ES2652524B1 - Grupo de bateo para máquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la vía, tanto las simples como las dobles - Google Patents

Grupo de bateo para máquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la vía, tanto las simples como las dobles Download PDF

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Grupo de bateo para máquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la vía, simple y doble, que comprende un chasis dispuesto para ascender y descender de posición mediante un cilindro, un eje principal sobre el que rotan dos cilindros interiores dispuestos para transmitir el movimiento de vibración y cierre a unos portabates interiores, dos cilindros exteriores dispuestos para transmitir el movimiento de vibración y cierre a unos portabates exteriores donde cada uno de cilindros interiores y exteriores están gobernados por una electroválvula de alta frecuencia configurable en tensión, frecuencia y geometría de onda donde el control de dichas electroválvulas está dispuesto para transmitir una oscilación primaria de alta frecuencia (f1) y una secundaria de baja frecuencia (f2).

Description

DESCRIPCION
Grupo de bateo para maquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la via, tanto las simples como las dobles
5 Campo de la invencion
La invencion se encuadra en el sector tecnico de las maquinas dedicadas al mantenimiento y construction de v^as ferreas, mas concretamente en lo relativo a los grupos de bateo de las maquinas bateadoras de via.
Antecedentes de la invencion
10 El paso de los distintos vehiculos que circulan por las vias ferreas y su exposition a las condiciones meteorologicas, modifican las cualidades de la via y del resto de elementos sobre los que se asienta. Para corregir la perdida de estas cualidades y evitar la imposibilidad del uso de la via, es necesario llevar a cabo una serie de trabajos de mantenimiento. Con la tecnica existente en la actualidad, el proceso de corregir en direction
15 vertical y horizontal la via es realizado por maquinas equipadas con grupos de nivelacion y alineacion, tambien conocidos como equipos de levante y ripado. El grupo de bateo es el encargado de calzar cada traviesa en su nueva position compactando la piedra situada debajo de esta. Segun el tipo de maquina y grupo de bateo, en la actualidad es posible batear desde una a cuatro traviesas al mismo tiempo.
20 En general, los grupos de bateo existentes en la actualidad estan caracterizados por aportar un esfuerzo de cierre a los bates que penetran en la bancada de balasto y calzan las traviesas haciendo fluir las piedras bajo las mismas. Este esfuerzo tiene una componente fija, ejercida por un cilindro hidraulico y una componente oscilatoria. La solution mas habitual para generar este esfuerzo vibratorio es mediante un eje con geometria excentrica
25 al que se hace girar a ciertas revoluciones para conseguir la frecuencia deseada. Existen tambien otras soluciones, como la presentada en la patente ES-2027048-B1, en la que ese esfuerzo oscilante es conseguido por accion de un sistema formado en esencia por un actuador hidraulico alimentado por medio de valvulas de distribution de alimentacion- descarga controladas en secuencia dclica por uno o mas medios distribuidores.
30 Existen diversas soluciones en lo referente al tiempo y forma de aplicacion de la
componente vibratoria del esfuerzo del bate. Como ya se ha comentado, la solucion mas habitual para generar este esfuerzo vibratorio es mediante un eje con geometria excentrica al que se hace girar a ciertas revoluciones para conseguir la frecuencia deseada. Este sistema suele ir acompanado por un volante de inercia de grandes dimensiones, por lo que 5 la capacidad de hacer variar la frecuencia de vibracion es muy baja. Sin embargo, segun la solicitud de patente espanola P201530363, se conoce un grupo de bateo gobernado por una electrovalvula de alta frecuencia. En esta invention se establece una diferenciacion entre las frecuencias de oscilacion durante la penetration del bate en la piedra (25Hz) y la frecuencia durante el cierre de bates (35Hz). Durante el resto del ciclo desaparece la componente 10 vibratoria.
Otra caracteristica de los grupos de bateo es la forma de adaptar la apertura de los bates para diferenciar las operaciones realizadas en zonas donde el carril descansa sobre doble traviesa, en vez de una que es lo mas habitual. Para ello, las maquinas suelen limitar la carrera del cilindro hidraulico que realizan la apertura y cierre de bates. Esta limitation suele 15 constar de un cuerpo metalico articulado sobre la camisa del cilindro de cierre de bates. Este cuerpo limita la carrera del vastago en las operaciones de traviesa simple. Cuando hay que batear una traviesa doble, un cilindro secundario retira el cuerpo articulado permitiendo al vastago alcanzar su recorrido maximo. Por la patente US-6401623-B2 se conoce un sistema para eliminar este sistema hidraulico-mecanico limitando hidraulicamente el volumen de 20 aceite que entra a la camara del cilindro en caso de bateo en traviesa simple.
Description de la invencion
Es necesario ofrecer una alternativa al estado de la tecnica que cubra las lagunas encontradas en la misma.
Con este fin la presente invencion proporciona un avance en la capacidad de penetracion de 25 los grupos de bateo en el lecho de balasto, mediante la modification de los parametros que rigen la componente oscilante del esfuerzo del bate. Esto es aplicable tanto para bateo de traviesa simple como doble.
Concretamente, esta invencion se refiere a un grupo de bateo para maquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la via, 30 simple y doble, que comprende un chasis dispuesto para ascender y descender de position mediante un cilindro, un eje principal sobre el que rotan dos cilindros interiores dispuestos para transmitir el movimiento de vibracion y cierre a unos portabates interiores, dos cilindros exteriores dispuestos para transmitir el movimiento de vibracion y cierre a unos portabates
exteriores donde cada uno de cilindros interiores y exteriores estan gobernados por una electrovalvula de alta frecuencia configurable en tension, frecuencia y geometria de onda donde el control de dichas electrovalvulas esta dispuesto para transmitir una oscilacion primaria de alta frecuencia (f1) y una secundaria de baja frecuencia (f2).
5 Como se puede ver, a diferencia de las soluciones anteriores, el mecanismo de la invention comprende un cilindro de vibration, con una camara central en la que el movimiento del vastago, llamado de vibracion y cierre, que esta gobernado por una electrovalvula de alta frecuencia configurable en tension, frecuencia y geometria de onda.
Sin perdida de generalidad, esta forma de gobernar el vastago de vibracion y cierre es 10 aplicable a un cilindro compuesto de un total de tres vastagos coplanares, donde el que ocupa la position central esta gobernado por la valvula de alta frecuencia. Los dos vastagos exteriores estan orientados en sentido de trabajo contrario al central, y configuran la posicion de bateo para bateo de traviesa simple o doble.
La particularidad de la invencion viene dada por la adicion de una segunda componente 15 oscilatoria al movimiento del bate durante la penetration en el lecho de balasto. Para ello se dispone de dos configuraciones distintas de los parametros de control de la electrovalvula que responden a una onda cuadrada de 48Hz de frecuencia. Cada una de las dos configuraciones tiene un leve descentrado en la amplitud de la onda, de forma que una de ellas tiende a sacar el vastago y la otra a meterlo, dentro de su movimiento oscilatorio. De 20 esta forma, alimentando de manera alternativa la electrovalvula con estas dos configuraciones, se consigue un segundo movimiento oscilatorio que se superpone a la vibracion primaria de 48Hz generada por la onda cuadrada. En el caso concreto de esta invencion, este cambio de parametros se produce 10 veces por segundo, es decir, se obtiene una composition de un movimiento de alta frecuencia -48Hz- y uno de baja -10Hz-. 25 Se ha elegido un descentrado en amplitud para conseguir el desplazamiento neto hacia un lado u otro. Sin perdida de generalidad se puede conseguir este efecto manteniendo la simetria en amplitud y modificando, por ejemplo, el porcentaje de tiempo que la valvula permite el paso de aceite a una y otra camara del cilindro.
La doble oscilacion horizontal de los bates se suma al descenso vertical del grupo de bateo 30 durante la penetracion en el lecho de balasto. Se ha comprobado empmcamente una notable mejora en el tiempo de penetracion y un menor desgaste del balasto. El descenso del grupo se consigue mediante los componentes habituales, es decir, guiado por un par de columnas fijas a la maquina y movido por un cilindro hidraulico, tambien fijo en su extremo
posterior.
Una vez alcanzada la profundidad de bateo deseada se detiene el descenso del grupo y se modifica la senal de la electrovalvula, pasando a una tercera configuracion de parametros. Esta configuracion corresponde tambien a una onda cuadrada, en este caso de 35Hz de 5 frecuencia, y descentrada en amplitud de forma que se favorece el avance del bate. De esta forma se consigue la superposicion de los movimientos de vibracion y cierre de bates, que se genera tradicionalmente con un movimiento lineal del vastago y una excitacion del cilindro mediante el giro de un eje excentrico.
Estas y otras ventajas se ven evidentes a la luz de la descripcion detallada de la invencion.
10 Breve descripcion de los dibujos
Las descripciones detalladas de la invencion se entenderan mas completamente a partir de las siguientes figuras con referencia a los elementos principales que deben considerarse de una manera ilustrativa y no limitativa, en los que:
La figura 1 muestra la vista en perspectiva de un grupo de bateo con detalle donde se 15 indican sus principales elementos constructivos.
La figura 2 muestra de forma ampliada los componentes mas destacados de esa primera figura.
La figura 3 muestra la vista lateral de un grupo de bateo en tres posiciones distintas, en las que se aprecia el desplazamiento vertical que hace para batear. Tambien se ilustra los 20 diferentes elementos que intervienen en la adaptacion del grupo al bateo en traviesa simple o doble y en la vibracion y cierre de bates.
La figura 4 es una grafica en la cual se representa el movimiento de descenso tipico de un bate. El desplazamiento (eje z izquierdo.) en el tiempo (eje z derecho.) es la resultante de un descenso vertical continuo y una vibracion de una frecuencia (f) y una amplitud (A) segun 25 eje x.
La figura 5 incluye dos graficas. En la grafica de la izquierda se representan los movimientos de penetracion y cierre de un bate segun la invencion. La primera parte, durante los primeros 0,5s, representa el desplazamiento en el tiempo (eje z derecho) resultante de un descenso vertical continuo (eje z izquierdo) y la composition de dos vibraciones de 30 frecuencias (f1 y f2) y amplitudes (A1 y A2) segun eje x superior. La segunda al parte, a
partir de los 0,5 segundos, se produce a profundidad constante (eje z izquierdo) y representa el movimiento de cierre de bates (eje x inferior) en este periodo. La grafica de la derecha representa la evolucion en el tiempo de la senal que recibe la electrovalvula para regir el movimiento representado en la grafica izquierda.
5 Descripcion detallada de la invencion
Los elementos definidos en esta descripcion detallada se proporcionan para ayudar a una comprension global de la invencion. En consecuencia, los expertos en la tecnica reconoceran que variaciones y modificaciones de las realizaciones descritas en este documento pueden realizarse sin apartarse del alcance y espmtu de la invencion. Ademas, 10 la descripcion detallada de las funciones y elementos suficientemente conocidos se omiten por razones de claridad y concision.
La invencion se refiere a un grupo de trabajo de una maquina de mantenimiento de via ferrea. El grupo de trabajo en cuestion es el de bateo, con capacidad de operar sobre dos traviesas de forma simultanea, compactando la piedra existente debajo de cada una. Los 15 equipos y sistemas electronicos necesarios para realizar la medicion de la via y gobernar estos equipos de trabajos son similares a los usados actualmente en la tecnica y por tanto quedan fuera del alcance de esta descripcion.
Cada grupo de trabajo o de bateo, como se puede observar en las figuras 1, 2 y 3, se compone principalmente de un cuerpo principal, denominado chasis (12), que puede 20 ascender y descender a la posicion de trabajo, guiado por un par de columnas (13) fijas a la maquina, mediante el cilindro de bajada de chasis (14). El chasis contiene de un eje (15) principal, sobre el cual rotan dos cilindros interiores (11) del grupo de bateo, dichos cilindros (11) se componen principalmente de un vastago (3) que transmite el movimiento de vibracion y cierre a los portabates interiores (7) a traves de un eje de union (4). A su vez 25 estos portabates interiores (7) rotan sobre un eje (6) acoplado en el chasis. En la parte posterior de cada cilindro interior (11) se acopla un cilindro de vibracion exterior (10) mediante un eje de union (16). Cada cilindro exterior (10) se compone principalmente de tres vastagos, el vastago central (1) transmite la vibracion y cierre del portabate exterior (8) a traves de un eje de union (4). A su vez estos portabates exteriores (8) rotan sobre un eje (5) 30 acoplado en el chasis. Los vastagos exteriores (2) situados en la parte trasera del cilindro (10) son los encargados del posicionamiento de los portabates exteriores (8) en las configuraciones de bateo de traviesa simple (18) o doble (17). De esta manera estos vastagos permanecen fijos para minimizar el desgaste de piezas consumibles.
Cada cilindro esta comandado por su correspondiente electrovalvula de alta frecuencia (9). La figura 5 muestra la senal de excitacion de la valvula que permite conseguir el modo de penetracion reivindicado segun la invencion. Para ello se dispone de dos configuraciones distintas de parametros. La primera configuracion de parametros (20) tiene como 5 caracteristicas principales una frecuencia de vibracion f1=48Hz, y un descentrado de +50% en amplitud que favorece un desplazamiento neto positivo del bate segun el eje x, dentro de un movimiento oscilatorio de amplitud A1=6mm. De forma analoga, se dispone de una segunda configuracion de parametros (21) simetrica a la anterior con la misma frecuencia y amplitud -48Hz y 6mm-, con un descentrado de -50% en amplitud que favorece un 10 desplazamiento neto negativo del bate segun el eje x. Mediante una secuencia de alternancia entre las dos configuraciones de parametros (20 y 21) cada 0,05 segundo, se consigue la superposicion de un movimiento oscilatorio primario de f1=48Hz y A1=6mm con uno secundario de f2=10Hz y A2=16mm, debido a dicha alternancia de parametros.
Una vez se alcanza la profundidad de bateo deseada se altera sustituye la senal de 15 excitacion de la valvula con por una tercera configuracion de parametros (22), caracterizado por una frecuencia f3=35Hz y una amplitud descentrada +50%, de forma que el desplazamiento neto durante un ciclo es positivo, es decir, se produce el movimiento de cierre de bates.
20

Claims (3)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Grupo de bateo para maquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la via, simple (17) y doble (18), que comprende un chasis (12) dispuesto para ascender y descender de posicion mediante un cilindro (14), un eje principal (15) sobre el que rotan dos cilindros interiores (11) dispuestos para transmitir el movimiento de vibracion y cierre a unos portabates interiores (7), dos cilindros exteriores (10) dispuestos para transmitir el movimiento de vibracion y cierre a unos portabates exteriores (8) caracterizado porque cada uno de cilindros interiores (11) y exteriores (10) estan gobernados por una electrovalvula de alta frecuencia (9) configurable en tension, frecuencia y geometria de onda donde el control de dichas electrovalvulas (9) esta dispuesto para transmitir una oscilacion primaria de alta frecuencia (f1) y una secundaria de baja frecuencia (f2).
  2. 2. Grupo de bateo para maquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la via, simple (17) y doble (18), segun la reivindicacion 1 donde el control de dichas electrovalvulas de alta frecuencia (9) tiene una primera configuracion de parametros (20) segun una onda de frecuencia de 48Hz y un descentrado positivo en amplitud de tal forma que ejerce un desplazamiento neto de apertura de su cilindro asociado correspondiente (10 o 11), donde el control de dichas valvulas de alta frecuencia (9) tiene una segunda configuracion de parametros (21) segun una onda de frecuencia identica y simetrica en el descentrado en amplitud con respecto a la primera configuracion (20) que ejerce un desplazamiento neto de cierre de su cilindro asociado correspondiente (10 o 11) y donde una secuencia de cambio entre las dichas dos configuraciones de parametros (20) y (21) cada 0,05s provoca una onda secundaria de 10Hz de frecuencia.
  3. 3. Grupo de trabajo para maquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la via, simple (17) y doble (18), segun la reivindicacion 2, donde el control de dichas electrovalvulas (9) durante la penetracion de los bates en el balasto, una vez se alcanza la profundidad de bateo deseada, se sustituye dichas configuraciones (20 y 21) en dichas electrovalvulas (9) por una tercera configuracion de parametros (22) con una frecuencia (f3) 35Hz y una amplitud descentrada +50%, de forma que el desplazamiento neto durante un ciclo es positivo y se produce el movimiento de cierre de bates.
    5 5
    10
    Grupo de trabajo para maquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la via, simple (17) y doble (18), segun la reivindicacion 1 donde dicho chasis (12) esta guiado por dos columnas (13) en el proceso de ascenso y descenso.
    Grupo de trabajo para maquinas de mantenimiento ferroviario con capacidad de batear el balasto bajo las traviesas de la via, simple (17) y doble (18), segun la reivindicacion 1 donde cada cilindro exterior (10) incluye tres vastagos, donde un vastago de central (1) de dichos tres vastagos transmite la vibracion y cierre al portabate exterior (8) a traves de un eje de union (4) y donde dichos portabates exteriores (8) rotan sobre un eje (5) acoplado a dicho chasis (12) y donde unos vastagos exteriores (2) situados en la parte trasera del cilindro (10) estan dispuestos para posicionar a los portabates exteriores (8) en las configuraciones de bateo de traviesa simple (18) o doble (17).
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