Medidor de geometría de la rodadura ferroviaria, formado por una fuente de luz (4) que emite una proyección láser (8) sobre el perfil de rodadura (1) de la rueda de aplicación,

y un sensor de arrays o matricial (5) que traduce la posición de la recepción de la mencionada proyección (8) en distancias que corresponden a las alturas del perfil de rodadura (1) en toda la anchura de la rueda

Medidor de geometría de la rodadura ferroviaria.

Sector de la técnica

El objeto de la presente invención está relacionado con la medición de los perfiles de rodadura de las ruedas de los trenes que se encuentran en las vías ferroviarias, proponiendo un dispositivo que permite realizar la captura de perfiles sucesivos para la obtención del contorno de la superficie de la rodadura.

Estado de la técnica

El re-perfilado de las ruedas de ferrocarril es un mantenimiento correctivo de las ruedas ferroviarias en explotación. Este mantenimiento correctivo de las ruedas es necesario para dejar el perfil de rodadura de las ruedas dentro de los parámetros autorizados por la normativa ferroviaria, para la circulación de los trenes, los cuales son;

Estos parámetros determinan el grado de desgaste de la rueda.

En este sentido se hace necesario conocer el estado de los perfiles de las ruedas de los vehículos ferroviarios que se encuentran en uso en las vías, para lo cual se conocen diferentes dispositivos y métodos de evaluación de los perfiles de rodadura.

Se conocen sistemas que emiten un haz de luz que se refleja en el perfil de la rueda, permitiendo captar una imagen para su posterior análisis y obtención de los parámetros necesarios para la evaluación del perfil de la rueda, tal es el caso de las Patentes de TALGO ES 2 122 876 y ES 2 208 055, así como la Patente de Hegenscheidt US 4 798 963, que describen unos sistemas constituidos al menos por un proyector de iluminación y una cámara, mediante los cuales se realiza la captación de la imagen del perfil de la rueda para realizar un posterior análisis de dicha imagen en lo que se denomina visión artificial.

En este tipo de sistemas, en los que la medición debe efectuarse dinámicamente al paso del tren, el primer problema se produce en el momento de realizar la captación de la imagen, ya que para obtener una imagen optima la cámara debe dispararse en el preciso momento en el que la rueda del vehículo ferroviario se encuentra en la perpendicular con el proyector de luz. En este sentido se precisa la incorporación de un sincronizador entre el proyector y la cámara, lo cual hace muy complejo el sistema de captación.

Por otro lado estos sistemas dependen de las limitaciones que tenga la cámara de captación en cuanto a la digitalización de la imagen, ya que el número de fotos por segundo que permite captar, depende de la resolución y del número de imágenes que pueda transmitir.

Para solucionar este problema de digitalización de las imágenes, las soluciones actuales implementan el uso de más de una cámara de captación junto con espejos y otros elementos, de manera que cada elemento recoge una parte diferente del perfil, con lo cual el procesamiento de la imagen, así como la implementación del sistema en el lugar de toma de datos, se hace más complejo.

Esta complejidad del sistema y del procesamiento de las imágenes hace que la toma de datos no pueda ser tan continua como se desearía, traduciéndose estos inconvenientes en la obtención de unos resultados poco precisos del estado real del perfil de rodadura de las ruedas.

Objeto de la invención

De acuerdo con la presente invención se propone un dispositivo que permite realizar la captación de la rodadura de una rueda de un vehículo ferroviario de forma directa y al paso del tren, resultando realmente ventajoso frente a las soluciones convencionales que se emplean en la misma aplicación.

El objeto de la invención se basa en un dispositivo de triangulación láser de 2D que permite la captura sucesiva de perfiles en 2D de la superficie de rodadura a analizar. Dicho dispositivo se basa en el principio de que la observación con un ángulo determinado de un haz de luz proyectado sobre una superficie, se puede relacionar con la distancia entre el haz y el objeto.

La ventaja que ofrece este dispositivo radica en el hecho de que el medidor capta punto a punto las distancias existentes entre el sensor y el objeto, generando un perfil de distancias (altura) para la anchura total de la rueda. Es decir, el dispositivo no entrega imágenes sino que entrega perfiles o un mapa de distancias, por lo que el procesamiento de imágenes que se realizaba con las soluciones convencionales ya no es necesario, lo que se traduce en una simplificación del procesamiento de las capturas así como un aumento de la capacidad de recogida de datos.

Dado que en este sistema la capacidad de almacenamiento y transmisión de datos no plantea ningún problema, al contrario de lo que ocurría con las soluciones convencionales, se puede asegurar un mayor número de capturas de perfiles, eliminando la necesidad de un sincronismo entre el captador y el proyector de luz al paso de la rueda del vehículo ferroviario. La realización de un mayor número de medidas, contribuye por otro lado a una mayor robustez y precisión del sistema de medición, pudiéndose incluso obtener un perfil en 3D dependiendo de la velocidad de paso de la rueda del vehículo.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra un esquema gráfico de los sistemas convencionales para la obtención del perfil de rodadura de las ruedas de los ferrocarriles.

La figura 2 muestra una perspectiva del dispositivo objeto de la invención en su función de aplicación.

Las figuras 3 y 4 muestran sendos esquemas gráficos de la captación del mapa de distancias mediante el dispositivo de la invención.

La figura 5 muestra un diagrama de bloques del funcionamiento del dispositivo objeto de la invención.

La figura 6 muestra en perspectiva una realización preferente del dispositivo de la invención.

La figura 7 muestra una vista seccional lateral del dispositivo de la figura anterior en la función de aplicación.

La figura 8 muestra una vista seccional frontal en correspondencia con la figura anterior.

La figura 9 es una perspectiva de un ejemplo de instalación práctica del dispositivo de las figuras anteriores.

Descripción detallada de la invención

La presente invención está relacionada con los dispositivos que se emplean en la medición de la rodadura de las ruedas de los vehículos ferroviarios, proponiendo un dispositivo capaz de medir la geometría de la rodadura de las ruedas sin contacto mecánico, proporcionando una gran robustez de las medidas que se obtienen.

En la figura 1 se muestra un esquema de instalación de un dispositivo de captación de banda de rodadura convencional. Tal y como se ha indicado anteriormente, las soluciones convencionales de los dispositivos de captación de la banda de rodadura de las ruedas de vehículos ferroviarios se constituyen por una pluralidad de cámaras (B) localizadas en diferentes puntos del lugar de toma de datos, así como dispositivos de iluminación (C).

En estas soluciones cada cámara (B) toma la imagen de una zona determinada del perfil (A), iluminada por un dispositivo de iluminación (C), en el momento del paso del vehículo ferroviario, con lo cual todas las cámaras (B) instaladas deben de estar sincronizadas entre sí y con el preciso momento de paso del tren, de forma que una vez la imagen haya sido procesada disponga de la mayor precisión. Sin embargo debido a la complejidad del dispositivo y del procesamiento de las imágenes, estos dispositivos resultan inadecuados para esta aplicación.

El dispositivo objeto de la invención (figura 2), permite reproducir el perfil (1) completo de la banda de rodadura de la rueda (2) del ferrocarril a una velocidad de maniobra de unos 30 Km/h aproximadamente, debido a la no existencia de contacto físico.

El dispositivo preconizado consta de dos unidades gemelas (3) localizadas en ambos lados de la vía, estando cada unidad constituida por una fuente de luz (4) estructurada en forma de línea láser y un sensor de array o matricial (5).

La instalación se realiza modificando los carriles (6), los cuales serán sustituidos por hilos de rail de material similar al de los carriles y que permiten la rodadura de la parte exterior de la banda de rodadura de las ruedas (2) del ferrocarril, quedando la parte activa...

1. Medidor de geometría de la rodadura ferroviaria, del tipo que se instala en la vía ferroviaria para realizar la captación del perfil de la banda de rodadura de las ruedas del ferrocarril en el paso de las mismas, caracterizado porque el conjunto funcional se implementa en unas unidades (3) que se instalan en unas vías de ferrocarril modificadas (6), estando cada unidad (3) constituida por una fuente de luz (4) y un sensor de arrays o matricial (5), emitiendo la fuente de luz (4) un haz de línea láser, que el sensor de arrays o matricial (5) traduce en distancias de las alturas del perfil de rodadura (1) una a una en la anchura total de la rueda (2), en función de las cuales proporciona la forma de dicho perfil de rodadura (1).

2. Medidor de geometría de la rodadura ferroviaria, según la primera reivindicación, caracterizado porque comprende un procesador (14) en el que se realiza la captura (12) del perfil de rodadura (1) definido por el sensor (5), para el posterior cálculo (13) de los parámetros de dicho perfil de rodadura (1).

3. Medidor de geometría de la rodadura ferroviaria, según la primera reivindicación, caracterizado porque se incorpora un sensor lateral (17) mediante el que se mide la distancia hasta la cara inactiva (2.1) de la rueda (2) para determinar una referencia de cálculo de los perfiles (1) de la banda de rodadura.