ES2944301T3 - Equipo y método para compartir vagones de ferrocarril chasis inferior con chasis superior o cabinas - Google Patents
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Abstract
La invención descrita en este documento se refiere a un equipo y un método que permiten, de manera autónoma, simultánea y controlada a distancia, transferir una carga entre un receptor de transferencia de carga y una estructura de soporte, la cual está constituida por un sistema de transferencia de carga lateral. (27) que comprende medios de elevación, medios de movimiento lateral, sistema de enganche delantero (29) y sistema de enganche trasero (34). Los medios de movimiento lateral están constituidos por un sistema de movimiento (28), estando constituidos los medios de elevación por un sistema de elevación (39). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Equipo y método para compartir vagones de ferrocarril chasis inferior con chasis superior o cabinas Alcance de la invención
La invención descrita en este documento se inscribe en el ámbito del transporte portuario y ferroviario, más específicamente, en el campo del transporte de pasajeros y mercancías, es decir, en la forma en que se carga y descargan, organizan y circulan los trenes de pasajeros y mercancías.
Contexto de la invención
El ferrocarril es el medio de transporte terrestre con mayor capacidad para transportar mercancías y pasajeros. En los últimos años, los países del primer mundo invirtieron fuertemente en el desarrollo y la puesta en marcha de trenes de alta velocidad (TAV) para pasajeros que desean interconectar grandes ciudades dentro de un mismo país o contar con conexiones rápidas con los países vecinos, más específicamente, en Europa.
Sin embargo, para que los TAV puedan circular, es necesario contar con normas específicas de diseño, alineación y seguridad y las vías existentes difícilmente podrán cumplir con estas. También es necesario construir nuevas infraestructuras, lo que resulta extremadamente caro y demorado en el tiempo. Asimismo, en la actualidad, tanto trenes antiguos como modernos comparten el uso de las mismas vías, circulan a velocidades diferentes y con sistemas de control distintos. Esto sucede especialmente con los trenes obsoletos usados para el transporte de mercancías.
El aumento generalizado del tráfico internacional de contenedores ha venido sobrecargando las vías férreas existentes y se hace cada vez más necesario contar con sistemas logísticos más eficaces en los puertos y una mayor capacidad de transporte ferroviario. En general, para enfrentar la situación, se aumenta la frecuencia y velocidad de los trenes, pero, por cuestiones de seguridad, esto no es posible en algunas vías antiguas.
Sin embargo, se han desarrollado otras soluciones. Una de ellas la aporta la presente invención, que permite utilizar trenes de alta velocidad y de mercancías en las mismas vías. Para eso, recurre a vagones nuevos, rápidos e «inteligentes», autotransformables, que pueden transportar mercancías y/o pasajeros en función de la demanda de tráfico. Estos vagones también pueden cambiar rápidamente su carga útil y circular a gran velocidad en la infraestructura ferroviaria existente.
Antecedentes de la invención
Hay varios documentos que hacen referencia a sistemas para utilizar en el transporte ferroviario, específicamente, sistemas para plataformas autopropulsadas, así como métodos y equipos para la carga lateral de vagones de ferrocarril.
Concretamente, el documento DE4114392se refiere a un método y un equipo para la carga lateral de vagones de mercancías;
o el documento GB1166109, que trata sobre un sistema de traslado, almacenamiento y transferencia de contenedores;
o el documento GB2305645, que describe un sistema para transferir vagones de personas o mercancías entre diferentes tipos de vehículos de transporte, mientras que
el documento EP1879821 se refiere a otro tipo de equipo, con dispositivos de elevación dispuestos a lo largo de la vía.
Sin embargo, no se hallaron documentos que mencionaran métodos como los que se presentan en esta invención y únicamente los pocos enumerados antes se refieren a tecnologías que pueden utilizarse en la ejecución del método que presentamos en esta oportunidad.
Los sistemas citados anteriormente difieren del sistema de esta invención en que no consideran sistemas con vagones autotransformables, como los vehículos formados por dos chasis, ambos con capacidad de desplazamiento independiente y con la posibilidad de combinarse y acoplarse entre sí para formar un único vagón. Por ser motorizados y autónomos, o propulsados o remolcados por un equipo motriz, los chasis superiores de los vagones autotransformables tienen su propia capacidad para circular de forma independiente.
Los métodos de esta invención se basan en las características de los vagones y en los requisitos de las infraestructuras necesarias.
Es más, ninguno de los sistemas referidos permite el desplazamiento lateral de los contenedores estándar a los trenes existentes de forma autónoma y sin añadir otras plataformas a bordo, como sucede con el «Sistema de carga lateral deslizante de vehículos de guiado automático (AGV- SSL)».
Ventajas de la invención
Para optimizar el transporte ferroviario, es indispensable superar algunos de los siguientes factores condicionantes presentes:
- Sobrecarga de tráfico de las infraestructuras existentes.
- Aumento del transporte de mercancías por ferrocarril.
- Plazos extensos para la construcción de nuevas infraestructuras.
- Existencia de diferentes anchos de vía en países vecinos.
- Elevado costo de las nuevas infraestructuras, a veces, infrautilizadas.
- Ineficacia del transporte ferroviario de contenedores desde los puertos.
- Largo tiempo de inmovilización de los vagones de ferrocarril en puertos y terminales logísticas para cargarlos con contenedores:
- Necesidad de aumentar las zonas de estacionamiento para el acopio de contenedores de mercancías en los puertos marítimos.
El método descrito en esta invención aporta una solución para la mayoría de los problemas mencionados al combinar el uso de chasis inferiores con diferentes chasis superiores. Estos últimos se deslizan sobre los primeros y permiten cambiar rápidamente la carga útil del vagón, ya sea que se trate de pasajeros o de mercancías.
Esta optimización se logra mediante un cambio en la tipología de los trenes, ya que se introducen nuevas infraestructuras de carga y descarga de los trenes en los puertos y las vías férreas, y se modifica la forma de operar de los puertos y las estaciones de ferrocarril.
Tanto el chasis superior como el inferior pueden desplazarse y circular de forma independiente, y a partir de este aspecto, se generan nuevas formas de uso de los ferrocarriles.
Los vagones autotransformables pueden utilizar tanto las infraestructuras existentes como las nuevas. Para poner en práctica el método de los chasis compartidos de esta invención, será necesario adaptar las estaciones de ferrocarril y las terminales logísticas existentes.
Breve descripción de las figuras
Con ayuda de las figuras adjuntas, es fácil comprender tanto las características referidas como otras adicionales. Es importante recordar que las figuras presentan ejemplos simples y de ninguna manera limitan el alcance de la invención. Con fines ilustrativos, las dimensiones mencionadas en las figuras de algunos elementos pueden estar exageradas o fuera de escala. También es posible que las dimensiones absolutas y relativas no correspondan a las proporciones reales para la ejecución de la invención.
La Figura 1 muestra un dibujo esquemático y en perspectiva del sistema propuesto en esta invención. También puede observarse un efecto previsto del sistema: un chasis superior móvil (3) de un carro autotransformable (1) puede deslizarse en la dirección observada sobre un chasis inferior (2) del vagón autotransformable (1).
La Figura 2 muestra el chasis inferior (2) y varias combinaciones que representan distintas formas de ensamblar el chasis superior móvil (3). El chasis superior móvil (3) puede estar compuesto por plataformas (4) que transportan contenedores (6) y/o cabinas. Las cabinas (5) pueden ser de pasajeros (5.1) o de carga (5.2), y pueden ser una cabina frontal de pasajeros (5.1.1), una cabina frontal de carga (5.2.1), una cabina central de pasajeros (5.1.2), una cabina central de carga (5.2.2), una cabina trasera de pasajeros (5.1.3) y una cabina trasera de carga (5.2.3). Gracias a la modularidad de las cabinas y los contenedores (6), es posible ensamblar cualquier tipo de combinación con estos elementos. Cuando sea necesario, también se podría instalar un carenado (7) sobre las cabinas o contenedores (6).
La Figura 3 muestra la plataforma de deslizamiento (9) con un chasis superior móvil (3) que se desliza hacia un chasis ferroviario inferior (2.1) para circular sobre una vía férrea (8).
La Figura 4 muestra diversas combinaciones de vagones (1) con cabinas de pasajeros (5.1) o de carga (5.2) y/o contenedores (6) que pueden estar cubiertos por carenados (7).
La Figura 5 muestra una estación de carga (11) en la que el chasis superior móvil (3) espera sobre la plataforma de deslizamiento (9) para deslizarse sobre el chasis inferior (2) e iniciar la marcha.
La Figura 6 muestra una estación de pasajeros (10) con una plataforma de deslizamiento (9) en la que al menos un chasis superior con cabinas para trenes de pasajeros está estacionado y haciendo las veces de sala de embarque (3.3). Cuando un vagón (1) llega a la estación, un chasis superior móvil que esté llegando (3.1) se descarga al deslizarse sobre la plataforma de deslizamiento (9), al tiempo que un chasis superior móvil en posición de preparación (3.2) se prepara para deslizarse sobre el chasis inferior (2) estacionado en la estación, a la espera para deslizarse.
Las Figuras 7a a 7e muestran una estación mixta (12) para la entrada y salida de pasajeros y la carga y descarga de mercancías por igual, en la que la preparación de los chasis superiores móviles que se ensamblan (3.4) con cabinas de pasajeros (5.1) o cabinas de mercancías (5.2) se realiza en los diferentes pisos (13) de la estación mixta (12), ya sea en el mismo piso o en un piso inferior (13.1), sobre plataformas de deslizamiento (9). Una vez en posición, el chasis superior móvil ubicado sobre el elevador (3.5) sube al piso superior (13.2), según la secuencia de salida y el cronograma de la estación.
La Figura 7a muestra la llegada de dos vagones (1) con cabinas de pasajeros (5.1), mientras que dos chasis superiores móviles que se preparan para deslizarse (3.2) con cabinas de mercancías (5.2) esperan para partir, en posición de deslizamiento. En el caso de los dos vagones (1) que llegan, se descargarán los chasis superiores móviles (3) sobre las plataformas de deslizamiento (9).
La Figura 7b muestra que se están descargando los chasis superiores móviles (3.1) de los dos vagones (1) que llegaron, mientras se prepara el chasis superior móvil para deslizarse (3.2). El chasis superior móvil que está siendo descargado (3.1) se deslizará sobre las plataformas de deslizamiento (9) y los chasis superiores móviles que se preparan para deslizarse (3.2) estarán en posición para deslizarse sobre los chasis inferiores (2).
La Figura 7c muestra el momento en que el chasis superior móvil (3.1) está siendo retirado de los vagones que llegaron (1) y deslizado sobre el muelle de deslizamiento (9), mientras que el chasis superior móvil se prepara para deslizarse (3.2) sobre el chasis inferior (2) que está listo para partir de la estación. Dicho cambio de posición se produjo mediante el deslizamiento del chasis superior móvil que se descargaba (3.1) y del chasis superior móvil que se preparaba para deslizarse (3.2).
La Figura 7d muestra dos nuevos vagones (1) que salen de la estación y que transportan los chasis superiores móviles (3) que se estaban preparando para deslizar, con una nueva carga útil. Los chasis superiores móviles (3) que se estaban descargando descienden a un piso inferior (13.1) por medio del elevador, mientras que el siguiente chasis superior móvil (3) que se va a cargar asciende al piso superior (13.2) por medio de otro elevador.
La Figura 7e presenta el siguiente chasis superior móvil (3) que se cargará, ya en posición de deslizamiento.
La Figura 8 muestra una plataforma de cambio de ancho (14) con una plataforma de deslizamiento (9) y dos chasis inferiores (2); uno rueda sobre un ancho de vía tipo 1 (14.1) mientras que el otro se desplaza sobre un ancho de vía tipo 2 (14.2). Un chasis superior móvil (3) se desliza sobre la plataforma de deslizamiento (9) desde un chasis inferior (2) que rueda sobre el ancho de vía tipo 1 (14.1) hasta otro chasis inferior (2) que rueda sobre el ancho de vía tipo 2 (14.2).
La Figura 9 muestra el chasis superior móvil (3) cargado con contenedores (6) desplazándose de forma autónoma y predeterminada hasta la zona de carga de los trenes (19), y posteriormente, se deslizará sobre el chasis inferior (2).
La Figura 10 muestra la disposición de las ruedas multidireccionales (22) en el cruce de las barras longitudinales con los travesaños de un chasis superior móvil (3).
La Figura 11 muestra un chasis superior removible (27) en movimiento sobre una plataforma deslizante multidireccional (26). Allí se identifican los componentes necesarios para realizar la carga y descarga del contenedor de forma autónoma.
La Figura 12 muestra un detalle del sistema de transferencia (28), del conector delantero (29), del conector trasero (34) y del sistema de elevación (39).
La Figura 13 muestra en forma detallada la plataforma deslizante multidireccional (26) con los carriles (42) sobre los cuales se desplazan el chasis superior removible (27), el cilindro hidráulico (43) responsable del desplazamiento transversal de la plataforma y los sensores ópticos (36) en el interior de los pasadores de acoplamiento macho (38).
La Figura 14a muestra la estructura de soporte móvil (46) o el vehículo y el receptor deslizante (47) en proceso de alineamiento.
La Figura 14b muestra la plataforma deslizante multidireccional (26) con los pasadores de acoplamiento macho
(38) insertados en los orificios de la placa de acoplamiento hembra (49) del receptor deslizante (47).
La Figura 14c muestra el chasis superior removible (27) al desplazarse sobre el receptor deslizante (47).
La Figura 14d muestra la placa giratoria (33) del conector trasero (34) rotada 90° para quedar paralela al lado trasero del contenedor (6).
La Figura 14e muestra el chasis superior removible (27) retrocediendo hasta que los pasadores de conexión (32) del conector trasero (34) se encajen en los orificios en las cantoneras de lado trasero del contenedor.
La Figura 14f muestra el grupo de conectores delanteros de entrada (45) del conector delantero (29) al mover la placa metálica en horquilla (25) desde una posición inclinada a una vertical, mediante la inserción de los pasadores de conexión (32) en los orificios frontales de las cantoneras del contenedor.
La Figura 14g muestra los gatos hidráulicos (44) del sistema de elevación (39) al levantar el contenedor que permanece suspendido por los pasadores de conexión (32).
La Figura 14h muestra el mecanismo de deslizamiento retrocediendo y llevando el contenedor desde el receptor deslizante (47) hasta la plataforma deslizante multidireccional (26).
La Figura 14i muestra cómo los gatos hidráulicos (44) del sistema de elevación (39) bajan el contenedor, insertando los orificios verticales de las cantoneras en los tirafondos (37) de la plataforma deslizante multidireccional (26).
La Figura 14j muestra la plataforma deslizante multidireccional (26) retrocediendo sobre la estructura de soporte móvil (46.2) o vehículo, desconectando los pasadores de acoplamiento macho del receptor deslizante (47) y finalizando el proceso de deslizamiento.
La Figura 15 presenta una plataforma fija (50) formada por estructuras de soporte fijas (46.1) que sostienen la plataforma deslizante multidireccional (26) y el chasis superior removible (27) que carga/descarga los trenes.
La Figura 16 muestra una plataforma de deslizamiento móvil (51.1) (51.2) que se compone de dos grupos de estructuras de soporte móviles (46.2). Un grupo está compuesto por plataformas de deslizamiento móviles (51.2) sin carga, a un lado de la vía férrea, mientras que el otro grupo comprende plataformas de deslizamiento móviles (51.1) con carga y contenedores (6) en el otro lado de la vía férrea. Cuando llega el tren, los contenedores entrantes (6) se deslizan sobre la plataforma de deslizamiento móvil descargada (51.2), mientras que los contenedores salientes se deslizan desde la plataforma de deslizamiento cargada (51.1) sobre los vagones de mercancías (47.1).
Las figuras presentan los diferentes componentes de la invención.
1. Vagón
2. Chasis inferior
2.1.Chasis inferior de tipo ferroviario
2.2.Chasis inferior de tipo neumático
3. Chasis superior móvil
3.1. Proceso de descarga
3.2. En preparación para deslizarse
3.3. En uso como sala de embarque
3.4. En montaje
3.5. Traslado en ascensor
4. Plataforma
5. Cabina
5.1. Cabina de pasajeros
5.1.1Cabina de pasajeros delantera
5.1.2Cabina de pasajeros central
5.1.3Cabina de pasajeros trasera
5.2. Cabina de carga
5.2.1Cabina de carga delantera
5.2.2Cabina de carga central
5.2.3Cabina de carga trasera
6. Contenedor
7. Carenado
8. Ferrocarril
9. Plataforma de deslizamiento
10. Estación de pasajeros
11. Estación de carga
12. Estación mixta
13. Piso de la estación
13.1. Piso inferior
13.2. Piso superior
14. Plataforma de cambio de ancho
14.1. Ancho de vía tipo 1
14.2. Ancho de vía tipo 2
19.Zona de carga de trenes
22.Ruedas multidireccionales
25. Placa metálica en forma de horquilla
26. Plataforma deslizante multidireccional
27. Chasis superior removible
28.Sistema de transferencia
29. Conector delantero
30. Bastidor de soporte
31. Eje de rotación
32. Pasadores de conexión
33. Placa giratoria
34. Conector trasero
35. Placa de soporte de la bisagra
36.Sensores ópticos
37. Tirafondos retráctiles
38. Pasadores de acoplamiento macho
39.Sistema de elevación
40. Bastidor deslizante
41. Ruedas
42. Carril
43. Cremallera
44. Gatos hidráulicos
45. Conectores delanteros de entrada
46. Estructura de soporte
46.1. Estructura de soporte fija
46.2. Estructura de soporte móvil
47. Receptor deslizante
48.Soportes deslizantes multidireccionales
49. Placa de acoplamiento hembra
50. Plataforma fija
51. Plataforma de deslizamiento móvil
51.1. Plataforma de deslizamiento móvil con carga
51.2. Plataforma de deslizamiento móvil sin carga
52. Gatos de estabilización vertical
Descripción detallada de la invención
La presente invención presenta un nuevo método en el que se utilizan nuevos tipos de vagones de ferrocarril denominados «vagones autotransformables». Se trata de vehículos compuestos por un chasis inferior (2) que rueda sobre la vía férrea y un chasis superior móvil (3) que puede desplazarse en forma independiente fuera de la vía férrea y puede instalarse en forma autónoma sobre el chasis inferior (2) y así, crear un vehículo único.
La invención comprende el equipo y un método necesario para utilizar vagones autotransformables (1), así como para utilizar estructuras fijas o móviles capaces de deslizar y trasladar chasis superiores móviles (3) sobre chasis inferiores (2) en estaciones de tren o terminales logísticas y portuarias, e incluye:
- El método para compartir chasis.
- El método para cambiar de un ancho de vía a otro.
- El método de acopio móvil en los puertos.
La invención se basa en el uso de vagones autotransformables (1) junto con uno de los métodos antes mencionados.
Vagones autotransformables
Los vagones autotransformables (1) están compuestos por dos elementos: un chasis inferior (2) que rueda sobre la vía férrea y un chasis superior móvil (3) que transporta pasajeros y/o mercancías.
Cuando se controlan la distancia y la velocidad relativa, varios vagones autotransformables (1) pueden circular por la misma vía con destinos independientes, en fila, uno atrás del otro, con una distancia de seguridad entre ellos que se calcula en función de la velocidad y de las características de la vía.
La circulación ferroviaria puede hacerse en fila, sobre los carriles principales, con desvíos para las estaciones de pasajeros (10) y de mercancías (11), similares a los desvíos para áreas de servicio en las autopistas.
El método mecánico para acoplar el chasis inferior (2) al chasis superior móvil (3) es hidráulico o magnético, o de cualquier otro tipo siempre que permita bloquear los chasis entre sí. En situaciones especiales o de emergencia, todos los vagones (1) pueden operarse en forma manual o ser remolcados.
Chasis inferior
Existen dos tipos de chasis inferiores (2):
- Autónomo y motorizado.
- Remolcado o empujado.
El chasis inferior (2) puede ser de tipo ferroviario (2.1) o de neumáticos (2.2) y puede ser motorizado, autónomo o con control remoto, remolcado o empujado.
El chasis inferior (2) puede estar equipado con mecanismos que permitan cargar o descargar transversalmente el chasis superior móvil (3) ya acoplado o a punto de acoplarse. Este sistema también permite descargar un chasis superior móvil (3) hacia un lado, al tiempo que se carga otro chasis superior móvil (3) por el otro lado.
El chasis inferior (2) está equipado con gatos verticales que permiten la nivelación vertical y sistemas de guiado por láser para su posicionamiento longitudinal, a fin de lograr una correcta alineación con el chasis superior móvil (3). Los cuatro gatos hidráulicos verticales (44) también estabilizan el chasis inferior (2) y garantizan su horizontalidad durante la operación de deslizamiento.
El chasis inferior (2) dispone de medios propios para realizar su inmovilización longitudinal con gran precisión en cualquier plataforma de carga.
La motorización del tipo chasis inferior (2) de tipo neumático (2.2) se realiza con cualquier tipo de motor, tanto motores eléctricos como de combustión.
Chasis superior móvil
Se construyen dos tipos de chasis superiores móviles (3):
- Motorizados y autónomos.
- Los no motorizados, remolcados o impulsados por maquinaria externa que se acoplan a estos chasis a través de conexiones mecánicas.
Los chasis superiores móviles (3) están compuestos por conjuntos de plataformas (4) que transportan contenedores (6) y/o cabinas (5). Las cabinas (5) pueden ser de pasajeros (5.1) o de carga (5.2). Pueden ser cabinas de pasajeros delanteras (5.1.1), cabinas de carga delanteras (5.2.1), cabinas de pasajeros centrales (5.1.2), cabinas de carga centrales (5.2.2), cabinas de pasajeros traseras (5.1.3) o cabinas de carga traseras (5.2.3). Gracias a la modularidad de las cabinas (5) y de los contenedores (6), es posible utilizar cualquier tipo de combinación con estos elementos. En caso de ser necesario, pueden colocarse carenados (7) sobre las cabinas (5) o sobre los contenedores (6). Las cabinas de pasajeros delanteras (5.1.1), las cabinas de carga delanteras (5.2.1), las cabinas de pasajeros traseras (5.1.3) y las cabinas de carga traseras (5.2.3) pueden ser idénticas y simétricas y así permitir que sean utilizadas en cualquier extremo de la composición y en cualquier sentido de la marcha.
Todos los tipos de chasis superiores móviles (3) pueden desplazarse transversalmente, longitudinalmente o en ambos sentidos sobre las plataformas de deslizamiento (9) preparadas a tal efecto, en forma específica pero no exclusiva, mediante carriles (42) o bandas magnéticas, que permitan su intercambio y organización sobre un plano horizontal.
El chasis superior móvil (3) puede ser autónomo, motorizado y teledirigido o circular con la ayuda de otros equipos motorizados que permitan transportar la carga independientemente del chasis inferior (2).
Las cabinas (5) que componen el chasis superior móvil (3) están diseñadas en función de su uso, a saber:
- Pasajeros
- Ambulancia/hospital
- Correo
- Contenedores marítimos
- Contenedores refrigerados
- Contenedores aeronáuticos
- Carga en pequeños contenedores
- Transporte de coche u otros vehículos.
El chasis superior móvil (3) está compuesto por plataformas metálicas (4) formadas por barras longitudinales y travesaños donde se instalan los dispositivos de movimiento.
El chasis superior móvil (3) puede desplazarse sobre carriles (42), ortogonalmente, siguiendo las dos direcciones horizontales, o sobre superficies planas fluyendo en cualquier dirección.
El chasis superior móvil (3) está equipado con ruedas multidireccionales (22) que se instalan en la intersección de las barras longitudinales con los travesaños, de modo que se obtiene un chasis superior móvil (3) con ruedas multidireccionales (22).
El eje de rotación está situado en el interior del chasis superior móvil (3), en la intersección de las barras longitudinales con los travesaños, y la rotación de las ruedas (41) será libre o bien, estará a cargo de un sistema hidráulico. Además, un gato vertical instalado en cada rueda (41) extiende las ruedas (41), y las pone en modo de servicio o las retrae e inmoviliza el chasis superior móvil (3).
El chasis superior móvil (3) tiene una extensión longitudinal adecuada para la tarea para la que está diseñado. Cuando se transportan contenedores (6), se instalan dispositivos especiales, como tirafondos verticales o topes sobre los travesaños. Dichos dispositivos pueden accionarse de forma automática o manual permitiendo acoplar y fijar los contenedores (6) al chasis superior móvil (3).
Durante el transporte de las cabinas (5), el acoplamiento se realiza mediante tirafondos verticales, que bloquean el desplazamiento del chasis superior móvil (3) en cualquier dirección y situación.
En el caso de que el chasis superior móvil (3) esté motorizado, el movimiento de deslizamiento se realiza con su propio equipo de movimiento.
Deslizamiento
El deslizamiento del chasis superior móvil (3) puede ser lateral (SSL - Side Sliding Loading) o longitudinal (LSL -Longitudinal Sliding Loading) y puede realizarse utilizando la plataforma de deslizamiento (9), que tiene instalado el equipamiento necesario para desplazar el chasis superior móvil (3).
Los métodos mecánicos de deslizamiento del chasis superior móvil (3) son, en forma específica pero no exclusiva, hidráulicos o magnéticos y cuentan con la ayuda, siempre que sea necesario, de sistemas de control posicional, incluidos pero no exclusivamente, los de láser o banda magnética.
La plataforma de deslizamiento (9) es una estructura construida para permitir la carga del chasis superior móvil (3) sobre el chasis inferior (2).
Teniendo en cuenta el objetivo de utilizar los vagones autotransformables (1) en diferentes tipos de vías y estaciones, como estaciones de pasajeros (10) y estaciones de mercancías (11), específicamente, en las existentes, existen diversas configuraciones que permiten integrar los sistemas mecánicos deslizantes para cargar los chasis superiores móviles (3):
- Sistemas mecánicos deslizantes integrados en el chasis inferior (2).
- Sistemas mecánicos deslizantes integrados en el chasis superior móvil (3).
- Sistemas mecánicos deslizantes integrados en la plataforma de deslizamiento (9).
- Sistemas mecánicos deslizantes combinados entre el chasis inferior (2) y el chasis superior (3).
Se utiliza un software específico para conjugar los movimientos de los chasis inferiores (2) con los de los chasis superiores móviles (3) que se cargan sobre ellos.
Método de chasis compartido
El método de chasis compartido se basa en el cambio del modo de funcionamiento de las vías férreas mediante vagones autotransformables (1) y plataformas de deslizamiento (9) que permiten intercambiar, cargar y descargar chasis móviles superiores (3) sobre los chasis inferiores (2), y así ensamblar vagones autotransformables (1). El uso compartido se produce con los vagones (1) diseñados para el transporte de pasajeros, mercancías o configuraciones mixtas con pasajeros y mercancías.
Esta solución permite configurar cada vagón de forma automática (1) en la plataforma de deslizamiento (9) en función de la demanda existente de transporte de pasajeros o mercancías, en tiempo real.
El método de uso compartido permite que el chasis superior móvil (3) circule en cualquier tipo de vía, convencional o de alta velocidad, ya que a las plataformas de deslizamiento (9) se pueden acoplar chasis inferiores (2) que respetan las exigencias de vigilancia y normas de seguridad de cualquier tipo de vía.
Estaciones de pasajeros
Las estaciones de pasajeros (10) permiten el funcionamiento de chasis inferiores (2) diseñados para operar con chasis superiores móviles (3) compuestos por cabinas de pasajeros (5.1). Estos chasis superiores móviles (3) pueden ser usados como salas de embarque, como se observa en la figura 6. En ese caso, el chasis superior móvil hace las veces de sala de embarque (3.3) y permite que los pasajeros accedan a las cabinas de pasajeros (5.1), así que llegan a la estación, para empezar a trabajar o descansar.
En esta situación, cuando llega el chasis inferior (2), los chasis superiores móviles (3) ya están preparados para deslizarse sobre el chasis inferior (2).
Normalmente, antes de que se realice la carga de nuevos chasis superiores móviles (3) compuestos por cabinas de pasajeros (5.1) es necesario descargar otros chasis superiores móviles (3) hacia el lado opuesto.
Estaciones de carga
Las estaciones de carga (11) permiten el funcionamiento de chasis inferiores (2) cargados con contenedores (6) y/o cabinas de carga (5.2).
Las estaciones de carga (11) tienen exactamente el mismo método de funcionamiento que el presentado anteriormente para las estaciones de pasajeros (10), pero además cuentan con una zona de estacionamiento y preparación (para cabinas de carga o contenedores) donde se organiza la carga útil siguiendo el orden de entrada sobre el chasis inferior (2).
Estaciones combinadas o mixtas
En las estaciones combinadas o mixtas (12) es posible cargar chasis móviles superiores (3) con cabinas de carga (5.2), cabinas de pasajeros (5.1) y/o contenedores (6).
Como los chasis superiores móviles (3) tienen sus propios medios de traslado, es posible organizarlos siguiendo su orden de entrada en la vía principal antes de ser conducidos a la plataforma.
Con la progresiva entrada en funcionamiento de los vagones autotransformables (1), la tendencia es que las nuevas estaciones sean combinadas o mixtas (12), ya que permiten una mejor optimización del uso de la vía, debido a la facilidad que proporcionan intercalando cabinas de mercancías (5.2) entre cabinas de viajeros (5.2), eliminando pérdidas de tiempo.
Método del cambio del ancho de vía
Los métodos existentes para cambiar los vagones ferroviarios (5) de una vía con un ancho a otra vía con otro ancho incluyen:
• ejes de ancho variable: los vehículos pueden cambiar el ancho entre las ruedas
• cambiar los ejes de todos los vagones en pabellones especiales
El método del cambio del ancho de vía con deslizamiento lateral consiste en deslizar el chasis superior móvil (3), de un chasis inferior (2) que circula por una vía con un ancho de tipo 1 (14.1), a otro chasis inferior (2) que circula por una vía con un ancho de vía tipo 2 (14.2).
Esta operación se realizará preferentemente deslizando el chasis superior móvil (3) para separarlo del chasis inferior (2) que se desplaza sobre una vía con un ancho de tipo 1 (14.1) hasta una plataforma de cambio de ancho (14), y posteriormente, este chasis superior móvil (3) se deslizará desde la plataforma de cambio de ancho hasta otro chasis inferior (2) que desplazándose sobre un ancho de tipo 2 (14.2).
Este método es mucho más económico y práctico que los que existen hoy en día.
Acopio móvil en los puertos
Este nuevo sistema de eslingas laterales y su equipo permiten acopiar los contenedores (6) de una manera diferente en los puertos. Los vehículos AGV-SSL permiten organizar los contenedores sobre estructuras fijas amortiguadoras donde los AGV-SSL pueden depositar y recolectar los contenedores (6) siempre que tengan que salir del puerto.
El equipo
El chasis superior removible (27) es un sistema que permite cargar y descargar vagones de ferrocarril u otros vehículos de forma autónoma, simultánea y teledirigida.
El chasis superior removible (27) se coloca sobre la plataforma deslizante multidireccional (26) que tiene la triple función de conectar, elevar y transferir los contenedores (6). Para eso, está equipada con bastidores de soporte (30), bastidores deslizantes (40), sistema de transferencia (28) y sistema de elevación (39).
El chasis superior removible (27), que cuenta con bastidores de soporte que varían de dos a cinco (30), rodea los contenedores (6), de a uno, de a dos, de a tres o de a cuatro y puede levantar o bajar el conjunto de contenedores (6) y desplazarlos transversalmente entre la base del chasis superior removible (27) y el receptor deslizante (47). Este puede ser, específicamente, pero no de forma exclusiva, un vagón de ferrocarril, un semirremolque, una estructura fija o cualquier otro tipo de receptor deslizante (47). Este chasis superior removible (27) y la plataforma deslizante multidireccional (26) se instalan sobre una estructura de soporte (46), que puede ser un vehículo autónomo o remolcado o un caballete, según la funcionalidad que se le quiera dar.
Sistema de transferencia
El sistema de transferencia (28) está compuesto por un bastidor rígido de acero en cuyo interior hay un bastidor deslizante (40) sobre el cual se desplaza el sistema de elevación (39).
Este sistema permite transferir contenedores (6) en posición transversal usando ruedas para el traslado (41), preferentemente, incorporadas en el sistema de transferencia (28) que ruedan sobre carriles instalados sobre la plataforma deslizante multidireccional (26) y sobre el receptor deslizante (47). Este movimiento también puede realizarse instalando un esquí bajo el sistema de transferencia (28) y rodillos sobre la plataforma deslizante multidireccional (26) y sobre el receptor deslizante (47).
Para este movimiento, se prefiere el uso de cilindros hidráulicos instalados entre la plataforma deslizante multidireccional (26) y el chasis superior removible (27), para empujarlo hacia el receptor deslizante (47) y viceversa. Otra forma prevista es usar un motor eléctrico de rueda dentada sobre una cremallera (43) para impulsar el sistema de transferencia (28).
Sistema de elevación
El sistema de elevación (39) es un bastidor de acero guiado por bastidores verticales deslizantes (40) y desplazado verticalmente con respecto al sistema de transferencia (28) con ayuda de grupos de gatos hidráulicos (44). Este bastidor sostiene los conectores delanteros (29) y los conectores traseros (34) que elevan y sujetan los contenedores (6).
Conector delantero y conector trasero
Existen dos tipos de sistemas de conectores: el conector delantero (29) y el conector trasero (34), ambos con pasadores de conexión (32) que se insertan en los orificios laterales en las cantoneras estándar de los contenedores (6).
Los pasadores de conexión (32) tienen las dimensiones necesarias para insertarse lateralmente en los orificios de las esquinas sin dejar que los contenedores (6) se caigan, y sin chocar con los cierres giratorios o tirafondos (37) que también pueden insertarse verticalmente en los orificios de las cantoneras.
El conector delantero (29) comprende un grupo de conectores de entrada biarticulados y una placa metálica en forma de horquilla (25) cuya ranura encaja en el sistema de transferencia (28). La placa metálica en forma de horquilla (25) tiene dos pasadores de conexión (32) para conectar los contenedores (6), además de conexiones articuladas en un extremo al sistema de elevación (39) y, en el otro extremo, a un grupo de conectores delanteros de entrada (45). Estos conectores de entrada (45) cuentan con otra conexión articulada con el sistema de transferencia (28). De esta forma, cuando el sistema de elevación (39) sube, la placa metálica en forma de horquilla (25) pasa de una posición inclinada de reposo a una posición vertical forzada, y empuja la placa contra el contenedor (6) contra el conector trasero (34). De este modo, los pasadores de conexión (32) no pueden desprenderse de los orificios de las cantoneras del contenedor (6).
El conector trasero (34) está formado por dos partes, una placa de soporte de la bisagra (35) y una placa giratoria (33) que puede rotar 90° entre ellas. En la posición de reposo, en la que la placa de soporte de la bisagra (35) y la placa giratoria (33) son sustancialmente coplanarias, ambas placas (35) (33) están yuxtapuestas, de forma que el par no supera los 60 mm de espesor y permite que los brazos del chasis superior removible (27) se desplacen entre los contenedores (6) que deben colocarse sobre los vagones de ferrocarril a la distancia normalizada de 74 mm entre ellos, tal como ocurre en los vagones de ferrocarril.
En la posición rotada, en la que la placa de soporte de la bisagra (35) y la placa giratoria (33) se encuentran en posición casi perpendicular, la placa giratoria (33), que tiene dos pasadores de conexión (32), permanece paralela al lado del contenedor (6) y permite que estos se inserten en los orificios de las cantoneras de los contenedores (6).
Los brazos del chasis superior removible (27) del conjunto de contenedores (6) están arriostrados entre sí por bastidores de acero (30) paralelos a la pared lateral de los contenedores (6) que garantizan el sincronismo del movimiento de los brazos y en consecuencia el adecuado deslizamiento de los contenedores (6).
Plataforma deslizante multidireccional
Los brazos arriostrados del chasis superior removible (27) se deslizan sobre una plataforma deslizante multidireccional (26) fabricada con barras de acero. La base de la plataforma deslizante multidireccional (26) está conectada a la estructura de soporte (46) mediante un sistema de soportes deslizantes multidireccionales (48) que permiten un ajuste multidireccional fino a nivel horizontal del chasis superior removible (27) con respecto al receptor deslizante (47).
La plataforma deslizante multidireccional (26) está equipada con pasadores de acoplamiento macho (38) que permiten el acoplamiento entre la plataforma deslizante multidireccional (26) y el receptor deslizante donde se instalan las placas de acoplamiento hembra (49) para el proceso de deslizamiento. En el interior de los pasadores de acoplamiento macho (38) se han instalado sistemas de guiado láser que permiten el acoplamiento automático entre la plataforma deslizante multidireccional (26) y el receptor deslizante (47).
Estructuras de soporte
La estructura de soporte (46) puede ser una estructura de soporte fija (46.1) o una estructura de soporte móvil (46.2).
La estructura de soporte fija (46.1) puede ser de hormigón o acero y se utiliza para soportar la plataforma deslizante multidireccional (26) que, en esta situación, también cuenta con sistemas de elevación integrados para que puedan nivelarse con el receptor deslizante (47).
La estructura de soporte móvil (46.2) puede ser autónoma o remolcada, sobre neumáticos, ruedas de acero u orugas, y lleva instalados gatos de estabilización vertical (52), así como una plataforma deslizante multidireccional (26) para permitir su posicionamiento en las tres direcciones del espacio con respecto al receptor deslizante (47) y estabilizar a ambos durante el proceso de deslizamiento del chasis superior removible (27).
Plataformas fijas
Las plataformas fijas (50) están compuestas por estructuras de soporte fijas (46.1) que sostienen a la plataforma de deslizamiento multidireccional (26) y a los chasis superiores modulares removibles (27), instalados en paralelo a las vías férreas, a uno o ambos lados de la vía, para que se pueda realizar la carga y descarga de trenes ferroviarios de forma autónoma y sincronizada. En este caso, la plataforma deslizante multidireccional (26) dispone de gatos longitudinales con varillas más largas para permitir su posicionamiento longitudinal con los diversos tipos de receptores deslizantes de vagones existentes (47).
Plataformas móviles
Las plataformas de deslizamiento móviles (51) se componen de varias estructuras de soporte móviles (46.2) sobre las que se instalan la plataforma multidireccional de deslizamiento (26) y el chasis superior removible (27) para adaptar sus características geométricas al tren que se aproxima o a cualquier otro tipo de receptor deslizante de vagones (47). Las plataformas de deslizamiento móviles (51) pueden ser plataformas de deslizamiento móviles con carga (51.1) o plataformas de deslizamiento móviles sin carga (51.2).
Para ajustarse a las distintas tipologías de vagones ferroviarios existentes, se utilizarán vehículos autónomos o remolcados de diferentes longitudes para que exista una correspondencia con los vagones con los que operarán.
Las plataformas de deslizamiento móviles (51) pueden cambiar su ubicación, en cualquier momento, en el puerto o en una terminal, despejando el lugar de cualquier infraestructura que pudiera afectar futuras configuraciones de espacio del puerto o de la terminal.
Con esta solución, en cuanto se descarga el tren, los vehículos de la plataforma móvil se separan y transportan inmediatamente sus cargas a cualquier otra zona del parque o terminal.
El chasis superior removible (27) asociado a plataformas fijas (50) y a plataformas de desplazamiento móviles (51)
es una innovación en el sector ferroviario que facilita la transferencia de carga útil entre trenes de pasajeros y de mercancías que circulan en líneas paralelas.
Este innovador sistema tiene estaciones de cambio de ancho de uso inmediato que pueden instalarse en puestos fronterizos o terminales. También permite la transferencia de cabinas (4) entre trenes urbanos y suburbanos.
En el caso particular de los contenedores (6), permite cargar en forma simultánea trenes con diferentes longitudes y número de vagones.
Tanto en el caso de las plataformas fijas (50) como en el de las plataformas móviles deslizantes (51), es necesario realizar una serie de movimientos para llevar a cabo el proceso de deslizamiento:
a) Los soportes deslizantes multidireccionales (48) mueven la plataforma deslizante multidireccional (26) para ajustar la posición de los brazos del chasis superior removible (27) con el receptor deslizante de vagón (47) o cualquier otro tipo de receptor deslizante (47).
b) La plataforma deslizante multidireccional (26) se desplaza en dirección transversal de forma que los pasadores de acoplamiento macho (38) de la plataforma deslizante multidireccional (26) se encajen en las placas de acoplamiento hembra (49) del vagón ferroviario.
c) Los brazos del chasis superior removible (27) se dirigen al receptor deslizante (47) y dejan el sistema de transferencia (28) y el sistema de elevación (39) paralelos a los lados más pequeños de los contenedores (6). d) El conector trasero (34) gira 90° y posiciona la placa giratoria (33) paralela al lado del contenedor (6). e) El chasis superior removible (27) retrocede hasta que los pasadores de conexión (32) del conector trasero (34) se encajen en los orificios de las cantoneras en el lado trasero del contenedor (6).
f) Los conectores delanteros de entrada (45) del conector delantero (29) se activan para mover la placa metálica en forma de horquilla (25) de la posición inclinada a la posición verticamediante la inserción de los pasadores de conexión (32) en los orificios en las cantoneras del lado delantero del contenedor (6).
g) Los gatos hidráulicos (44) del sistema de elevación (39) se accionan suspendiendo el contenedor (6) mediante los pasadores de conexión (32) de los conectores delantero (29) y trasero (34).
h) El chasis superior removible (27) retrocede y lleva el contenedor (6) desde el receptor deslizante del vagón (47) sobre la plataforma deslizante multidireccional (26).
i) Al cerrar los gatos hidráulicos (44) del sistema de elevación (39), el contenedor (6) desciende al tiempo que se insertan los tirafondos (37) de la plataforma deslizante multidireccional (26).
j) La plataforma deslizante multidireccional (26) se desplaza hacia atrás para que los conectores de acoplamiento macho (38) se suelten de la placa de acoplamiento hembra (49) el receptor deslizante (47).
Claims (9)
1. Un equipo para transferir carga entre un receptor deslizante (47) y una estructura de soporte (46) compuesto por un chasis superior removible (27) en donde comprende:
- medios de elevación de carga y de desplazamiento lateral, siendo la carga un contenedor; los medios de elevación de carga consisten en un sistema de elevación (39) que comprende conectores delanteros (29) y conectores traseros (34), ambos con pasadores de conexión (32) destinados a la conexión en las cantoneras de un contenedor (6);
- los medios de desplazamiento lateral consisten en un sistema de transferencia (28); y
- un sistema láser para identificar la posición del chasis superior removible (27);
donde:
- el sistema de transferencia (28) comprende:
- un bastidor de acero rígido compuesto por bastidores verticales deslizantes (40);
- grupos de gatos hidráulicos (44) instalados dentro de la estructura del bastidor de acero rígido configurados para levantar el sistema de elevación (39); y
- ruedas (41) utilizadas como dispositivos de deslizamiento para transportar el sistema de transferencia (28) al receptor deslizante (47) en dirección transversal a la dirección del contenedor (6);
- el sistema de elevación (39):
- es un bastidor de acero montado en una estructura deslizante (40) y está configurado para desplazarse verticalmente junto con del bastidor deslizante (40) mediante los grupos de gatos hidráulicos (44);
- los conectores traseros (34) están instalados sobre un eje vertical en una placa de soporte de bisagra (35) y comprenden una placa giratoria (33) configurada para rotar hasta 90° horizontalmente con respecto a la placa de soporte bisagra (35), para permitir la conexión de los conectores traseros (34) al contenedor (6) a través de los pasadores de conexión (32); y
- los conectores laterales delanteros (29) comprenden una placa metálica en forma de horquilla (25) con dos conexiones articuladas en cada extremo conectadas al sistema de elevación (39); la misma está configurada para rotar desde una posición inclinada hacia fuera hasta una posición vertical por medio de los conectores delanteros de entrada (45), y así permitir la conexión al contenedor (6) a través de los pasadores de conexión (32).
2. El equipo según las reivindicaciones anteriores en el que la placa metálica en forma de horquilla (25) de los conectores delanteros (29) se conecta al sistema de transferencia (28) a través de una ranura.
3. El equipo según la reivindicación anterior en el que, en la posición de reposo, la placa articulada (35) y la placa giratoria (33) quedan yuxtapuestas de manera tal que el chasis superior removible (27) puede moverse entre los contenedores (6).
4. El equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que, en la posición girada, la placa giratoria (33) donde se colocan dos pasadores de conexión (32) permanece paralela a la pared lateral del contenedor (6) y bloqueada en esta posición, y/o en el que los brazos del chasis superior removible (27) dedicados al mismo contenedor están bloqueados por un bastidor de acero arriostrado (30) paralelo a la pared lateral de los contenedores (6) para garantizar el sincronismo de su movimiento y el correcto deslizamiento lateral de los contenedores (6).
5. El equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los brazos del chasis superior removible (27) se deslizan sobre una plataforma deslizante multidireccional (26) que está conectada a la estructura de soporte (46) mediante un soporte deslizante multidireccional (48), para un ajuste multidireccional fino a nivel horizontal del chasis superior removible (27) con respecto al receptor deslizante (47).
6. El equipo según la reivindicación anterior, en el que el receptor deslizante (47) tiene una placa de acoplamiento hembra (49).
7. El equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los pasadores de acoplamiento macho (38) están dispuestos en la plataforma deslizante multidireccional (26) para el correcto acoplamiento y apoyo entre la estructura de soporte (46) y el receptor deslizante (47).
8. El equipo según la reivindicación anterior en el que en los pasadores de acoplamiento macho del sistema de guiado láser (38) están dispuestos para el acoplamiento automático de la plataforma deslizante multidireccional (26) con respecto al receptor deslizante (47).
9. El método de utilización del equipo referido en las reivindicaciones anteriores que se caracteriza por comprender los siguientes pasos:
a) Los soportes deslizantes multidireccionales (48) trasladan la plataforma deslizante multidireccional (26) para ajustar la posición de los brazos del chasis superior removible (27) con el receptor deslizante (47),
b) La plataforma deslizante multidireccional (26) se desplaza en dirección transversal de forma que los pasadores de acoplamiento macho (38) de la plataforma deslizante multidireccional (26) se encajen en las placas de acoplamiento hembra (49) del vagón ferroviario,
c) Los brazos del chasis superior removible (27) se dirigen al receptor deslizante (47) y dejan el sistema de transferencia (28) y el sistema de elevación (39) paralelos a los lados más pequeños de los contenedores (6), d) El conector trasero (34) gira 90° y posiciona la placa giratoria (33) paralela al lado del contenedor (6),
e) El chasis superior removible (27) retrocede hasta que los pasadores de conexión (32) del conector trasero (34) se encajen en los orificios de las cantoneras en el lado trasero del contenedor (6),
f) Los conectores delanteros de entrada (45) del conector delantero (29) se activan para mover la placa metálica en forma de horquilla (25) de la posición inclinada a la posición vertical, mediante la inserción de los pasadores de conexión (32) en los orificios en las cantoneras del lado delantero del contenedor (6),
g) Los gatos hidráulicos (44) del sistema de elevación (39) se accionan suspendiendo el contenedor (6) mediante los pasadores de conexión (32) de los conectores delantero (29) y trasero (34),
h) El chasis superior removible (27) retrocede y lleva el contenedor (6) desde el receptor deslizante (47) sobre la plataforma deslizante multidireccional (26),
i) Al cerrar los gatos hidráulicos (44) del sistema de elevación (39), el contenedor (6) desciende al tiempo que se insertan los tirafondos (37) de la plataforma deslizante multidireccional (26),
j)La plataforma deslizante multidireccional (26) se desplaza hacia atrás para que los conectores de acoplamiento macho (38) se liberen de la placa de acoplamiento hembra (49), del receptor deslizante (47), para finalizar el proceso de deslizamiento lateral.
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