ES2307243T3 - Dispositivo de conversion de movimiento rotacional en oscilante. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de conversión (50), para una bateadora de herramienta dividida (10), estando estructurado dicho dispositivo de conversión (50) para estar acoplado a un árbol rotativo (40) de un motor (11) y a un ensamblaje que comprende un árbol de herramienta (90) cuyo eje se extiende generalmente perpendicular al eje de dicho árbol (40) del motor, comprendiendo dicho dispositivo de conversión (50): - un núcleo excéntrico (52) que tiene un disco (56) con un perímetro y una pared lateral (57) que se extiende desde dicho perímetro y que forma un receso (60); - dicho disco (56) que está estructurado para estar acoplado a dicho árbol (40) del motor; - una horquilla (80) que tiene un árbol (81) con un eje y un pasador de pivote (84) que está acoplada de forma pivotante a dicho ensamblaje; en el que dicho dispositivo de conversión (50) que incluye dicho núcleo excéntrico (52) y dicho disco (56) provoca que dicho árbol de herramienta (90) se mueva en un movimiento recíproco, y en el que dicho ensamblaje que comprende dicho árbol de herramienta (90) está acoplado de forma pivotante alrededor de un pasador de unión (84) que pasa a través de una abertura (83) del pasador de dicha horquilla (80), caracterizado porque dicho pasador de unión (84) es generalmente perpendicular a los ejes tanto de dicho árbol (81) de horquilla como al de dicho árbol de herramienta (90).
Description
Dispositivo de conversión de movimiento
rotacional en oscilante.
Esta invención se refiere a un dispositivo de
conversión según la cláusula introductoria de la reivindicación 1,
y especialmente a un dispositivo de conversión para una bateadora de
herramienta dividida. Tales dispositivos de conversión sirven para
convertir un movimiento rotacional, por ejemplo, del árbol de un
motor, en un movimiento recíproco alrededor de un árbol de
transmisión o de herramienta.
El balasto que está debajo de un ferrocarril
debe ser comprimido durante la instalación de una nueva vía o la
reparación de una vieja vía. El medio típico para comprimir el
balasto de la vía de ferrocarril es vibrar y/o batear el balasto
usando una máquina bateadora. Una máquina bateadora consiste
típicamente en dos pares de herramientas bateadoras. Al menos cada
par de estas herramientas bateadoras que será usado en cada lado de
una vía férrea tiene un dispositivo vibratorio común. Ejemplos de
tales diseños se pueden derivar de los documentos
US-A-3901159,
EP-A-0698687,
US-A-3736879 o
US-A-3669025. El dispositivo
vibratorio común provoca que las herramientas bateadoras oscilen
rápidamente alrededor del eje de un árbol de transmisión.
Puesto que los dispositivos bateadores están
estructurados para tener un par de herramientas bateadoras que
están separadas como para posicionarse en cada lado del raíl de
ferrocarril, las herramientas bateadoras paralelas conocidas no
pueden acceder al área entre los raíles convergentes y/o
divergentes, como en una aguja o paso de ferrocarril. Para superar
esta desventaja, se han fabricado herramientas bateadoras de
ferrocarril montadas en un solo lado, véase, por ejemplo, el
documento US-A-5343810, que
constituye la técnica anterior más cercana. Este dispositivo
bateador, sin embargo, todavía proporciona dos herramientas
bateadoras que se operan mediante un solo dispositivo vibrador.
Esta configuración tiene desventajas similares a la técnica anterior
en cuanto a que porciones sustanciales del balasto adyacente a una
aguja y/o paso pueden quedarse sin batear.
Según la técnica anterior antes mencionada, los
dispositivos de conversión respectivos fueron optimizados para
pares de herramientas vibratorios.
Por supuesto, los dispositivos de conversión
también se usan en diferentes campos, como se muestra en el
documento US-A-5.363.711. Tal
dispositivo de conversión es concebido para convertir la rotación de
un árbol en un movimiento giratorio recíproco en la dirección
perpendicular al eje del árbol rotacional, en un plano paralelo al
eje del árbol de rotación.
Por lo tanto, es un objeto de la presente
invención proporcionar un dispositivo de conversión que convierta
un movimiento rotacional en un movimiento oscilante de tal manera
que se optimice para una sola herramienta.
Este objeto se consigue según la invención por
las características de la cláusula caracterizadora de la
reivindica-
ción 1.
ción 1.
Detalles adicionales de la presente invención
resultarán de las reivindicaciones secundarias y la siguiente
descripción de los dibujos.
Se puede adquirir un completo entendimiento de
la invención de la siguiente descripción de las formas de
realización preferidas cuando se lea en conjunción con los dibujos
anexos en los que:
la fig. 1 muestra una vista en alzado lateral en
sección transversal parcial de una bateadora de herramienta
dividida según la presente invención.
la fig. 2 es un detalle de vista en sección
transversal parcial de la porción superior de la bateadora de
herramienta dividida.
la fig. 3 es una vista desde arriba en sección
transversal parcial de la bateadora de herramienta dividida.
la fig. 4 es una vista lateral que muestra la
bateadora de herramienta dividida unida a una estructura.
la fig. 5 es una vista desde arriba esquemática
de la bateadora de herramienta dividida con el núcleo excéntrico en
la posición de las doce en punto.
la fig. 6 es una vista desde arriba esquemática
de la bateadora de herramienta dividida con el núcleo excéntrico en
la posición de las tres en punto.
la fig. 7 es una vista desde arriba esquemática
de la bateadora de herramienta dividida con el núcleo excéntrico en
la posición de las nueve en punto.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en la fig. 1, una bateadora de
herramienta dividida 10 incluye un motor 11, como un motor
hidráulico, un dispositivo de conversión 50 y un árbol 90 de una
sola herramienta. La bateadora de herramienta dividida 10 puede
estar unida de forma pivotante a una estructura 12 generalmente
vertical. La estructura 12 puede estar unida a un medio de
traslación vertical, como un pistón hidráulico 13 (fig. 4). El medio
de traslación vertical, como el pistón hidráulico 13, puede estar
acoplado a un vagón de ferrocarril (no mostrado) u otro vehículo
adecuado que se pueda desplazar por un lecho de balasto de
ferrocarril. El dispositivo de conversión 50 está encerrado en un
alojamiento 20. La bateadora de herramienta dividida 10 incluye el
árbol de herramienta 90 antes mencionado y una herramienta
bateadora 100. El árbol de herramienta 90 está encerrado dentro de
un alojamiento de árbol de
transmisión 91.
transmisión 91.
El alojamiento 20 puede incluir una protrusión
de montaje inferior 14 y una protrusión de montaje superior 24.
Como se muestra en las Figs. 2-4, la protrusión de
montaje inferior 14 puede incluir un par de orejas 14a, 14b (fig.
3). Cada oreja 14a, 14b comprende una abertura 15a, 15b a través de
la misma. La estructura 12 incluye un par de orejas de montaje 16a,
16b que están situadas y separadas para corresponder a las orejas
14a, 14b del alojamiento. Cada oreja 16a, 16b, de la estructura
incluye una abertura a través de la misma. Un pasador 17a, 17b
respectivo que tiene extremos roscados 18a, 18b, pasa a través de
cada oreja 16a, 16b de la estructura y la oreja 14a, 14b del
alojamiento asociada. Una tuerca 19a, 19b engrana en los extremos
roscados 18a, 18b montando de ese modo de forma pivotante el
alojamiento 20 a la estructura 12.
El alojamiento 20 se conecta además a la
estructura 12 en una protrusión de montaje superior 24. La
protrusión de montaje superior 24 puede tener orejas 24a, 24b
teniendo cada una una abertura 25a, 25b a través de la misma. La
estructura 12 incluye una oreja de la estructura superior 26 próxima
a la protrusión de montaje superior 24. La oreja de la estructura
superior 26 incluye una abertura a través de la misma. Un miembro de
extensión 30, como un cilindro hidráulico, se extiende entre la
estructura 12 y la protrusión de montaje superior 24. El miembro de
extensión 30 incluye un primer extremo de acoplamiento 31 y un
segundo extremo de acoplamiento 32. Los extremos de acoplamiento
31, 32 pueden tener cada uno una abertura para un pasador, es decir,
el miembro de extensión 30 puede estar acoplado a la estructura 12
mediante pasadores de montaje 33, 34. Como se muestra, el pasador
de montaje 33 se dispone a través de la abertura en el primer
extremo de acoplamiento 31 y la oreja 26. El otro pasador de
montaje 34 se dispone en el segundo extremo de acoplamiento 32 y las
aberturas 25a, 25b. El miembro de extensión 30 tiene una primera
posición cerrada y una segunda posición extendida al máximo.
Preferentemente, la bateadora de herramienta dividida puede
angularse de 0 a 13 grados del plano vertical extendiendo el
miembro de extensión 30. En la primera posición cerrada, el miembro
de extensión 30 está estructurado para alinear el árbol de
herramienta 90 sustancialmente paralelo a la estructura 12. En la
segunda posición extendida, el miembro de extensión 30 provoca que
el alojamiento 20 rote en el sentido de las agujas del reloj, como
se muestra en la fig. 1, alrededor de los pasadores de montaje 17a,
17b, de manera que el árbol de la herramienta esté angulado hacia
abajo y hacia dentro con relación a la estructura 12. El miembro de
extensión 30 puede estar acoplado a un sistema hidráulico 38 el
cual puede provocar que el miembro de extensión 30 se mueva entre
la primera y la segunda posición cada tres segundos
aproximadamente.
aproximadamente.
El motor 11 incluye un árbol de transmisión
rotativo 40 que tiene un eje generalmente horizontal cuando el
miembro de extensión 30 está en la primera posición. El árbol de
transmisión rotativo 40 se conecta al dispositivo de conversión 50.
Como bien se conoce en la técnica anterior, el motor 11 rota el
árbol de transmisión 40 alrededor de un eje generalmente
horizontal. Preferentemente, el motor 11 rotará el árbol de
transmisión 40 a 3000 rpm aproximadamente. Como se describe
posteriormente, el motor 11 en conjunción con el dispositivo de
conversión 50 crea un movimiento rotacional alternativo en el árbol
de herramienta 90.
Como se muestra en las figs. 1 y 2, el
dispositivo de conversión 50, que se conecta al árbol de transmisión
rotativo 40, incluye un núcleo excéntrico 52 que tiene un eje
generalmente horizontal y un medio de montaje del núcleo
excéntrico, como un primer cojinete de rodillos 54 y un segundo
cojinete de rodillos 55. El medio de montaje del núcleo excéntrico
se extiende entre el alojamiento 20 y una superficie de apoyo
externa 70 (descrita posteriormente). El núcleo excéntrico 52 del
dispositivo de conversión 50 es generalmente en forma de copa
teniendo un disco 56 con una pared lateral 57 que se extiende desde
el perímetro del disco 56. La pared lateral 57 forma un receso 60
que tiene una cara abierta. El disco 56 es generalmente circular e
incluye una abertura media 62 a través del mismo de manera que el
árbol 40 pueda pasar a través de ella. La pared lateral 57 incluye
una porción gruesa 64 y una porción delgada 66. La porción gruesa 64
está ubicada en el lado del disco 56 opuesto a la porción delgada
66. La pared lateral 57 disminuye de grosor gradualmente desde la
porción gruesa 64 hasta la porción delgada 66. La superficie externa
de la pared lateral 57 es una superficie de apoyo externa 70. La
pared lateral 57 también incluye una pared interna que forma una
superficie de apoyo interna 71.
El dispositivo de conversión 50 incluye además
un cojinete de rodillos esférico 72. El cojinete de rodillos
esférico 72 es un toroide que tiene una abertura media 74 y una
superficie de apoyo externa 76. El cojinete de rodillos 72 se
dispone dentro del receso 60 del núcleo excéntrico. La superficie
externa 76 del cojinete de rodillos 72 se pone en contacto con la
superficie de apoyo interna 71 de la pared lateral 57. El cojinete
de rodillos esférico 72 también incluye una superficie de apoyo
interna 78.
El dispositivo de conversión 50 incluye además
una horquilla 80 que tiene un árbol 81, una cavidad vertical 82 y
una abertura horizontal del pasador 83. El árbol 81 incluye una
superficie de apoyo externa 86. El árbol 81 se dispone dentro del
orificio medio 74 del cojinete de rodillos 72 con una superficie de
apoyo 86 que se pone en contacto con la superficie de apoyo interna
78 del cojinete de rodillos 72. Un pasador de unión 84 se dispone
en la abertura horizontal del pasador 83 de la horquilla 80.
El árbol de herramienta 90 incluye un extremo
superior 92 y un extremo inferior 94. El extremo superior 92 forma
una ménsula de montaje 96 que tiene una abertura 97 a través de la
misma. La abertura 97 del árbol de herramienta 90 está dimensionada
para engranar en el pasador de unión 84 el cual es, como se puede
ver en la fig. 2, generalmente perpendicular a los ejes tanto del
árbol 81 de la horquilla como del árbol de herramienta 90. El
extremo inferior 94 del árbol 90 incluye una herramienta bateadora
100. La herramienta bateadora 100 tiene un extremo inferior 101 que
está estructurado para ponerse en contacto con el balasto de
ferrocarril. El árbol de herramienta 90 se soporta en el
alojamiento 20 por dos cojinetes 98 separados. El árbol de
herramienta 90 se soporta por los cojinetes 98 de manera que el
árbol de herramienta se extienda generalmente perpendicular al
árbol rotativo 40.
Como se ha observado anteriormente, la bateadora
de herramienta dividida 10 se monta de forma pivotante en la
estructura 12 mediante los pasadores de montaje 17a y 17b. La
estructura 12 está acoplada mediante un pistón hidráulico a un
vehículo de ferrocarril (no mostrado) de manera que el eje de los
pasadores de montaje 17a y 17b se extienda generalmente en una
dirección perpendicular a la dirección del raíl de ferrocarril.
Cuando el miembro de extensión 30 está en la posición cerrada, el
eje del árbol rotativo 40 del motor 11 se extiende en una dirección
generalmente normal al eje de los pasadores de montaje 17a y 17b. El
eje del núcleo excéntrico 52, que está unido al árbol rotativo 40,
y el cojinete de rodillos 72, que se dispone en el interior del
núcleo excéntrico 52, también se extienden en una dirección
generalmente normal al eje de los pasadores de montaje 17a y 17b.
El árbol 81 se dispone dentro del cojinete de rodillos 72,
extendiéndose en una dirección generalmente normal al eje de los
pasadores de montaje 17a y 17b. La horquilla 80 se puede posicionar
de manera que el eje del pasador de unión 84 se extienda en una
dirección generalmente paralela al eje de los pasadores de montaje
17a y 17b. La ménsula de montaje 96 se acopla al dispositivo de
conversión 50 pasando el pasador de unión 84 a través de la
abertura horizontal 83 del pasador de la horquilla 80. Cuando está
configurado de ese modo, y cuando el miembro de extensión 30 está
en la primera posición, el árbol de herramienta 90 se extiende en
una dirección generalmente vertical. El ángulo del árbol de
herramienta 90 puede cambiarse por el miembro de extensión 30 a
cualquier punto hasta, e incluyendo, la posición extendida al máximo
del miembro de extensión 30. Como se ha observado anteriormente, la
bateadora de herramienta dividida 10, preferentemente, puede estar
angulada de 0 a 13 grados del plano vertical.
En funcionamiento, el motor 11 proporciona una
fuerza rotacional al árbol rotativo 40. El árbol rotativo, a su
vez, rota el núcleo excéntrico. Debido a la forma excéntrica del
núcleo excéntrico 52, el eje del núcleo excéntrico 52 se alterna
horizontal y verticalmente a medida que el árbol 40 del motor 11 se
rota. Así, el cojinete de rodillos 72, que se dispone dentro del
núcleo excéntrico 52, de ese modo se alterna horizontal y
verticalmente. El movimiento recíproco del núcleo excéntrico 52 se
transfiere entonces del cojinete de rodillos 72 al árbol 81, la
horquilla 80 y el pasador de unión 84, hacia el árbol de herramienta
90. La posición vertical del árbol de la herramienta se mantiene
por los cojinetes 98. Así, la horquilla 80 pivotará alternada en una
dirección vertical alrededor del pasador 84. La reciprocidad
horizontal, sin embargo, se transfiere al árbol de herramienta 90
como se describe a continuación.
Por esta exposición, la ubicación de la porción
gruesa 64 de la pared lateral 57 del núcleo excéntrico 52 estará
correlacionada con el horario de un reloj. Así, cuando el núcleo
excéntrico 52 se describe como estando en la posición de las doce
en punto, la porción gruesa 64 de su pared lateral 57 está en la
posición más alta. Como se muestra en la fig. 5, el núcleo
excéntrico 52 está en la posición de las doce en punto, y cuando el
núcleo excéntrico 52 está en esta posición, el eje del árbol 81 y el
eje del árbol 40 del motor 11, cuando se ven desde arriba, están
alineados.
Como se muestra en la fig. 6, cuando el núcleo
excéntrico 52 está en la posición de las tres en punto, el eje del
árbol 81, cuando se ve desde arriba, está desplazado, 2,5 grados
aproximadamente en una dirección en el sentido contrario a las
agujas del reloj desde el eje del árbol 40 del motor 11, según se
mide desde el eje del árbol 90. Cuando el núcleo excéntrico 52 está
en la posición de las 6:00 en punto (no mostrado), el eje del árbol
81 y el eje del árbol 40 del motor, cuando se ven desde arriba,
están alineados de un modo similar que en la fig. 5.
Como se muestra en la fig. 7, cuando el núcleo
excéntrico 52 está en la posición de las nueve en punto, el eje del
árbol 81, cuando se ve desde arriba, está desplazado 2,5 grados
aproximadamente en una dirección en el sentido de las agujas del
reloj desde el eje del árbol 40 del motor, según se mide desde el
eje del árbol 90. Así, la rotación del núcleo excéntrico 52 dará
como resultado un movimiento rotacional recíproco en el árbol de
herramienta 90.
Mientras que las formas de realización
específicas de la invención se han descrito en detalle, se apreciará
por aquellos expertos en la técnica que diversas modificaciones y
alternativas a esos detalles se podrían desarrollar en vista de las
enseñanzas generales de la divulgación. Por ejemplo, el motor 11
puede ser un motor hidráulico, neumático o de cualquier otro tipo.
Como consecuencia, las disposiciones particulares divulgadas están
destinadas a ser sólo ilustrativas y no limitadoras en lo que se
refiere al ámbito de la invención a la que se le dará toda la
amplitud de las reivindicaciones adjuntas y todas y cada una de las
equivalentes de la misma. Como se usa en las reivindicaciones
adjuntas, "acoplado" significa un enlace, directo o indirecto,
siempre y cuando se produzca el enlace.
Claims (4)
1. Un dispositivo de conversión (50), para una
bateadora de herramienta dividida (10), estando estructurado dicho
dispositivo de conversión (50) para estar acoplado a un árbol
rotativo (40) de un motor (11) y a un ensamblaje que comprende un
árbol de herramienta (90) cuyo eje se extiende generalmente
perpendicular al eje de dicho árbol (40) del motor, comprendiendo
dicho dispositivo de conversión (50):
- un núcleo excéntrico (52) que tiene un disco
(56) con un perímetro y una pared lateral (57) que se extiende
desde dicho perímetro y que forma un receso (60);
- dicho disco (56) que está estructurado para
estar acoplado a dicho árbol (40) del motor;
- una horquilla (80) que tiene un árbol (81) con
un eje y un pasador de pivote (84) que está acoplada de forma
pivotante a dicho ensamblaje;
en el que dicho dispositivo de conversión (50)
que incluye dicho núcleo excéntrico (52) y dicho disco (56) provoca
que dicho árbol de herramienta (90) se mueva en un movimiento
recíproco, y en el que dicho ensamblaje que comprende dicho árbol
de herramienta (90) está acoplado de forma pivotante alrededor de un
pasador de unión (84) que pasa a través de una abertura (83) del
pasador de dicha horquilla (80), caracterizado porque dicho
pasador de unión (84) es generalmente perpendicular a los ejes tanto
de dicho árbol (81) de horquilla como al de dicho árbol de
herramienta (90).
2. Dispositivo de conversión según la
reivindicación 1, en el que dicho disco (56), que comprende dicho
núcleo excéntrico (52) y está acoplado a dicho árbol (40) del
motor, comprende además una abertura media (62), a través de la
cual pasa dicho árbol (40) del motor para rotar dicho disco (56) y
dicho núcleo excéntrico (52) para impartir un movimiento recíproco
a dicho árbol (81) de la horquilla moviéndose de ese modo entre
lados opuestos de dicha abertura media (62).
3. Dispositivo de conversión según la
reivindicación 1 ó 2, en el que dicha pared lateral (57) de dicho
disco (56) incluye una porción gruesa (64) y una porción delgada
(66), estando dispuestas dicha porción gruesa (64) y dicha porción
delgada (66) en lados generalmente opuestos de dicho disco (56), en
el que preferentemente la transición a lo largo de dicha pared
lateral (57) desde dicha porción gruesa (64) hasta dicha porción
delgada (66) es gradual.
4. Dispositivo de conversión según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dicha pared lateral
(57) tiene una superficie de apoyo interna (71) y una superficie de
apoyo externa (70); y dicho árbol (81) de horquilla está acoplado a
dicha superficie de apoyo interna (71).
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