ES2216573T3 - Rodillo de compactacion. - Google Patents
Rodillo de compactacion.Info
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Abstract
Un rodillo de compactación del suelo (10) que comprende una superficie de compactación periférica, no circular, de múltiples lados (16) que puede rodar sobre una superficie del suelo que debe compactarse, estando definida la superficie de compactación por una pluralidad de puntos salientes espaciados angularmente (20) y una pluralidad correspondiente de caras de compactación (22), estando fijadas las caras de compactación (22) unas con respecto a otras y con respecto a un cubo central (12), y siendo cada cara de compactación de configuración convexa hacia fuera, caracterizado porque cada cara de compactación (22) se extiende continuamente desde un punto saliente (20) hasta un punto saliente adyacente (20), y el centro de rotación instantáneo de cada cara de compactación, es decir, el punto en el que la superficie de compactación (16) hace contacto con la superficie del suelo y alrededor de la cual gira instantáneamente con respecto a la superficie del suelo, se mueve continuamente alrededorde toda la extensión de la cara de compactación, por lo que el rodillo (10) aplica una acción de amasado continuo a la superficie del suelo a medid que rueda sobre esta superficie.
Description
Rodillo de compactación.
Esta invención se refiere a un rodillo de
compactación.
Tradicionalmente, la compactación del suelo se ha
llevado a cabo o bien por medio de rodillos redondos con masa
considerable o por rodillos vibratorios. Relativamente, en los
últimos tiempos, la compactación por impacto como se describe, por
ejemplo, en la memoria descriptiva de la patente de los Estados
Unidos US 2.909.106, se ha utilizado en las actividades de
compactación del suelo. Se ha demostrado que los compactadores por
impacto alcanzan niveles altos de compactación del suelo a cierta
profundidad por debajo de la superficie, pero en muchos casos, no
pueden ser efectivos realmente para compactación de obras en capas
donde se ha compactado una zona superficial relativamente poco
profunda de la masa del suelo. Dependiendo de las condiciones del
suelo, el rodillo de impacto de los compactadores de impacto pueden
tener tendencia a alterar simplemente la capa superficial en lugar
de compactarla definitivamente.
El rodillo de impacto de un compactador por
impacto convencional puede tener también una tendencia a crear
depresiones localizadas en la superficie del suelo, requiriendo las
operaciones de alisamiento siguientes. Pueden generar también cargas
de choque tanto en el tractor con remolque como en la masa de suelo,
y pueden tener una velocidad de accionamiento relativamente
baja.
De acuerdo con la invención, está previsto un
rodillo de compactación del suelo que comprende una superficie de
compactación periférica, no circular, de múltiples lados, cuya
superficie de compactación periférica puede rodar sobre una
superficie del suelo que debe ser compactada, siendo definida la
superficie de compactación por una pluralidad de puntos salientes
espaciados angularmente y una pluralidad correspondiente de caras de
compactación, siendo cada cara de compactación de configuración
convexa hacia fuera, caracterizado porque cada cara de compactación
se extiende continuamente desde un punto saliente hasta un punto
saliente adyacente y el centro de rotación instantáneo de cada cara
de compactación, donde esta cara de compactación contacta con la
superficie del suelo durante la rodadura, se mueve continuamente
alrededor de la extensión completa de la cara de compactación, por
lo que el rodillo aplica una acción de amasado continuo de la
superficie del suelo a medida que rueda sobre esta superficie.
La geometría del rodillo es preferentemente tal
que los puntos salientes son espaciados de forma equiangular
alrededor de un eje central del rodillo y son equidistantes desde
este eje, y cada cara de compactación es simétrica alrededor de un
bisector radial de los dos puntos salientes entre los que se
extiende la cara de compactación. La cara de compactación puede
curvarse de manera uniforme o estar compuesta de una pluralidad de
facetas planas que, en combinación, forman una configuración convexa
hacia fuera.
Otro aspecto de la invención proporciona una
máquina de compactación del suelo que comprende un rodillo de
compactación del suelo como se resume anteriormente. La máquina
puede tener una pareja de rodillos dispuestos lado a lado entre
sí.
En la configuración de rodillo doble, existen
varias posibilidades. Por ejemplo, los rodillos de compactación del
suelo pueden estar montados sobre un eje común de la manera descrita
por los rodillos de compactación de impacto en el documento
ZA80/2099 (= EP 0 017 511). Alternativamente, los rodillos pueden
estar suspendidos independientemente sobre los ejes separados como
se describe por los rodillos de compactación de impacto en el
documento PCT/IB99/00906. La máquina puede ser
auto-impulsada como se describe por una máquina de
compactación de impacto en el documento PCT/GB96/01708 (WO
97/04179), o puede incluir medios de acoplamiento para acoplarla a
un vehículo de tracción, tal como un tractor. La máquina puede
incorporar también un dispositivo de accionamiento auxiliar para
suministrar una fuerza de accionamiento giratoria, auxiliar a los
rodillos como se describe para una máquina de compactación por
impacto del rodillo doble en el documento PCT/GB98/01400 (WO
98/51866).
La invención se describirá ahora, más
detalladamente, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los
dibujos que se acompañan, en los que:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un rodillo de compactación de acuerdo con esta invención.
La figura 2 muestra una vista lateral del rodillo
de compactación.
La figura 3 muestra una vista extrema del rodillo
de compactación.
La figura 4 muestra una sección transversal en la
línea A-A en la figura 2; y
La figura 5 muestra una máquina de compactación
del suelo que incorpora dos rodillos de compactación de acuerdo con
la invención.
El rodillo de compactación de múltiples lados 10
ilustrado tiene un cubo central 12 situado en un eje central 14 y
una superficie de compactación periférica 16 que está unida al cubo
por radios radiales 18. La superficie de compactación 16 está
definida por seis puntos salientes 20 que son espaciados de forma
equiangular y equidistantes del eje central 14, y extendiéndose las
seis caras de compactación intermedia 22 entre los puntos salientes.
Las caras de compactación 22 son idénticas entre sí y cada una tiene
una curvatura convexa, uniforme que es simétrica alrededor de un
bisector radial de los dos puntos salientes 20 entre los que se
extiende. Por ejemplo, la cara de compactación 22.1 es simétrica
alrededor del bisector radial 24 de los dos puntos salientes
20.1.
Los puntos salientes 20 y las caras 22 de la
superficie de compactación 16 están formados por las placas de
desgaste curvadas 26 y 28 respectivamente, que están montadas a los
extremos de los radios 18. El conjunto de placas 16 y 28 está
reforzado por nervaduras 30 que están situadas en los bordes
laterales de las placas y que están conectadas a las placas y a las
extremidades laterales de los radios 18.
En funcionamiento del rodillo de compactación 10,
el cubo 12 está montado sobre un eje soportado por un carro que está
remolcado por un vehículo de remolque adecuado, tal como un tractor
(no mostrado). En la práctica, pueden existir dos rodillos de
compactación similares dispuestos lado a lado. En este caso, los
rodillos de compactación pueden estar montados sobre un eje común o
pueden estar suspendidos de forma independiente.
La memoria descriptiva de la patente Sudafricana
ZA 80/2099 (=EP 0 017 511) describe un aparato en el que dos
rodillos de compactación por impacto están montados lado a lado
sobre un eje común. Puede utilizarse un dispositivo de montaje
similar para montar los rodillos de compactación 10 sobre un eje
común.
El documento PCT/IB99/00906 describe un aparato
en el que están suspendidos dos rodillos de compactación por impacto
independientemente en una configuración lado a lado y, una vez más,
puede utilizarse un dispositivo de montaje similar para rodillos de
compactación doble 10, como se muestra en la figura 5.
Está también dentro del alcance de la invención
que exista un rodillo de compactación individual 10 solamente, en
cuyo caso, el rodillo puede estar montado de la manera descrita en
la memoria descriptiva de la patente de los Estados Unidos US
2.909.106.
Está también dentro del alcance de la invención
que el(los) rodillo(s) de compactación 10
forme(n) parte de una máquina auto-impulsada
que, puede ser, por ejemplo del tipo descrito en la memoria
descriptiva del documento PCT/GB96/01708 (WO 97/04179).
Los documentos EP 0 017 511, PCT/IB99/00906, US
2.909.106 y WO 97/04179 describen máquinas de compactación por
impacto en las que cada masa del compactador, a medida que rueda
sobre una superficie del suelo que debe ser compactada, se eleva
alternativamente sobre un punto saliente, almacenando la energía
potencial, y después cae hacia delante y hacia abajo por la energía
potencial almacenada que debe suministrarse a la superficie del
suelo como un soplo de impacto por una cara de compactación que
sigue el punto saliente. Como se menciona previamente, aunque esta
técnica de compactación ha probado ser efectiva para producir
niveles altos de compactación del suelo a profundidades
considerables por debajo de la superficie del suelo, tiene varios
inconvenientes al menos en algunas aplicaciones.
El rodillo de compactación 10 no actúa del modo
como un rodillo de compactación por impacto. A medida que rueda
sobre la superficie del suelo, se eleva sobre cada punto saliente 20
y después rueda hacia delante y hacia abajo sobre la cara de
compactación siguiente 22. La energía potencial, que es almacenada a
medida que se eleva el rodillo sobre un punto saliente, se aplica a
la superficie del suelo a medida que el rodillo rueda sobre la cara
siguiente 22, pero esto ocurre de una manera mucho más lisa que en
el caso de un rodillo de compactación por impacto. Esto es
atribuible, entre otros, a la configuración convexa de
los lados 22 que permite una transición uniforme desde cada posición
de almacenamiento de energía potencial, elevada hasta una sucesión
de posiciones relativamente reducida a medida que la superficie
convexa de la siguiente cara 22 rueda sobre la superficie del suelo.
El centro de rotación instantáneo, es decir, el punto en el que la
superficie de compactación 16 forma una línea de contacto con la
superficie del suelo y alrededor de la cual el rodillo gira de forma
instantánea con respecto a la superficie del suelo, se mueve
continuamente alrededor de substancialmente toda la extensión de la
superficie 16.
La acción del rodillo 10 puede estar unida a una
acción de amasado continuo en oposición a la acción de impacto
periódico de un rodillo de compactación por impacto.
El efecto de esto es que la superficie del suelo
experimenta la presión de compactación a lo largo de toda la
rotación del rodillo 10, es decir, en todas las posiciones angulares
del rodillo. A medida que el rodillo se eleva sobre un punto
saliente 22, la presión de compactación es experimentada como
resultado de la fuerza de reacción aplicada a la superficie del
suelo por el rodillo, y a medida que el rodillo rueda posteriormente
hacia delante y hacia abajo sobre una cara de compactación 22, la
fuerza de compactación es experimentada como resultado de la energía
potencial almacenada que se transmite a la superficie del suelo.
Esta acción es contraria a la acción de un
rodillo de compactación por impacto. En el caso de rodillos de
compactación por impacto que tienen lados planos, los únicos centros
de rotación están en los puntos salientes o vértices del
rodillo.
No existe movimiento continuo de un centro de
rotación instantáneo alrededor de la superficie de compactación
periférica del rodillo. En el caso de rodillos de compactación de
impacto que tienen un receso re-entrante entre cada
punto saliente y la siguiente cara de compactación, el centro de
rotación salta desde el punto saliente hasta un punto espaciado
angularmente sobre la cara de compactación. De ahí que exista una
vez más movimiento no uniforme, no continuo de un centro instantáneo
de rotación alrededor de toda la extensión de la superficie de
compactación periférica.
Al contrario de la aplicación uniforme y continua
de la presión de compactación a la superficie del suelo con el
rodillo 10, ambos tipos de rodillos de impacto mencionados
anteriormente aplican picos de presión, bruscos, no continuos, a la
superficie del suelo, dando lugar a la alteración de la masa del
suelo adyacente en la superficie del suelo, pero con frecuencia, a
una compactación poco efectiva de esta masa.
Debido a su capacidad para aplicar presión
uniforme y continua a la superficie del suelo, un rodillo 10, por
otro lado, se ha demostrado en sus ensayos iniciales que tiene
capacidad para alcanzar una compactación efectiva de acuerdo con la
superficie de una masa de suelo. Esto hace al rodillo 10 adecuado de
forma eminente para uso en obras de capas de compactación.
Además de esto, la aplicación uniforme de presión
de compactación con el rodillo 10 da lugar a una superficie del
suelo compactada, relativamente uniforme. Esto es de nuevo contrario
a la operación de un rodillo de compactación por impacto, donde se
crean las indentaciones localizadas en la superficie del suelo que
deben ser alisadas posteriormente, típicamente por nivelación.
Con el rodillo ilustrado 10, los niveles
adecuados de compactación del suelo pueden alcanzarse también sin
cargas de impacto substancial experimentadas en la operación de un
rodillo de compactación por impacto. Esto puede conducir, a su vez,
a una desgaste reducido sobre el propio compactador y sobre el
equipo y las estructuras de alrededor.
Una ventaja adicional del rodillo ilustrado 10,
cuando se compara, por ejemplo, con rodillos de compactación por
impacto como se observa en la memoria descriptiva de ZA 96/6036,
surge a partir de configuraciones simétricas de los lados 22, que
permiten que el rodillo sea bidireccional, es decir, pueda girar en
cualquier dirección sobre la superficie del suelo, y típicamente a
velocidades de rotación más altas que un rodillo de impacto, con
resultados comparables. Esto es particularmente importante donde los
rodillos 10 sean utilizados en una máquina reversible,
auto-impulsada.
En el rodillo preferido 10, las caras de
compactación son curvadas de forma uniforme y convexa, pero está
dentro del alcance de la invención que estas caras están formadas de
un gran número de facetas planas, estrechas que definen, en
combinación, una superficie generalmente convexa.
El documento PCT/GB98/01400 (WO 98/51866)
describe una máquina de compactación por impacto que incorpora un
dispositivo de accionamiento auxiliar para aplicar un accionamiento
giratorio auxiliar a las masas del compactador por impacto o
rodillos de la máquina. Esto puede ser necesario cuando, por
ejemplo, los puntos salientes de los rodillos tienen una tendencia a
excavar o deslizarse sobre la superficie del suelo. El dispositivo
de accionamiento auxiliar funciona para restablecer la velocidad
angular de los rodillos para que continúe el funcionamiento normal.
Está también dentro del alcance de la presente invención un
dispositivo de accionamiento auxiliar, similar al descrito en el
documento WO 98/51866 que debe incorporarse en la máquina de
compactación.
Claims (13)
1. Un rodillo de compactación del suelo (10) que
comprende una superficie de compactación periférica, no circular, de
múltiples lados (16) que puede rodar sobre una superficie del suelo
que debe compactarse, estando definida la superficie de compactación
por una pluralidad de puntos salientes espaciados angularmente (20)
y una pluralidad correspondiente de caras de compactación (22),
estando fijadas las caras de compactación (22) unas con respecto a
otras y con respecto a un cubo central (12), y siendo cada cara de
compactación de configuración convexa hacia fuera,
caracterizado porque cada cara de compactación (22) se
extiende continuamente desde un punto saliente (20) hasta un punto
saliente adyacente (20), y el centro de rotación instantáneo de cada
cara de compactación, es decir, el punto en el que la superficie de
compactación (16) hace contacto con la superficie del suelo y
alrededor de la cual gira instantáneamente con respecto a la
superficie del suelo, se mueve continuamente alrededor de toda la
extensión de la cara de compactación, por lo que el rodillo (10)
aplica una acción de amasado continuo a la superficie del suelo a
medid que rueda sobre esta superficie.
2. Un rodillo de compactación del suelo de
acuerdo con la reivindicación 1, donde las caras de compactación
(22) sobre cualquier lateral de cada punto saliente son simétricas
entre sí alrededor de un plano que contiene un eje central (14) del
rodillo (10) y este punto saliente.
3. Un rodillo de compactación del suelo de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde
cada cara de compactación (22) es simétrica alrededor de un bisector
radial de los dos puntos salientes (20) entre los que se extiende la
cara de compactación.
4. Un rodillo de compactación del suelo de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde
los puntos salientes (20) son espaciados de forma equiangular
alrededor del eje central (14) del rodillo y son equidistantes a
partir de este eje.
5. Un rodillo de compactación del suelo de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde
cada cara de compactación (22) es curvada de forma convexa de un
modo uniforme.
6. Un rodillo de compactación del suelo de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde cada
cara de compactación (22) comprende una pluralidad de facetas planas
que en combinación forman una configuración convexa hacia fuera.
7. Un rodillo de compactación del suelo de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que
comprende adicionalmente una primera serie de placas de desgaste
(28) que definen los puntos salientes (20) y una segunda serie de
placas de desgaste (26) que definen las caras de compactación
(22).
8. Un rodillo de compactación del suelo de
acuerdo con la reivindicación 7, que comprende un cubo central (12)
y una pluralidad de radios (18) que conectan las placas de desgaste
(28) de las segundas series al cubo.
9. Un rodillo de compactación del suelo de
acuerdo con la reivindicación 8, que comprende nervaduras de
refuerzo (30) situadas en el interior de las placas de desgaste (26,
28) en los bordes laterales de las placas de desgaste, estando
conectadas las nervaduras de refuerzo a las placas de desgaste y a
los radios (18).
10. Una máquina de compactación del suelo
caracterizada porque comprende un rodillo de compactación del
suelo (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
precedentes.
11. Una máquina de compactación del suelo de
acuerdo con la reivindicación 10, que comprende una pareja de
rodillos de compactación de suelo (10) montados lado a lado uno con
respecto al otro.
12. Una máquina de compactación del suelo de
acuerdo con la reivindicación 11, donde los rodillos de compactación
del suelo (10) están montados sobre un eje común.
13. Una máquina de compactación del suelo de
acuerdo con la reivindicación 11, donde los rodillos de compactación
del suelo (10) están suspendidos de forma independiente sobre ejes
separados.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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