ES2225054T3 - Pluma de grua de alcance variable y con equilibrado automatico. - Google Patents

Abstract

Pluma de grúa de alcance variable, que comprende un brazo principal (3) montado de forma pivotante sobre una torreta de soporte (1), un brazo auxiliar (7) que prolonga el brazo principal (3) estando articulado en el extremo anterior de éste, un contrapeso (14) fijado sobre un balancín (13) articulado en el extremo posterior del brazo principal (3), y unos medios de conexión entre dicho brazo auxiliar (7) y dicho balancín del contrapeso (14) para realizar en cualquier momento un equilibrado total o parcial de la pluma, caracterizada porque dichos medios de conexión presentan un primer sistema de polea (10¿, 10¿¿) montado en rotación en el extremo anterior del brazo principal (3) y solidario en rotación del extremo adyacente del brazo auxiliar (7), un segundo sistema de polea (28¿, 28¿) montado en rotación en el extremo posterior del brazo principal (3) y solidario en rotación del extremo adyacente del balancín (13), una conexión flexible (27¿, 27¿) que une un punto (9) del primer sistema depolea (10¿, 10¿¿) a un punto (30¿, 30¿) del segundo sistema de polea (28¿, 28¿), y un medio de mando (16, 20) del desplazamiento de la conexión flexible (27¿, 27¿) que asegura el pivotamiento simultáneo del brazo auxiliar (7) y del balancín (13) para modificar el alcance de la pluma asegurando el equilibrado de ésta, estando dicho medio de mando (16) soportado por el brazo principal (3) y estando acoplado a dicha conexión flexible (27¿, 27¿) para obtener un brazo de palanca constante manteniendo constante el par necesario para el equilibrado de los elementos de la pluma.

Description

Pluma de grúa de alcance variable y con equilibrio automático.

La presente invención se refiere a las grúas de pluma con brazos articulados o telescópicos destinadas a la elevación o el sostenimiento de cargas mediante la pinza, la cuchara prensora, el cabestrante-gancho o el gancho. La misma se refiere en particular a un dispositivo que asegura un equilibrado automático de la pluma de dichas grúas en función de la variación del alcance de la pluma.

Se conocen grúas de este tipo en las que la pluma está generalmente articulada sobre la torreta y está equipada con un contrapeso "de geometría variable" montado sobre un brazo de palanca que se despliega, en la parte posterior de la pluma, en función de la posición del brazo auxiliar de la pluma. En este caso, el contrapeso sólo sirve para reducir el momento de inversión de un valor fijo, y sin compensación en función del alcance de la pluma.

Para asegurar la automaticidad del equilibrado, el documento EP-A-0 033 060 propone conectar mecánicamente el brazo auxiliar y el contrapeso mediante una biela rígida que determina un paralelogramo deformable. Con el mismo objetivo ha sido también propuesto, por el documento EP-A-0 110 786, un sistema de gatos hidráulicos conectados entre sí y que accionan simultáneamente el brazo auxiliar y el contrapeso.

Los sistemas de equilibrado de los elementos de la pluma mencionados anteriormente han demostrado resultar eficaces pero, como comprenden brazos de palanca variables, adolecen de que el par necesario para el equilibrado de los elementos de la pluma no es constante, sino que disminuye a medida que aumenta el alcance de la pluma, de donde resulta necesario un aumento considerable de la potencia en la elevación de la carga. Estos dispositivos conocidos presentan también el inconveniente de que, por el propio hecho de su concepción, la cinemática de los movimientos de la pluma se encuentra limitada. Por último, tanto el peso de la biela de conexión (en el dispositivo del documento EP-A-0 033 060) como el peso del gato del brazo auxiliar (en el dispositivo del documento EP-A-0 110 786) afectan al sistema.

Por el documento US nº 4 252 162 se conoce un brazo de carga destinado a transferir productos, tales como productos petrolíferos, entre dos tanques o depósitos. Este brazo de carga presenta un tubo interno soportado por un soporte con gato de mando que hace variar la posición del tubo interno con respecto al soporte, un tubo externo articulado a un extremo del tubo interno y una viga de equilibrado articulada en el otro extremo del tubo interno. Entre el tubo externo y la viga de equilibrado está realizada una conexión por poleas y cables, conectando así la posición de estos dos elementos. Un gato de mando del tubo externo está soportado por el tubo interno y el vástago de este gato está acoplado a la viga de equilibrado para mandar la posición del tubo externo.

El dispositivo del documento US nº 4 252 162 no tiene, por tanto, en absoluto el mismo objetivo que el dispositivo según la invención, puesto que se trata de un brazo de carga de líquido, es decir, una tubería articulada destinada a la transferencia de líquido entre dos depósitos, y que, por tanto, no está sometida a fuertes cargas, ni a una pluma de grúa cuya función es por el contrario elevar y desplazar cargas importantes.

Además, según el documento US nº 4 252 162, el vástago del gato de mando del tubo externo está acoplado a la viga de equilibrado de modo que, cuando tiene lugar el mando de posición del tubo externo, se obtiene, por tanto, una variación del brazo de palanca lo que impide conseguir un par constante obligando a utilizar un gato de mando de mayor potencia.

La presente invención tiene como objetivo evitar los inconvenientes de los dispositivos conocidos mencionados anteriormente y propone equipar la pluma de grúa con un dispositivo de equilibrado que, presentando al mismo tiempo una gran eficacia y un peso reducido, suprime la presencia de brazos de palanca variables y los inconvenientes que ocasionan a nivel de la potencia necesaria para la elevación del brazo auxiliar, y mejora la cinemática de los movimientos de la pluma.

Con este fin la pluma de grúa de alcance variable según la invención, es del tipo que presenta un brazo principal montado de forma pivotante sobre una torreta de soporte, estando un brazo auxiliar que prolonga el brazo principal articulado en el extremo anterior de éste, un contrapeso fijado sobre un balancín articulado fijo en el extremo posterior del brazo principal, y unos medios de conexión entre dicho brazo auxiliar y dicho balancín del contrapeso para realizar en cualquier momento un equilibrado total o parcial de la pluma. La misma se caracteriza porque dichos medios de conexión presentan un primer sistema de polea montado en rotación en el extremo anterior del brazo principal y solidario en rotación del extremo adyacente del brazo auxiliar, un segundo sistema de polea montado en rotación en el extremo posterior del brazo principal y solidario en rotación del extremo adyacente del balancín, una conexión flexible que une un punto del primer sistema de polea a un punto del segundo sistema de polea, y un medio de mando del desplazamiento de la conexión flexible que asegura el pivotamiento simultáneo del brazo auxiliar y del balancín para modificar el alcance de la pluma asegurando al mismo tiempo el equilibrado de ésta, estando dicho medio de mando soportado por el brazo principal acoplado a dicha conexión flexible para obtener un brazo de palanca constante manteniendo al mismo tiempo constante el par necesario para el equilibrado de los elementos de la pluma.

Ventajosamente, el extremo anterior del brazo principal se prolonga por dos brazos paralelos separados entre los cuales está dispuesto el extremo posterior del brazo auxiliar, siendo dicho extremo posterior solidario sobre cada una de sus caras laterales opuestas de una polea de garganta, pivotando el conjunto formado por el extremo posterior del brazo auxiliar y por las poleas alrededor de un eje de articulación que gira en unas aberturas enfrentadas de dichos brazos paralelos.

De forma similar, el balancín solidario del contrapeso presenta hacia la parte delantera dos brazos paralelos que dejan entre sí un espacio para el extremo posterior del brazo principal, siendo cada uno de dichos brazos solidario de una polea de garganta y pivotando el conjunto formado por los brazos y las poleas de garganta alrededor de un eje de articulación que gira en una abertura transversal del extremo posterior del brazo principal.

A cada lado del brazo principal de la pluma, un cable flexible une la polea anterior a la polea posterior, estando este cable fijado en un punto de la polea anterior y en un punto de la polea posterior. Así, el desplazamiento en una dirección de los dos cables flexibles origina la rotación de las poleas en un mismo sentido provocando, con un brazo de palanca constante, la elevación del brazo auxiliar y la basculación simultánea del contrapeso, mientras que el desplazamiento de estos cables flexibles en la otra dirección origina la rotación de las cuatro poleas en sentido inverso provocando, también con un brazo de palanca constante, la basculación del brazo auxiliar y la elevación simultánea del contrapeso.

Ventajosamente, el mando del desplazamiento de los cables flexibles está asegurado por un gato hidráulico único, cuyo cilindro está articulado sobre el brazo principal de la pluma y cuyo vástago es solidario de un elemento de conexión transversal fijado en cada extremo en un punto de cada uno de los dos cables flexibles. El gato es de doble efecto y está asociado a un distribuidor de fluido hidráulico de tres posiciones, que comprende una posición central que aísla las dos cámaras del gato de la bomba hidráulica y del depósito de fluido, y dos posiciones laterales que conectan una o la otra de las cámaras del gato con la bomba hidráulica y, la cámara restante con el depósito, mandando selectivamente la salida o la retracción del vástago (15) del gato.

Para comprender mejor la invención se describirá a continuación, a título de ejemplo sin carácter limitativo, una forma de realización preferida con referencia al plano esquemático anexo en el que:

la figura 1 es una vista lateral de una pluma de grúa con brazos articulados, equipada con un dispositivo de equilibrado automático según la invención; y

la figura 2 es una vista por encima de la pluma de la figura 1.

Con referencia al plano, se ha representado en 1 la base de la grúa, en 2 la torreta pivotante que corona esta base y en 3 el brazo principal de la pluma articulada, hacia su extremo posterior, en el vértice de la torreta 2 alrededor de un eje horizontal 4 para poder pivotar en un plano vertical bajo el mando de un gato hidráulico 5.

En el extremo delantero del brazo principal 3 está articulado, alrededor de un eje horizontal 6, un brazo auxiliar 7 cuyo extremo delantero presenta un medio de asido constituido, en el ejemplo representado, por una cuchara prensora 8.

Con este fin, como se ve en la figura 2, el extremo delantero del brazo principal 3 presenta dos ramas axiales paralelas separadas 3', 3'' perforadas por unos orificios enfrentados en los cuales gira el eje de articulación horizontal transversal 6. Cada una de las caras laterales opuestas del extremo posterior del brazo auxiliar 7 son solidarias de una polea de garganta 10', 10'', y el conjunto formado por el brazo auxiliar 7 y las poleas 10', 10'' está atravesado por el eje 6.

En el extremo posterior del brazo principal 3 está articulado, alrededor de un eje horizontal transversal 12, un balancín con brazos paralelos 13', 13'', dispuestos a ambos lados del brazo principal 3 y que soportan un contrapeso 14.

Cada brazo 13', 13'' del balancín presenta su cara interior solidaria de una polea de garganta 28', 28'', y el eje de articulación 12, gira en unos orificios enfrentados del brazo principal y del conjunto formado por cada brazo de balancín 13', 13'' y la polea de garganta asociada 28', 28''.

Las poleas de garganta 10', 28' por una parte y 10'', 28'' por otra parte están en prolongación una de la otra y sobre cada uno de estos pares de poleas 10'-28', 10''-28'' está dispuesto un cable flexible sin fin, respectivamente 27', 27''.

Cada cable flexible 27', 27'' presenta una fijación en 9 sobre la polea delantera respectiva 10', 10'' y en 30 sobre la polea posterior respectiva 28', 28'', de modo que las poleas 10', 28' y 10'', 28'' están conectadas entre sí respectivamente.

Un gato hidráulico 16 de doble efecto está fijado, por medio de una caja de articulación 17, por encima del brazo principal 3 y su vástago 15 está fijado, por medio de una barra transversal de conexión 32, a los cables flexibles 27', 27'' en unos puntos 31', 31'' respectivamente.

Se ha esquematizado en la figura 1 el sistema de alimentación hidráulica del gato 16. Este sistema comprende un depósito de fluido hidráulico 18, una bomba hidráulica 19 conectada al depósito 18, y un distribuidor hidráulico 20 de tres posiciones. En el distribuidor 20 desembocan, por una parte, un conducto de presión 21 conectado a la bomba 19 y un circuito de retorno 22 conectado al depósito 18 y, por otra parte, un conducto 23 conectado a la cámara 24 de sección maciza del gato 16 y un conducto 25 conectado a la cámara 26 de sección anular del gato 16.

Por el accionamiento de un elemento de mando no representado, el distribuidor 20 puede presentar las 3 posiciones diferentes siguientes:

-

una posición central representada en el plano en la que los conductos 23 y 25 que desembocan en el gato 16 están aislados de la alimentación de fluido y del depósito,

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una posición correspondiente a la parte izquierda del esquema del distribuidor 20 de la figura 1, en la que el conducto 23 que conduce a la cámara 24 del gato 16 está conectado a la bomba 19 y el conducto 25 que conduce a la cámara 26 del gato 16 está conectado al depósito 18,

-

una posición correspondiente a la parte derecha del esquema del distribuidor 20 de la figura 1, en la cual, a la inversa, la cámara 24 del gato 16 está conectada al depósito 18 y la cámara 26 del gato 16 está conectada a la bomba de alimentación 19.

Se describirá ahora el funcionamiento del dispositivo según la invención. Si el operario desea alargar el alcance de la pluma, estando la grúa en la posición equilibrada de la figura 1, coloca entonces el distribuidor 20 en la posición correspondiente a la parte izquierda del esquema de la figura 1, es decir que alimenta la cámara 24 del gato 16 con fluido a presión provocando la salida del vástago 15 que, fijado a los cables 27', 27'' en 31', 31'', ejerce una tracción sobre estos cables para desplazarlos de izquierda a derecha observando la figura 1. Estando los cables 27', 27'' fijados a las poleas 10', 10'' en 9 y a las poleas 28', 28'' en 30', 30'', su desplazamiento provoca la rotación en el sentido horario de las poleas 10', 10'' y 28', 28'', lo que produce simultáneamente la elevación del brazo auxiliar 7 y la basculación del contrapeso 14. Como el valor del contrapeso 14 está calculado en función del peso propio de los elementos de la pluma y de la cuchara prensora 8, y en función del diámetro de las poleas 10, 10' y 28, 28', la pluma se encuentra por tanto equilibrada de forma permanente, totalmente o en parte, sobre el conjunto formado por la base 1 y la torreta 2. Cuando se ha alcanzado la posición de alargamiento deseada de la pluma, el operario devuelve el distribuidor 20 a su posición central, inmovilizando el vástago de gato 15, y entonces las operaciones de elevación y descenso de la carga están aseguradas por el gato 5.

Si el operario decide, por el contrario, reducir el alcance de la pluma, coloca el distribuidor 20 en la posición de la derecha del esquema de la figura 1, es decir, que alimenta la cámara anular del gato 16 con fluido a presión. Por su movimiento de retracción, el vástago del gato 15 desplaza hacia la izquierda de la figura 1 los cables 27', 27'' que, por sus puntos de conexión 9 y 30', 30'', arrastran las poleas 10', 10'' y 28', 28'' en rotación en el sentido antihorario. Resulta de ello una basculación del brazo auxiliar 7 y una elevación simultánea del contrapeso 14 que aseguran el equilibrado automático de la pluma.

Debe observarse que la descripción anterior ha sido proporcionada únicamente a título de ejemplo, sin carácter limitativo, y que se podrán aportar a la misma adiciones o modificaciones constructivas sin apartarse del marco de la presente invención, tal como se ha definido en las reivindicaciones.

Claims (8)

1. Pluma de grúa de alcance variable, que comprende un brazo principal (3) montado de forma pivotante sobre una torreta de soporte (1), un brazo auxiliar (7) que prolonga el brazo principal (3) estando articulado en el extremo anterior de éste, un contrapeso (14) fijado sobre un balancín (13) articulado en el extremo posterior del brazo principal (3), y unos medios de conexión entre dicho brazo auxiliar (7) y dicho balancín del contrapeso (14) para realizar en cualquier momento un equilibrado total o parcial de la pluma, caracterizada porque dichos medios de conexión presentan un primer sistema de polea (10', 10'') montado en rotación en el extremo anterior del brazo principal (3) y solidario en rotación del extremo adyacente del brazo auxiliar (7), un segundo sistema de polea (28', 28'') montado en rotación en el extremo posterior del brazo principal (3) y solidario en rotación del extremo adyacente del balancín (13), una conexión flexible (27', 27'') que une un punto (9) del primer sistema de polea (10', 10'') a un punto (30', 30'') del segundo sistema de polea (28', 28''), y un medio de mando (16, 20) del desplazamiento de la conexión flexible (27', 27'') que asegura el pivotamiento simultáneo del brazo auxiliar (7) y del balancín (13) para modificar el alcance de la pluma asegurando el equilibrado de ésta, estando dicho medio de mando (16) soportado por el brazo principal (3) y estando acoplado a dicha conexión flexible (27', 27'') para obtener un brazo de palanca constante manteniendo constante el par necesario para el equilibrado de los elementos de la pluma.

2. Pluma de grúa de alcance variable según la reivindicación 1, caracterizada porque el extremo anterior del brazo principal (3) está prolongado por dos brazos paralelos separados (3', 3'') que dejan entre sí un espacio para el extremo posterior del brazo auxiliar (7), estando dicho extremo posterior atravesado por un eje de articulación (6) que gira en unas aberturas enfrentadas de los brazos (3', 3'').

3. Pluma de grúa de alcance variable según la reivindicación 2, caracterizada porque cada cara lateral del extremo posterior del brazo auxiliar (7) es solidaria de una polea de garganta (10', 10'').

4. Pluma de grúa de alcance variable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el balancín solidario del contrapeso (14) presenta hacia la parte delantera dos brazos paralelos (13', 13'') que dejan entre sí un espacio para el extremo posterior del brazo principal (3), estando dichos brazos (13', 13'') montados de forma pivotante sobre un eje de articulación (12) que gira en una abertura transversal del extremo posterior del brazo principal (3).

5. Pluma de grúa de alcance variable según la reivindicación 4, caracterizada porque la cara lateral interior de cada uno de dichos brazos (13', 13'') es solidaria de una polea de garganta (28', 28'').

6. Pluma de grúa de alcance variable según la reivindicación 5, caracterizada porque, a cada lado del brazo principal (3), un cable flexible (27', 27'') conecta la polea delantera (10', 10'') a la polea posterior (28', 28''), estando dicho cable (27', 27'') fijado en un punto (9) de la polea delantera (10', 10'') y en un punto (30', 30'') de la polea posterior (28', 28'').

7. Pluma de grúa de alcance variable según la reivindicación 6, caracterizada porque dicho medio de mando del desplazamiento de la conexión flexible comprende un gato hidráulico (16) cuyo cilindro está articulado sobre el brazo principal (3) y cuyo vástago (15) es solidario de un elemento de conexión transversal fijado por cada extremo en un punto (31', 31'') de cada uno de los dos cables flexibles (27', 27'').

8. Pluma de grúa de alcance variable según la reivindicación 7, caracterizada porque el gato (16) es de doble efecto y está asociado a un distribuidor de fluido hidráulico (20) de tres posiciones que presenta una posición central que aísla las dos cámaras (24, 26) del gato (16) de la bomba hidráulica (19) y del depósito (18), y dos posiciones laterales que conectan una u otra de las cámaras del gato (16) a la bomba hidráulica (19) y la cámara restante al depósito (18) mandando selectivamente la salida o la retracción del vástago (15) del gato.