PT2233638T - Máquina para posicionar e esquadriar travessas de vias-férreas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "MÁQUINA PARA POSICIONAR E ESQUADRIAR TRAVESSAS DE VIAS- FÉRREAS"

Objeto da invenção A presente invenção refere-se a uma máquina para posicionar e esquadriar travessas, a qual automática e eficazmente realiza a atividade para posicionar e esquadriar as travessas da via assim que o carril é colocado. A atividade para esquadriar travessas na montagem de via férrea consiste no seguinte: Assim que o carril é deitado sobre as travessas previamente distribuídas de um modo regular ao longo do leito do balastro, e antes de realizar o apertamento definitivo dos fixadores que fixam o carril às travessas, é necessário deixar as travessas na posição correta das mesmas, equidistantes umas das outras por uma distância de 60 cm e também para posicionar as mesmas perpendiculares à linha central da via e centradas na mesma, tudo isso dentro das tolerâncias requeridas pela regulamentação atual.

Antecedentes da Invenção

Esse processo é atualmente realizado manualmente por vários operadores dotados de barras de metal que os mesmos usam como uma alavanca, ao puxar e deslocar a travessa até à posição definitiva correta da mesma. Os mesmos também verificam manualmente com um esquadro a perpendicularidade de cada uma das travessas em relação aos carris e a sua distância correta da travessa anterior.

Esse processo realizado desse modo é extremamente lento e impreciso. Para mais, dado o grande peso das travessas, o mesmo é um risco fisico para os operadores, e provoca um grande número de lesões ao longo do ano. 0 documento N° FR 2 253 874, considerado o de técnica anterior mais próxima, descreve uma máquina que é montada sobre um vagão de ferrovia que circula através, que visa alinhar as travessas em ângulos retos à via. Para esse fim, carris levantados para longe das travessas, por meio de um cilindro 36, na altura que também levanta as rodas 31 da máquina usando outro cilindro 33 que é apoiado pela plataforma, deixando o conjunto apenas apoiado nas 32 rodas e nos ditos cilindros 33; assim que os carris são içados, as travessas 1 e 2 são capturadas pelas suas faces laterais com alicates que ao se fecharem sobre as mesmas, colocam as mesmas perpendiculares ao trajeto.

Descrição da Invenção 0 objetivo da presente invenção é uma máquina que permita resolver os problemas apresentados: uma máquina para posicionar-esquadriar travessas. Essa máquina tem a capacidade de automaticamente posicionar e esquadriar as travessas de uma via com precisão, deixar as mesmas dentro das tolerâncias requeridas assim que o carril é deitado e posicionado sobre as mesmas. A máquina é inicialmente formada por dois vagões, um vagão condutor e outro vagão conduzido, cada qual tem a capacidade para colocar as travessas da via com precisão. 0 vagão condutor pode trabalhar independentemente e formar por si próprio a máquina para posicionar e esquadriar travessas . 0 vagão condutor consiste num chassis com uma estrutura de metal fornecida na parte inferior com quatro rodas de ferrovia que permitem que o mesmo se desloque sobre os carris de uma via férrea. Lateralmente, o mesmo tem perfis de metal dispostos longitudinalmente, os quais estão localizados num nivel inferior, à altura das travessas da via, apoiados à estrutura principal por meio de dois braços de metal com um formato angular dotado de cilindros hidráulicos. Sobre a face interior desses dois perfis laterais, a qual entra em contacto com as travessas, e ao longo do comprimento total da mesma, os mesmos têm uma série de calços de posicionamento fixados de um modo equidistante com tolerâncias estritas, os quais são encarregues de entrar em contacto e posicionar as travessas apropriadamente.

Na posição de trabalho, quando o sistema hidráulico é acionado, os braços de metal de ambos os lados rodam à volta de veios fixados no chassis, movendo ambos os perfis mais próximos um do outro, fechando os mesmos no plano da via sobre as travessas previamente distribuídas no modelo, realizando um movimento similar ao de tenazes. Os calços de posicionamento são fixados aos perfis laterais longitudinais de um modo equidistante e deixando entre os mesmos o espaço exato de uma cabeça de travessa, de modo que ao fechar os perfis longitudinais de ambos os lados da via sobre as travessas e ao pressionar os mesmos em ambos os lados, os calços estejam localizados entre as travessas, separando as mesmas na medida requerida, movendo as mesmas como um resultado da pressão transmitida pelos cilindros através dos braços para os perfis longitudinais e para os calços, até colocar todas as travessas na posição exata das mesmas. Para esse fim, a geometria dos calços é concebida de modo que as superficies dos mesmos entrem em contacto com as faces lisas da cabeça da travessa, e não com bordas, para impedir danificação das mesmas. Os calços são colocados de modo que assim que ambos os perfis longitudinais são completamente fechados sobre as travessas, as últimas estão perfeitamente posicionadas e esquadriadas, com as tolerâncias de distância entre os eixos geométricos das mesmas, perpendicularidade em relação à linha central da via e centradas sobre a dita linha central definida nos regulamentos. A máquina também tem um sistema para fixação aos carris para impedir qualquer deslocação. Esse sistema age assim que a máquina é parada na posição de trabalho e consiste em grampos acionados hidraulicamente que fixam a máquina aos carris. 0 chassis tem quatro grampos de fechamento- dois grampos de fechamento frontais- um para cada carril- e dois grampos de fechamento posteriores. Os grampos pressionam o carril no núcleo do mesmo ou na parte inferior, não sobre a cabeça, porque de outra forma a superficie de rodagem do carril poderia ser danificada.

Na posição de trabalho, na qual os acionamentos do sistema hidráulico necessários para posicionar as travessas são realizados, a máquina deve estar numa posição de repouso sem qualquer deslocação, para isso o mesmo é fixado aos carris como um resultado dos grampos também acionados pelo sistema hidráulico. Assim que as travessas correspondentes ao comprimento dos perfis longitudinais de metal são posicionadas, a máquina deve abrir as duas montagens laterais de braços e perfis longitudinais, levantando os mesmos como um resultado da rotação dos braços sobre os veios dos mesmos, e libertando, assim, as travessas já posicionadas. Nesse momento os grampos de fixação para a fixação ao carril são libertados. Na posição aberta de ambas as montagens, a máquina pode avançar na direção da área de travessas não posicionadas. 0 avanço, o qual ocorre como um resultado de motores instalados para esse propósito, ocorre até ao ponto no qual o último calço posterior é localizado próximo da última travessa já alinhada, de modo que todo o comprimento dos perfis englobe as travessas que ainda não estão alinhadas, tomando a última travessa alinhada como uma referência. A máquina tem um sistema de controlo eletrónico e um sensor de posição, fixamente colocados na máquina e numa posição exata e calibrada. Assim que o avanço da máquina começa, o sensor, de tipo laser ou outro tipo, identifica cada travessa sobre a qual a mesma passa. Todo o sistema é controlado por um PLC, o qual recolhe a informação retirada pelo sensor e conta o número de travessas sobre as quais o sensor passa. Quando o número de travessas coincide no comprimento de avanço exato das mesmas com a distância entre os calços de extremidade do perfil longitudinal, o PLC envia o sinal para parar o avanço da máquina. A paragem pode ser realizada por estágios, de modo que antes de algumas travessas atingirem o ponto de paragem, a velocidade de avanço é reduzida para uma velocidade muito mais baixa, a qual é referida como velocidade de aproximação. A paragem da máquina no ponto requerido com máxima precisão é assim atingida.

Assim que a máquina está parada, a fase de trabalho é iniciada de novo, sendo os grampos de fixação fechados e sendo as montagens de perfis-calços de metal longitudinais de ambos os lados fechadas sobre a travessa, posicionando, assim, a seguinte montagem de travessas. 0 ciclo de trabalho é, assim, completado, o qual ciclo é iniciado de novo sucessivamente. A máquina é formada por pelo menos um vagão condutor no qual o posto de controlo, o mecanismo motor de aquecimento, o tanque e a unidade central do sistema hidráulico, bomba, e a montagem eletrónica que controla os movimentos para posicionar travessas estão localizados, bem como o posto de controlo, preferencialmente protegido por uma cabine. Os controlos estão localizados no painel da consola de controlo. 0 pedal de segurança de "homem-morto" é também localizado opcionalmente nesse posto de controlo. Adicionalmente, o perímetro do vagão é protegido por um gradeamento e o piso é coberto com uma armação para permitir que pessoas se movam sobre o mesmo.

Quando a máquina for formada por vários vagões, terá pelo menos um vagão condutor e vários vagões conduzidos, os quais têm as mesmas características, estrutura e descrição que o vagão condutor, exceto se as mesmas não tiverem o seu próprio sistema de controlo ou de condução. As mesmas são acopladas e conduzidas pelo vagão condutor. A ligação física entre vagões é realizada por meio de um sistema de articulação esférica. 0 sistema hidráulico tem acoplamentos rápidos para ligar o circuito do vagão conduzido ao vagão condutor. A máquina da invenção envolve um aperfeiçoamento considerável no processo de montagem de via, dado que a mesma realiza a tarefa para posicionar e esquadriar travessas automaticamente, posicionar múltiplas travessas simultaneamente e em questão de segundos, consequentemente, eficácias muito maiores são atingidas. Além disso, a colocação é muito mais precisa, eliminando o erro humano possivel e elimina os perigos profissionais e riscos de fatiga do processo manual.

Descrição dos Desenhos

Para complementar a descrição que está a ser feita e para o propósito de facilitar o entendimento das caracteristicas da invenção, um conjunto de desenhos é anexado a este relatório descritivo no qual o que se segue tem sido representado com um carácter ilustrativo e não limitador: A Figura 1 mostra uma vista plana de uma máquina para posicionar travessas de uma via férrea, formada neste caso por dois vagões: um vagão condutor (1) e outro vagão conduzido (lb) . A Figura 2 representa qualquer das secções marcadas como A-A' na Figura 1, de acordo com o eixo das rodas (10) do vagão, quando a máquina está na posição de avanço. A Figura 3 representa qualquer das secções marcadas como A-A' na Figura 1, quando a máquina está na posição de trabalho. A Figura 4 representa qualquer das secções marcadas como B-B' na Figura 1, de acordo com o plano dos grampos (9), quando a máquina está na posição de trabalho. A Figura 5 representa qualquer das secções marcadas como B- B' na Figura 1, quando a máquina está na posição de avanço. Modalidade Preferida da Invenção

Como pode ser observado nas figuras indicadas, a máquina para posicionar e esquadriar travessas de vias-férreas da invenção é formada por pelo menos um vagão (1), o qual se desloca sobre os carris (2) da via férrea sob construção, apoiado em pelo menos dois eixos de rodas (10), as travessas (3) que ainda não estão alinhadas e logicamente com os carris (2) apenas depositados sobre as mesmas e sem fixar. Opcionalmente, como visto na Figura 1, essa máquina é formada por vários vagões, um dos quais é um vagão condutor e tem os motores para se deslocar sobre a via, bem como os sistemas de controlo da máquina, o lugar de localização do operador, o controlo eletrónico de deslocação e dos movimentos para posicionar as travessas, e os outros elementos necessários para trabalhar por si só, ao passo que os restantes vagões (lb) são conduzidos pelo vagão condutor (1) e têm uma estrutura e mecanismos de posicionar e esquadriar como aqueles do dito vagão condutor.

Os mecanismos de posicionar e esquadriar existentes em cada vagão (1), independentemente de o mesmo ser um vagão condutor ou conduzido, são formados por perfis laterais respetivos (4), dispostos longitudinalmente ao nivel das travessas (3) da via e estão apoiados na estrutura principal do vagão por meio de braços em forma de L (5) que são articulados no ângulo (8) e são acionados pelos respetivos cilindros hidráulicos (6). Sobre a face interior, os ditos perfis (4) são dotados de uma série de calços equidistantes (7) que são encarregues de entrar em contacto e posicionar as travessas (3) quando os mesmos começam a operar.

Na posição de avanço da máquina, como representado nas Fiquras 2 e 5, os ditos perfis adotam uma posição levantada e são consequentemente separados das cabeças das travessas (3) que devem formar a via. Na posição de trabalho, ver as Fiquras 3 e 4, os ditos perfis são acionados por meio dos cilindros hidráulicos (6), os quais conduzem os braços (5) de ambos os lados, rodando à volta do veio correspondente dos mesmos (8) localizados no chassis do vagão (1), movendo os mesmos mais próximos um do outro, fechando os mesmos no plano da via sobre as travessas (3) previamente distribuídas no modelo, de modo que os calços estejam localizados entre as mesmas, empurrando as mesmas lateral e longitudinalmente até deixar as travessas na posição correta: centradas e perpendiculares à linha central, alinhadas e separadas umas das outras por uma distância uniforme.

Os calços (7) têm sido concebidos de modo que as superfícies em forma de V que entram em contacto com as faces lisas das cabeças das travessas (3) estejam livres de bordas, de modo que os mesmos não danifiquem tais travessas durante a ação dos mesmos. Os calços sucessivos, que estão localizados nos perfis longitudinais respetivos (4), são colocados um voltado para o outro ao longo dos mesmos, de modo que quando esses perfis se movem próximos um do outro, tais perfis sendo completamente fechados sobre as travessas, os calços são perfeitamente posicionados e esquadriados, com as tolerâncias de distância entre os eixos geométricos dos mesmos, perpendicularidade em relação à linha central da via e centrados sobre a dita linha central, para atingir que as travessas estejam na mesma posição.

Como visto nas Figuras 4 e 5, na parte inferior do vagão (1) tem um dispositivo para fixar aos carris (2) da via sob construção para impedir o deslocamento lateral do mesmo, que consiste em pelo menos um par de grampos (9), os quais são acionados por meio de um cilindro hidráulico (11) para que os mesmos pressionem os carris (2) no núcleo dos mesmos ou na parte inferior, enquanto a máquina está parada na posição de trabalho (ver Figura 4) . Esses grampos são abertos quando a máquina vai começar a deslocação como mostrado na Figura 5. A máquina tem um dispositivo de controlo eletrónico e um sensor de posição, não representados nas figuras, os quais estão localizados numa posição exata e calibrada. Esse sensor permite identificar as travessas sobre as quais o mesmo passa, para que o controlo eletrónico conte o número de travessas, até avançar um comprimento exato, enviando então um sinal de paragem de avanço para o motor da máquina, o último calço (7) que está localizado próximo da última travessa já alinhada, de modo que todo o comprimento dos perfis englobe as travessas que ainda não estão alinhadas.

Tendo descrito suficientemente a natureza da invenção, bem como uma modalidade preferida, é declarado para os propósitos relevantes que os materiais, formato, tamanho e disposição dos elementos descritos podem ser modificados, desde que isso não implique uma alteração das características essenciais da invenção como reivindicada.

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Máquina para posicionar e esquadriar travessas (3) de vias férreas, formada por pelo menos um vagão (1), dotado de seus próprios meios para se deslocar sobre os carris (2) da via férrea sob construção na qual as travessas (3) ainda não foram alinhadas, caracterizada por o dito vagão (1) ter lateralmente em cada lado perfis de metal respetivos (4) dispostos longitudinalmente ao nivel das travessas (3) , apoiados à estrutura principal do vagão (1) por meio de braços angulares (5), dotados de cilindros hidráulicos de acionamento (6), os ditos perfis (4) sendo fornecidos sobre a face interior dos mesmos com uma série de calços de posicionamento equidistantes (7), os quais são encarregues de entrar em contacto e posicionar as travessas (3) , por meio dos quais os ditos perfis (4) podem adotar numa posição avançada da máquina uma posição levantada e separada das cabeças das travessas (3) , ao passo que numa posição de trabalho, mediante acionamento dos cilindros hidráulicos (6), os braços (5) de ambos os lados, montados rotativos à volta de veios (8) fixados no chassis do vagão (1), podem mover ambos os perfis longitudinais (4) mais próximos um do outro e fechando os mesmos no plano da via sobre as travessas (3) previamente distribuídas no modelo, de modo que os calços (7) estão localizados entre as ditas travessas (3) e empurrando as ditas travessas (3) lateral e longitudinalmente até deixar as travessas (3) na posição correta, nomeadamente centradas e perpendiculares à linha central da via, alinhadas e separadas umas das outras por uma distância uniforme.
2. 2. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por na parte inferior do vagão (1) ter um dispositivo para fixar aos carris (2) da via sob construção para impedir o deslocamento lateral do mesmo, que consiste em pelo menos o par respetivo de grampos acionados hidraulicamente (9) que pressionam os carris (2) no núcleo dos mesmos ou na parte inferior, enquanto a máquina está parada na posição de trabalho.
3. 3. Máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada por a mesma ter um dispositivo de controlo eletrónico e um sensor de posição, fixamente colocado na máquina e numa posição exata e calibrada, de modo que, assim que as travessas (3) correspondentes ao comprimento dos perfis laterais (4) são posicionadas, o dispositivo para posicionar as travessas (3) abriu os braços laterais (5), libertando, assim, as travessas já posicionadas (3) e assim que os grampos (9) libertaram os carris (2) da sua fixação, o avanço da máquina começa e o dito sensor identifica cada travessa (3) sobre a qual o mesmo passou, enquanto, ao mesmo tempo, o controlo eletrónico conta o número de travessas que o mesmo passa até avançar um comprimento predefinido por meio do sistema de controlo eletrónico, que envia nesse instante um sinal para parar o avanço da máquina, o que ocorre até ao ponto no qual a extremidade posterior dos perfis (4) é colocada com o último calço dos mesmos (7) localizado próximo da última travessa já alinhada, de modo que todo o comprimento dos perfis (4) englobe as travessas (3) que ainda não estão alinhadas.
4. 4. Máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por os calços (7) terem superficies em forma de V para entrar em contacto com as faces lisas da cabeça das travessas (3) livres de bordas e os calços sucessivos (7) localizados nos respetivos perfis longitudinais (4) poderem ser colocados um voltado para o outro ao longo dos mesmos, de modo que quando esses perfis (4) estão completamente fechados sobre as travessas (3), os calços (7) e consequentemente as travessas (3) estão perfeitamente posicionadas e esquadriadas, com as tolerâncias de distância entre os eixos geométricos das mesmas, perpendicularmente em relação à linha central da via e centradas sobre a dita linha central.
5. 5. Máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a mesma ser formada por vários vagões, um dos quais é um vagão condutor (1) e tem os meios para se deslocar sobre a via, o posto de controlo para o operador e o controlo eletrónico de deslocação e dos movimentos para posicionar as travessas, ao passo que os restantes vagões (lb) são conduzidos pelo vagão condutor (1) e têm uma estrutura e mecanismo de posicionar e esquadriar como aqueles do dito vagão condutor (1).