BRPI1102499A2 - parte de lança para um guindaste - Google Patents
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Abstract
PARTE DE LANçA PARA UM GUINDASTE A invenção se refere a uma parte de lança (10) para um guindaste, em particular, guindaste móvel, compreendendo uma camisa de modelagem (15), elementos de tração (11) e um embainhamento (13, 14), onde os elementos-de tração (11) são solicitados e equipados com sensores.
Description
"PARTE DE LANÇA PARA UM GUINDASTE"
A invenção refere-se a uma lança, especialmente a uma lança de guindaste móvel de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
Lanças, de acordo com a técnica anterior, são projetadas de modo puramente estático. Configurações conhecidas são:
- partes de material isotrópico, por exemplo, aço, alumínio, ver, por exemplo, EP449.208 A2; EP668.238 Al; DE 20004016 Ul; EP814.050 BI; DE 20 2009 009143 Ul;
- duas ou mais construções de multicamisas ensanduichadas, por exemplo, DE 199 48.830 B4; EPl 17.774;
- Combinações de aço, compósito de fibra com e sem medidores de esforço, por exemplo, EP968.955 BI; UKl.326.943; DE44 .08444 Cl; DE 10 2008 013203 Al;
- construção de compósito de fibra, por exemplo, US .5.238.716; US 5.333.422;
- sistemas com corda, por exemplo, DE 100 22 658; DE 200 .20974; DE 103 15 989422.
Todas estas construções são passivas. Os efeitos que ocorrem na operação do guindaste causam tensões de pico locais nas regiões de borda, que tem que ser dimensionadas correspondentemente.
O objetivo da invenção é otimizar a construção com relação às tensões. Isso é resolvido pelo tema da reivindicação 1; as reivindicações dependentes definem modos de realização vantajosos.
Em modos de realização da invenção, as configurações a seguir, citadas na descrição das figuras, podem ser feitas:
As partes de lança individuais podem ser solicitadas de maneira definida com elementos de tração, que controlam e monitoram o fator de utilização da parte de lança por meio de sensores, e que são orientados na direção longitudinal ou diagonalmente ao eixo da lança. Os sensores podem ser acoplados a atuadores em uma malha de controle, de modo que o sistema reaja a efeitos externos. Esses elementos de tração são localizados sobre a face interna e/ou externa de uma camisa modelada ou nos perfis ocos de uma construção estruturada. Para maior enrijecimento e absorção de forças transversais, uma camada de compósito de fibra se estendendo transversalmente ao eixo da lança é aplicada parcialmente ou por toda a parte de lança, ou enfaixada circunferencialmente. Dentro e/ou fora, a parte telescópica é provida de um revestimento resistente à abrasão com boas propriedades de deslizamento.
Desse modo, um ou mais elementos de tração sob solicitação podem ser incorporados em uma construção híbrida e examinados por sensores. O material pode ser mais bem utilizado. Os sinais podem ser incluídos na limitação de torque de carga para controle dos momentos fletores. Os valores medidos são um componente essencial do processo de controle e do sistema de segurança.
Se o sistema for ativamente solicitado, a tensão compressiva na camisa de modelagem pode ser mantida aproximadamente constante, uma vez que a tensão de tração nos elementos de solicitação adjuntos decresce. Correspondentemente, forças de solicitação permanecem aproximadamente constantes na região de tração, com decréscimo simultâneo de tensão compressiva na camisa. O monitoramento simultâneo com sensores aumenta grandemente a segurança e a capacidade de uso. Construções leves são de grande importância na construção de guindaste e, especialmente, na construção da lança. Construções filigranadas e o emprego de materiais leves de alta resistência, com a utilização de solicitação atuando beneficamente tornam as partes de lança potentes e leves, com ligeiras deformações. Em comparação a construções com corda, um mastro de acordo com a invenção exige um menor espaço de instalação. As cargas úteis na região de resistência e na região de estabilidade podem ser continuamente aumentadas. Se os sensores forem conectados a atuadores em uma malha de controle, forças diferenciais podem ser aplicadas com a ajuda de uma adaptação regulada ou controlada. Pelas variações longitudinais aplicadas, forças de coerção são introduzidas na parte de lança, que reagem a efeitos físicos. O sistema assim estaticamente indefinido é capaz de relocar uma concentração de tensão. As cargas diferentes são aproximadamente uniformemente distribuídas para a seção transversal, e tensões de pico localizadas são evitadas.
Até o momento, a componente de força do encordoamento no eixo longitudinal da lança é retornada através de diversas partes da lança. Os elementos de conexão individuais são adicionalmente carregados e têm que ser dimensionados de modo maior (unidades de aparafusamento, cilindros, cordas etc.). Pela ação de solicitação sobre as partes individuais da lança de acordo com a invenção, a força de solicitação atuando beneficamente é diminuída, os elementos de conexão não sendo adicionalmente carregados e podendo ser projetados mais economicamente.
Entre outras coisas, sensores de fibra ótica ou sensores piezelétricos podem ser empregados como geradores de sinal. Compósitos piezelétricos seriam capazes de reconhecer danos aos componentes.
Atuadores geram as forças de tração variáveis nos elementos. Entre outras coisas, cilindros hidráulicos, cilindros pneumáticos, fusos, molas ou atuadores piezocerâmicos podem ser empregados.
Com uma malha de controle eletrônica inteligente, as partes individuais da lança são separadamente adaptadas a tensões variadas pelo fato de uma força atuar sobre os respectivos elementos de solicitação ou serem induzidas a uma variação de comprimento. O sistema de camisa, elementos de tração com sensores e/ou atuadores e camada de envelope reconhecem e regulam o fator de utilização e distribuem o carregamento harmonicamente través da seção transversal. A carga útil e a capacidade de uso são aumentadas. O peso próprio é reduzido e, assim, os valores de estabilidade são aumentados. Deformação e vibrações diminuem muito, a resistência à fadiga aumenta e a alternância da carga é diminuída ou evitada.
A seção transversal da camisa de modelagem pode ser configurada de modo a ser adequada à absorção de tensões compressivas com baixa resistência de material. Uma modelagem com camisas curvadas para fora sem transições de bordas agudas é preferida.
Materiais preferidos para a fabricação da camisa de modelagem são aço de granulação fina, alumínio ou compósitos de fibra ,entre outras coisas.
Como elementos de tração, hastes, fios ou discos podem ser preferencialmente empregados. A divisão através da seção transversal é arbitrária. Os elementos de tração são distribuídos por toda, ou, parcialmente ao longo da seção transversal. De preferência, eles são dispostos entre mancais de deslizamento, de modo a também empregar materiais anisotrópicos tendo baixas resistências transversalmente à direção longitudinal da fibra. A orientação dos elementos de tração pode se estender na direção da lança ou obliquamente à mesma. Uma combinação de elementos de tração, se estendendo obliquamente e longitudinalmente, reage à carga de flexão e torção da lança. Se materiais anisotrópicos forem dispostos sobre as superfícies de mancais de deslizamento, deverá haver cuidado para que as camadas de deslizamento e de embainhamento distribuam correspondentemente as forças transversais altamente concentradas dos mancais. Materiais adequados são fibras de carbono, fibras naturais, fios de aço de alta resistência, ou fibra de plástico altamente modular, entre outras coisas.
De acordo com o material ou caso de aplicação, a forma de seção transversal dos elementos de tração é arbitrária. A ancoragem e a aplicação de força dos elementos de tração são localizadas nas estruturas de ponta da parte de lança. Os elementos de tração são distribuídos em perfis ocos, canais ou em uma matriz elástica através da camisa de modelagem. Se os elementos de tração constituírem uma unidade resistente a cisalhamento com a camisa de modelagem e/ou o embainhamento, eles terão que ser solicitados antes da conexão. Se os elementos de tração estiverem entre a camisa de modelagem e enrolamento transversal sem meios de conexão, eles serão fixados pela deformação por flexão e constituirão uma conexão de ajuste de forma com a camisa e o enrolamento transversal.
Se os elementos de tração forem localizados em perfis ocos, eles serão, desse modo, preferencialmente conectados à camisa de modelagem de maneira resistente a cisalhamento, e serão elementos de suporte da seção transversal. Pela combinação da camisa, dos perfis ocos e do embainhamento, será obtida a vantajosa construção em sanduíche promovendo estabilidade
Se as correias de uma construção de grade ou estrutural forem constituídas de perfis ocos, as unidades de tração de acordo com a invenção podem, aqui também positivamente, influenciar o comportamento de suporte, resistência à fadiga e capacidade de uso.
Os elementos de tração são vantajosamente, protegidos de danos e influências ambientais.
O enrolamento circunferencial mantém os elementos de tração estendidos no eixo longitudinal em suas posições e impede o destacamento da camisa de modelagem. Materiais preferidos são os que absorvem elevadas forças compressivas transversalmente a seu eixo longitudinal (fibra de vidro, fibra natural, fibras de plástico altamente modular etc.). O material da camada circunferencial absorve forças transversais, e a resistência a ondulação é aumentada pelo efeito de enrijecimento, e o risco de ruptura nas construções de camisa é reduzido. A camada de compósito e fibra circunferencial protege os elementos de tração em associação com a camada resistente à abrasão e de cobertura deslizante. Nos desenhos anexos, modos de realização da presente invenção estão explicados com mais detalhe, nos quais:
a figura 1 mostra uma seção transversal através de uma lança configurada de acordo com a invenção;
a figura 2 mostra um detalhe ampliado da seção transversal da figura 1;
a figura 3 mostra uma vez mais detalhe ampliado da peça de camisa de topo da figura 2;
a figura 4 mostra uma vista de grade oblíqua de uma lança de guindaste configurada de acordo com invenção; e
a figura 5 mostra uma vista ampliada da região de colar frontal da lança representada na figura 4.
As variantes de lança nos desenhos podem ser configuradas conforme representado acima em geral e, aqui, para vários modos de realização. Nos desenhos, o número de referência 10 refere-se, de modo muito geral, à lança ou seção transversal da lança. Elementos de tração sob solicitação estão designados pelo número de referência 11, e estão no interior de perfis ocos 12. O número de referência 13 refere-se a uma camada de fibras transversais, enquanto uma camada protetora ou de deslizamento está designada por 14. A camisa interna 15 é uma camisa de modelagem e os discos ou elementos de disco dispostos na região de transição entre a camisa de topo e a seção vertical estão providos com o número de referência 16. O arranjo de âncoras, no qual os sensores e/ou atuadores são acomodados, está indicado pelo número de referência 17.
Claims (13)
1. Parte de lança (10) para um guindaste, em particular, guindaste móvel, caracterizada pelo fato de compreender uma camisa de modelagem (15), elementos de tração (11) e um embainhamento (13, 14), onde os elementos de tração (11) são solicitados e ajustados com sensores.
2. Parte de lança de acordo com reivindicação 1, caracterizada pelo fato de os elementos de tração (11) introduzirem uma solicitação por pressão variável na parte de lança por meio de atuadores.
3. Parte de lança de acordo com a qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de a parte de lança contrabalançar adaptavelmente os efeitos externos por meio de sensores e atuadores através de uma malha de controle.
4. Parte de lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de as âncoras (17) dos elementos de tração (11) serem dispostas nas estruturas de ponta.
5. Parte de lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de os sensores serem integrados aos lês de tração.
6. Parte de lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de os sensores e/ou atuadores serem localizados nas extremidades dos elementos de tração (11).
7. Parte de lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de os elementos de tração (11) serem envoltos por uma camada de fibra (13) se estendendo transversalmente ao eixo de lança.
8. Parte de lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de os elementos de tração (11) se estenderem em canais ou perfis ocos (12).
9. Parte de lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de os elementos de tração (11) serem embutidos em uma matriz elástica.
10. Parte de lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de os elementos de tração (11) serem enfaixados e fixados.
11. Lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de os elementos de tração serem solicitados e conectados à camisa de modelagem (15) e/ou ao embainhamento ou envelope (13, 14) de maneira resistente a cisalhamento.
12. Lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de a camisa de modelagem, os perfis ocos com os elementos de tração e o embainhamento serem conectados de maneira resistente a cisalhamento e constituírem um perfil em sanduíche.
13. Lança de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de os elementos de tração (11) se estenderem na direção longitudinal do eixo de lança e/ou obliquamente ao mesmo.
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