Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, que comprende:

- sistema de movimiento y medida horizontal, con subsistema de movimiento horizontal, desplazador lineal (7) perpendicular al ancho de vía; subsistema medida de distancia horizontal; subsistema detección de la cara interna de cada raíl; y subsistema de control, para integración de sistemas, implementación de la aplicación y comunicación con el operador.

- sistema de medida vertical.

- sistema de ayuda a la instalación que proyecta líneas láser para referencia al instalador y posicionar correctamente la catenaria respecto al centro de la vía.

- Y sistema de control, para integración de los sistemas, implementación de la aplicación y comunicación con el operador.

Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto.

Objeto de la invención

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, que aporta a la función a que se destina varias ventajas así como notables características de novedad, que serán consignadas en detalle más adelante, y que suponen una destacable mejora frente a los sistemas actualmente conocidos para el mismo fin.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en un sistema auscultador de catenaria vial, particularmente de vía férrea, cuya finalidad estriba en permitir calcular los parámetros de geometría de la catenaria a lo largo de su recorrido por la vía, mostrándolos de forma gráfica al operario y guardando los datos para su posterior análisis y tratamiento.

Dado que el establecimiento preciso de la posición geométrica de la catenaria influye de forma determinante en la calidad inicial de la misma, es necesario valorar y rectificar el error de la catenaria, tanto en lo que respecta a su altura como a su descentramiento.

El objeto de la presente invención es, pues, un comprobador portátil bimodal, es decir, que puede ser portátil o estar integrado en camión, y sin contacto de parámetros básicos de instalación de vía, cuya función principal será medir, sin contacto, la altura y descentramiento de la catenaria respecto al punto medio del plano de rodadura de la vía férrea durante su montaje e instalación.

El auscultador propuesto, además y ventajosamente, es de fácil instalación en diversas unidades de vía, y posibilita la medida de los parámetros de instalación de la catenaria evitando procesos de calibración, permitiendo la auscultación en tramos rectos, tramos en curva, túneles, estaciones, seccionamientos, agujas y en condiciones meteorológicas y luminosas adversas.

Campo de aplicación de la invención

El campo de aplicación de la presente invención se encuadra dentro del sector técnico dedicado a la realización de infraestructuras de vía férrea, más concretamente en el relativo a la instalación de catenarias.

Antecedentes de la invención

En la actualidad, y como referencia al estado de la técnica, debe señalarse que, por parte del solicitante se desconoce la existencia de ningún otro auscultador de catenaria que presente unas características técnicas, estructurales o de configuración semejantes, ya que el auscultador propuesto en la presente invención es un sistema nuevo que no existe en el mercado, el cual basa su medición en la geometría de la catenaria, evitando interacciones entre el aparato de medida y la línea, al realizarse la medida en estático, a diferencia de los equipos de auscultación mecánicos existentes en el mercado, que están orientados al mantenimiento de la línea aérea de contacto y realizan una auscultación dinámica, por lo que deben realizar un procesamiento y filtrado de datos de los efectos dinámicos, con los consiguientes errores asociados a las medidas.

Así, tradicionalmente, la posición de la geometría de la catenaria en la instalación se determina de forma manual por la cuadrilla de montaje, siendo éste un método que no solo es impreciso, sino que requiere un gran esfuerzo económico y de medios.

El pantógrafo manual de medida de la geometría de la catenaria es uno de los elementos más utilizados en el mantenimiento de la línea aérea de contacto (LAC). Uno de los mayores inconvenientes, se debe a su imprecisión y requerimientos de contrastar muy frecuentemente la bondad de las medidas.

El pantógrafo de medida manual está realizado de madera seca y tratada exteriormente para impedir la absorción de humedad y está formado por:

Base. Una barra horizontal en la que se encuentran dos topes que se situarán en las caras interiores de los carriles y que servirá de referencia al resto de los elementos para una medida adecuada.

Regla vertical. Esta constituida por dos barras de forma que una está acanalada y va instalada fija sobre la base. En ella se encuentran marcados los metros y centímetros que darán la referencia de la altura de la catenaria. La otra barra desliza por el interior de la primera, de forma que en la posición más baja deberá dejar margen de al menos 30 cm por debajo de la altura mínima de la catenaria.

Sobre este elemento se sitúa una marca fija que servirá de referencia para la medida.

En el punto superior, la barra fija lleva un viento a cada extremo de la base con un tensor, de forma que sirva para ajustar su perpendicularidad al plano de rodadura.

Regla horizontal. Corresponde a la regla que mide el descentramiento de la catenaria, y está unida a la regla vertical de forma fija y perpendicular.

Esta regla está dividida en centímetros, mercados a ambos lados de su eje, el cual coincide con el de la regla vertical. Las divisiones están indicadas cada cinco centímetros, con numeración de las mismas cada diez, abarcando un máximo de, más o menos, cincuenta centímetros.

En la actualidad se usan otros equipos para la auscultación de la catenaria, como coches o dresinas, utilizados por las administraciones públicas, pero dichos equipos son sistemas de auscultación dinámica de vía, es decir, montados en un vehículo auscultan, sobre la marcha, la vía, realizando medidas de la geometría de la catenaria y de la vía como mantenimiento preventivo o correctivo, para comprobar el estado de la red, y no están orientados a medir los parámetros de instalación de la catenaria de vía.

El coche auscultador de catenaria es un coche geométrico y dinámico que realiza mediciones en líneas de ancho nacional e internacional, a una velocidad máxima de 200 Km/h y sustituye a un vehículo de más de 80 años de servicio.

La medición de los parámetros geométricos y dinámicos se realiza a través de pantógrafos en el techo y en los extremos del vehículo; el destinado a los primeros, tiene sensores inductivos para analizar el desplazamiento de la catenaria y un potenciómetro para calcular la altura, mientras que el dedicado a aspectos dinámicos, es decir, la interacción pantógrafo-catenaria, dispone de células de carga para supervisar los esfuerzos.

Las dresinas de inspección de catenaria han sido concebidas para facilitar los trabajos de auscultación y las actividades de tendido y mantenimiento de la línea aérea de alimentación eléctrica.

Hoy en día, pues, existen auscultadores que permiten la medida de la vía y su geometría, midiendo la altura y descentramiento del hilo de la catenaria con respecto al eje de la vía, a la vez que permiten la medida de otros parámetros auxiliares físicos y geométricos, pero presentan los siguientes limitaciones técnicas respecto al sistema que la presente invención propone:

- Ninguno de los sistemas o dispositivos de medición de geometría de catenaria conocidos proporciona a los montadores los parámetros necesarios para realizar la instalación de acuerdo a los valores nominales y tolerancias especificadas en la normativa, ni captura las mediciones realizadas de manera automática.

- La auscultación de los sistemas conocidos es dinámica, por lo que es necesario un filtrado de los efectos dinámicos que se producen en la catenaria por la interacción pantógrafo-catenaria y debidos al movimiento del equipo.

- Los auscultadores existentes en el mercado basan su medición en la interacción con el pantógrafo, que es la referencia de funcionamiento, con los consiguientes errores y correcciones por el movimiento del equipo, al realizarse una auscultación dinámica.

- Los equipos auscultadores existentes en el mercado están orientados al mantenimiento de la líneas aérea de contacto, y su filosofía de funcionamiento es captar los máximos datos posibles en el menor tiempo posible, para analizar los puntos que se encuentren fuera de los límites de tolerancia, lo que encarece mucho su coste, debido al procesamiento masivo de datos.

- Desde el punto de vista de la geometría de la catenaria, el procesamiento y filtrado de los efectos dinámicos puede inducir a errores en las medidas tomadas.

Sería, por tanto, deseable la creación de un nuevo sistema de auscultación que permita solventar satisfactoriamente los antedichos inconvenientes que presentan los sistemas convencionales, siendo este el objetivo...

1. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, aplicable para calcular los parámetros de geometría de la catenaria a lo largo de su recorrido por la vía, cuya finalidad es medir la altura y descentramiento respecto al punto medio del plano de rodadura de la vía, es decir, la línea central entre los dos raíles de la vía, esencialmente, durante su montaje e instalación, caracterizado por el hecho de comprender:

- Un sistema de movimiento y medida horizontal, que, a su vez, comprende: un subsistema de movimiento horizontal, conformado por un desplazador lineal (7) instalado perpendicularmente a la vía; un subsistema de medida de distancia horizontal, dotado de medios de medición para calcular la distancia existente entre los dos raíles de la vía; un subsistema de detección de la cara interna de cada raíl; y un subsistema de control (15) de dichos subsistemas de tipo informático.

- Un sistema de medida vertical (16), constituido por cualquier dispositivo de medición apto para calcular la distancia entre la catenaria y el suelo donde se encuentra la vía.

- Un sistema de ayuda a la instalación, constituido por un dispositivo (17) dotado de un emisor de rayos láser, para posicionar correctamente la catenaria respecto al centro de la vía.

- Y un sistema de control informático apto para el control del conjunto de sistemas y permitir la comunicación con el operador.

2. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de ser portátil, yendo instalado en una ligera plataforma (2) que se sitúa sobre la vía.

3. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de ir instalado sobre un camión (3), adecuadamente adaptado para circular por la vía (4), mediante la incorporación de ruedas adicionales (5), o sobre una unidad (6) de vía principal.

4. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el subsistema de movimiento horizontal, cuenta con un motor (8) y un regulador digital (9), y con un carro (11) porta instrumentos que discurre por el desplazador lineal (7).

5. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el subsistema de medida de distancia horizontal, está constituido por sistema de medición (10) y por un dispositivo (12) captor de medición, solidario con el carro (11) del desplazador lineal (7) horizontal.

6. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el subsistema de detección de la cara interna de cada raíl, está formado por uno o dos detectores (14) de posición, tipo láser, integrado con el sistema de movimiento horizontal y la medición de distancia horizontal.

7. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que el subsistema de control (15), es un elemento informático consistente en un PLC o un PC.

8. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por el hecho de que el sistema de medida vertical (16), está integrado en el carro (11) del subsistema de movimiento horizontal.

9. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por el hecho de que el dispositivo (17), constituyente del sistema de ayuda para posicionar correctamente la catenaria respecto al centro de la vía, va instalado en el carro (11) del desplazador (7) lineal, junto al sistema de medida vertical (16).

10. Auscultador de catenaria bimodal y sin contacto, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que el sistema de control, es un elemento informático constituido por un interfaz (18), consistente en un PC portátil.