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WO2006120258A1 - Metodo y dispositivo para la comprobación del estado de apriete de sujecciones de vias ferroviarias - Google Patents

Metodo y dispositivo para la comprobación del estado de apriete de sujecciones de vias ferroviarias Download PDF

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Publication number
WO2006120258A1
WO2006120258A1 PCT/ES2005/000268 ES2005000268W WO2006120258A1 WO 2006120258 A1 WO2006120258 A1 WO 2006120258A1 ES 2005000268 W ES2005000268 W ES 2005000268W WO 2006120258 A1 WO2006120258 A1 WO 2006120258A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plate
antenna
insulating plate
train
conductive element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/ES2005/000268
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juan Vives Clavel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plasticos Mondragon SL
Original Assignee
Plasticos Mondragon SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plasticos Mondragon SL filed Critical Plasticos Mondragon SL
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Priority to PT05750103T priority patent/PT1897778E/pt
Priority to AT05750103T priority patent/ATE508923T1/de
Priority to PCT/ES2005/000268 priority patent/WO2006120258A1/es
Priority to ES05750103T priority patent/ES2366444T3/es
Priority to PE2006000510A priority patent/PE20070026A1/es
Priority to US11/435,205 priority patent/US7634947B2/en
Publication of WO2006120258A1 publication Critical patent/WO2006120258A1/es
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Ceased legal-status Critical Current

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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02—Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/02—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts
    • B61L1/06—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts actuated by deformation of rail; actuated by vibration in rail
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for automatically checking the tightening state of railroad track fasteners, so that a signal from each of the fasteners can be picked up from a train running on a track, which indicates whether the degree of tightening of said fasteners is suitable or if on the contrary the fastening is not adequate either because it is loose or damaged.
  • a device object of the invention comprises a pressure sensing element and at least one electrically conductive element connected to said pressure sensor, with which a variation of at least one electrical magnitude is generated proportional to the clamping pressure existing in the less a point in said support during the passage of a train.
  • the invention also relates to an insulating plate for fasteners and an installation of railway tracks, which incorporate a sensor device object of the invention.
  • a first aspect of the invention refers to a sensor device for checking the tightening state of railroad track fasteners comprising a pressure sensing element and at least one electrically conductive element connected to said pressure sensor.
  • fasteners must be understood as any set of elements that allow the fixation at a point of a rail or rail, to a crossbar.
  • the pressure sensing element can be formed by a material with piezoelectric properties, or it can consist of a capacitor of varying capacity, or another type of sensor that allows determining the pressure at a point of the fastener.
  • the conductive element is capable of radiating and / or receiving electromagnetic energy.
  • Another aspect of the invention relates to an insulating plate for fastening rails on sleepers, which incorporates a device as described above.
  • the sensor device formed by the pressure sensor element and the radiant element may be immersed in the plate itself as a result of! molding thereof, or it can be coupled to it later in a cavity provided for this purpose.
  • the invention also relates to a conventional railway installation formed by rails mounted on sleepers in cooperation with insulating clamping plates and through screws through said plates, which incorporates the sensor device described above, which It may be coupled at a point of the fastener that is considered adequate to determine the tightening state thereof.
  • the pressure sensor may be in contact with the insulating plate and the crossbar, or between the insulating plate and the rail, or between the insulating plate and a clamping clip, or between the elastic plate and an elastic sheet.
  • Another aspect of the invention relates to a method for checking the tightening state of railway track fasteners, in which a variation of at least one electrical and / or magnetic magnitude proportional or indicative of the tightening pressure existing in the less a point in said support during or after the passage of a train.
  • the variation of the electric quantities may consist of a variation of an electromagnetic energy emission, a variation of the frequency, intensity or amplitude of a signal, caused by the passage of a train over a clamp that transforms into a pressure variation on a pressure sensor located in the fastener.
  • the present invention manages to avoid the laborious work that involves the manual checking of these facilities, due to the amount of km. of roads that have to be periodically reviewed in situ, considerably reducing the cost of conservation and maintenance of these, as well as providing road safety to both official agencies and users who use these means of transport. Since the checking of the condition of the fasteners can be carried out automatically with the normal circulation of a train, the monitoring of the tracks can be carried out continuously throughout the day so that any damage in a fastener is quickly detected .
  • Figure 1 shows a perspective view of an embodiment of a device with a piezoelectric sensor for checking the tightening state of fastenings of railway tracks object of the invention.
  • the variation of compression to which the sensor is subjected is illustrated with arrows.
  • Figure 2 shows an electrical scheme corresponding to the operation of the device of Figure 1.
  • Figure 3 shows a perspective view of another embodiment of a device with a capacitive sensor for checking the tightening state of railroad track fasteners.
  • Figure 4 shows in Figure 4b an electrical scheme corresponding to the operation of the device of Figure 3.
  • Figure 4a shows the operation of the variable capacitor.
  • Figure 5. shows a front sectional view of a known railroad installation comprising an insulating plate of the CLIP type and clamping clip, in which with arrows the efforts to which each element of the installation is subjected during the passage of a train is indicated.
  • the state of the elements is represented at the exact moment in which they support the weight of an axis of a locomotive, and in the right half the state of the elements in their normal state after the release of said weight.
  • Figure 6 shows a representation similar to that of Figure 5 but with insulating plates of the Elastic Lamina type.
  • Figure 7 shows in Figure 7a a perspective view of an insulating plate together with a screw inserted therein, as well as the device object of the invention mounted on the insulating plate.
  • Figure 7b shows an enlarged detail of the relative arrangement of the device and screw of Figure 7a.
  • Figure 8 shows in Figure 8a a perspective view and in Figure 8b a top plan view of an insulating plate with a device with piezoelectric sensor embedded in said plate.
  • Figure 9 shows in Figure 9a a perspective view of an assembly formed by an insulating plate, screw and fixing nut, metal elastic sheet and housing with sensor device in coupling position.
  • Figure 9b shows a perspective and enlarged view of the housing with piezoelectric sensor and radiating element.
  • Figure 10 shows a schematic diagram illustrating the method for checking the tightening state of railroad track fasteners, based on a self-powered system, that is, when using a piezoelectric sensor.
  • Figure 11.- shows an illustrative schematic diagram of the method for checking the tightening state of railway track fasteners, based on an externally powered system, that is, when using a capacitive sensor and an electromagnetic emitting equipment necessary for the sensor supply .
  • the device (1) for checking the tightening state of railroad track fasteners comprises a pressure sensing element (2) and at least an electrically conductive element (3) capable of radiating and / or receiving electromagnetic energy, which is electrically connected to said pressure sensor (2).
  • the pressure sensor (2) consists of a material with piezoelectric properties with a rectangular prismatic shape, which is intended to receive a pressure impact with the passage of the train over the railroad track.
  • the conductive element (3) consists of a dipole antenna formed by two "L" arms arranged symmetrically with each other and connected to two sensor faces (2).
  • the material with piezoelectric properties can be for example quartz crystal, Rochelle salt, or ceramic or polymeric materials.
  • the conductive element may consist of: an electrode, plate, open or closed coil, coil, an ink layer or conductive paste.
  • the conductive element can be an antenna for example of the types: monopole, dipole, vertical monopole, dipole parallel to a conductor plane, frame antenna, spiral antenna, coplanar antenna, radiofrequency antenna, flat antenna, or printed antenna.
  • the operation of the sensor device (1) has been illustrated in Figure 2, where it is appreciated that a force pulse "F" applied to the pressure sensor (2), piezoelectric in this case, generates a pulse of electrical voltage in the element conductor (3) either an antenna or a coil, which generates an electromagnetic field (4) that will be proportional to the magnitude of said force pulse.
  • the said force impulse on the sensor (2) is caused by the compression-relaxations of the elastic seat plate produced by a wheel of a train when passing on the fastening of the track in which the sensor device (1) is located. .
  • the electromagnetic field (4) referred to above can be picked up by a receiving equipment (5) which can be installed for example in a railway vehicle of maintenance of the track adapted to such use or in a conventional train during its normal route of the track.
  • the implementation of the receiving equipment (5) is obvious to any expert in the field, so it is not necessary to enter into its constructive details.
  • FIG. 3 Another possible practical embodiment of the invention has been represented in Figure 3, and consists of a sensor device (1) in which the pressure sensing element (2) consists of a capacitor of variable capacity formed two conductive plates that respectively form a upper electrode (7) and a lower electrode (8) separated from the upper one.
  • a dielectric material (9) is located between both electrodes (7), (8), which may consist, for example, of air, polymeric materials such as Polystyrene, Polyester, Polycarbonate, etc.
  • the conductive element 3 is an antenna that forms a loop (14) and two arms (15) that are electrically connected with the electrodes (7) and (8). He set formed by the sensor (2) and the conductive element (3) is substantially flat, in order to facilitate its installation in the fastening of the railroad track.
  • the plates that determine the electrodes (7) and (8) can be separated or moved away from each other, so that the separation distance depends on the pressure to which they are subjected in their arrangement in a fastener of the track, either in a state resting or during the passage of a train.
  • Figure 4a in the separation or approach of the electrodes (7) and (8) there is a variation of the capacitor capacity and a deformation of the volume occupied by the dielectric (9).
  • the elastic seat plate When the train passes, the elastic seat plate is compressed by releasing pressure on the insulating plate so that the electrodes are separated. When the wheel of the train moves away from the support, the elastic seat plate recovers its thickness so that the pressure in the insulating plate increases, producing the approach of the electrodes.
  • the electrode plates are subject to a substrate (in this case the plastic of the insulating plate) and the plates move together with the substrate when it recovers its initial position (when the load disappears) due to the elasticity of the material (in this case the of plastic)
  • Frequency tracking techniques are based on modifying controlled form a broadcast frequency, and record a response (signal on reception) on that same frequency. This procedure is performed in a frequency range or bandwidth, therefore the tracking. With this, a maximum or minimum reception value can be collected within the frequency bandwidth (depending on the magnitude that we are reading), determining a resonant frequency, which we will relate to the variations of the electrical quantities on which it is based our system
  • the capacitive pressure sensor (2) and the conductive element (3) consisting of an antenna form a resonant circuit that will depend on the capacity of the condenser and this in turn depends on the pressure at Ia that the condenser plates are subjected depending on the tightening state of the fastener.
  • a magnetic coupling is made between transmitter / receiver and sensor and by means of a frequency "tracking" a minimum input impedance is found at a certain frequency. Knowing that frequency, you can obtain the variations of electrical quantities, from which we can obtain the information we need.
  • a capacitive pressure sensor (2) and the conductive element (3) consisting of an antenna are used, which is arranged around a through hole (12) of The plate (11) for the passage of the screw (13) so that once the screw (13) is installed it is arranged axially with respect to a turn (14) that forms the antenna.
  • the antenna is connected to the electrodes (7) and (8) by means of arms (15).
  • the screw (13) and the antenna are adapted so that the screw acts as the core of the loop, so that an electromagnetic radiation that is captured by the screw (3) is induced in the loop ( 14) of the antenna.
  • Figure 8 shows another aspect of the invention consisting of an insulating plate (11) for fastening rails on sleepers incorporating a sensor device (1) object of the invention, specifically the sensor device shown in Figure 1.
  • the insulating plate (11) can be molded in its manufacturing process on said device (1), which is completely or partially embedded within said plate.
  • the sensor device (1) can adopt in the plate (11) any position deemed appropriate.
  • the insulating plate (11) can be manufactured separately but forming in it a cavity or housing (not shown), formally suitable for subsequently receiving a sensor device (1) that can be fixed therein by any known technique.
  • the sensor device (1) is at least partially accessible from the outside of the plate (11).
  • the sensor device (1) can have a housing (16) within which the sensor device (1) is housed, in this case a piezoelectric pressure sensor (2) and a conductive element (3 ) consisting of a dipole antenna formed by two arched arms.
  • the device is especially suitable for use in existing railway installations, as indicated in Figure 9a, where a housing (16) can be seen, which, as a washer, can be coupled between a nut (17) and a metal plate reinforcement (18) being pressed between both elements.
  • the housing (16) can be in the form of a ring with a central hole for the passage of the screw (13) after disassembly of the nut (17), or as is the case Figure 9 can take the form of (U) having an opening (17) that allows its coupling simply by loosening the nut (17), but without needing to remove it completely.
  • the housing (16) facilitates the manipulation and installation of the sensor device, while protecting it from accidental damage.
  • FIG. 5 and 6 Another aspect of the invention relates to a railway installation such as that represented in Figures 5 and 6, and incorporating a sensor device (1) as defined in any of the attached claims relating to said device, either independently mounted or as integral part of the insulating plate (11).
  • Said railway installation in view of the figures 5 and 6, comprises a rail (20) mounted on a crossbar (21) in cooperation with a clamping insulating plate (11) on each side of the rail (20) and in cooperation with two screws (13) through these plates (11) and fixed in the sleepers (21).
  • the base of the rail (20) rests on the crossbar (21) through an elastic seat plate (22).
  • the insulating plate (11) is of the CLIP type that is used together with two elastic clips (23) that contact the base of the rail (20) for its fastening.
  • the screws (13) are threaded in the crossbar (21) by means of respective threaded anchor sleeves (24).
  • insulating plates (11) of the Elastic Sheet type are used that directly contact the base of the rail (20).
  • the screws (13) retain said plates (11) by means of nuts (17) threaded at their upper end and metal reinforcement plates (18).
  • fasteners must be understood as the set of elements that allow the fixation at a point of a rail or rail to a crossbar.
  • the fastener is formed by the elements: insulating plate (11), screw (13), threaded sheath (24) and clip (23), and for the case of Figure 6 the fastener is formed by the elements: insulating plate (11 ), screw (13) nut (17) and metal elastic sheet (18). It will be apparent to one skilled in the art that the invention is equally applicable to other types of fasteners formed by other elements.
  • the clamping pressure of the clamp does not reach a set value, for example because it is loose, deteriorated or damaged, the impact against the piezoelectric does not occur with the intensity set for a clamp in perfect condition, which is reflected in the variation of an electrical magnitude, either in the form of a variation of the amplitude of a signal, frequency etc.
  • an electromagnetic signal generating equipment is needed that once sent to the energy reception system will convert the electromagnetic field into energy to know the status of the capacitive sensor and emit it by another electromagnetic field to the collector located in the train.
  • an electromagnetic probe or sensor (approximately 60 cm) from the ground level, which in its path (approx. 91 sleepers per second when the approximate speed is 200 km / hour), will be capable of detecting the disturbance of this electromagnetic field if it exists, transmitting said signal to the transmitter / receiver enabled on the train, automatically and promptly locating the correct or erroneous state of the fasteners.
  • the signal to be detected will be different and therefore would be equally detectable.
  • Proper software in the sender / receiver will convert this state into user language, automatically informing us of the situation in which the naughty bindings are found.
  • the solution can be viable both in insulating plate fasteners and in clip-angled plate solutions, without discarding other types of fixations other than those that may arise in the future.
  • the pressure sensor In the railway installation the pressure sensor is in contact with the insulating plate and the crossbar, or between the insulating plate and the rail, or between the insulating plate and a clamping clip.
  • the pressure sensor (2) when the sensor device (1) is installed independently, the pressure sensor (2), whether it is a piezoelectric or a capacitive sensor, can be arranged under the nut (17) that accompanies the screw (13 ) for example inserted in a washer or housing (16) as shown in Figure 9a.
  • the pressure sensor (1) may be located below the spring or clip support point (23) with respect to the rail base (20) or with respect to The plate (11) as indicated by the fine arrows of Figure 5.
  • the pressure sensor (2) can be found located between the plate itself (11) and the base of the rail (20) as indicate the fine arrows of Figure 6, or even between the insulating plate itself (11) and the metal sheet (18) that is arranged in its upper section at the time of carrying out the fixing. In all cases, the effect is the same, since the screw tightening load (13) is divided equally, »2 Tm. in the crossbar and «2 Tm in the rail.
  • Figure 10 shows an illustrative schematic diagram of the method for checking the tightening state of railroad track fasteners, based on a self-powered system, that is, when using a piezoelectric sensor.
  • the passage of a train (25) through a fastener of the track provides the necessary pressure to the piezoelectric sensor so that it generates an energy pulse that by means of the antenna is transformed into an electromagnetic signal (4) that is captured by an electromagnetic receiver or collector (5), which can be located on the train itself (25) whereby the capture of signals from the fastenings of all the sleepers of a route can be made from the train itself during its normal route.
  • the electromagnetic receiver or receiver (5) can belong to a control, analysis and user interface (26) in which the captured signal is properly processed.
  • the method is based on an externally powered system, that is, it uses a capacitive sensor and electromagnetic emitting equipment necessary for the sensor supply.
  • the control, analysis and user interface equipment (26) which can also be installed in the train (25), generates in a generator (27) an electromagnetic energy that is irradiated by an electromagnetic emitter (28) , such as an antenna or a coil.
  • the electromagnetic signal (29) generated is received by the sensor device (1) installed in the fastener, specifically the signal (29) is picked up by the conductive element (3) that converts it into energy to know the state of the pressure sensor (2) in this case capacitive, and emit it by another electromagnetic signal (30).
  • the same conductive element (3) consisting of an antenna for the reception of energy and signal emission can be used. Therefore, at least one magnitude of the generated electromagnetic signal (30) is variable depending on the capacity of the pressure sensor (2) consisting in this case of a variable capacitor, which is in turn proportional or indicative of the pressure of tightening existing in at least one point in said support during the passage of a train.

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Abstract

La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para la comprobación de forma automática del estado de apriete de sujeciones de vias férreas, de modo que desde un tren que circula por una vía se puede captar una señal de cada una de las sujeciones, que indica si el grado de apriete de dichas sujeciones es el idóneo o si por el contrario la sujeción no es la adecuada ya sea porque está floja o dañada. Para ello un dispositivo objeto de la invención comprende un elemento sensor de presión y al menos un elemento eléctricamente conductor conectado a dicho sensor de presión, con el cual se genera una variación de al menos una magnitud eléctrica proporcional a la presión de apriete existente en al menos un punto en dicha sujeción durante el paso de un tren. La invención también se refiere a una placa aislante para sujeciones y a una instalación de vías ferroviarias, que incorporan un dispositivo sensor objeto de la invención.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA LA COMPROBACIÓN DEL ESTADO DE APRIETE DE SUJECIONES DE VÍAS FERROVIARIAS
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para Ia comprobación de forma automática del estado de apriete de sujeciones de vías férreas, de modo que desde un tren que circula por una vía se puede captar una señal de cada una de las sujeciones, que indica si el grado de apriete de dichas sujeciones es el idóneo o si por el contrario Ia sujeción no es Ia adecuada ya sea porque está floja o dañada.
Para ello un dispositivo objeto de Ia invención comprende un elemento sensor de presión y al menos un elemento eléctricamente conductor conectado a dicho sensor de presión, con el cual se genera una variación de al menos una magnitud eléctrica proporcional a Ia presión de apriete existente en al menos un punto en dicha sujeción durante el paso de un tren.
La invención también se refiere a una placa aislante para sujeciones y a una instalación de vías ferroviarias, que incorporan un dispositivo sensor objeto de Ia invención.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los costes de conservación las vías ferroviarias aumentan con Ia densidad del tráfico, Ia velocidad, Ia carga por eje y Ia disminución del peso del carril, siendo el primero de estos el principal causante del deterioro de las vías, al actuar a través de las cargas totales dinámicas verticales y laterales que transmite, traduciéndose en fatiga y desgaste de los distintos dispositivos o elementos que participan en las sujeciones de las vías, así como en Ia degradación de su geometría. Dicha degradación repercutirá por tanto, en Ia calidad y en Ia seguridad de Ia vía (definida por las desviaciones estándar de nivelación, alineación, ancho de vía, etc), Ia velocidad de los trenes y las cargas por eje máximas.
Convencionalmente para comprobar y verificar el estado de sujeción de las vías ferroviarias, estas se efectúan manualmente o mediante maquinaria in situ, es decir, periódicamente los operarios se desplazan por las vías, revisando entre otros aspectos, el apriete de los tornillos que cooperan en los dispositivos de sujeción de dichas vías, efectuando las mediciones oportunas del par, carga o torsión y efectuando el apriete en aquellos que estiman deficientes.
En instalaciones ferroviarias es conocido el empleo de placas aislantes para Ia sujeción elástica de carriles sobre traviesas. Algunas de estas placas se describen en las siguientes patentes españolas ES- 2.115.427 relativa a una placa aislante tipo lámina elástica y ES-2.160.529 referida a una tipo acodada con clip. Otros elementos conocidos y participantes en una instalación ferroviaria consisten en un manguito de anclaje como el descrito en Ia patente española ES-2.125.603, o una placa elástica de asiento para carril ferroviario como Ia descrita en Ia patente española ES-2.156.564. Una instalación ferroviaria conocida se muestra en Ia figura 1 de Ia patente ES-2.115.427 para una placa aislante tipo lámina elástica.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención resuelve el problema técnico planteado, mediante Ia materia inventiva comprendida en las adjuntas reivindicaciones independientes.
De manera más concreta un primer aspecto de Ia invención se refiere a un dispositivo sensor para Ia comprobación del estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias que comprende un elemento sensor de presión y al menos un elemento eléctricamente conductor conectado a dicho sensor de presión.
En Ia presente invención el término sujeciones, debe ser entendido como cualquier conjunto de elementos que permiten Ia fijación en un punto de un carril o rail, a una traviesa.
El elemento sensor de presión puede estar formado por un material con propiedades piezoeléctricas, o bien puede consistir en un condensador de capacidad variable, o bien otro tipo de sensor que permita determinar Ia presión en un punto de Ia sujeción. Por otra parte, el elemento conductor está capacitado para radiar y/o recibir energía electromagnética.
Otro aspecto de Ia invención se refiere a una placa aislante para Ia sujeción de carriles sobre traviesas, que incorpora un dispositivo como el anteriormente descrito. El dispositivo sensor formado por el elemento sensor de presión y el elemento radiante, puede estar inmerso en Ia propia placa como resultado de! moldeo de Ia misma, o bien se puede acoplar a Ia misma con posterioridad en una cavidad prevista a tal efecto.
La invención también se refiere a una instalación ferroviaria convencional formada por carriles montados sobre traviesas en cooperación con placas aislantes de sujeción y tornillos pasantes a través de dichas placas, que incorpora el dispositivo sensor anteriormente descrito, el cual puede estar acoplado en un punto de Ia sujeción que se considere adecuado para determinar el estado de apriete de Ia misma.
Por ejemplo, el sensor de presión puede estar en contacto con Ia placa aislante y Ia traviesa, o entre Ia placa aislante y el carril, o entre Ia placa aislante y un clip de sujeción, o entre Ia placa elástica y una lámina elástica.
Otro aspecto de Ia invención se refiere a un método para comprobar el estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias, en el que se genera una variación de al menos una magnitud eléctrica y/o magnética proporcional o indicativa de Ia presión de apriete existente en al menos un punto en dicha sujeción durante o tras el paso de un tren. La variación de las magnitudes eléctricas, puede consistir en una variación de una emisión de energía electromagnética, en una variación de frecuencia, intensidad o amplitud de una señal, originada por el paso de un tren sobre una sujeción que se transforma en una variación de presión sobre un sensor de presión situado en Ia sujeción.
Captando estas variaciones de las magnitudes eléctricas y/o magnéticas generadas en cada sujeción, se puede determinar los esfuerzos a los que está sometida Ia sujeción y en consecuencia conocer si el grado de apriete de Ia misma es el adecuado. La captación de estas variaciones eléctricas y/o magnéticas se puede efectuar desde un receptor situado por ejemplo en un tren que recorre Ia vía.
La presente invención logra evitar el trabajo tan laborioso que supone Ia comprobación manual de estas instalaciones, debido a Ia cantidad de km. de vías que se tienen que revisar periódicamente in situ, reduciendo considerablemente el coste de conservación y mantenimiento de estas, así como aportar seguridad vial tanto a los organismos oficiales como a los usuarios que utilizan estos medios de transporte. Puesto que Ia comprobación del estado de las sujeciones se puede efectuar de forma automática con Ia normal circulación de un tren, Ia supervisión de las vías se puede efectuar de forma continuada a Io largo del día por Io que cualquier desperfecto en una sujeción es detectado rápidamente.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar Ia descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado Io siguiente:
La figura 1.- muestra una vista en perspectiva de una realización de un dispositivo con sensor piezoeléctrico para Ia comprobación del estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias objeto de Ia invención. Con flechas se ilustra Ia variación de compresión a Ia que se somete a dicho sensor.
La figura 2.- muestra un esquema eléctrico correspondiente a Ia operación del dispositivo de Ia figura 1.
La figura 3.- muestra una vista en perspectiva de otra realización de un dispositivo con sensor capacitivo para Ia comprobación del estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias.
La figura 4.- muestra en Ia figura 4b un esquema eléctrico correspondiente a Ia operación del dispositivo de Ia figura 3. En Ia figura 4a se representa Ia operación del condensador variable.
La figura 5.- muestra una vista en sección frontal de una instalación de vía férrea conocida que comprende una placa aislante del tipo CLIP y clip de sujeción, en Ia que con flechas se indica los esfuerzos a los que se ve sometido cada elemento de Ia instalación durante el paso de un tren. En Ia mitad izquierda de esta figura se representa el estado de los elementos en el momento exacto en el que soportan el peso de un eje de una locomotora, y en Ia mitad derecha el estado de los elementos en su estado normal tras Ia liberación de dicho peso.
La figura 6.- muestra una representación similar a Ia de Ia figura 5 pero con placas aislantes del tipo Lamina Elástica .
La figura 7.- muestra en Ia figura 7a una vista en perspectiva de una placa aislante junto con un tornillo insertado en Ia misma, así como el dispositivo objeto de Ia invención montado en Ia placa aislante. La figura 7b muestra un detalle ampliado de Ia disposición relativa del dispositivo y tornillo de Ia figura 7a.
La figura 8.- muestra en Ia figura 8a una vista en perspectiva y en Ia figura 8b una vista en planta superior de una placa aislante con un dispositivo con sensor piezoeléctrico embebido en dicha placa.
La figura 9.- muestra en Ia figura 9a una vista en perspectiva de un conjunto formado por una placa aislante, tornillo y tuerca de fijación, Lamina Elástica metálica y carcasa con dispositivo sensor en posición de acoplamiento. La figura 9b muestra una vista en perspectiva y ampliada de Ia carcasa con sensor piezoeléctrico y elemento radiante.
La figura 10.- muestra un diagrama esquemático ilustrativo del método para Ia comprobación de estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias, basado en un sistema autoalimentado, es decir cuando emplea un sensor piezoeléctrico. La figura 11.- muestra un diagrama esquemático ilustrativo del método para Ia comprobación de estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias, basado en un sistema alimentado externamente, es decir cuando emplea un sensor capacitivo y un equipo emisor electromagnético necesario para Ia alimentación del sensor.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A Ia vista de Ia figura 1 puede observarse como en una de las posibles realizaciones de Ia invención, el dispositivo (1) para Ia comprobación del estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias, comprende un elemento sensor de presión (2) y al menos un elemento eléctricamente conductor (3) capacitado para radiar y/o recibir energía electromagnética, que está conectado eléctricamente a dicho sensor de presión (2). En el caso de Ia figura 1 el sensor de presión (2) consiste en un material con propiedades piezoeléctricas con forma prismática rectangular, el cual está destinado a recibir un impacto de presión con el paso del tren sobre Ia vía férrea. En Ia realización de Ia figura 1 el elemento conductor (3) consiste en una antena dipolo formada por dos brazos en "L" dispuestos simétricamente entre sí y conectados a sendas caras del sensor (2).
El material con propiedades piezoeléctricas puede ser por ejemplo cristal de cuarzo, sal de Rochelle, o materiales cerámicos o poliméricos.
En el caso del elemento conductor éste puede consistir en: un electrodo, placa, espira abierta o cerrada, bobina, una capa de tinta o pasta conductora. El elemento conductor puede ser una antena por ejemplo de los tipos: monopolo, dipolo, monopolo vertical, dipolo paralelo a un plano conductor, antena de cuadro, antena espira, antena coplanar, antena de radiofrecuencia, antena plana, o antena impresa. El funcionamiento del dispositivo sensor (1 ) ha sido ilustrado en Ia figura 2, donde se aprecia que un impulso de fuerza "F" aplicada al sensor de presión (2), piezoeléctrico en este caso, genera un pulso de tensión eléctrico en el elemento conductor (3) ya sea una antena o una bobina, Ia cual genera un campo electromagnético (4) que será proporcional a Ia magnitud de dicho impulso de fuerza. El referido impulso de fuerza sobre el sensor (2) está provocado por las compresiones-relajaciones de Ia placa elástica de asiento producidas por una rueda de un tren al pasar sobre Ia sujeción de Ia vía en Ia que se encuentra el dispositivo sensor (1).
En una instalación de ferrocarril según Ia invención, es decir dotada de un dispositivo sensor (1), el campo electromagnético (4) anteriormente referido, puede ser captado por un equipo receptor (5) el cual puede estar instalado por ejemplo en un vehículo ferroviario de mantenimiento de Ia vía adaptado a tal uso o en un tren convencional durante su normal recorrido de Ia vía. La implementación del equipo receptor (5) resulta obvia para cualquier experto en Ia materia, por Io que no es necesario entrar en detalles constructivos del mismo.
Otra posible realización práctica de Ia invención ha sido representada en Ia figura 3, y consiste en un dispositivo sensor (1 ) en el que el elemento sensor de presión (2) consiste en un condensador de capacidad variable formado dos placas conductoras que forman respectivamente un electrodo superior (7) y un electrodo inferior (8) separado del superior. Un material dieléctrico (9) está situado entre ambos electrodos (7), (8), el cual puede consistir por ejemplo en aire, materiales poliméricos tales como Poliestireno, Poliéster, Policarbonato, etc..
En el mismo ejemplo de realización de Ia figura 3, el elemento conductor 3 es una antena que forma una espira (14) y sendos brazos (15) que están conectados eléctricamente con los electrodos (7) y (8). El conjunto formado por el sensor (2) y el elemento conductor (3) es substancialmente plano, con objeto de facilitar su instalación en Ia sujeción de Ia vía férrea.
Las placas que determinan los electrodos (7) y (8) pueden separarse o alejarse entre sí, de modo que Ia distancia de separación depende de Ia presión a las que estén sometidas en su disposición en una sujeción de Ia vía, ya sea en estado de reposo o durante el paso de un tren. Tal y como se aprecia en Ia figura 4a en Ia separación o acercamiento de los electrodos (7) y (8) se produce una variación de Ia capacidad del condensador y una deformación del volumen ocupado por el dieléctrico (9).
Al pasar el tren, Ia placa elástica de asiento se comprime liberando presión en Ia placa aislante por Io que los electrodos se separan. Cuando Ia rueda del tren se aleja de Ia sujeción, Ia placa elástica de asiento recupera su espesor por Io que Ia presión en Ia placa aislante se incrementa, produciendo el acercamiento de los electrodos. Las placas electrodos están sujetas a un sustrato (en este caso el plástico de Ia placa aislante) y las placas se mueven junto al sustrato cuando este recupera su posición inicial (al desaparecer Ia carga) debido a Ia elasticidad del material (en este caso Ia del plástico)
Estos cambios en Ia capacidad del condensador son indicativos de los esfuerzos de apriete existentes en Ia sujeción de Ia vía, y por Io tanto permiten determinar el estado de apriete de dicha sujeción. Estos cambios en Ia capacidad del condensador pueden ser detectados mediante un equipo emisor/receptor (10) como el representado en Ia figura 4b, utilizando por ejemplo técnicas ya conocidas, entre las que cabe citar el rastreo de frecuencias.
Las técnicas de rastreo de frecuencias se basan en modificar de forma controlada una frecuencia de emisión, y registrar una respuesta (señal en recepción) en esa misma frecuencia. Este procedimiento se realiza en un rango de frecuencias o ancho de banda, por ello Io del rastreo. Con ello se puede recoger dentro del ancho de banda de frecuencias, un valor máximo o mínimo de recepción (dependiendo de Ia magnitud que estemos leyendo), determinando una frecuencia de resonancia, que relacionaremos con las variaciones de las magnitudes eléctricas en las que se basa nuestro sistema.
En el esquema de Ia figura 4b, el sensor de presión (2) capacitivo y el elemento conductor (3) consistente en una antena, forman un circuito resonante que dependerá de Ia capacidad del condensador y ésta a su vez depende de Ia presión a Ia que se están sometidas las placas del condensador en función del estado de apriete de Ia sujeción. Es un montaje particular, en que se realiza un acoplamiento magnético entre emisor/receptor y sensor y mediante un "rastreo" de frecuencias se halla una impedancia mínima de entrada a una frecuencia determinada. Conociendo esa frecuencia, se pueden obtener las variaciones de magnitudes eléctricas, de las que podremos obtener Ia información que necesitemos.
En el caso de una placa aislante (11) representada en Ia figura 7a, se emplea un sensor de presión (2) capacitivo y el elemento conductor (3) consistente en una antena, que se dispone alrededor de un orificio pasante (12) de Ia placa (11) para el paso del tornillo (13) de modo que una vez instalado el tornillo (13) éste queda dispuesto axialmente respecto a una espira (14) que forma Ia antena. La antena está conectada a los electrodos (7) y (8) mediante brazos (15). Con Ia configuración de Ia figura 7b, el tornillo (13) y Ia antena están adaptados para que el tornillo actúe de núcleo de Ia espira, de modo que una radiación electromagnética que sea captada por el tornillo (3) sea inducida en Ia espira (14) de Ia antena.
El experto en Ia materia puede entender que cualquier otro tipo de elemento sensor de presión, que permita transformar una variación instantánea de presión en una variación de una magnitud eléctrica, está dentro del alcance de esta invención.
En Ia figura 8 se aprecia otro aspecto de Ia invención consistente en una placa aislante (11 ) para Ia sujeción de carriles sobre traviesas que incorpora un dispositivo sensor (1) objeto de Ia invención, en concreto el dispositivo sensor representado en Ia figura 1. La placa aislante (11) puede ser moldeada en su proceso de fabricación sobre dicho dispositivo (1 ), quedando éste completamente o parcialmente embebido en el seno de dicha placa. El dispositivo sensor (1) puede adoptar en Ia placa (11 ) cualquier posición que se considere adecuada.
Alternativamente, Ia placa aislante (11) puede ser fabricada separadamente pero formando en Ia misma una cavidad o alojamiento (no representado), formalmente adecuado para recibir posteriormente un dispositivo sensor (1) que puede quedar fijado en Ia misma por cualquier técnica conocida. En este caso el dispositivo sensor (1 ) es al menos parcialmente accesible desde el exterior de Ia placa (11).
En otro ejemplo de realización, el dispositivo sensor (1 ) puede disponer de una carcasa (16) dentro de Ia cual se aloja el dispositivo sensor (1 ), en este caso un sensor de presión (2) piezoeléctrico y un elemento conductor (3) consistente en una antena dipolo formado por dos brazos arqueados. En esta configuración el dispositivo es especialmente idóneo para emplearse en instalaciones ferroviarias ya existentes, tal y como indica Ia figura 9a donde se aprecia una carcasa (16) que a modo de arandela se puede acoplar entre una tuerca (17) y una placa metálica de refuerzo (18) quedando presionado entre ambos elementos. Para esta finalidad, Ia carcasa (16) puede tener forma de anillo con un orificio central para el paso del tornillo (13) tras el desmontaje de Ia tuerca (17), o bien como es el caso de la figura 9 puede adoptar forma de (U) disponiendo de una abertura (17) que permite su acoplamiento simplemente aflojando Ia tuerca (17), pero sin necesidad de retirarla totalmente.
La carcasa (16) facilita Ia manipulación e instalación del dispositivo sensor, al mismo tiempo que Io protege de daños accidentales.
Otro aspecto de Ia invención se refiere a una instalación ferroviaria como Ia representada en las figuras 5 y 6, y que incorpora un dispositivo sensor (1 ) como el definido en cualquiera de las adjuntas reivindicaciones relativas a dicho dispositivo, ya sea montado independientemente o como parte integrante de Ia placa aislante (11). La referida instalación ferroviaria a Ia vista de las figuras 5 y 6, comprende un carril (20) montado sobre una traviesa (21 ) en cooperación una placa aislantes de sujeción (11) a cada lado del carril (20) y en cooperación de sendos tornillos (13) pasantes a través de dichas placas (11) y fijados en Ia traviesas (21). La base del carril (20) se apoya sobre Ia traviesa (21) a través de una placa elástica de asiento (22).
En el caso de Ia figura 5, Ia placa aislante (11 ) es del tipo CLIP que se emplea junto con sendos clips elásticos (23) que contactan con Ia base del carril (20) para su sujeción. Los tornillos (13) están roscados en Ia traviesa (21) mediante respectivas vainas roscadas de anclaje (24). En el caso de Ia figura 6 se emplean placas aislantes (11 ) del tipo Lamina Elástica que contactan directamente con Ia base del carril (20). Los tornillos (13) retienen dichas placas (11) mediante tuercas (17) roscadas en su extremo superior y placas metálicas de refuerzo (18).
En Ia presente invención el término "sujeciones" debe ser entendido como el conjunto de elementos que permiten Ia fijación en un punto de un carril o rail a una traviesa. Para el caso particular de Ia figura 5 Ia sujeción está formada por los elementos: placa aislante (11), tornillo (13), vaina roscada (24) y clip (23), y para el caso de Ia figura 6 Ia sujeción está formada por los elementos: placa aislante (11 ), tornillo (13) tuerca (17) y Lamina Elástica metálica (18). Resultará evidente para un experto en Ia materia que Ia invención es igualmente aplicable a otro tipo de sujeciones formada por otros elementos.
Convencionalmente cuando se instala Ia vía, a cada lado del carril o rail (20) se aprietan sendos tornillos (13), que atraviesan Ia placa aislante (11 ). A título de ejemplo por Io que respecta a las placas aislantes de Ia sujeción Lamina Elástica (figura 6), dichos tornillos (13) se aprietan a un par de 130 N.m. (newton metro) Io que da una carga de « 4 T.m. (tonelada métrica), repartiéndose esta carga entre Ia traviesa y el rail a partes iguales, ya que el tornillo está aproximadamente en el centro de Ia placa aislante (11 ) de sujeción. Pues bien, Ia aplicación de estas « 4 Tm., dos en cada lado, comprime inicialmente una almohadilla de caucho Ia placa elástica de asiento (22) aproximadamente » 0,2 mm, placa que se encuentra situada entre el rail (20) y Ia traviesa (21). Cuando pasa una locomotora por encima de una sujeción, Ie aplica una carga de 11 Tm. ( 22 Tm. por eje de las ruedas del tren ) Io que hace que esta almohadilla o placa elástica de asiento (22) se comprima hasta un valor total aproximado de « 1 mm. En estas condiciones, se puede decir que Ia placa elástica de asiento (22) que tenía acumulada una energía equivalente a una carga 4 Tm. pasa a tener 11 Tm.
Cuando Ia locomotora desaparece del punto de Ia sujeción, si los tornillos están apretados, Ia almohadilla o placa elástica de asiento, volverá a su compresión inicial de « 0,2 mm., por Io que las sujeciones recibirán un impacto de « 4 Tm. Este impacto contra el sensor de presión (2) situado en un punto adecuado de Ia sujeción, en el caso de ser un sensor piezoeléctrico, genera un cambio de magnitudes eléctricas con aporte de energía, que al cerrarse el circuito a través del elemento conductor (3) y radiante, genera a su vez un pulso electromagnético que se emite a un equipo receptor situado por ejemplo en el propio tren. Si Ia presión de apriete de Ia sujeción no alcanza un valor establecido, por ejemplo porque está suelta, deteriorada o dañada, el impacto contra el piezoeléctrico no se produce con Ia intensidad establecida para una sujeción en perfecto estado, Io cual se refleja en Ia variación de una magnitud eléctrica, ya sea en forma de una variación de Ia amplitud de una señal, frecuencia etc.
Para el caso de un sensor capacitivo, se necesita un equipo generador de señal electromagnética que una vez remitida al sistema de recepción de energía convertirá el campo electromagnético en energía para conocer el estado del sensor capacitivo y emitirlo mediante otro campo electromagnético al captador ubicado en el tren.
En Ia parte inferior del tren se dispondrá de una sonda o captador electromagnético (aproximadamente a 60 cm) del nivel del suelo, que a su paso (aprox. 91 traviesas por segundo cuando Ia velocidad aprox. es de 200 Km/Hora), será capaz de detectar Ia perturbación de este campo electromagnético si existe, transmitiendo dicha señal al emisor/receptor habilitado en el tren, localizando puntualmente y al momento de forma automática el estado correcto o erróneo de las sujeciones. En el caso de que no exista perturbación de Ia señal de radiofrecuencia o ésta no se produzca en el grado establecido, Ia señal a detectar será distinta y por Io tanto sería igualmente detectable. Un software adecuado en el emisor/receptor convertirá este estado en lenguaje usuario, reportándonos automáticamente Ia situación en que se encuentran las fijaciones traviesa a traviesa.
La solución puede ser viable tanto en sujeciones de placa aislante como en soluciones de placa acodada con clip, sin descartar otros tipos de fijaciones distintas a las precitadas que pudieran surgir en el futuro.
En Ia instalación ferroviaria el sensor de presión está en contacto con Ia placa aislante y Ia traviesa, o entre Ia placa aislante y el carril, o entre Ia placa aislante y un clip de sujeción. De manera más detallada, cuando el dispositivo sensor (1 ) se instala de forma independiente, el sensor de presión (2) ya sea éste piezoeléctrico o un sensor capacitivo, se puede disponer debajo de Ia tuerca (17) que acompaña al tornillo (13) por ejemplo insertado en una arandela o carcasa (16) como se muestra en Ia figura 9a. En el caso de las sujeciones tipo placa aislante (11 ) acodada con clip, el sensor de presión (1 ) puede estar situado debajo del punto de apoyo del resorte o clip (23) respecto a Ia base del rail (20) o respecto a Ia placa (11 ) tal y como indican las flechas finas de Ia figura 5.
En el caso de que el dispositivo sensor (1) esté inmerso en Ia placa aislante (11 ), el sensor de presión (2) se puede encontrar situado entre Ia propia placa (11 ) y Ia base del rail (20) tal y como indican las flechas finas de Ia figura 6, o inclusive entre Ia propia placa aislante (11) y Ia lámina metálica (18) que se encuentra dispuesta en su tramo superior a Ia hora de efectuar Ia fijación. En todos los casos el efecto es el mismo, pues Ia carga del apriete del tornillo (13) se reparte en partes iguales, » 2 Tm. en Ia traviesa y «2 Tm en el rail.
Respecto a las señales emitidas desde los dispositivos ubicados en las sujeciones de Ia vía hasta el receptor ubicado en el tren, puede existir una dificultad relativa al apantallamiento motivado por el plano de masa del tren, del rail o cualquier elemento cercano e inclusive por elementos metálicos del tren, para solventar esta problemática conviene que Ia emisión desde el punto ubicado en Ia sujeción hasta el receptor dispuesto en el tren se efectué direccionando y dirigiendo Ia señal de manera adecuada. Para tener constancia en el emisor a que traviesa concreta pertenece Ia señal recibida, se pueden utilizar distintos medios, como son los medios de local ización ferroviarios ya existentes en las centrales de ferrocarril, por gps, por contadores de vueltas de acuerdo a Ia proporción velocidad del tren-distancia entre traviesas, etc.
La figura 10 muestra un diagrama esquemático ilustrativo del método para Ia comprobación de estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias, basado en un sistema autoalimentado, es decir cuando emplea un sensor piezoeléctrico. El paso de un tren (25) por una sujeción de Ia vía suministra Ia presión necesaria al sensor piezoeléctrico para que éste genere un pulso energético que mediante Ia antena se transforma en una señal electromagnética (4) que es captada por un receptor o captador electromagnético (5), el cual puede estar situado en el propio tren (25) por Io que Ia captura de señales de las sujeciones de todas las traviesas de un trayecto se puede efectuar desde el propio tren durante su normal recorrido. El receptor o captador electromagnético (5) puede pertenecer a un equipo de control, análisis e interface con el usuario (26) en el que se procesa adecuadamente Ia señal captada.
En el caso de Ia figura 11 el método está basado en un sistema alimentado externamente, es decir que emplea un sensor capacitivo y un equipo emisor electromagnético necesario para Ia alimentación del sensor. En este sistema el equipo de control, análisis e interface con el usuario (26), que puede estar igualmente instalado en el tren (25), genera en un generador (27) una energía electromagnética que es irradiada por un emisor electromagnético (28), como por ejemplo una antena o una bobina. La señal electromagnética (29) generada es recibida por el dispositivo sensor (1) instalado en Ia sujeción, en concreto Ia señal (29) es captada por el elemento conductor (3) que Ia convierte en energía para conocer el estado del sensor de presión (2) en este caso capacitivo, y emitirlo mediante otra señal electromagnética (30). Preferentemente se puede utilizar el mismo elemento conductor (3) consistente en una antena para Ia recepción de energía y emisión de señal. Por Io tanto al menos una magnitud de Ia señal electromagnética generada (30) es variable en función de Ia capacidad del sensor de presión (2) consistente en este caso en un condensador variable, Ia cual es a su vez proporcional o indicativa de Ia presión de apriete existente en al menos un punto en dicha sujeción durante el paso de un tren.
Diversas posibilidades de realizaciones prácticas de Ia invención, se describen en las adjuntas reivindicaciones dependientes.
A Ia vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en Ia materia podrá entender que las realizaciones de Ia invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de Ia invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de Ia misma, pero para el experto en Ia materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de Ia invención reivindicada.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1.- Dispositivo (1) para Ia comprobación del estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias caracterizado porque comprende un elemento sensor de presión (2) y al menos un elemento eléctricamente conductor (3) conectado a dicho sensor de presión (2).
2.- Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el elemento sensor de presión está formado por un material con propiedades piezoeléctricas.
3.- Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el elemento sensor de presión consiste en un condensador de capacidad variable.
4.- Dispositivo según Ia reivindicación 3 caracterizado porque el condensador comprende dos placas conductoras substancialmente enfrentadas entre sí y separadas a cierta distancia, y un elemento dieléctrico situado entre dichas placas, estando dichas placas conductoras capacitadas para desplazarse relativamente entre sí.
5.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el elemento conductor está capacitado para radiar y/o recibir energía electromagnética.
6.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el elemento conductor se selecciona entre: electrodo, placa, espira abierta o cerrada, bobina, una capa de tinta o pasta conductora.
7.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque el elemento conductor es una antena.
8.- Dispositivo según Ia reivindicación 7 caracterizado porque Ia antena se selecciona entre: monopolo, dipolo, monopolo vertical, dipolo paralelo a un plano conductor, antena de cuadro, antena espira, antena coplanar, antena de radiofrecuencia, antena plana, o antena impresa.
9.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el material piezoeléctrico se selecciona entre: cristal de cuarzo o sal de Rochelle, materiales cerámicos, o poliméricos.
10.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende una carcasa y porque el elemento sensor y el elemento conductor están alojados dentro de dicha carcasa.
11.- Dispositivo según reivindicación 10 caracterizado porque dicha carcasa dispone de un orificio central.
12.- Dispositivo según las reivindicaciones 10 o 11 caracterizado porque Ia carcasa tiene forma de "U".
13.- Placa aislante para Ia sujeción de carriles sobre traviesas caracterizada porque incorpora un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
14.- Placa según Ia reivindicación 13 caracterizada porque el dispositivo está sobremoldeado en Ia placa en su fase de conformación estando al menos parcialmente embebido en Ia placa.
15.- Placa según reivindicaciones 13 caracterizado porque dispone de un alojamiento externamente accesible y porque el dispositivo está ubicado en dicho alojamiento.
16.- Placa según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15 caracterizada porque dispone de un orificio pasante, y porque el elemento conductor del dispositivo se dispone alrededor de dicho orificio.
17.- Placa según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16 caracterizada porque el elemento sensor del dispositivo es al menos parcialmente accesible desde el exterior de Ia placa.
18.- Instalación ferroviaria que comprende carriles montados sobre traviesas en cooperación con placas aislantes de sujeción y tornillos pasantes a través de dichas placas y fijados en las traviesas, caracterizado porque incorpora un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
19.- Instalación según reivindicación 18 caracterizada porque el elemento eléctricamente conductor de dicho dispositivo está dispuesto al menos parcialmente alrededor de dicho tornillo.
20.- Instalación ferroviaria según reivindicación 19 caracterizado porque el elemento conductor y el tornillo están dispuestos de manera que Ia radiación electromagnética captada por dicho tornillo puede ser inducida en dicho elemento conductor.
21.- Instalación ferroviaria según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20 caracterizada porque el dispositivo está incorporado en Ia placa aislante.
22.- Instalación ferroviaria según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21 caracterizado porque Ia carcasa está situada alrededor del tornillo y entre Ia placa aislante y una tuerca roscada al tornillo.
23.- Instalación ferroviaria según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22 caracterizado porque el sensor de presión está en contacto con Ia placa aislante y Ia traviesa, o entre Ia placa aislante y el carril, o entre Ia placa aislante y un clip de sujeción, o entre Ia placa aislante y Ia lamina elástica.
24.- Método para Ia comprobación de estado de apriete de sujeciones de vías ferroviarias, caracterizado porque comprende generar una variación de al menos una magnitud eléctrica proporcional a Ia presión de apriete existente en al menos un punto en dicha sujeción durante el paso de un tren.
25.- Método según Ia reivindicación 24 caracterizado porque Ia variación de magnitudes eléctricas se traduce en forma de una emisión de energía electromagnética o una variación de frecuencia de una señal.
26.- Método según Ia reivindicación 25 caracterizado porque Ia emisión de energía electromagnética se genera mediante un sensor de presión conectado a un elemento radiante, estando dicho sensor ubicado en un punto adecuado de dicha sujeción.
27.- Método según reivindicación 26 caracterizado porque el sensor de presión es un material con propiedades piezoeléctricas y porque dicha variación de las magnitudes eléctricas se genera sometiendo a dicho material a un impacto de presión por el paso del tren.
28.- Método según reivindicación 26 caracterizado porque el sensor de presión es un condensador de capacidad variable y porque dicha variación de las magnitudes eléctricas se produce modificando Ia distancia de separación entre las placas de dicho condensador mediante los elementos de Ia sujeción por el paso del tren.
29.- Método según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 28 caracterizado porque comprende captar Ia variación de las magnitudes eléctricas y/o magnéticas generadas en cada sujeción.
30.- Método según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 29 caracterizado porque comprende generar una señal electromagnética de modo que sea captada por un receptor desde un tren que recorre Ia vía.
31.- Método según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 30 caracterizado porque comprende generar una señal electromagnética desde un emisor/receptor situado en el tren y recibir esta señal modificada en función de Ia capacidad del condensador.
32.- Método según cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31 caracterizado porque Ia generación y Ia captación de dichas señales se realiza desde un vehículo que recorre Ia vía.
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