用于铁路车辆的障碍物和脱轨的检测装置

摘要

本发明涉及一种用于铁路车辆的障碍物和/或脱轨的检测装置(10)，包括：横梁(20)，其旨在接收横向于铁路轨道延伸的冲击；至少一个用于检测冲击的组件(22)，其支撑横梁(20)，具有弹簧和检测横梁(20)的运动且包括至少一个传感器的单元(30)；控制单元(24)，其能够收集来自检测单元(30)的数据，并且将指令传送到铁路车辆的制动单元(11)。该装置的特征在于，检测单元(30)包括用于检测横梁(20)沿至少两个角度偏移方向的运动的至少两个检测传感器。

说明书

本发明涉及一种用于铁路车辆的障碍物和脱轨的检测装置，其包括：

横梁，其旨在接收横向于铁路轨道延伸的冲击；

至少一个冲击检测组件，其支撑横梁，且具有弹簧和检测横梁的运动且包括至少一个传感器的检测单元；

控制单元，其能够收集来自检测单元的数据，并且将指令传送到铁路车辆的制动单元。

该装置旨在检测在铁路轨道上的可以是也可以不是脱轨源的任何类型的障碍物，并且警告管理员，并且停止铁路车辆。

传统地，通过障碍物检测感应器和独立的脱轨感应器确保铁路车辆的安全，感应器被布置在不同的预定的位置中。

为了简化它们在铁路车辆上的集成和布置，文件KR20100082162描述了一种障碍物和脱轨检测装置，其包括当与障碍物或铁轨的冲击出现时能够围绕旋转轴运动的单个横梁。旋转通过单个感应器被检测到，单个感应器发射命令铁路车辆制动的信号。

然而，该检测装置并不是完全令人满意的。具有组合在一起的两个功能的该装置的检测方法不能区别由在轨道上的障碍物导致的冲击和归因于火车的脱轨的冲击。

本发明的一个目的是获得能够基于障碍物的检测和/或脱轨的检测执行不同的紧急动作的检测装置，其容易被集成且布置在铁路车辆上。

为此，本发明涉及上述类型的装置，其中，检测单元包括用于检测横梁的沿至少两个角度偏移方向的运动的至少两个检测传感器。

根据本发明的特定的实施方式，根据本发明的装置包括被单独考虑或根据可能的技术组合的一个或多个下列特征：

弹簧是板簧；

板部旨在预压板簧；

板簧包括至少两个支部，两个支部被沿至少两个角度偏移方向定向，并且传感器在该至少两个角度偏移方向上被应用；

板簧的至少两个面被放置为面对用于检测运动的检测传感器；

传感器是感应传感器；

传感器是电气开关；

传感器通过独立电连接件被连接到控制单元。

本发明还涉及用于铁路车辆的检测障碍物和/或脱轨的方法，其包括下列步骤：

提供根据前述权利要求的任一项的检测装置；

在横梁上与障碍物和/或在脱轨期间与铁轨碰撞；

响应冲击和检测组件的弹簧的形变，横梁运动；

检测弹簧的运动，并且通过检测单元将至少一个检测信号发送到控制单元；

激活紧急制动方案。

根据本发明的特定的实施方式，根据本发明的方法包括被单独考虑或根据可能的技术组合的一个或多个下列特征：

发送识别在冲击期间的第一传感器的分量和第二传感器的分量的至少一个检测信号，每个电连接件分别朝向控制单元传输来自检测单元的每个传感器的至少一个检测信号。

一旦阅读下列描述且参考附图，本发明将被更好地理解，其仅被提供作为示例，其中：

图1是被设置有根据本发明的检测装置的铁路车辆的示意性的正视图；

图2是根据本发明的用于铁路车辆的障碍物和脱轨的检测装置的立体视图，以及

图3是穿过根据本发明的检测组件的检测装置的剖视图。

铁路车辆1是行驶于铁路轨道上的车辆。它特别地包括车体2和两个转向架4，每个转向架4将多个车轴5集合在底座6上。

如图1所示，障碍物和/或脱轨检测装置10被紧固于转向架的底座6的前面，被认为沿铁路车辆1的行驶方向放置在铁路车辆1的前面。

检测装置10旨在检测铁路车辆1的运动的障碍的所有形式，并且根据障碍的类型，即是，障碍物或脱轨，在当需要时，对铁路车辆1的制动单元11采取紧急方案。

参考图2，检测装置10包括由底座6支撑的横梁20以及被固定在底座6的两侧上的两个检测组件22。横梁20沿铁路车辆1的整个转向架4横向地从一个铁轨延伸到另一铁轨。

检测装置10进一步包括制动单元11的控制单元24，控制单元24被连接到控制单元11。

横梁20具有适合于拦截与障碍物或轨道的冲击的轮廓。横梁20具有圆形或多边形的实心或空心部分。横梁20还具有直线型轮廓或曲线型轮廓。

如图3所示，横梁20包括面对铁路轨道的水平下面部26、垂直前面部27和连接横梁与每个检测组件22的上面部28。

被插入到横梁20和底座6之间的每个检测组件22都适合于调整横梁20相对于铁路轨道的高度。

每个检测组件22都包括沿彼此角度偏移的两个方向可变形的腿部29以及检测单元30，检测单元30包括用于检测可变形的腿部29的沿两个方向的变形的第一独立传感器31和第二独立传感器32。

两个方向有益地彼此垂直，并且与车辆的前进方向和垂直方向相对应。

可变形的腿部29包括弹簧33和被插入到横梁20和弹簧33之间的支撑件34。

支撑件34包括固定到横梁20的鞋形部，其被装配有能够与互补机架协作的机架。该鞋形部通过贯穿螺栓被固定在弹簧33上的位置中。

弹簧33被刚性地连接到底座6的一个端部，并且通过支撑件34在另一端部延伸。

弹簧33是在经历了相对显著的变形之后能够恢复到初始状态的机械部件。

如在图3中以示例的方式示出的，弹簧33是板簧。板簧33是倒U型，其中三个连续的支部被导向为彼此垂直：被固定到底座6的第一支部35；水平的第二支部36；以及平行于第一支部35的第三支部37。

可选地，弹簧33是具有至少两个支部的板簧，支部在1°和180°之间的角度被连续地定向，并且弹簧的其中一个端部被固定到底座6。

为了优化检测装置10的布置，检测单元30被有益地放置在由板簧33限定的空间中。

检测组件22包括板部38，板部38旨在预压板簧33且形成用于检测单元30的刚性支撑。

板部38呈现支架的形式，其包括形成直角的邻近支部39和相对支部40，板部38在两个支部之间的交汇处具有圆角设计。脊部42被设置在邻近支部39和相对支部40之间。

板部38的相对支部40面对保持被固定于车辆的底座6的板簧33的第一支部35。

板部38的邻近支部39限定了具有肩部46的孔44，肩部46具有支承面48，板簧33的第三支部37支承于支承面48上。被插入到孔44中的第三支部37从而通过支承面48被预压，其相对于检测单元30定位板簧33。

第一传感器31被垂直地定向为与板簧33的第二支部36相对，并且第二传感器32被水平地定向为与板簧33的第三支部37相对。

传感器31、32优选地为感应传感器或电气开关。传感器31能够发射代表板簧33的垂直运动的第一检测信号。传感器32能够发射代表板簧33的水平运动的第二检测信号。

更进一步，如图2所示，使用对应的电连接件64、65，每个传感器31、32被连接到控制单元24，电连接件64、65对于传感器31、32是特定的。

控制单元24包括处理器66、便携存储器68、数据库70、关联预先录制的流程与接收到的检测信号的程序72以及将控制单元24连接到制动单元11的第二电连接件74。

每个检测信号被收集，随后通过处理器66与预先被录制在便携存储器68中的数据库70比较。该数据库70包括在横梁20上的每次冲击情况的相关的程序，以告知管理员过去的事件。在比较期间，如果接收到的检测信号与需要紧急制动的冲击相关，相关的控制命令被送到制动单元11，以触发紧急制动。

现在将描述用于铁路车辆障的碍物和/或脱轨的检测方法，其使用根据本发明的装置10来实施。

首先，向前行驶的铁路车辆1撞击被放置在轨道上的障碍物，或者在脱轨之后撞击轨道自身。在横梁20处发生接触。

板簧33根据障碍物或轨道的冲击角度定向地变形。

弹簧33的运动通过检测单元30的传感器31、32检测。与板簧33的定向的支部相对的检测传感器31、32分别测量沿弹簧的水平和垂直分量的单独运动，并且每个都发送代表板簧33的运动的相关的检测信号。每个检测信号通过独立的电子连接件64、65被发送到控制单元24。

根据被预安装在便携存储器68中的数据库70，控制单元42处理且分析与每个测量信号相关的搜集到的数据。

例如，来自至少一个检测单元30的仅具有来自传感器31的垂直运动分量的检测信号被发送。控制单元24将该检测信号与脱轨相关联。控制单元24随后采取用于脱轨的制动方案。对于来自至少一个检测单元30仅具有来自传感器32的水平分量的检测信号，检测到障碍物，控制单元24关联用于障碍物的制动方案。

一旦信号被控制单元24处理且关联，相对于制动单元11指令方案。

通过分析由在检测横梁20上的冲击引起的运动分量，检测装置10有益地探测到障碍物或在脱轨期间的铁轨。

因为只是两个运动检测传感器31、32被布置在至少两个角度偏移方向中，检测装置10适合于测量且区别来自障碍物的冲击和/或来自脱轨的冲击。有益地，探测装置10使得紧急制动方案与通过检测单元30收集的信号相适应。

可选地，检测装置10包括能够发送无线信号的检测单元，例如通过电波。

可选地，检测装置10被连接到远程监控网络程序，其管理整个铁路网络。该信息实时传送，并且从而能够预期地偏移，以绕过受破坏的区域。