ES2935501T3 - Dispositivo de protección para vehículo terrestre - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de protección (30) para un vehículo ferroviario (10), que comprende: una trampilla (34) móvil en rotación con respecto a dicha carrocería; y un primer sensor (44), capaz de medir una primera distancia (64) entre la carrocería del vehículo y un suelo situado bajo dicho vehículo. El dispositivo de protección también comprende: una tira flexible (36), estando unido un extremo de dicha tira a la solapa; un carrete (40) giratorio con respecto al cuerpo, estando fijado un extremo de la tira (36) a dicho carrete; un motor (42), capaz de enrollar o desenrollar la tira de material flexible alrededor de la bobinadora; y un ordenador, capaz de determinar una posición del carrete según la primera distancia medida por el primer sensor y de controlar el motor según la posición medida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de protección para vehículo terrestre
La presente invención se refiere a un dispositivo de protección para vehículo terrestre, concretamente ferroviario, apropiado para fijarse bajo una parte delantera de una carrocería de dicho vehículo, incluyendo dicho dispositivo de protección: un obturador, apropiado para montarse móvil en rotación con respecto a dicha carrocería según un primer eje sustancialmente perpendicular al sentido de desplazamiento del vehículo; y un primer sensor, apropiado para medir una primera distancia entre la carrocería del vehículo y un suelo situado bajo dicho vehículo.
Se conoce equipar los vehículos terrestres, concretamente de tipo tranvías, con dispositivos de protección en caso de impacto con un obstáculo que se encuentre en la vía. En particular, en el caso en que el obstáculo sea un peatón tendido en el suelo, el dispositivo de protección tiene como objetivo impedir que las ruedas del bogie hieran al peatón. Un vehículo ferroviario equipado con un dispositivo de protección de este tipo se describe concretamente en el documento DE20002278U. Otros dispositivos de protección se conocen a partir de los documentos US-1.893.634 A y DE97920C.
No obstante, los dispositivos de protección conocidos presentan inconvenientes. En particular, el dispositivo de protección descrito en el documento DE20002278U es relativamente complejo de poner en práctica en un vehículo ferroviario.
Con el fin de resolver los problemas asociados a los dispositivos conocidos, la invención tiene por objeto un dispositivo de protección del tipo anteriormente mencionado, que comprende: una banda de material elástico, estando un primer extremo de dicha banda fijado al obturador; un rodillo, apropiado para montarse móvil en rotación con respecto a la carrocería según un segundo eje sustancialmente paralelo al primer eje, estando un segundo extremo de la banda de material elástico fijado a dicho rodillo; un motor, adecuado para poner en rotación el rodillo con respecto a la carrocería, de manera que se enrolle o se desenrolle la banda de material elástico alrededor de dicho rodillo; y un calculador, adecuado para determinar una posición del rodillo en función de la primera distancia medida por el primer sensor, y para controlar el motor en función de la posición medida.
Según otros aspectos ventajosos de la invención, el dispositivo de protección incluye una o varias de las siguientes características, tomadas de manera aislada o según todas las combinaciones técnicamente posibles:
- el obturador incluye un primer y un segundo bordes opuestos, respectivamente, próximo al, y alejado del, primer eje, estando el primer extremo de la banda de material elástico fijado al segundo borde;
- el segundo borde del obturador incluye una barra a la que está fijado el primer extremo de la banda de material elástico;
- el material elástico es un material no estirable;
- el material elástico es un material textil, que comprende, preferiblemente, fibras de Kevlar;
- el dispositivo comprende, además, un segundo sensor, apropiado para medir una segunda distancia entre la carrocería del vehículo y el suelo situado bajo dicho vehículo;
- el dispositivo comprende además un elemento de desactivación, apropiado para accionar un enrollamiento de la banda de material elástico alrededor del rodillo de manera que se coloca el obturador en una posición retraída.
La invención está relacionada, además, con un vehículo terrestre, que comprende una carrocería y al menos un árbol de transmisión dispuesto bajo dicha carrocería, comprendiendo la carrocería una parte delantera que sobresale con respecto al árbol de transmisión según un sentido de desplazamiento de dicho vehículo, comprendiendo el vehículo, además, fijado bajo la parte delantera, un dispositivo de protección tal como se describió anteriormente.
Según otros aspectos ventajosos de la invención, el vehículo terrestre incluye una o varias de las siguientes características, tomadas de manera aislada o según todas las combinaciones técnicamente posibles:
- el primer sensor está fijado bajo la parte delantera de la carrocería, hacia atrás con respecto al primer eje de rotación del obturador;
- el primer sensor está alineado con al menos una rueda del al menos un árbol de transmisión, según el sentido de desplazamiento del vehículo;
- el segundo sensor está fijado bajo la parte delantera de la carrocería, hacia atrás con respecto al primer eje de rotación del obturador.
La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la descripción que va a seguir, facilitada únicamente a título de ejemplo no limitativo y hecha haciendo referencia a los dibujos, en donde:
- [Figura 1] la Figura 1 es una representación esquemática de un vehículo según un modo de realización de la invención, que comprende un dispositivo de protección en una primera configuración;
- [Figura 2] la Figura 2 es una vista esquemática en detalle del vehículo de la Figura 1; y
- [Figura 3] la Figura 3 es una vista esquemática en detalle del vehículo de las Figuras 1 y 2, con el dispositivo de protección en una segunda configuración.
La Figura 1 muestra un vehículo terrestre 10 según un modo de realización de la invención. En particular, el vehículo 10 es un vehículo ferroviario, por ejemplo, de tipo tranvía. En una variante no representada, el vehículo terrestre es un vehículo de carretera, tal como un autobús o un camión.
El vehículo ferroviario 10 incluye al menos un vagón 12 de cabeza y, preferiblemente, al menos un vagón 14 de pasajeros conectado a dicho vagón de cabeza.
El vagón 12 de cabeza incluye una carrocería 16 y al menos un bogie 18 dispuesto bajo dicha carrocería. El bogie 18 incluye ruedas 19.
A continuación, en la descripción, se considera una base ortonormal (X, Y, Z), representando la dirección Z la vertical. El vehículo ferroviario 10 está destinado a desplazarse sobre carriles 20 según una dirección de desplazamiento paralela a la dirección X.
La carrocería 16 incluye una parte delantera 22, que sobresale con respecto al bogie 18 según un sentido de desplazamiento del vagón 12 de cabeza. A continuación, en la descripción, los términos “ delantero” y “trasero” se entienden con respecto a la dirección X.
La parte delantera 22 de la carrocería 16 incluye una superficie inferior 24, que forma un extremo bajo de dicha parte delantera según la dirección Z. Un espacio inferior 26 está habilitado entre dicha superficie inferior 24 y un extremo inferior del bogie 18, según la vertical Z.
El vagón 12 de cabeza incluye, además, un dispositivo 30 de protección, dispuesto en el espacio inferior 26. Dicho dispositivo 30 está destinado a impedir que el bogie 18 ruede sobre un obstáculo 32 que se encuentre sobre los carriles 20.
El dispositivo 30 de protección puede verse más precisamente en las Figuras 2 y 3. El dispositivo 30 de protección incluye: un obturador 34; una banda 36 de material elástico 38; un rodillo 40; un motor 42; un primer sensor 44; y un calculador 46. En el modo de realización representado, el dispositivo 30 de protección incluye, además, un segundo sensor 48.
Como puede verse en las Figuras 1 a 3, el obturador 34, el rodillo 40, la banda 36 de material elástico, el primer 44 y el segundo 48 sensores, están fijados a la superficie inferior 24 de la parte delantera 22 de la carrocería 16, con el fin de estar dispuestos en el espacio inferior 26.
Como puede verse en las Figuras 1 a 3, el obturador 34 está montado móvil en rotación con respecto a la parte delantera 22 de la carrocería 16 según un primer eje 50 paralelo a Y.
Preferiblemente, el obturador 34 incluye un primer 52 y un segundo 54 bordes opuestos, respectivamente, próximo al, y alejado del, primer eje 50.
En el modo de realización representado, el obturador 34 está materializado por barras 56, 58. Más precisamente, el obturador 34 incluye dos barras longitudinales 56 y al menos una barra transversal 58.
Las barras longitudinales 56 están dispuestas a ambos lados de un plano medio (X, Z) del vehículo ferroviario 10. Un primer extremo de cada una de las barras longitudinales 56 está articulado a la carrocería 16 según el primer eje 50, formando dichos primeros extremos el primer borde 52 del obturador 34.
La barra transversal 58 está dispuesta según Y, y está fijada a un segundo extremo de cada una de las barras longitudinales 56. La barra transversal 58 materializa el segundo borde 54 del obturador 34.
La banda 36 de material elástico 38 tiene una forma sustancialmente rectangular, que se extiende entre un primer 60 y un segundo extremos. El primer extremo 60 de dicha banda 36 de material elástico está fijado a la barra transversal 58 del obturador 34.
Según una primera variante, el primer extremo 60 de la banda 36 está libre en rotación con respecto a la barra transversal 58. Según una segunda variante, el primer extremo 60 de la banda 36 es solidario con dicha barra transversal 58.
Preferiblemente, el material elástico 38 es flexible, pero no estirable.
Preferiblemente, el material elástico 38 es un material textil, elegido, en particular, por su resistencia a la rotura. Más preferiblemente, el material elástico 38 es un material textil que comprende fibras de Kevlar.
Como puede verse en las figuras 1 a 3, el rodillo 40 está montado móvil en rotación con respecto a la parte delantera 22 de la carrocería 16 según un segundo eje 62 paralelo a Y. El segundo eje 62 está situado en la parte delantera del vehículo ferroviario 10 con respecto al primer eje 50 de rotación del obturador 34.
El segundo extremo (no representado) de la banda 36 de material elástico 38 está fijado al rodillo 40.
El motor 42 está conectado al rodillo 40. Como se describirá a continuación, el motor 42 está destinado a poner en rotación el rodillo 40 con respecto a la carrocería 16 según el segundo eje 62, de manera que se enrolle o se desenrolle la banda 36 de material elástico alrededor de dicho rodillo.
Como puede verse en las Figuras 1 a 3, el primer sensor 44 está fijado bajo la parte delantera 22 de la carrocería 16, de manera que se mida una primera distancia 64 entre dicha parte delantera 22 y el suelo situado bajo el vehículo ferroviario 10.
Preferiblemente, el primer sensor 44 está alineado según X, con al menos una rueda 19 del bogie 18. Por tanto, la primera distancia 64 se mide entre la parte delantera 22 de la carrocería 16 y un primer carril 20.
En el modo de realización representado, el segundo sensor 48 está fijado bajo la parte delantera 22 de la carrocería 16, de manera que se mida una segunda distancia 66 entre dicha parte delantera 22 y el suelo situado bajo el vehículo ferroviario 10.
Preferiblemente, el primer 44 y segundo 48 sensores son sustancialmente idénticos. Dichos sensores son, por ejemplo, sensores de distancia, de tipo lidar.
Preferiblemente, el primer 44 y segundo 48 sensores están situados enfrentados con respecto al plano medio (X, Z) del vehículo ferroviario 10. Más preferiblemente, cada uno del primer 44 y segundo 48 sensores está alineado según X, con una rueda 19 del bogie 18. Por tanto, la segunda distancia 66 se mide entre la parte delantera 22 de la carrocería 16 y un segundo carril 20, paralelo al primer carril.
Preferiblemente, cada uno del primer 44 y segundo 48 sensores está fijado a la parte delantera 22 de la carrocería 16, hacia atrás con respecto al primer eje 50 de rotación del obturador 34. Más preferiblemente, el primer 44 y segundo 48 sensores están situados próximos a dicho primer eje 50 según X.
Según una primera variante no representada, el primer 44 y segundo 48 sensores están situados próximos al primer extremo 60 de la banda 36 según X. Según una segunda variante no representada, el dispositivo de protección comprende un tercer sensor, centrado en el vehículo, por ejemplo, comprendido en el plano medio (X, Z). Un tercer sensor de este tipo permite, en el caso de una curva cerrada de los carriles, medir en cualquier circunstancia la distancia más corta entre el vehículo y el suelo.
El calculador 46 está incorporado en el vehículo ferroviario 10. Dicho calculador 46 está electrónicamente conectado, por un lado, al primer 44 y segundo 46 sensores, y, por otro lado, al motor 42. Como se detallará a continuación, el calculador 46 es adecuado para determinar una disposición angular del rodillo 40, en función de la primera 64 y/o de la segunda 66 distancia medida por el primer 44 o por el segundo 48 sensor.
Como se describirá a continuación, el dispositivo 30 de protección descrito anteriormente, permite al obturador 34 pivotar con respecto a la carrocería 16, en el espacio inferior 26. Las Figuras 1 y 2, por un lado, y la Figura 3, por otro lado, representan el obturador 34 en una primera y en una segunda posiciones angulares diferentes, correspondientes a una primera y una segunda configuraciones del dispositivo 30 de protección.
En particular, en las Figuras 1 y 2, los carriles 20 situados bajo la parte delantera 22 de la carrocería 16 se extienden de manera sustancialmente horizontal. En cambio, la Figura 3 representa el vehículo ferroviario 10 cuando la parte delantera 22 alcanza el comienzo 70 de una pendiente. En el ejemplo representado, se trata de una pendiente descendente.
En cada una de la primera y segunda configuraciones del dispositivo 30 de protección, el segundo borde 54 del obturador 34 está dispuesto hacia delante con respecto al primer borde 52 según la dirección X. Además, en cada una de la primera y segunda configuraciones, el segundo borde 54 del obturador 34 está dispuesto más bajo que el rodillo 40 según la dirección Z.
Por otro lado, en cada una de la primera y segunda configuraciones, el segundo borde 54 del obturador, es decir, la barra transversal 58, presenta una separación 72 no nula respecto a los carriles 20 según la dirección Z. Dicha separación 72 es sustancialmente idéntica en la primera y en la segunda configuraciones.
Como se describirá a continuación, la separación 72 no nula se elige lo suficientemente escasa como para impedir que un obstáculo 32, tal como un cuerpo humano tumbado sobre los carriles 20, pase bajo el obturador 34 durante la circulación del vehículo ferroviario 10. Además, la separación 72 se elige lo suficientemente importante como para evitar los rozamientos del obturador 34 contra el suelo y/o los contactos con objetos pequeños de tipo grava, que se encuentran entre los carriles 20.
Por otro lado, en la primera configuración de las Figuras 1 y 2, el segundo borde 54 del obturador 34 está más cerca del rodillo 40 según Z, que en la segunda configuración de la Figura 3.
En la primera y en la segunda configuraciones del dispositivo 30 de protección, el rodillo 40 presenta, respectivamente, una primera y una segunda disposiciones angulares, diferentes una de la otra. La longitud de la banda 36 enrollada sobre el rodillo 40 es más importante en la primera configuración de las Figuras 1 y 2 que en la segunda configuración de la Figura 3.
Según un modo de realización de la invención, el dispositivo 30 de protección incluye, además, un elemento de desactivación (no representado), por ejemplo, en forma de un botón de control conectado al calculador 46. Dicho botón de control está integrado, por ejemplo, en un panel de control situado en el vagón 12 de cabeza.
El accionamiento del elemento de desactivación arrastra el enrollamiento de la banda 36, de manera que se coloque el obturador 34 en una posición retraída. Preferiblemente, en dicha posición retraída del obturador, la barra transversal 58 está a una distancia mínima de la superficie inferior 24 de la parte delantera de la carrocería 16.
Un elemento de desactivación de este tipo permite, concretamente, a un operario inhibir el dispositivo 30 de protección, en caso de condiciones exteriores desfavorables, por ejemplo, en caso de inundación o de fuertes nevadas.
Ahora va a describirse un procedimiento de puesta en práctica del dispositivo 30 de protección del vehículo ferroviario 10.
Se considera que el vehículo ferroviario 10 circula sobre carriles 20 sustancialmente horizontales, encontrándose el dispositivo 30 de protección en la primera configuración de la Figura 1. Una parte de la banda 36 de material elástico 38 se despliega entre el rodillo 40 y la barra transversal 58 del obturador 34, enrollándose otra parte de dicha banda alrededor del rodillo 40. Preferiblemente, el peso de la barra transversal 58 mantiene tensa la parte no enrollada de la banda 36 de material elástico.
Cuando los carriles 20 situados bajo el primer 44 y segundo 48 sensores están horizontales, cada uno de dichos sensores mide un valor inicial de la primera 64 o de la segunda 66 distancia. Dicho valor inicial, comunicado al calculador 46, permite a dicho calculador determinar la disposición angular del rodillo 40, de manera que se mantenga la separación 72 entre el segundo borde 54 del obturador y los carriles 20. La posición angular del obturador 34 se determina mediante la longitud de la parte desplegada de la banda 36.
Según un modo de realización, cuando el calculador 46 recibe los valores de la primera 64 y segunda 66 distancias, dicho calculador efectúa una media de dichos valores, para deducir a partir de la misma la disposición angular del rodillo 40. Un modo de realización de este tipo permite, por ejemplo, tener en cuenta diferencias de alturas entre los dos carriles 20.
Por lo demás, en caso de avería de uno del primer 44 y segundo 48 sensores, el calculador 46 únicamente tiene en cuenta el valor proporcionado por el sensor en funcionamiento.
En caso de presencia de un obstáculo 32 sobre los carriles 20, la barra transversal 58 entra en contacto con dicho obstáculo 32. La banda 36 de material elástico 38 retiene dicho obstáculo 32 y le impide que entre en contacto con las ruedas 19 del bogie 18.
Eventualmente, el esfuerzo ejercido por el obstáculo 32 sobre la banda 36 provoca el desenrollamiento del rodillo 40. No obstante, preferiblemente, la longitud total de la banda 36 se elige lo suficientemente escasa como para mantener el obstáculo 32 alejado de las ruedas 19.
Preferiblemente, el dispositivo 30 de protección está configurado de manera que se detecte el impacto del obstáculo 32, por ejemplo, a nivel del obturador 34 o del rodillo 40, y dispare un dispositivo de frenado de emergencia del vehículo ferroviario 10.
En este momento, se considera que, en ausencia de obstáculo 32, el vehículo ferroviario 10 llega a nivel de una pendiente descendente, tal como se representa en la Figura 3.
Cuando el primer 44 y/o el segundo 48 sensor llega a la vertical del comienzo 70 de la pendiente, dicho primer o segundo sensor mide un nuevo valor de la primera 64 y/o de la segunda 66 distancia, diferente del valor inicial. En el caso ilustrado en la Figura 3, el nuevo valor es superior al valor inicial.
El nuevo valor de la primera 64 y/o de la segunda 66 distancia se comunica al calculador 46 por el primer 44 y/o por el segundo 48 sensor. Dicho calculador 46 determina una nueva disposición angular del rodillo 40, apropiada para mantener la separación 72 entre el segundo borde 54 del obturador y los carriles 20.
Entonces, el calculador 46 acciona el motor 42, para poner el rodillo 40 en rotación, de manera que se enrolle o se desenrolle la banda 36 de la longitud apropiada. En el caso ilustrado en la Figura 3, se desenrolla la banda 36. Arrastrado por el peso de la barra transversal 58, que mantiene tensa la parte desplegada de la banda 36, el obturador 34 pivota hacia abajo hasta la segunda configuración.
Por el contrario, en el caso de una pendiente ascendente, se enrolla la banda 36, y el obturador 34 pivota hacia arriba, arrastrado por el primer extremo 60 de dicha banda.
Por tanto, independientemente de la pendiente de los carriles 20 al nivel de la parte delantera 22 de la carrocería 16, el dispositivo 30 de protección mantiene una separación 72 sustancialmente constante con los carriles 20, de manera que se proteja eficazmente a un peatón que se encuentre delante del vehículo ferroviario 10.
Ventajosamente, el posicionamiento del primer 44 y segundo 48 sensores hacia atrás con respecto al obturador 34, impide que dichos sensores se encuentren a la vertical de un obstáculo 32, antes de la puesta en contacto de dicho obstáculo con el obturador 34. Por tanto, el dispositivo 30 de protección no se induce a error por un obstáculo de este tipo, en lo que se refiere a la distancia 64, 66 con los carriles 20.
Las vías férreas de tranvía respetan, generalmente, normas asociadas a pendientes de inclinación limitada. Por tanto, es posible parametrizar el calculador 46, para permitir al dispositivo 30 de protección prever las variaciones de pendiente de los carriles 20. Preferiblemente, dicho dispositivo 30 de protección es adecuado para mantener la separación 72 comprendida en un intervalo centrado en un valor nominal, memorizándose en el calculador 46 dicho valor nominal.
Asimismo, el motor 42 se elige con una velocidad máxima compatible con las pendientes máximas de los carriles, y con una velocidad máxima del vehículo ferroviario 10
Preferiblemente, durante la puesta en circulación del vehículo ferroviario 10 equipado con el dispositivo 30 de protección, dicho dispositivo se calibra para ajustar el valor nominal de la separación 72. El valor nominal óptimo puede variar en función de factores tales como la carga del vehículo 10, el desgaste de las ruedas 19 o una eventual nevada sobre las vías.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Dispositivo (30) de protección para vehículo terrestre (10), apropiado para fijarse bajo una parte delantera (22) de una carrocería (16) de dicho vehículo, incluyendo dicho dispositivo de protección: un obturador (34), apropiado para montarse móvil en rotación con respecto a dicha carrocería según un primer eje (50) sustancialmente perpendicular al sentido de desplazamiento del vehículo; y un primer sensor (44), apropiado para medir una primera distancia (64) entre la carrocería del vehículo y un suelo situado bajo dicho vehículo, estando el dispositivo de protección caracterizado por que comprende:
    - una banda (36) de material elástico (38), estando un primer extremo (60) de dicha banda fijado al obturador;
    - un rodillo (40), apropiado para montarse móvil en rotación con respecto a la carrocería según un segundo eje (62) sustancialmente paralelo al primer eje, estando un segundo extremo de la banda (36) de material elástico fijado a dicho rodillo;
    - un motor (42), adecuado para poner en rotación el rodillo con respecto a la carrocería, de manera que se enrolle o se desenrolle la banda de material elástico alrededor de dicho rodillo; y
    - un calculador (46), adecuado para determinar una posición del rodillo en función de la primera distancia medida por el primer sensor, y para controlar el motor en función de la posición medida.
  2. 2. Dispositivo según la reivindicación 1, en donde el obturador (34) incluye un primer (52) y un segundo (54) bordes opuestos, respectivamente, próximo al, y alejado del, primer eje (50), estando el primer extremo (60) de la banda de material elástico fijado al segundo borde.
  3. 3. Dispositivo de protección según la reivindicación 2, en donde el segundo borde (54) del obturador incluye una barra (58) a la que está fijado el primer extremo de la banda de material elástico.
  4. 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el material elástico (38) es un material no estirable.
  5. 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el material elástico (38) es un material textil, que comprende preferiblemente fibras de Kevlar.
  6. 6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, un segundo sensor (48), apropiado para medir una segunda distancia (66) entre la carrocería del vehículo y el suelo situado bajo dicho vehículo.
  7. 7. Dispositivo (30) según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, un elemento de desactivación, apropiado para accionar un enrollamiento de la banda (36) de material elástico alrededor del rodillo (40), de manera que se coloque el obturador en una posición retraída.
  8. 8. Vehículo terrestre (10, 12), concretamente ferroviario, que comprende una carrocería (16) y al menos un árbol de transmisión dispuesto bajo dicha carrocería, comprendiendo la carrocería una parte delantera (22) que sobresale con respecto al árbol de transmisión según un sentido (X) de desplazamiento de dicho vehículo, comprendiendo el vehículo, además, fijado bajo la parte delantera (22), un dispositivo (30) de protección según una de las reivindicaciones anteriores.
  9. 9. Vehículo según la reivindicación 8, en donde el primer sensor (44) está fijado bajo la parte delantera de la carrocería, hacia atrás con respecto al primer eje (50) de rotación del obturador (34).
  10. 10. Vehículo según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en donde el primer sensor (44) está alineado con al menos una rueda (19) del al menos un árbol de transmisión, según el sentido de desplazamiento del vehículo.
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