Máquina de posicionamiento y escuadrado de traviesas de vías de ferrocarril,

constituida por al menos un vagón (1), provisto de medios propios de desplazamiento sobre los carriles (2) de la vía férrea en construcción en la que las traviesas (3) aún no han sido alineadas, que lateralmente dispone de sendos perfiles metálicos (4) dispuestos longitudinalmente a nivel de las traviesas (3) de la vía, soportados a la estructura principal del vagón por medio de unos brazos en ángulo (5), que por su cara interna presentan una serie de cuñas equidistantes (7) de posicionamiento, que son las encargadas de entrar en contacto y posicionar las traviesas previamente distribuidas en la traza, de forma que las cuñas se sitúan entre ellas, empujándolas lateral y longitudinalmente hasta dejar las traviesas en la posición correcta: centradas y perpendiculares al eje, alineadas y separadas entre sí una distancia uniforme

Máquina de posicionamiento y escuadrado de traviesas de vías de ferrocarril.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una maquina posicionadora y escuadradora de traviesas, la cual realiza de forma automática y eficiente la actividad del posicionado y escuadrado de las traviesas de la vía una vez colocado el carril.

La actividad de escuadrado de traviesas dentro del montaje de vía ferroviaria consiste en lo siguiente: Una vez tendido el carril sobre las traviesas distribuidas previamente de forma regular a lo largo del lecho de balasto, y antes de realizar el apriete definitivo de las sujeciones que fijan el carril a las traviesas, es necesario dejar las traviesas en su posición correcta, equidistantes unas de otras una distancia de 60 cm. y también posicionarlas perpendiculares al eje de vía y centrarlas sobre él, todo ello dentro de las tolerancias exigidas por la normativa actual.

Antecedentes de la invención

Actualmente este proceso se realiza de forma manual por varios operarios provistos de barras metálicas que emplean a modo de palanca, arrastrando y desplazando la traviesa hasta su correcta posición definitiva. Asimismo comprueban manualmente con una escuadra la perpendicularidad de cada una de las traviesas respecto a los carriles y su correcta distancia a la anterior traviesa.

Este proceso así realizado es extremadamente lento e impreciso. Por otro lado, dado el elevado peso de las traviesas, constituye un riesgo físico para los operarios, y origina un elevado número de lesiones a lo largo del año.

Descripción de la invención

El objetivo de esta invención es una máquina que permite solucionar la problemática expuesta: una máquina posicionadora-escuadradora de traviesas. Esta máquina es capaz de realizar de forma automática el posicionado y escuadrado de las traviesas de vía con precisión, dejándolas dentro de las tolerancias exigidas una vez tendido y posicionado el carril sobre ellas.

La máquina se compone, en principio, de dos vagones, uno motriz y otro arrastrado, cada uno de los cuales tiene capacidad para colocar con precisión las traviesas de la vía. El motriz puede funcionar de manera independiente y componer por sí mismo la máquina posicionadora y escuadradora de traviesas.

El vagón motriz consta de un bastidor de estructura metálica dotada inferiormente de cuatro ruedas ferroviarias que le permiten desplazarse sobre los carriles de una vía férrea. Lateralmente dispone de unos perfiles metálicos dispuestos de forma longitudinal, que se sitúan en un nivel inferior, a la altura de las traviesas de la vía, soportados a la estructura principal mediante dos brazos metálicos con forma angular provistos de unos cilindros hidráulicos. En la cara interna de estos dos perfiles laterales, que entra en contacto con las traviesas, y a lo largo de toda su longitud, disponen de una serie de cuñas de posicionamiento fijadas equidistantes con estrictas tolerancias, que son las encargadas de entrar en contacto y posicionar propiamente las traviesas.

En la posición de trabajo, al accionarse el sistema hidráulico, los brazos metálicos de ambos lados giran alrededor de unos ejes fijos en el bastidor aproximando ambos perfiles longitudinales entre sí, cerrándolos en el plano de la vía sobre las traviesas previamente distribuidas en la traza, efectuando un movimiento similar al de unas tenazas. Las cuñas de posicionamiento están fijadas a los perfiles laterales longitudinales de forma equidistante y dejando entre ellas el espacio justo de una cabeza de traviesa, de forma que al cerrarse los perfiles longitudinales de ambos lados de la vía sobre las traviesas y presionándolas por ambos lados, las cuñas se sitúan entre las traviesas, separándolas a la medida requerida, moviéndolas gracias a la presión transmitida por los cilindros a través de los brazos a los perfiles longitudinales y a las cuñas, hasta colocar todas las traviesas en su posición exacta. Para ello la geometría de las cuñas está diseñada de tal forma que sus superficies entran en contacto con caras lisas de la cabeza de la traviesa, no con aristas para evitar dañarlas. Las cuñas están colocadas de tal forma que una vez cerrados completamente ambos perfiles longitudinales sobre las traviesas, éstas quedan perfectamente posicionadas y escuadradas, con las tolerancias de distancia entre los ejes de las mismas, perpendicularidad respecto al eje de la vía y centrado sobre dicho eje definidas en la normativa.

La máquina dispone también de un sistema de fijación a los carriles para evitar cualquier desplazamiento. Este sistema actúa una vez detenida la máquina en la posición de trabajo y consiste en unas pinzas accionadas hidráulicamente que fijan la máquina a los carriles. El bastidor cuenta con cuatro pinzas de cierre -dos delanteras -una para cada carril- y dos traseras. Las pinzas presionan el carril en el alma del mismo o en la parte inferior, no sobre la cabeza, ya que en caso contrario se podría dañar la superficie de rodadura del carril.

En la posición de trabajo, en la que se realizan los accionamientos del sistema hidráulico necesarios para realizar el posicionamiento de las traviesas, la maquina debe estar en una posición de reposo sin desplazamiento alguno, para lo que se fija esta a los carriles gracias a las pinzas accionadas también por el sistema hidráulico. Una vez posicionadas las traviesas correspondientes a la longitud de los perfiles metálicos longitudinales, la máquina debe abrir los dos conjuntos laterales de brazos y perfiles longitudinales, levantándolos gracias al giro de los brazos sobre sus ejes, y liberando así las traviesas ya posicionadas. En este momento se sueltan las pinzas de fijación al carril. En la posición abierta de ambos conjuntos, la máquina puede avanzar hacia la zona de traviesas no posicionadas. El avance, que se produce gracias a unos motores instalados a tal efecto, tiene lugar hasta el punto en el cual la última cuña posterior queda situada próxima a la última traviesa ya alineada, de forma que toda la longitud de los perfiles abarca traviesas no alineadas aún, tomando como referencia la última traviesa alineada.

La máquina dispone de un sistema de control electrónico y un sensor de posición, colocado de forma fija en la máquina y en una posición exacta y calibrada. Una vez se inicia el avance de la máquina, el sensor, de tipo láser u otro tipo, identifica cada traviesa por la que va pasando. Todo el sistema está controlado por un PLC, que recoge la información tomada por el sensor y contabiliza el número de traviesas por la que pasa el sensor. Cuando el número de traviesas coincide en su longitud exacta de avance con la distancia entre las cuñas extremas del perfil longitudinal, el PLC envía la señal para la detención del avance de la máquina. La detención se puede realizar por etapas, de forma que unas traviesas antes de llegar al punto de parada la velocidad de avance se reduzca hasta una velocidad muy inferior, que llamamos velocidad de aproximación. De esta forma se consigue la detención de la máquina en el punto requerido con máxima exactitud.

Una vez detenida la máquina, se vuelve a iniciar la fase de trabajo, cerrándose las pinzas de fijación y cerrándose los conjuntos de perfiles metálicos longitudinales-cuñas de ambos lados sobre la traviesa, posicionando así el siguiente conjunto de traviesas. Así se completa el ciclo de trabajo, que se vuelve a iniciar de nuevo sucesivamente.

La máquina está compuesta por al menos un vagón motriz en el que se ubica el puesto de control, el motor térmico, el depósito y la central del sistema hidráulico, bomba, y el conjunto electrónico que controla los movimientos de posicionado de traviesas. También el puesto de control, preferentemente protegido por una cabina. Los mandos se sitúan en el panel de la centralita de mando. En este puesto de control y de forma opcional se sitúa también el pedal de seguridad "hombre muerto". Adicionalmente el perímetro del vagón está protegido por una barandilla y el suelo cubierto con un entramado para permitir el desplazamiento de personas sobre ella.

Cuando la máquina está compuesta por varios vagones, dispondrá de al menos un vagón motriz y varios vagones arrastrados, los cuales tiene las mismas características, estructura y descripción que el vagón motriz, salvo que no dispone de control ni de sistema motriz propios. Se acopla y es arrastrado por el vagón motriz. El enganche físico entre vagones se realiza mediante un sistema de rótula. El sistema hidráulico lleva acoplamientos rápidos para conectar el circuito...

1. Máquina de posicionamiento y escuadrado de traviesas de vías de ferrocarril, caracterizada porque está constituida por al menos un vagón (1), provisto de medios propios de desplazamiento sobre los carriles (2) de la vía férrea en construcción en la que las traviesas (3) aún no han sido alineadas, que lateralmente dispone de sendos perfiles metálicos (4) dispuestos longitudinalmente a nivel de las traviesas (3) de la vía, soportados a la estructura principal del vagón por medio de unos brazos en ángulo (5), provistos de unos cilindros hidráulicos actuadores (6), estando dotados dichos perfiles (4) por su cara interna de una serie de cuñas equidistantes (7) de posicionamiento, que son las encargadas de entrar en contacto y posicionar las traviesas, adoptando dichos perfiles en posición de avance de la máquina una posición levantada y separados de las cabezas de las traviesas (3) que han de conformar la vía, mientras que en posición de trabajo, al accionarse los cilindros hidráulicos, los brazos (5) de ambos lados giran alrededor de unos ejes fijos en el bastidor, aproximando ambos perfiles longitudinales (4) entre sí, cerrándolos en el plano de la vía sobre las traviesas (3) previamente distribuidas en la traza, de forma que las cuñas se sitúan entre ellas, empujándolas lateral y longitudinalmente hasta dejar las traviesas en la posición correcta: centradas y perpendiculares al eje, alineadas y separadas entre sí una distancia uniforme.

2. Máquina, según la reivindicación 1, caracterizada porque inferiormente el vagón (1) comporta un dispositivo de fijación a los carriles (2) de la vía en construcción para evitar su desplazamiento lateral, consistente en al menos sendas pareja de pinzas (9) accionadas hidráulicamente que presionan los carriles (2) en el alma de los mismos o en la parte inferior, mientras la máquina está detenida en la posición de trabajo.

3. Máquina, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque dispone de un dispositivo de control electrónico y un sensor de posición, colocado de forma fija en la máquina y en una posición exacta y calibrada el cual, una vez posicionadas las traviesas correspondientes a la longitud de los perfiles laterales (4), el dispositivo de posicionamiento de las traviesas ha abierto los brazos laterales (5) liberando así las traviesas ya posicionadas y una vez que las pinzas (9) hayan soltado de su fijación los carriles, se inicia el avance de la máquina y dicho sensor procede a identificar cada traviesa por la que va pasando, al tiempo que el control electrónico contabiliza el número de traviesas que pasa hasta avanzar una longitud predefinida mediante el sistema de control electrónica, enviando en ese instante una señal para la detención del avance de la máquina, que tiene lugar hasta el punto en el cual el extremo posterior de los perfiles (4) quedan con su última cuña situada próxima la última traviesa ya alineada, de forma que toda la longitud de los perfiles abarca traviesas aún no alineadas.

4. Máquina, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cuñas (7) presentan las superficies en "V" que entran en contacto con las caras lisas de las cabeza de las traviesas (3) exentas de aristas y las sucesivas cuñas situadas en los respectivos perfiles longitudinales (4) están colocadas enfrentadas entre sí a lo largo de los mismos, de tal forma que una vez cerrados éstos completamente sobre las traviesas, las cuñas y por lo tanto las traviesas quedan perfectamente posicionadas y escuadradas, con las tolerancias de distancia entre los ejes de las mismas, perpendicularidad respecto al eje de la vía y centradas sobre dicho eje.

5. Máquina, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque opcionalmente está compuesta por varios vagones, de los cuales uno es motriz y comporta los medios de desplazamiento sobre la vía, el puesto de control para el operario y el control electrónico de desplazamiento y de los movimientos de posicionado de las traviesas, mientras que los restantes vagones (1b) son arrastrados por el motriz (1) y presentan una estructura y mecanismos de posicionamiento y escuadrado como los de dicho vagón motriz.