que es electroneumatica. Una segunda cadena de control de este tipo se identifica con el numero 12 en las figuras que describen el modo de realizacion actualmente preferido de la invencion. Esta segunda cadena electroneumatica presenta unas funciones complementarias de ajuste de los parametros del vaciado en funcion de informaciones mas refinadas. Para ello, esta segunda cadena electroneumatica comprende unos componentes electronicos y electromecanicos que consumen potencia electrica.
Haciendo referencia a la figura 3, la segunda cadena electroneumatica 12 comprende, como segundo medio de adquisicion de la medicion de la variacion de presion en la conduccion general, un sensor de presion 14 conectado a la conduccion CG. En funcionamiento, el sensor 14 produce una senal electrica que es funcion de la presion instantanea en la conduccion general.
La segunda cadena electroneumatica 12 del EQT 10 tambien comprende una unidad de tratamiento 16, como segundo medio de tratamiento, adecuada para tratar datos. Por ejemplo, la unidad de tratamiento 16 toma, en la
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entrada, la senal electrica emitida por el sensor 14 y produce, en la salida, una senal electrica de accionamiento. La senal electrica de accionamiento se emite en direccion a unos segundos medios de accionamiento del vaciado que consisten en una segunda valvula 18 del tipo electromecanica monoestable de una o dos bobinas.
La segunda valvula 18, cuando se acciona, pasa de una posicion cerrada a una primera posicion abierta o una segunda posicion abierta, ajustandose el flujo de aire que circula en la segunda valvula 18 en funcion de la senal electrica de accionamiento y, por lo tanto, de la medicion de la presion en la conduccion general.
En cada una de las posiciones abiertas, la conduccion general CG esta conectada a la atmosfera a traves de un orificio calibrado, creando asf un escape que permite un vaciado de la conduccion general CG. Este vaciado se puede regular modificando la duracion de apertura de la valvula 18 o realizando una sucesion de vaciados elementales.
Las condiciones de utilizacion de esta segunda cadena de control electroneumatico 12 del EQT 10 para un vaciado se van a describir a continuacion.
Se genera una variacion de la presion aguas arriba de la conduccion general CG, y se propaga a lo largo de la misma hacia la cola del tren. Se trata en primer lugar de una depresion rapida de aproximadamente medio bar (efecto de aceleracion), y posteriormente, en funcion de la naturaleza del frenado demandado por el maquinista de la locomotora, por una variacion mas lenta de la presion. Si la primera depresion se realiza en algunos segundos (normalmente tres segundos), la segunda parte de la variacion de la presion en la conduccion general presenta una constante de tiempo de varias decenas de segundos. Si se trata de un frenado de emergencia, la presion en la conduccion general continua disminuyendo rapidamente. En cambio, si se trata de un frenado de servicio, por ejemplo para una simple ralentizacion, la presion se mantiene constante pero a un nivel reducido por un accionamiento de los sistemas de frenado de los vagones. Si el maquinista cambia de opinion y no desea ya frenar el tren, la presion en la conduccion general aumenta progresivamente.
Segun la invencion, la primera cadena neumatica 11 del EQT 10 permite la deteccion de la depresion rapida de la presion en la conduccion general CG y el accionamiento inmediato de la valvula 15 provocando un vaciado parcial de la conduccion general CG por lo menos a nivel del vagon de cola Wn. De esta manera, muy rapidamente, el sistema de frenado del vagon de cola Wn se activa, tras el del vagon anterior Wn-1, etc. El tren frena a nivel de los vagones de cabeza y de los vagones de cola. Se observa que el vaciado esta calibrado para que la fuerza de frenado generada por el sistema de freno del ultimo vagon este a un nivel que minimice los esfuerzos en el tren al tiempo que aumenta la capacidad de respuesta del freno.
Esta primera cadena neumatica 11 tambien presenta la capacidad de entrar en accion tantas veces como sea necesario para cumplir el objetivo de frenado requerido, y esto en funcion de la evolucion temporal de la presion en la conduccion general.
La segunda cadena electroneumatica 12 genera una accion en varios casos. Por ejemplo puede intervenir como complemento del accionamiento de la primera cadena neumatica 11 para perfeccionar las estrategias de vaciado en funcion de la evolucion temporal de la presion en la conduccion general CG.
La segunda cadena electroneumatica 12 tambien puede generar una accion en caso de fallo de la primera cadena neumatica 11, efectuandose esta accion por lo tanto con un retardo fnfimo con relacion al desarrollo normal de la secuencia de frenado.
La unidad de tratamiento o de calculo 16 esta asf preprogramada para generar una accion predefinida con relacion a la senal de medicion de presion suministrada por el sensor 14. Tambien puede generar una senal de accionamiento que depende de otras informaciones ademas de la simple medicion de presion en la conduccion general CG. Estas otras informaciones o datos pueden ser informaciones instantaneas tales como la velocidad o la aceleracion del vagon de cola Wn o informaciones introducidas en la unidad de calculo 16 por un operario cuando tiene lugar el enganche de los vagones (numero de vagones, peso de la carga, etc.)
Las eventuales senales electricas adicionales recibidas por la unidad de calculo 16 pueden provenir de sensores internos 20 a bordo del EQT. Puede tratarse por ejemplo de un sensor de aceleracion adecuado para medir la aceleracion instantanea del ultimo vagon Wn. La unidad de calculo 16 permite por lo tanto un pretratamiento de esta senal electrica de aceleracion para determinar la velocidad instantanea del ultimo vagon Wn.
Como variante, se pueden obtener unas senales de medicion a partir de sensores externos. En este caso el EQT 10 esta provisto de un receptor adecuado para captar ondas electromagneticas que provienen de sensores dispuestos en el entorno. Por ejemplo, una informacion sobre la velocidad del tren obtenida por medio de un sensor de Doppler situado a lo largo de la via, o una informacion de posicion obtenida por medio de un dispositivo GPS pueden ser transmitidos por radio a la unidad de calculo 16.
La segunda cadena de control del vaciado electroneumatica 12 presenta la capacidad de ajustar los parametros del
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vaciado teniendo en cuenta mas informaciones de las que permite la primera cadena neumatica. Si esta segunda cadena no funciona, por ejemplo por falta de potencia electrica para hacerla funcionar, esta echa mano de la unica primera cadena de control neumatico 11 que presenta unas funciones de regulacion propias adecuadas para mantener el tren en su perfmetro de seguridad. Una averfa unica de cualquier naturaleza no supone, por lo tanto, un riesgo de poner al tren en una situacion peligrosa ya que eventualmente la capacidad de escape de una de las cadenas de control estara afectada por este fallo, pero la otra cadena, completamente independiente de la cadena con fallo, garantizara un escape totalmente funcional.
Se observara que las dos cadenas de control presentan unos tiempos de puesta en accion muy cortos que conducen a un frenado eficaz que permite reducir los esfuerzos longitudinales de compresion a lo largo del tren y/o mejorar la dinamica del comportamiento del tren.
Tambien se observara que los modos de funcionamiento del EQT que acaban de ser descritos, con la excepcion de los que utilizan sensores externos en la segunda cadena, se basan unicamente en una medicion de la presion en la conduccion general. Esto es particularmente ventajoso en lo que se refiere a la fiabilidad y como consecuencia a la seguridad del tren equipado con el EQT segun la invencion. Esto presenta la ventaja de permitir un vaciado en cola de tren para realizar un frenado de emergencia en el caso, por ejemplo, de ruptura de la conduccion general o en caso de que sobrevenga un fallo de piezas no mecanicas del sistema de frenado general del tren.
Aunque solamente la segunda cadena recurra a la energfa electrica, su papel es importante y justifica que se mejore la gestion de la energfa electrica del EQT segun la invencion.
Tal como se representa en la figura 4, el EQT comprende un contacto 24 controlado por un dispositivo 23 unido a la conduccion general CG. Este contacto se cierra en determinadas condiciones de variaciones de presion en la conduccion general CG. Excita los circuitos electricos del EQT para una duracion corta normalmente de entre 1 y 10 segundos. Como variante, o de manera adicional, un dispositivo de consumo infinitesimal puede excitar los circuitos electricos del EQT segun otros criterios ademas de por la simple variacion de presion en la conduccion general. Esto puede ser por ejemplo en respuesta a una senal recibida por uno de los sensores con los que esta equipado el EQT. Cuando se cumple la funcion, el circuito se abre y el consumo vuelve a cero.
Asf, los componentes electricos del EQT pueden encenderse cuando tiene lugar un evento de frenado y las funciones que realizan estos componentes solo estan disponibles durante un corto intervalo de tiempo tras el evento de frenado considerado. El resto del tiempo estos componentes estan apagados y no consumen energfa electrica. La deteccion de este evento de frenado se realiza sin consumo electrico.
La activacion de los componentes electricos puede estar acompanada por la emision de un mensaje para notificar un diagnostico de buen funcionamiento.
La energfa electrica necesaria para el funcionamiento del EQT puede tambien provenir de la energfa procedente de acciones del EQT a su vez y mas particularmente del vaciado de la conduccion general CG. Por esto, el EQT puede comprender ventajosamente un convertidor de potencia que produce una potencia electrica a partir del vaciado de la conduccion general generada por el equipo. El convertidor comprende una turbina 30, o equivalente, situada sobre la conduccion general aguas abajo de las valvulas 15 y 18. La turbina se pone en movimiento por el importante flujo de aire que la atraviesa cuando tiene lugar un vaciado de la conduccion general CG generado por medio del EQT. La energfa electrica producida por la rotacion de la turbina o bien se consume inmediatamente por los componentes electricos del EQT, o bien se almacena en un acumulador 25, o equivalente, para una utilizacion posterior. Asf, para recargar el acumulador 25, no es necesario consumir de manera complementaria el aire a presion contenido en la conduccion general.
Ventajosamente, el EQT segun la invencion esta provisto de un dispositivo de control del estado de carga. Esta informacion es necesaria cuando el responsable de esta tarea dispone el EQT sobre el ultimo vagon de un tren para garantizar una mision. Esta informacion se puede transmitir al exterior del EQT para conocer el estado instantaneo de carga del acumulador 25. Este dispositivo tambien permite, en caso de potencia electrica insuficiente, informar a la unidad de tratamiento 16 para que esta se asegure de que se puedan realizar solamente las funciones esenciales con la poca cantidad de energfa electrica disponible.
El EQT esta provisto ventajosamente de medios de deteccion y de alarma de fallo. La integridad del tren o la ruptura del convoy se podrfan determinar, por ejemplo, comparando la posicion del ultimo vagon con la de la locomotora y las variaciones de la misma.
La medicion de la presion en la conduccion general por medio del sensor 13 constituye una informacion que puede ser interesante seguir y vigilar por motivos de seguridad asf como para la comodidad de conduccion.
Es particularmente ventajoso que estas funciones de deteccion y de alarma esten disponibles cuando tiene lugar la formacion del convoy o en el arranque del tren para determinar si el EQT se ha conectado correctamente a la conduccion general o incluso si el tren dispone de un EQT de este tipo. Asf, un procedimiento que utiliza el EQT
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segun la invencion se podrfa integrar ventajosamente en la prueba inicial de los frenos. El conjunto de estas funciones permite reducir los errores humanos.
Si el EQT no esta provisto de medios de comunicacion de radio con el exterior, ya se trate del suelo o de la locomotora, se pueden considerar otros medios de comunicacion. Por ejemplo, un Bus de comunicacion electrica podrfa discurrir a lo largo del tren, lo cual necesitarfa una operacion manual de conexion de las diferentes secciones de dicho Bus cuando tiene lugar la formacion del tren. Como variante, unos medios de comunicacion se podrfan beneficiar de la presencia de la conduccion general utilizando senales neumaticas generadas y propagadas a lo largo de la conduccion general entre un emisor y un receptor acustico, teniendo las senales una frecuencia distinta de la frecuencia de la orden de frenado neumatico.
El EQT segun la invencion esta equipado con un modulo de lampara de cola de tren 23 que comprende un medio de generacion de senales luminosas y unos medios de vigilancia de su estado a distancia.
Para mejorar todavfa mas la seguridad, el EQT segun la invencion esta provisto ventajosamente de un modulo de adquisicion de imagen 24 que comprende una camara del tipo CCD cuyas imagenes son comunicadas a la locomotora. Esto ofrece la posibilidad al maquinista de ver la via en la parte posterior del tren.
Teniendo en cuenta sistematicamente las multiples restricciones del entorno ferroviario, un EQT puede cumplir un determinado numero de funciones adicionales. La puesta en practica de estas funciones aumenta significativamente la seguridad ferroviaria y como consecuencia, la productividad ferroviaria.
Aunque la invencion se haya descrito con referencia a unos modos de realizacion particulares, no esta limitada en absoluto a estos modos de realizacion. Comprende todos los equivalentes tecnicos de los medios descritos asf como sus combinaciones que se encuentran dentro del marco de la invencion.
Claims (12)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Equipo de cola de tren (10) adecuado para ser fijado al ultimo vagon de un tren, comprendiendo dicho tren una locomotora, una pluralidad de vagones y una conduccion general (CG) neumatica que discurre a lo largo de dicho tren, estando el extremo del lado de la locomotora de la conduccion general conectado neumaticamente a un medio de vaciado (6) adecuado para generar una variacion de presion en dicha conduccion general que provoca el accionamiento del sistema de frenado con el que esta equipado cada uno de dichos vagones, estando dicho equipo conectado, en funcionamiento, a la conduccion general neumatica y comprendiendo por lo menos una cadena de control (11) que comprende a su vez unos medios de adquisicion (13), unos medios de tratamiento y unos medios de accionamiento (15),caracterizado por que los medios de adquisicion miden unicamente dicha variacion de presion en la conduccion general, y por que los medios de tratamiento y de accionamiento realizan un vaciado de dicha conduccion general que depende de la variacion de presion en dicha conduccion general generada por la locomotora.
- 2. Equipo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho equipo es adecuado para realizar varios vaciados sucesivos, a traves de uno o de varios orificios calibrados, dependiendo el numero y la duracion de dichos vaciados de la variacion de presion en la conduccion general.
- 3. Equipo segun una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que comprende una primera cadena de control (11), totalmente neumatica, constituida por unos primeros medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento, y por que dicho equipo comprende una segunda cadena de control (12), electroneumatica, constituida por unos segundos medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento, siendo cada una de las primera y segunda cadenas de control adecuadas para realizar un vaciado de dicha conduccion general a nivel del equipo de cola de tren, estando dichas cadenas de control conectadas en paralelo a dicha conduccion general y comprendiendo solo unos medios independientes de manera que dichas cadenas neumatica y electroneumatica no presenten entre ellas ningun modo comun de fallo.
- 4. Equipo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que, siendo dicha cadena de control una primera cadena de control totalmente neumatica constituida por unos primeros medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento, dicha primera cadena de control comprende un piston adecuado para desplazarse en funcion de la diferencia de presion entre camaras, siendo la presion en una primera camara una presion de referencia, denominada presion de cierre, siendo la presion en una segunda camara directamente la presion de la conduccion general, accionando dicho piston una valvula de vaciado a traves de un orificio calibrado que produce unos vaciados simples o multiples de la conduccion general.
- 5. Equipo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que, siendo dicha cadena de control una segunda cadena de control electroneumatico constituida por unos segundos medios de adquisicion, de tratamiento y de accionamiento, dicha segunda cadena de control comprende por lo menos una valvula electroneumatica monoestable adecuada para producir un vaciado, y una unidad de tratamiento adecuada para accionar dicha por lo menos una valvula electroneumatica que produce, a traves de un orificio calibrado, unos vaciados simples o multiples de la conduccion general en funcion de una senal electrica de control de frenado generada por dichos segundos medios de adquisicion.
- 6. Equipo segun la reivindicacion 5, caracterizado por que, ademas de la senal electrica de control de frenado, dicha unidad de tratamiento acciona dicha por lo menos una valvula electroneumatica en funcion de datos que pertenecen al siguiente conjunto:- el funcionamiento de la primera cadena neumatica tal como se mide mediante unos sensores internos;- unos parametros iniciales almacenados en los medios de memorizacion de dicha unidad de tratamiento;- unas mediciones realizadas por unos sensores internos complementarios y unos botones de accionamiento de los que esta provisto dicho equipo;- unas mediciones realizadas por unos sensores externos a dicho equipo, estando este ultimo por lo tanto equipado con medios de recepcion; y,- unas secuencias de prueba del aparato.
- 7. Equipo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que, siendo dicha cadena de control una segunda cadena de control electroneumatico, dicho equipo comprende medios de activacion controlados por una variacion predefinida de la presion en la conduccion general que activa unos circuitos electricos de dicha segunda cadena de control.
- 8. Equipo segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que, siendo dicha cadena de control una510152025segunda cadena de control electroneumatico, dicho equipo comprende un convertidor de potencia que produce una potencia electrica a partir del vaciado de la conduccion general generado por dicho equipo.
- 9. Equipo segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que comprende un sensor de video que permite la visualizacion de una porcion de via situada en la parte posterior de dicho ultimo vagon.
- 10. Dispositivo que permite detectar la integridad de un tren, caracterizado por que comprende un equipo de cola de tren segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, estando dicho equipo fijado sobre un tren cuya integridad se busca determinar, y por que el dispositivo comprende ademas unos medios de correlacion adecuados para recopilar informaciones en cola de dicho tren generadas por dicho equipo y para compararlas con informaciones en cabeza de dicho tren y para producir informaciones utiles para la verificacion de la integridad del tren.
- 11. Procedimiento de vaciado en cola de tren de una conduccion general que discurre a lo largo de un tren, estando el extremo del lado de la locomotora de la conduccion general conectado neumaticamente a un medio de vaciado adecuado para generar una variacion de presion en dicha conduccion general que provoca el accionamiento del sistema de frenado con el que esta equipado cada uno de los vagones de dicho tren, caracterizado por que dicho procedimiento comprende las etapas que consisten en adquirir la unica medicion de una variacion de presion en la conduccion general generada por la locomotora, en tratar dicha medicion y en accionar un vaciado de dicha conduccion general en funcion de la variacion de presion en dicha conduccion general.
- 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, caracterizado por que, constituyendo una medicion de la variacion de la presion en la conduccion general seguida de un vaciado calibrado generado por dicha medicion un ciclo de vaciado, dicho procedimiento consiste en una sucesion de ciclos de vaciado hasta que la variacion de la presion en la conduccion general evolucione de manera que se produzca una medicion que genera un vaciado.
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