ES2730202T3 - Método para calibrar una máquina para apretar elementos de fijación atornillados a los raíles de una vía férrea, en particular con tirafondos o tuercas, sistema para llevar a cabo el método y máquina equipada con dicho sistema - Google Patents

Método para calibrar una máquina para apretar elementos de fijación atornillados a los raíles de una vía férrea, en particular con tirafondos o tuercas, sistema para llevar a cabo el método y máquina equipada con dicho sistema Download PDF

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Abstract

Método para calibrar una máquina de apriete para elementos de fijación, de raíles de una vía férrea con tirafondos o tuercas, que tiene dispuesto un dispositivo para ajustar el par de apriete según un par de referencia, caracterizado por que se realiza la calibración en el lugar de trabajo donde se encuentran los tirafondos o tuercas a ser apretados, ajustando el par de apriete de referencia (C) dependiendo del par de apriete real (CR) aplicado a los tirafondos o tuercas y medido por medio de un sensor (22) montado directamente y de manera extraíble entre el eje motor de transmisión del par de apriete (21) y el tirafondo o la tuerca a ser apretados, en un bucle de realimentación, de manera automática.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para calibrar una máquina para apretar elementos de fijación atornillados a los raíles de una vía férrea, en particular con tirafondos o tuercas, sistema para llevar a cabo el método y máquina equipada con dicho sistema
La invención se refiere a un método para calibrar una máquina para apretar elementos de fijación atornillados a los raíles de una vía férrea con tirafondos o tuercas, provista de un dispositivo para ajustar el par de apriete según un par de referencia y un sistema para llevar a cabo el método y una máquina equipada con dicho sistema.
Es conocido calibrar el par de apriete de una máquina de tirafondos en la fábrica o en el lugar de trabajo. Pero los procedimientos de calibración conocidos tienen inconvenientes importantes. En primer lugar, la calibración es difícil porque requiere realizar una serie de ciclos con el par de apriete para determinar el par de apriete correspondiente y registrar manualmente todos los valores en la caja de control de la máquina. Por otra parte, la calibración requiere la utilización de equipos costosos y complejos, como un banco mecánico de aguja, calibrado por llaves dinamométricas, que deben ser calibradas por un dispositivo exterior, o por un controlador de par digital. Además, los bancos de calibración actuales simulan un solo tipo de fijación rígida que con frecuencia es flexible. En realidad, la rigidez varía de un tipo de cierre a otro y según su valor de apriete. El mismo tipo de fijación puede variar también de un lugar de trabajo a otro dependiendo de su entorno. Un método según el preámbulo de la reivindicación 1 y un sistema según el preámbulo de la reivindicación 5 son conocidos por las patentes francesas FR 2745216 A1 y Fr 3021673 A1.
El objetivo de la invención es proporcionar una máquina para apretar tirafondos o tuercas que no tenga las desventajas mencionadas anteriormente.
Para conseguir este objetivo, el método según la invención se caracteriza por que la calibración se realiza en el lugar de trabajo donde se encuentran los tirafondos o las tuercas a fijar ajustando el par de apriete de referencia C dependiendo del par de apriete real (CR) aplicado a los tirafondos o tuercas, y medido por medio de un sensor montado directamente y de manera extraíble entre el eje de transmisión del par de apriete y el tirafondo o tuerca a ser apretados, en un bucle cerrado de realimentación, de manera automática.
Según una característica de la invención, el método se caracteriza por que el par de referencia C y el par de apriete real CR son indicados a un comparador (23) y el valor del par de referencia (C) es corregido según la diferencia (e) resultante de la comparación, para obtener un par de referencia corregido (CC) destinado a controlar el dispositivo de ajuste (31), a fin de reducir ventajosamente la diferencia entre el par de referencia y el par real.
Según otra característica de la invención, el método se caracteriza por que la calibración comprende varios ciclos de apriete cada vez que se realiza una fijación diferente del mismo tipo y por que la máquina se calibra al final de los ciclos utilizando un valor medio de los pares reales de los diferentes ciclos o el valor medio de los coeficientes de corrección de los ciclos.
Según otra característica más de la invención, el método se caracteriza por que se almacenan los valores medios mencionados anteriormente.
El sistema para calibrar el par de apriete de una máquina para apretar fijaciones atornilladas, en particular los tirafondos o tuercas para los raíles de una vía férrea, se caracteriza por que comprende un sensor de par real 22 montado entre los pares del eje de la transmisión producidos por el motor hidráulico, y el tirafondo o la tuerca a ser apretados, un comparador de los pares de referencia C y de apriete real CR, un dispositivo de establecimiento de un par de referencia corregido CC, según la diferencia observada por el comparador entre el par de referencia C y el par de apriete real CR, y en el que el sensor, el comparador, el dispositivo de corrección y el dispositivo de ajuste están montados en serie en un bucle de realimentación cerrado.
Según una característica ventajosa de la invención, el sistema se caracteriza por que comprende un dispositivo de cálculo y de memoria, que está dispuesto en el bucle de realimentación entre el sensor y el comparador y está adaptado para calcular los valores medios CRM de los pares reales CR.
Según otra característica más, el sistema se caracteriza por que el sensor 22 está montado de manera extraíble entre el eje de transmisión del par de apriete 21 y el tirafondo o tuerca a ser apretados.
La máquina para apretar tirafondos o tuercas o tirafondos, en particular los raíles de vía férrea, se caracteriza por que comprende el sistema según la invención.
Según otra característica de la invención, la máquina se caracteriza por que comprende un motor eléctrico o térmico y un motor de apriete hidráulico que es accionado por el motor eléctrico o térmico por medio de un grupo hidráulico y de una electroválvula para ajustar el caudal del líquido de alimentación del motor hidráulico.
La invención se comprende mejor, y otros objetos, características, detalles y ventajas de ésta son más evidentes a partir de la descripción explicativa siguiente realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos que se proporcionan únicamente a modo de ejemplo que ilustra una realización de la invención y en los que:
La Figura 1 es una vista de una máquina de apriete de tirafondos o tuercas según la invención;
La Figura 2 muestra el diagrama de bloques funcional general del sistema de calibración de una máquina según la invención; y
La Figura 3 muestra el diagrama de bloques funcional de un sistema de calibración de tirafondos o tuercas de una máquina de apriete de un raíl de ferrocarril según la invención.
La invención se describe a continuación a modo de ejemplo no limitativo, con una aplicación a una máquina para apretar tirafondos o tuercas de los raíles de ferrocarril, llamada máquina de tirafondos, según se muestra en la Figura 1. Según la invención, esta máquina está equipada con un sistema de calibración que permite que la máquina sea calibrada a un par de referencia predeterminado en el lugar de trabajo donde se utiliza la máquina.
Según la Figura 1, la máquina de tirafondos indicada por 1 comprende un carro 3 que permite el movimiento de la máquina por los raíles de una vía férrea 5, por parte de un operador, un motor eléctrico o térmico 7 para conducir giratoriamente un motor hidráulico 9, por medio de una unidad hidráulica cuyo depósito de aceite hidráulico está indicado por 10. Las referencias 11, 13, 17 designan respectivamente las palancas de control de la máquina y los mangos de control para atornillar y desatornillar. La referencia 17 indica una caja de control que tiene dispuesto un teclado para introducir los valores del par de referencia y un dial de visualización.
El eje de transmisión del par de apriete a los tirafondos o tuercas (no mostrados) producido por el motor 7 está representado de manera esquemática por 21. Lo que es importante en el contexto de la presente invención es que está equipado con un sensor que mide el par de apriete aplicado a los tirafondos, es decir, el par de apriete real. El sensor está designado, en términos generales, con la referencia 22. Este sensor puede ser de cualquier naturaleza conocida apropiada, pero puede ser del tipo de sensor descrito en la solicitud de la patente francesa N° 14/54967 (véase la publicación FR 3.021.673 A1), también llamado llave instrumentada. El sensor está directamente montado entre el eje de transmisión y el tirafondo o tuerca a ser apretados, pero de manera extraíble.
Según la invención, la máquina está equipada con un sistema para calibrar automáticamente el par de apriete máximo que se transmite a los tirafondos o tuercas, que se describen a continuación haciendo referencia a las Figuras 2 y 3.
La Figura 2 ilustra el diagrama de bloques funcional general del sistema y muestra las diferentes etapas del método de calibración según la invención y los diversos dispositivos estructurales y/o funcionales de la realización.
Según se muestra en la Figura, la máquina de tirafondos 1 con el sensor de par real 22 está montada en un bucle de realimentación que incluye además un comparador 23 del valor del par de referencia C y del valor del par de apriete real CR medido por el sensor 22, que son recibidos respectivamente en las entradas 24 y 25 del comparador. El valor (e) de la diferencia establecido por el comparador es transmitido a un dispositivo corrector del valor del par, indicado con 27, que aplica a la máquina 1 el valor del par de referencia corregido CC. Dependiendo del par de referencia corregido CC, la máquina 1 genera un par de apriete modificado cuyo valor es transmitido nuevamente por el sensor de par real 22 al comparador, hasta que el par de apriete real CR llega a corresponderse con el par de referencia C.
Mientras que la Figura 2 ilustra el sistema de calibración según la invención en su versión general que puede ser utilizado en cualquier máquina de apriete de pernos o incluso más generalmente en cualquier máquina destinada a producir un par de salida de un valor predeterminado, según un par de referencia, la Figura 3 muestra el sistema aplicado a una máquina del tipo mostrado en la Figura 1, que comprende un motor eléctrico o térmico 7 que controla un motor hidráulico 9, por medio de una unidad hidráulica 29 y un dispositivo de par de apriete, que consiste en un limitador de presión proporcional eléctrico/hidráulico 31, intercalado entre el grupo hidráulico 29 y el motor hidráulico 9. El motor hidráulico produce el par de apriete que es aplicado al tirafondo y es medido por el sensor de par 22, es decir, solamente el par de apriete CR.
Más específicamente, el sensor del par 22 transmite el par real CR, como una señal analógica, a un convertidor analógico/digital 33 para convertir el valor del par analógico a un valor de par digital que es aplicado a un dispositivo de cálculo y memoria 35. El comparador 23 establece a partir del valor del par de referencia C y del valor del par real recibido del dispositivo 35 el valor de la diferencia en forma de un coeficiente de corrección, que es ventajosa pero no necesariamente, un valor del par medio CRM, según se explica a continuación y que se aplica a un dispositivo 37 destinado a establecer a partir de la señal de diferencia (e) recibida en su entrada 38 y del valor de referencia C que recibe en su entrada 39, el valor del par referencia corregido CC. Éste, presentado como señal analógica, es convertido por un convertidor digital/analógico 41 a un valor analógico para que sea aplicado a la válvula de solenoide 31.
Debe tenerse en cuenta que los convertidores 33 y 41, el dispositivo de cálculo y de memoria 35, el comparador 23 y el dispositivo de corrección 37 están montados en serie en el bucle de realimentación y están dispuestos en la caja de control de la máquina, que tiene dispuesto un teclado/visualizador 43 para el registro por parte del operador y la visualización del par de referencia C.
En una realización ventajosa de la invención, después del apriete de un primer tirafondo según el método descrito anteriormente, se aprietan otros tirafondos, ventajosamente cinco tirafondos al menos, siempre según el método descrito anteriormente. Por tanto, el método de calibración comprende varios ciclos de apriete, cada vez, por supuesto, de otro tirafondo o tuerca del mismo tipo. Sin embargo, en esta realización, presentada igualmente solo a modo de ejemplo no limitador, durante el ciclo de apriete del segundo tirafondo, el dispositivo de cálculo y de memoria 35 envía al comparador 23 no el valor del par real medido por el sensor de par 22, sino el valor medio que ha calculado a partir de los dos valores de par reales establecidos al apretar el primer y segundo tirafondos. A continuación, durante el apriete de un tercer tirafondo, el dispositivo de cálculo y de memoria 35 calcula el valor medio de los dos pares reales del primer y segundo apriete y el valor real del tercer apriete. A continuación, durante cada ciclo de apriete de un nuevo tirafondo, el dispositivo de cálculo y de memoria envía al comparador el valor medio de los ciclos de apriete precedentes y el del ciclo presente.
Otra posibilidad de llevar a cabo la invención puede ser establecer los valores medio de los coeficientes de corrección establecidos por el comparador durante los diversos ciclos de apriete de los tirafondos.
La máquina solamente conserva los valores medio y real de los pares y/o desviaciones reales para aplicar el coeficiente de corrección más apropiado. Una vez que el procedimiento de calibración de la máquina es validado, sale automáticamente del modo de calibración y el sensor de par 22 es retirado del eje de transmisión del par de la máquina. La máquina está lista para comenzar a apretar los tornillos de la vía en condiciones normales de trabajo. Debe tenerse en cuenta que el valor del par de referencia es en general el par máximo que debe ser aplicado a los tirafondos o tuercas del mismo tipo en el lugar de trabajo.
De la descripción anterior de la invención se desprende que proporciona ventajas importantes respecto a los sistemas y métodos de calibración conocidos. Estos sistemas conocidos no permiten una calibración directamente en el lugar de trabajo, no tienen en cuenta las peculiaridades del campo y de los tirafondos y de los elementos de fijación. Al contrario que los sistemas conocidos, la invención propone un sistema y método de calibración automática que, durante el proceso de calibración, tiene en cuenta todas las especificidades y condiciones de trabajo en el lugar de trabajo. En comparación con la invención, los sistemas conocidos realizan solamente una calibración previa, es decir, aproximada, lo que da lugar a un apriete de baja precisión. Además, la calibración según la invención es realizada automáticamente, la intervención del operador se limita al registro de los pares de referencia.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Método para calibrar una máquina de apriete para elementos de fijación, de raíles de una vía férrea con tirafondos o tuercas, que tiene dispuesto un dispositivo para ajustar el par de apriete según un par de referencia, caracterizado por que se realiza la calibración en el lugar de trabajo donde se encuentran los tirafondos o tuercas a ser apretados, ajustando el par de apriete de referencia (C) dependiendo del par de apriete real (CR) aplicado a los tirafondos o tuercas y medido por medio de un sensor (22) montado directamente y de manera extraíble entre el eje motor de transmisión del par de apriete (21) y el tirafondo o la tuerca a ser apretados, en un bucle de realimentación, de manera automática.
2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que el par de referencia (C) y el par de apriete real (CR) son indicados a un comparador (23) y se corrige el valor del par de referencia (C) dependiendo de la diferencia (e) resultante de la comparación, para obtener un par de referencia corregido (CC) para controlar el dispositivo de ajuste (31), para reducir de manera ventajosa la diferencia entre el par de referencia y el par real.
3. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que la calibración comprende varios ciclos de apriete cada vez que se utiliza una fijación diferente del mismo tipo, y por que la máquina es calibrada al final de los ciclos utilizando un valor medio de los pares reales de los diferentes ciclos o el valor medio de los coeficientes de corrección de los ciclos.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que se guardan en memoria los valores medios mencionados anteriormente.
5. Sistema para calibrar el par de apriete de una máquina para apretar fijaciones atornilladas, en particular los tirafondos o tuercas de los raíles de una vía férrea, caracterizado por que comprende un sensor del par real (22) montado entre el eje de transmisión (21) de los pares producidos por el motor hidráulico, a los tirafondos o tuercas a ser apretados, un comparador (23) de los pares de referencia (C) y el de apriete real (CR), un dispositivo de corrección del establecimiento (27) de un par de referencia corregido (CC), según la diferencia observada por el comparador (23) entre los pares de referencia (C) y de apriete real (CR), y por que el sensor (22), el comparador (23), el dispositivo de corrección (27) y el dispositivo de ajuste (31) están montados en serie en un bucle de realimentación.
6. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado por que comprende un dispositivo de cálculo y de memoria (25) que está dispuesto en un bucle de realimentación entre el sensor (22) y el comparador (23) y está adaptado para calcular los valores medios (CRM) de los pares reales (CR).
7. Sistema según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que el sensor (22) está montado de manera extraíble entre el eje de transmisión del par apriete (21) y el tirafondo o la tuerca a ser apretados.
8. Máquina de apriete de tirafondos o de tuercas, en particular de los raíles de vía férrea, caracterizada por que comprende un sistema según una de las reivindicaciones 5 a 7.
9. Máquina según la reivindicación 8, caracterizada por que comprende un motor eléctrico o térmico (7) y un motor hidráulico de apriete (9) que es accionado por el motor eléctrico o térmico (7) por medio de un grupo hidráulico (29) y una electroválvula (31) para ajustar el caudal del líquido de alimentación del motor hidráulico (9).
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