ES2374776A1 - Sistema para la sustitución de vainas y la reparación de taladros en traviesas de hormigón y madera de vías férreas. - Google Patents

Abstract

Se describe una máquina para la realización de operaciones de reparación y sustitución de vainas o tacos de las que utilizan para recibir los tirafondos de fijación de los raíles de una vía férrea a las traviesas de hormigón o de madera, estructurada en base a una plataforma montada sobre bloques laterales dotados de ruedas ferroviarias para su desplazamiento a lo largo de la vía, estando dicha plataforma sustentada por guías transversales sobre las que puede desplazarse entre posiciones laterales extremas, y sustentando dicha plataforma una mesa de trabajo, con posibilidad de giro, que monta columnas verticales susceptibles de inclinación respecto a la vertical por pivotamiento respecto a un punto de articulación, por las que puede desplazarse verticalmente una herramienta de trabajo, dotada de un cabezal, portador de una broca o similar para las operaciones de reparación o sustitución.

Description

Máquina para la sustitución de vainas y la reparación de taladros en traviesas de hormigón y madera de vías férreas.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una máquina para la sustitución de vainas y la reparación de taladros en traviesas de hormigón y madera de vías férreas, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado actual de la técnica.

Más en particular, la invención propone el desarrollo de una máquina mediante la que se proporcionan medios para la sustitución o la reparación rápida y eficaz, in situ, de las vainas (entendiendo como tales los tacos de plástico o metálicos en los que se insertan los tornillos o tirafondos) en mal estado utilizadas para la inserción y retención de los tirafondos de sujeción a las traviesas de hormigón de las vías férreas, del taco de plástico y/o metálico con su tipo de rosca embebido dentro del hormigón y receptor de los tirafondos de fijación, tanto en la vía principal como en los desvíos, y también para la reparación de los taladros de las traviesas de madera utilizadas en las instalaciones ferroviarias, ya sea en la vía principal o ya sea en los desvíos.

El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido, obviamente, dentro del sector ferroviario, especialmente en el sector dedicado al diseño y la construcción de aparatos y medios para el mantenimiento y reparación de vías férreas.

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Antecedentes y Sumario de la invención

Tal y como conocen los expertos en la materia, una vía férrea está compuesta por dos raíles paralelos, separados entre sí por una distancia determinada por el ancho debía, y apoyados sobre traviesas que a su vez, en la mayor parte de las vías convencionales, están sustentadas por un balasto que proporciona la elasticidad necesaria para la absorción de los esfuerzos derivados del peso de los vehículos ferroviarios que circulan por las vías. Las traviesas, conocidas también como "durmientes", han evolucionado a lo largo del tiempo de manera que durante muchos años consistieron en bloques de madera (pino, haya, roble, akoga o similar), mientras que en la actualidad se prefieren las traviesas de hormigón, monobloque o consistentes en dos porciones vinculadas entre sí por medio de una barra rígida conocida como riostra, realizadas en un molde en base a una armadura calculada para ofrecer la resistencia necesaria a los vehículos rodantes, y que queda oculta una vez que el molde se rellena de hormigón. En todos los casos, la sujeción entre el raíl y la traviesa se realiza con la ayuda de un tornillo o tirafondo, un casquillo o vaina insertado en el interior de un orificio realizado al efecto en la traviesa, y una placa o una grapa que ayudan a la compensar la aplicación de la cabeza del tornillo o tirafondo en su apoyo simultáneo sobre la base o falda del raíl.

Según se ha mencionado en lo que antecede, las traviesas son las encargadas de transmitir al balasto y repartir sobre éste las cargas verticales y horizontales transmitidas por los raíles. Puesto que los encargados de la fijación entre traviesa y raíl son los tirafondos y los casquillos o vainas en los que se insertan, las tensiones derivadas del uso de la vía hacen que se presenten, con independencia del tipo de traviesa de que se trate, desgastes, holguras, roturas y otras inconveniencias que es necesario subsanar para una utilización segura de la vía. Hasta ahora, dependiendo de la gravedad del problema observado, la solución adoptada ha consistido normalmente en el cambio de la traviesa, o bien, cuando ha sido susceptible de reparación por parte del personal especializado en el mantenimiento de la vía, la utilización de herramientas, medios y dispositivos manuales ha dado como resultado una reparación lenta, difícil y costosa en cuanto a tiempo y mano de obra.

Teniendo en cuenta las circunstancias planteadas en lo que antecede, la presente invención se ha propuesto como objetivo principal desarrollar una máquina mediante la que resulte posible realizar este tipo de operaciones de mantenimiento de una manera más fácil, rápida y racional, con la ayuda de una máquina especialmente diseñada para este tipo de aplicación, y con independencia del tipo de traviesa, del tipo de elemento dañado o incluso del ancho de vía sobre el que se esté trabajando. Este objetivo ha sido plenamente alcanzado por medio de la máquina que va a ser objeto de descripción en lo que sigue, y cuyas características principales están recogidas en la porción caracterizadora de la reivindicación 1 anexa.

En esencia, la máquina de la invención permite llevar a cabo una diversidad de operaciones de reparación y mantenimiento, que evitan en la mayor parte de los casos tener que realizar el cambio de la traviesa, y que entre otras, incluyen las siguientes:

- Reparación de la rosca dañada de una vaina (o taco de plástico o metálico);

- Sustitución de la vaina en caso de daño o rotura;

- Sustitución de vaina y tirafondo, y

- Retirada de un tirafondo seccionado o partido, y que ha quedado taponando el taladro de la vaina en la que está insertado.

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Para la realización de todas estas operaciones, la máquina ha sido prevista con una forma de montaje y realización tal que está estructurada en base a una plataforma constituida a modo de carro de transporte multi-ancho, dotada de ruedas adecuadas para su desplazamiento por los raíles de la vía, sobre la que se encuentra situada una mesa de soporte de un útil de trabajo, del tipo de una herramienta taladradora o similar, siendo la mesa susceptible de desplazamiento transversal, sobre rodamientos sustentados por guías apropiadas, para moverse desde un lado hasta el otro, es decir, desde la posición de un raíl hasta la del raíl opuesto, contando el conjunto con medios que permiten que la mesa de soporte de la herramienta taladradora pueda ser girada, y que la citada herramienta pueda adoptar un posicionamiento inclinado, según convenga, con respecto a la vertical. La plataforma soporta, además, un generador eléctrico que proporciona al conjunto una autonomía de trabajo independientemente del lugar en el que se va a llevar a cabo la operación de reparación o mantenimiento.

De esta manera, con el posicionamiento de la máquina en la posición de trabajo deseada, el útil de trabajo puede ser aplicado sobre el elemento que ha de ser reparado o sustituido, de forma rápida y precisa, con un elevado incremento del rendimiento operativo frente a los dispositivos y medios actualmente utilizados.

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Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características y ventajas de la invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de un ejemplo de realización preferida de la misma, dado únicamente a título ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 es una vista esquemática, en perspectiva, de una máquina construida de acuerdo con la invención;

La Figura 2 es una vista esquemática, en perspectiva, de la misma máquina de la Figura 1, mostrada en fase de giro de su mesa de soporte con respecto a la plataforma de sustentación, y

La Figura 3 es una vista esquemática, en perspectiva, ilustrativa de un detalle de la máquina de las Figuras anteriores, a mayor escala, con la herramienta de trabajo aplicada a un tornillo o tirafondo.

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Descripción de una forma de realización preferida

Tal y como se ha mencionado en lo que antecede, la descripción detallada de la máquina de la invención va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de los dibujos anexos, a través de los cuales se utilizan las mismas referencias numéricas para designar las partes iguales o semejantes. Así, atendiendo en primer lugar a la representación de la Figura 1, se puede apreciar una vista esquemática, en perspectiva, de una máquina del tipo de las que integra el objeto de la invención, estructurada en base a una plataforma 1 construida a modo de carro de transporte que está montada sobre guías 2 que se extienden paralelas y distanciadas entre sí, transversalmente a la dirección de los raíles 3 de la vía en la que se están realizando las labores de reparación o mantenimiento. Las guías 2 están extendidas entre, y solidarizadas por ambos extremos a, montantes laterales 4 que están dotados de ruedas acopladas a dichos raíles 3 y que permiten el desplazamiento del conjunto a lo largo de la vía. Por su parte, el carro de transporte transversal proporcionado en base a la plataforma 1, está dotado de rodamientos que facilitan el desplazamiento sobre las guías. Los raíles 3 están sujetos a traviesas 5 de cualquier tipo (madera u hormigón) según es convencional, es decir, con la ayuda de tornillos o tirafondos (no visibles en la Figura) que están insertados en el interior de vainas alojadas en orificios taladrados en las mencionadas traviesas 5.

De acuerdo con la realización preferida de la máquina de la invención, la plataforma 1 sustenta una mesa de trabajo sobre la que se han montado columnas 7 verticales preparadas para soportar un útil de trabajo, con posibilidad de inclinación respecto a la vertical mediante abatimiento respecto 7a de articulación, estando este útil de trabajo materializado por una herramienta del tipo de una taladradora 6 o similar, preferentemente una taladradora de tipo Hilti®, disponible en el mercado, a lo largo de cuyas columnas 7 de soporte puede moverse ascendente y descendentemente la mencionada herramienta 6 con la ayuda de una palanca 8 giratoria, según es convencional. Esta herramienta ha sido elegida como preferida para las operaciones de reparación y mantenimiento a las que se aplica la máquina, pero se comprenderá que el tipo de herramienta podrá variar dependiendo de las necesidades de cada aplicación concreta, aunque manteniendo siempre los criterios operativos desarrollados por la máquina descrita en la presente memoria. La herramienta 7 es de accionamiento eléctrico, por lo que será alimentada desde un generador apropiado, no visible en la Figura, que le proporciona la autonomía operativa necesaria para su utilización en cualquier momento y en cualquier punto de la instalación.

Como se comprenderá, el desplazamiento de la plataforma 1 a lo largo de las guías 2 transversales permite que la herramienta 6 pueda ser alineada con las posiciones de los tornillos o tirafondos que sujetan cada uno de los raíles 3 a las traviesas 5 correspondientes. Para que la herramienta 6 pueda ser aplicada en relación con ambos raíles, se ha previsto que la mesa de soporte pueda girar con respecto a la plataforma que la sustenta. Esta utilidad derivada de la capacidad de giro de la mesa de trabajo respecto al carro de soporte, aparece representada, a efectos ilustrativos, en la Figura 2 de los dibujos, en la que la herramienta está situada en una posición desplazada en 45º con respecto a la que ocupa en la Figura 1. Completando el giro, se puede llevar la herramienta 6 hasta una posición opuesta a la que se muestra en la Figura 1, para su utilización con respecto al raíl 3 del otro lado de la vía.

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Por último, en relación con la Figura 3, se puede apreciar un detalle, a mayor escala, de la máquina de la invención en su condición operativa, en la que el cabezal ?a de la herramienta 6 está aplicado directamente a la cabeza de un tornillo o tirafondo (no visible), o bien está realizando otro tipo de operación con respecto a la vaina insertada en la traviesa 5, de acuerdo con la descripción que se va a realizar en lo que sigue. La herramienta ha sido descendida por el operario con la ayuda de la manivela 8, y una vez terminada la operación de reparación o cambio, podrá ser devuelta a la posición de reposo haciendo girar la misma manivela 8 en sentido contrario.

Según ha podido comprobarse a partir de la descripción que antecede, la máquina incluida en la presente invención es de concepción simple, fácil de usar, económica de construir, emplea elementos estructurales de funcionamiento seguro, y permite realizar una multiplicidad de operaciones relacionadas con el mantenimiento y reparación de vías férreas conservando, en la mayor parte de los casos, las traviesas existentes, simplificando con ello las operaciones de mantenimiento y abaratando los costes asociados.

Pero la máquina incorpora, adicionalmente, un modo operativo compuesto por una sucesión de fases sucesivas que permiten llevar a cabo las distintas operaciones a las que se ha aludido anteriormente. A continuación se realiza una breve exposición de todas y cada una de las posibilidades de mantenimiento y reparación ofrecidas por la máquina, de aplicación a traviesas de hormigón, junto con las operaciones necesarias para su realización.

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Reparación de la rosca dañada de una vaina

Cuando se produce el deterioro de la rosca de la vaina o taco de plástico, se puede llevar a cabo la reparación de la misma con la ayuda de la máquina de la invención. Para ello, tal y como aparece representado en la Figura 3, una broca sujeta en el cabezal 6a se introduce en el interior de la vaina o taco, eliminando la rosca previamente existente, y a continuación, se sustituye la broca por un macho de roscar que es introducido de nuevo en el interior de la vaina o taco para la formación de una nueva rosca con un diámetro algo mayor que la anterior. Para devolver al orificio el diámetro original, se inserta una vaina especial, roscada por ambas caras, de manera que se atornilla en la vaina presente en la traviesa y se proporciona además un orificio roscado con el mismo diámetro que el originalmente existente, para insertar de nuevo el tornillo o tirafondo de fijación del raíl 3.

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Sustitución de una vaina dañada

Cuando los daños afectan a la vaina o taco y se debe realizar una operación de sustitución de la misma, se aplica a la posición de la vaina previamente existe una broca de tipo corona sujeta al cabezal 6a de la herramienta 6, con el fin de taladrar la traviesa y extraer así el material de la vaina primitiva. A continuación, se realiza el relleno del orificio taladrado con una resina adecuada para esta aplicación (por ejemplo, una resina de tipo Hilti®), se coloca una nueva vaina o taco en la resina, y se deja secar. Una vez transcurrido el tiempo de curación de la resina, se puede atornillar de nuevo el tirafondo de sujeción del raíl en la vaina recién instalada.

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Sustitución de vaina y tirafondo

En los casos en que sea necesario sustituir ambas piezas, se procederá de la misma manera que en el supuesto anterior, es decir, una vez extraído el tirafondo original, se realiza una operación de taladrado con la herramienta 6, utilizando una broca de tipo corona, a través de la traviesa en la posición de la vaina inicial, se rellena con resina, se inserta una vaina de sustitución, y una vez curada la resina se procede a la aplicación de un nuevo tirafondo o tornillo para de sujeción del raíl.

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Extracción de un tirafondo roto o seccionado

Cuando se produce la rotura de un tirafondo en el interior de una vaina, de modo que una parte del mismo queda en el interior de la vaina taponándola e impidiendo el acceso a su interior, es necesario realizar la extracción de esa porción de tornillo para la utilización de uno nuevo que permita que la vaina siga siendo operativa en cuanto a la fijación del raíl. Para la extracción de la porción de tornillo se procede de la misma manera que en los casos ya comentados, es decir, utilizando brocas para la perforación de la traviesa en la posición de la vaina, relleno del orificio con resina, inserción de nueva vaina, y tras el secado de la resina, aplicación de un nuevo tirafondo de fijación.

Los supuestos contemplados en lo que antecede han sido referidos al caso de traviesas de hormigón. Sin embargo, se comprenderá que en el caso de las traviesas de madera, el procedimiento es exactamente el mismo, con la salvedad de que las resinas utilizadas variarán de acuerdo con acuerdo con el tipo de madera utilizada en la construcción de la traviesa.

Así, de acuerdo con la descripción realizada, se aprecia que la máquina propuesta por la invención tiene innumerables ventajas frente a los procedimientos convencionales, al ser fácilmente desplazable hasta el lugar en que se necesita realizar la reparación por medio de los montantes laterales dotados de ruedas ferroviarias, y al no depender de ninguna alimentación eléctrica exterior por incluir, según se ha dicho, un equipo generador propio susceptible de utilización en cualquier momento y lugar, siendo además la mesa de trabajo adecuada para soportar cualquier otra herramienta auxiliar que se precise para las citadas labores de reparación y mantenimiento.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de la presente descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas que de la misma se derivan, así como llevar a cabo la realización práctica de su objeto.

No obstante lo anterior, y puesto que la descripción realizada corresponde únicamente con un ejemplo de realización preferida, se comprenderá que dentro de su esencialidad podrán introducir múltiples modificaciones y variaciones de detalle, asimismo comprendidas dentro del alcance de la invención, y que en particular podrán afectar a características tales como la forma, el tamaño o los materiales de fabricación del conjunto o de sus partes, o cualesquiera otras que no alteren la invención según ha sido descrita y según se define en las reivindicaciones que siguen.

Claims (2)

1. Máquina para la sustitución de vainas y la reparación de taladros en traviesas de hormigón y madera de vías férreas, destinada a operaciones de reparación y mantenimiento en relación con las vainas o tacos insertados en los orificios de las traviesas (5) de hormigón o madera para recibir los tornillos o tirafondos de sujeción de los raíles (3) soportados por dichas traviesas, caracterizada porque está implementada en base a una estructura capacitada para desplazarse a lo largo de la vía férrea mediante montantes o grupos laterales (4) dotados de ruedas ferroviarias, entre cuyos montantes (4) laterales se extienden guías (2) transversales, distanciadas y paralelas entre sí, que soportan una plataforma (1) susceptible de desplazamiento a lo largo de dichas guías hasta ocupar posiciones laterales extremas en correspondencia con cada uno de los raíles (3) de la vía férrea, montando dicha plataforma (1) una mesa (9) de trabajo que soporta columnas (7) verticales, susceptibles de inclinación respecto a la vertical por abatimiento en un punto (7a) de articulación, cuyas columnas (7) sustentan un útil de trabajo (6) desplazable a lo largo de las mismas y portador de un cabezal (6a) preparado para portar brocas perforadoras u otros medios relacionados con la operación de reparación o mantenimiento que se va a realizar sobre la vaina que corresponda.

2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque la mesa (9) de trabajo está vinculada a la plataforma (1) de manera giratoria.