ES2204359T3 - Dispositivo con por lo menos un brazo de extension o de soporte para aguilones de tipo grua de varios elementos, mastiles distribuidores de hormigon y similares. - Google Patents

Abstract

Dispositivo con por lo menos una pluma o brazo soporte para plumas tipo grúa, mástiles para distribución de hormigón fluido, plataformas de trabajo levadizas, manipuladores y similares articulados, con por lo menos un cilindro diferencial hidráulico para el accionamiento por un lado del brazo articulado, que mediante el cilindro diferencial se puede elevar, hacer descender y/o extenderse o retraerse telescópicamente, caracterizado porque el cilindro diferencial hidráulico presenta un vástago de émbolo hueco (2), que comprende un segmento tubular (4) y dos piezas terminales (5, 6) dispuestas en los extremos de este segmento (4), que están realizados de una sola pieza o unidos entre sí por solidarización material, y en el que para evitar la concentración de tensiones por entallado, la sección de la pared del segmento tubular (4) en toda la longitud de este segmento tubular (4), y las transiciones desde el segmento tubular (4) a las piezas terminales (5, 6) están realizadas en esencia lisas así como planas o con un radio de curvatura que en esencia no perjudique a la resistencia, y en el que en caso de una unión por solidarización material, por lo menos una de las piezas terminales esté soldada al segmento, y en el que la unión por soldadura (7), mediante trabajo de repaso con arranque de viruta, especialmente arranque de viruta mecánico, está esencialmente enrasada con el segmento (4) y las piezas terminales unidas por soldadura, y la raíz de la soldadura quede eliminada mediante el trabajo de repaso, así como que la zona de la costura de la soldadura, especialmente en la superficie interna del segmento tubular (4) esté alisada, y que en el caso de realización en una sola pieza o por solidarización material, por lo menos una de las piezas terminales (5, 6), preferentemente la pieza terminal (6) del lado exterior del vástago, presente una brecha (8) a través de la cual sea posible un acceso mediante herramientas al recinto hueco del vástago de émbolo hueco (2) con objeto de proceder a su trabajo de repaso.

Description

Dispositivo con por lo menos un brazo de extensión o de soporte para aguilones de tipo grúa de varios elementos, mástiles distribuidores de hormigón y similares.

La presente invención se refiere a un dispositivo con por lo menos un brazo de extensión o de soporte para aguilones de tipo grúa, mástiles distribuidores de hormigón, plataformas de trabajo elevadoras, manipuladores y unidades de trabajo de varios elementos similares. La invención se refiere asimismo a un procedimiento para fabricar tal dispositivo, en particular un cilindro diferencial hidráulico utilizado para el dispositivo. Especialmente, la invención se refiere a la configuración de un mástil distribuidor de hormigón de una bomba de hormigón desplazable o dispuesta en forma estacionaria, en la que el mástil consta de diferentes secciones de mástil que están plegadas y, dado el caso, también se pueden desplazar telescópicamente, realizándose el accionamiento de los brazos del mástil en particular por medio de cilindros diferenciales hidráulicos.

Un dispositivo de la clase genérica expuesta y un procedimiento de la clase genérica expuesta son ya conocidos por el documento GB-A-2 140 362.

En mástiles distribuidores de hormigón que están constituidos por brazos de mástil unidos uno con otro de manera articulada y plegables por motivos de espacio, pero basculables o extensibles hacia fuera para su funcionamiento, se utilizan en particular para el brazo o los brazos del mástil más inferiores o para el brazo o los brazos de soporte más inferiores, unos cilindros diferenciales hidráulicos de construcción relativamente grande que se emplean como accionamiento para la elevación y la bajada y, eventualmente, para el movimiento telescópico de un brazo del mástil. En este caso, se utilizan unos cilindros hidráulicos con una longitud de carrera de hasta 2,5 m y más. Se sobrentiende que estos cilindros diferenciales hidráulicos deben diseñarse con un tamaño correspondientemente grande y con dimensiones estables, de modo que absorban las fuerzas que surgen durante el accionamiento de todo el mástil y, en particular, puedan extender o mover los brazos del mástil de una forma deseada y fiable. Es evidente que tales estructuras de mástil de varios elementos son de construcción pesada, de modo que hay que prestar una atención principal a la minimización de las masas que, no en último término, deben ser móviles por medio de los cilindros hidráulicos más inferiores. Por tanto, se pretende que se construyan aguilones de este tipo de manera que resulten tan ligeros como sea posible.

El problema de la invención es perfeccionar un dispositivo del tipo genérico expuesto de tal modo que, con una hábil configuración, sea posible una reducción de peso del dispositivo por medio de los cilindros diferenciales hidráulicos que deben utilizarse como accionamiento para los brazos de extensión o de soporte de aguilones de tipo grúa de varios elementos y similares y que, por tanto, deba diseñarse de una manera que ahorre peso.

Este problema se resuelve según la invención por medio de las características del dispositivo contenidas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1, estando definida una solución del tipo de procedimiento para la fabricación de tal dispositivo por medio de las características de la reivindicación 6 independiente.

Según la invención, los cilindros diferenciales hidráulicos se diseñan ya con peso ligero haciendo que el vástago de pistón sea de construcción hueca. El vástago de pistón hueco comprende en este caso un segmento tubular y piezas extremas dispuestas en los extremos del segmento tubular, en particular una pieza extrema del lado del pistón, preferentemente cerrada por el lado frontal, y una pieza extrema del lado del buje del vástago. En la pieza extrema del lado del pistón está dispuesto un pistón por medio de uniones de atornillamiento o de una rosca. El pistón puede estar también eventualmente soldado. Conforme a la invención, el segmento tubular y las piezas extremas están configurados formando un solo bloque o están unidos entre ellos por una unión establecida con material. En caso de una unión establecida con material de por lo menos una de las piezas extremas es conveniente que una pieza extrema esté soldada por lo menos en un lado. La sección extrema opuesta del tubo puede configurarse de forma adecuada soldando para ello otra pieza extrema o bien fijándola de alguna otra manera, por ejemplo por medio de roscas o tornillos. No obstante, la sección extrema opuesta puede estar configurada también de una pieza con el segmento tubular. En el ámbito de la invención, ambos extremos del vástago de pistón configurado como segmento tubular o tubo pueden estar soldados con piezas extremas correspondientes.

En caso de la configuración de una pieza del vástago de pistón, la fabricación se realiza a partir de una pieza en bruto fundida con subsiguiente mecanizado por arranque de viruta de un extremo del vástago de pistón para configurar hueco el vástago de pistón. En este caso, se utiliza en particular un material altamente solicitable con una resistencia a la tracción de aproximadamente 700 N/mm^{2}, a base del cual puede fabricarse el vástago de pistón hueco, lo que lleva a un vástago de pistón que puede someterse a una carga muy alta.

Se ha reconocido que, para el dimensionamiento de estos cilindros hidráulicos que deben mover finalmente las masas de un mástil distribuidor de hormigón que están sobre ellos, es ventajoso que se reduzca o se minimice la aparición de tensiones de entalladura en cilindros diferenciales hidráulicos en movimiento. En efecto, la toma en consideración de tensiones de entalladura lleva, condicionado por la construcción, a que los espesores de pared de los componentes de los cilindros diferenciales hidráulicos se dimensionen comúnmente con valor correspondientemente grande. Esto va acompañado de un aumento de peso correspondiente. No obstante, si se reducen las tensiones de entalladura que puedan surgir en funcionamiento, los espesores de pared de los componentes del cilindro diferencial hidráulico pueden dimensionarse entonces con un valor correspondientemente más favorable. Esto puede traer consigo considerables ventajas de peso cuando se piensa que es muy frecuente que deban utilizarse cilindros hidráulicos de carrera larga, con longitudes de carrera de 2,5 m y más. Según la invención, esto se consigue repasando las zonas de costura de soldadura, particularmente en el lado interior del tubo del segmento, concretamente por mecanizado por arranque de viruta y alisado. La accesibilidad para la herramienta se garantiza haciendo que por lo menos una de las piezas extremas presente una abertura a través de la cual puedan introducirse la herramienta de arranque de viruta y eventualmente la herramienta de alisado y pueda realizarse el mecanizado. Por supuesto, la invención puede aplicarse también generalmente a cilindros diferenciales hidráulicos que se usen con independencia de los casos de aplicación anteriormente indicados, si bien el ámbito de aplicación preferido es el de aguilones de tipo grúa, mástiles distribuidores de hormigón y manipuladores comparables.

Es esencial para la invención, concretamente también y justo en relación con la configuración de una pieza del vástago de pistón, que, en particular, la longitud del segmento tubular y las transiciones entre el segmento y la respectiva pieza extrema permanezcan uniformes con respecto al espesor de pared o que, en caso de modificaciones de la sección transversal o en las transiciones del segmento tubular a las piezas extremas, esté previsto un radio de curvatura que evite un efecto de entalladura y la superficie esté realizada completamente lisa. Esto hace que se eviten en gran parte efectos de entalladura. Por tanto, se minimiza o se elimina correspondientemente el factor de entalladura, de modo que sea posible un espesor de pared de tubo reducido en este factor con la correspondiente minimización o reducción de peso. Como es natural, esta minimización de peso para los cilindros diferenciales hidráulicos repercute también sobre los otros componentes.

Para poder mecanizar o alisar mecánicamente la superficie interior del vástago de pistón hueco con el fin de reducir esfuerzos por efecto de entalladura o para poder formar por arranque de viruta la cavidad interior a partir de una pieza en bruto maciza prefabricada, es ventajoso que por lo menos en una pieza extrema del vástago de pistón hueco se prevea una abertura a través de la cual una herramienta de mecanizado tenga acceso a la cavidad del vástago de pistón. Con respecto a la abertura o abertura necesaria para la introducción de la herramienta es conveniente prever ésta en el extremo del lado del buje del vástago de pistón hueco, ya que esto presenta ventajas constructivas con respecto a la colocación en el extremo del lado del pistón, concretamente en particular de forma que en el extremo del vástago de pistón cerrado en el lado del pistón pueda fijarse dinámicamente de manera segura el pistón, con una unión de múltiples tornillos, por pretensado de los tornillos o por medio de una unión de rosca. En efecto, cuanto más ligero sea el aguilón, tanto mayores serán la anchura y la altura de alcance útil. El requisito de una construcción ligera se aplica en principio ciertamente a todos los componentes, pero, en particular, sobre todo a los cilindros hidráulicos.

Un procedimiento especialmente sencillo de unión establecida con material es la soldadura, en particular la soldadura por el lado frontal de las piezas extremas con el segmento tubular. Para lograr también aquí en la zona de la costura de soldadura una configuración del vástago de pistón hueco que sea lisa, es decir, lisa con respecto a la superficie y plana con respecto a la sección transversal de la pared, es ventajoso, en particular por lo menos en estas zonas, realizar un mecanizado por arranque de viruta, en particular un mecanizado mecánico por arranque de viruta de las paredes interior y/o exterior del vástago de pistón hueco, debiendo procurar que se eliminen no así sólo variaciones bruscas del espesor de pared, sino que además se erosionen las costuras de soldadura hasta el punto de que se elimine la raíz de la costura de soldadura. En efecto, en las costuras de soldadura surgen ya efectos de entalladura aun cuando no esté presente ciertamente ninguna modificación brusca del espesor de la pared, pero sí esté presente todavía la raíz de la costura de soldadura. Por tanto, en la forma anteriormente descrita, se pueden evitar efectos de entalladura

- alisando las superficies,

- evitando modificaciones bruscas del espesor de pared y

- eliminando la raíz de la costura de soldadura,

y se pueden diseñar así las partes del cilindro hidráulico de manera que sean de construcción más ligera para una misma estabilidad.

En vástagos de pistón huecos eventualmente de una pieza, en los que la cavidad en el vástago de pistón se produce mediante mecanizado por arranque de viruta de una pieza en bruto maciza, es ventajoso fabricar la pieza en bruto por procedimientos de conformación conocidos, como, por ejemplo, forja, fundición o laminación o similares, ya que esto hace posible una fabricación sencilla.

A continuación, se describen ejemplos de formas de realización preferidos de la invención con ayuda del dibujo, en el que:

la figura 1 muestra una sección transversal a través de un cilindro diferencial hidráulico adecuado para el movimiento de un brazo de extensión o de soporte,

la figura 2 muestra una vista de detalle de la unión de soldadura de la figura 1 en sección transversal, y

la figura 3 muestra la sección transversal de otra forma de realización de un cilindro diferencial hidráulico de este tipo, y

las figuras 4 y 5 muestran secciones transversales de cilindros con vástagos de pistón configurados de una sola pieza.

La figura 1 muestra una vista en sección transversal de una forma de realización de un cilindro diferencial hidráulico 1 según la invención.

El cilindro hidráulico 1 consta en este caso del tubo de cilindro 3 y el vástago de pistón 2 dispuesto de forma desplazable en el tubo de cilindro 3 y realizado como vástago de pistón hueco 2. El vástago de pistón hueco 2 comprende un segmento tubular 4 en cuyos extremos están previstas la pieza extrema 5 del lado del pistón y la pieza extrema 6 del lado del buje del vástago, estando dispuesto el pistón 11 en la pieza extrema 5 del lado del pistón por medio de uniones de atornillamiento 10.

La pieza extrema 6 del lado del buje del vástago presenta dos racores tubulares 13, 14 lateralmente sobresalientes para la conexión del vástago de pistón al brazo del mástil o similar, así como una abertura 8 a través de la cual es posible el acceso al espacio interior del vástago de pistón hueco 2 desde el exterior. La sección transversal de la pared 9 del pistón es constantemente lisa y plana en toda la zona del segmento tubular 4, realizándose también la transición a las piezas extremas 5, 6 de modo que no surja ningún efecto de entalladura. En particular, en la transición del segmento tubular 4 a la pieza extrema 5 del lado del pistón, que consta, en este caso, de material macizo, queda garantizado, por medio de la previsión de un radio de curvatura suficientemente grande, que no surja ningún efecto de entalladura inadmisible.

El vástago de pistón hueco se ha fabricado por medio de uniones de soldadura 7 a partir de las piezas extremas 5 y 6, así como del segmento tubular 4. Las costuras de soldadura 7, que, en el ejemplo de forma de realización mostrado, están realizadas como costuras en forma de V, se han configurado por mecanizado mecánico mástilrior por arranque de viruta de modo que resulta una transición plana, lisa y enrasada en el sitio de la costura entre las partes a unir. Se evita así que partes en resalte de la unión de soldadura, como se representa en la figura 2, puedan contribuir a un efecto de entalladura. Con A se ha designado en la figura 2 la costura de soldadura residual libre del factor de entalladura que queda tras el mecanizado mecánico, de modo que las superficies exteriores en la zona de la costura estén allí enrasadas con las superficies contiguas del tubo.

La figura 3 muestra asimismo una forma de realización adicional de un cilindro hidráulico 1 según la invención en el que el vástago de pistón hueco 2 presenta una pieza extrema 6 soldada, estando designada con 7 la costura de soldadura. Por lo demás, el vástago de pistón hueco 2 puede realizarse de material macizo y, por tanto, formando un solo bloque con la pieza extrema 5, la cual está recalcada en el ejemplo de realización representado. La zona de recalcado está designada con 12. Con 13 está representada una rosca que está aplicada sobre la superficie envolvente exterior de la pieza extrema 5. Una rosca correspondiente está prevista en el pistón 11, el cual puede atornillarse así con la pieza extrema 5. La abertura para la entrada de la herramienta, que está designada con 8 y hace posible el acceso al espacio interior del vástago de pistón 2, está prevista aquí en la pieza extrema 5 del lado del pistón.

Las figuras 4 y 5 muestran formas de realización de un cilindro diferencial hidráulico 1 en el que el vástago de pistón hueco está configurado en cada caso de una pieza. Para ello, se usa preferentemente una pieza en bruto fundida que, en la forma de realización según la figura 4, se elabora mediante mecanizado por arranque de viruta desde el extremo superior del vástago de pistón para formar la cavidad. En este caso, la pared interior 15 de la pieza extrema 6 del lado del buje del vástago y del segmento tubular 4 se alisa mediante mecanizado por arranque de viruta para evitar que surjan efectos de entalladura. En el extremo de la cavidad hueca en 16 se realiza la transición al lado frontal por medio de redondeamientos 17 que evitan efectos de entalladura.

Se aplican las mismas condiciones para la forma de realización según la figura 5 con la reserva de que el mecanizado por arranque de viruta para formar la cavidad se realiza allí desde el otro lado, es decir, desde el lado inferior del vástago de pistón 2 en la figura 5. En la zona de transición, en 18 y 19, están previstos redondeamientos. Se pretende impedir así la aparición de tensiones de entalladura. Asimismo, la pared interior 15 mecanizada por arranque de viruta es alisada de manera correspondiente para evitar que surjan tensiones de entalladura.

Claims (8)

1. Dispositivo que presenta por lo menos un brazo de extensión o de soporte para aguilones de tipo grúa de varios elementos, mástiles distribuidores de hormigón, plataformas de trabajo elevadoras, manipuladores y similares, con por lo menos un cilindro diferencial hidráulico para accionar el brazo articulado en un lado, el cual puede elevarse, bajarse y/o moverse telescópicamente por medio del cilindro diferencial, presentando el cilindro diferencial hidráulico un vástago de pistón hueco (2) que comprende un segmento tubular (4) y dos piezas extremas (5, 6) dispuestas en los extremos de este segmento (4), caracterizado porque el segmento tubular y las piezas extremas están configuradas de una sola pieza o están unidas entre sí por medio de una conexión de material, estando configuradas la sección transversal de pared del segmento tubular (4) sobre la longitud del segmento tubular (4) y las transiciones del segmento tubular (4) a las piezas extremas (5, 6), para evitar tensiones de entalladura, sustancialmente lisas y planas o con un radio de curvatura que sustancialmente no influye en la resistencia, estando soldada por lo menos una de las piezas extremas al segmento en el caso de una unión establecida con material, estando la unión de soldadura (7) sustancialmente enrasada con el segmento (4) y la pieza extrema unidos por la unión de soldadura debido a un mecanizado mástilrior por arranque de viruta, en particular un mecanizado mecánico mástilrior por arranque de viruta, y se ha eliminado la raíz de soldadura por medio del mecanizado mástilrior, así como se ha alisado la zona de la costura de soldadura, particularmente en la superficie envolvente interior del segmento tubular (4), y porque, en caso de una configuración de una sola pieza y de una unión establecida con material, por lo menos una de la piezas extremas (5, 6), preferentemente la pieza extrema (6) del lado del buje del vástago, presenta una abertura (8) a través de la cual es posible un acceso de herramientas a la cavidad del vástago de pistón hueco (2) para su mecanizado mástilrior.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección transversal de la pared del segmento tubular (4) sobre la longitud del segmento tubular (4) y las transiciones del segmento tubular (4) a las piezas extremas (5, 6) están realizadas, para evitar tensiones de entalladura, de manera sustancialmente lisa y plana o con un radio de curvatura que no perjudica sustancialmente a la resistencia.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque por lo menos parcialmente la pared interior y/o la pared exterior del vástago de pistón hueco (2) se han elaborado mediante mecanizado por arranque de viruta, en particular mecanizado mecánico por arranque de viruta, y se han alisado de manera que se minimice el factor de entalladura.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unión entre el segmento tubular (4) y las piezas extremas (5, 6) es siempre una unión de soldadura (7), en particular una unión de soldadura (7) realizada por el lado frontal.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque por lo menos una unión entre el segmento tubular (4) y las piezas extremas (5, 6) está formada por una unión de rosca o tornillo, siendo sometido el tramo extremo del segmento tubular a una deformación por compresión en el caso de la unión de rosca.

6. Procedimiento para fabricar un cilindro diferencial hidráulico según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en una primera etapa se forma por soldadura una pieza en bruto con un segmento tubular (4) y por lo menos una pieza extrema (5, 6) dispuesta en un extremo de este segmento (4), porque el lado interior de la pieza en bruto se hace accesible a herramientas por medio de una abertura (8) prevista por lo menos en una pieza extrema (5, 6), y porque en otra etapa se mecaniza mecánicamente por arranque de viruta y se alisa por lo menos la zona de la unión de soldadura de la pieza extrema/segmento tubular, en particular dentro del segmento tubular.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque en una primera etapa se forma una pieza en bruto con un segmento tipo vástago y dos piezas extremas (5, 6) previstas en los extremos de este segmento por medio de cualquier clase de conformación adecuada y porque en una segunda etapa se forman una abertura (8) y una cavidad en el segmento tipo vástago, para formar un vástago de pistón hueco (2), por medio de un mecanizado por arranque de viruta, en particular un mecanizado mecánico por arranque de viruta.

8. Brazo de soporte de tipo mástil con varios elementos para mástiles distribuidores de hormigón o similares, caracterizado porque el brazo de soporte presenta uno o más cilindros diferenciales hidráulicos (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5.