ES2245787T3 - Brazo telescopico para gruas moviles. - Google Patents

Abstract

UN AGUILON TELESCOPICO (22) QUE INCLUYE UNA PARTE BASE (8), Y AL MENOS UNA PARTE TELESCOPICA (1) TELESCOPIADA EN LA PARTE BASE (8). UN MECANISMO DE DESPLAZAMIENTO (28) EXTIENDE Y RETRAE CADA PARTE TELESCOPICA (1). LA PARTE BASE (8) Y CADA PARTE TELESCOPICA (1) INCLUYE UNA PARTE DE SECCION SUPERIOR EN FORMA DE SEMICAJA (2) Y AL MENOS UNA DE ENTRE LA PARTE BASE (8) Y LA PARTE TELESCOPICA (1) INCLUYE UNA PARTE DE SECCION INFERIOR (3) QUE TIENE UNOS SEGMENTOS DE PLACAS (4, 5, 6 Y 7) CONTIGUOS ENTRE SI. CADA UNO DE LOS SEGMENTOS DE PLACAS (4, 5, 6 Y 7) TIENE UNA FORMA CURVADA HACIA AFUERA.

Description

Brazo telescópico para grúas móviles.

Campo de la invención

La invención se refiere a un brazo telescópico que puede montarse particularmente en grúas transportadas en vehículos que comprende una pieza base que se monta de manera que puede girar y bascular, en la cual se encuentran piezas telescópicas que se extienden y se recogen.

Descripción de la técnica

Estos brazos telescópicos realizan el levantamiento por su extremo frontal, estando expuesto el brazo a una carga que produce flexión en los dos ejes principales, es decir, en la parte superior del brazo se produce tracción y en la parte inferior se produce compresión. Como consecuencia de fuerzas laterales y de la excentricidad de la carga se produce flexión horizontal y torsión.

El interés principal de los diseñadores de tales brazos es la configuración óptima de la sección recta de las piezas telescópicas que se cargan de esta manera.

Una tal sección recta es más fácil de construir cuando las tensiones máximas se producen en toda ella de manera uniforme y se aproximan al esfuerzo admisible. Estos requisitos se cumplen por ejemplo en el caso de tubos circulares de pared fina o en el caso de una estructura cuadrada en celosía donde en diferentes secciones se materializan fuerzas uniformes. Si una sección se carga, por ejemplo, más en la dirección vertical que en la horizontal, una sección circular óptima se transforma en una elipse y una sección óptima con vértices se transforma en una estructura rectangular en celosía; en ambos casos las secciones son más altas que anchas.

En el caso de brazos telescópicos que se utilizan particularmente en grúas transportadas en vehículos, las cargas son conocidas, siendo conveniente configurar la sección inferior diferente de la superior porque la estabilidad de la primera está más en peligro.

Un brazo telescópico del tipo mencionado se conoce por ejemplo por el documento EP 0 499 208 B1. La sección recta de este brazo telescópico consiste en una sección superior configurada como media caja y en una sección inferior, configurada como media carcasa completamente circular, que está soldada a los brazos libres de esta última. Aunque tales secciones inferiores completamente circulares tienen buenas propiedades en cuanto a la aplicación de carga y la estabilidad, no consiguen la rigidez que proporcionan las estructuras de sección rectangular en celosía, siendo con frecuencia necesario incluir elementos adicionales para proporcionar estabilidad, como por ejemplo refuerzos para contrarrestar el pandeo o para configurar un sección recta algo más gruesa, lo cual tiene un efecto negativo en el peso total del
brazo.

Por el documento EP 0 668 233 A1 se conoce una sección de brazo para grúas y grúas transportadas en el que los dos brazos superiores de la sección inferior, que están soldados a los brazos de la sección superior, están configuradas como tiras planas. El resto de la sección inferior tiene forma de carcasa curva. Como alternativa, se propone utilizar una sección plana en otro punto de la sección inferior. Estas porciones de tiras planas forman en sus bordes aristas agudas en la sección. Gracias a estas aristas agudas las propiedades de carga de tales secciones se aproximan a las de una estructura rectangular en celosía y la rigidez aumenta. Sin embargo, el inconveniente de tales diseños de sección es que las propiedades de aplicación de carga y de estabilidad, que son particularmente favorables en las secciones curvas, empeoran debido particularmente a las tiras planas que se utilizan. Por otra parte, se necesitan refuerzos adicionales o gruesos espesores de material, todo lo cual incrementa el peso total del brazo con la consiguiente desventaja.

En el documento DE 92 10 902 U1 se describe un brazo telescópico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Resumen de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un brazo telescópico que evite las desventajas de la técnica anterior mencionadas. En particular se pretende definir un brazo telescópico que combine las propiedades de buena aplicación de carga y de estabilidad de las secciones curvas con la mayor rigidez de una estructura rectangular en celosía y que por tanto sea particularmente ligero.

Este objeto se cumple con un brazo telescópico y una grúa que comprende el mencionado brazo telescópico de acuerdo con las reivindicaciones independientes que se adjuntan. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones ventajosas de la presente invención.

De acuerdo con la presente invención, por lo menos una pieza base y las piezas telescópicas comprenden una pieza inferior que consiste en varios segmentos de carcasa unidos entre sí con aristas agudas, teniendo cada segmento de carcasa una forma curvada hacia fuera.

Gracias a esta configuración de la sección de la pieza inferior, la buena aplicación de carga y la estabilidad de las secciones curvas se combinan con la elevada rigidez de las estructuras en celosía. Gracias a las aristas agudas que se obtienen en los bordes de los segmentos de carcasa, se puede mejorar el comportamiento al pandeo. La forma de los segmentos de carcasa individuales, curvados todos hacia fuera, mejora en particular las propiedades de aplicación de la carga. Otro efecto ventajoso de los segmentos curvos de carcasa es que gracias a esta forma, más cantidad de material de la sección recta, particularmente los puntos de las aristas agudas, se encuentra más separado respecto al eje que pasa por el centro de gravedad de ésta, lo que a su vez aumenta la rigidez y la estabilidad de la sección.

Por lo tanto, la resistencia al pandeo del brazo telescópico de acuerdo con la invención se refuerza respecto a la sección recta de secciones conocidas.

Preferentemente, la sección superior y la sección inferior de un brazo telescópico de acuerdo con la presente invención están soldadas entre sí por brazos que las unen.

Según una realización preferida del brazo telescópico de acuerdo con la invención, los segmentos de carcasa curvos están configurados en forma de arco. Esta forma aproximada a un arco tiene buenas propiedades de aplicación de carga. Para fabricar segmentos de carcasa que tengan la curvatura de un arco de círculo con formas distintas, por ejemplo en forma de escudo, los segmentos de carcasa con forma de arco de círculo pueden tener radios distintos entre sí; teniendo cada una de las secciones simétricas que se fabrican con segmentos de carcasa con forma de arco los mismos radios, dispuestos a modo de imágenes reflejadas en un espejo en un plano vertical sobre el eje longitudinal.

La sección inferior de un brazo telescópico de acuerdo con la presente invención consiste en por lo menos dos segmentos de carcasa curvos. El número de segmentos de carcasa curvos depende de la forma que se desee para el brazo y de las situaciones de carga que se esperen. Preferentemente se pueden utilizar tres, cuatro o más segmentos de carcasa; utilizándose cuatro segmentos de carcasa curvos, por ejemplo, cuando se configura una forma de escudo.

Los brazos telescópicos de acuerdo con la invención comprenden medios de desplazamiento para las piezas telescópicas que dependiendo de la situación pueden ser mecanismos hidráulicos de pistón y cilindro o unidades de cable móviles.

De acuerdo con otra realización de la invención, la mencionada pieza telescópica incluye una sección inferior que tiene por lo menos dos segmentos de carcasa unidos entre sí, teniendo cada segmento de carcasa una forma curvada hacia fuera y la mencionada pieza base incluye una sección inferior formada por lo menos con un segmento plano. Preferentemente, la mencionada pieza base incluye cinco segmentos planos que están dispuestos simétricamente respecto al eje vertical del brazo, que comprende un segmento inferior horizontal, dos segmentos dispuestos con ángulos obtusos junto a cada arista del segmento horizontal, y dos segmentos dispuestos verticalmente uniendo cada uno de los mencionados segmentos con ángulos obtusos, con los bordes inferiores de la mencionada sección configurada como una media caja. Opcionalmente, por lo menos una de dicha sección superior configurada como una media caja vertical y la mencionada pieza base, incluye refuerzos contra pandeo.

La construcción mencionada proporciona muchas ventajas en cuanto a las propiedades de estabilidad y de carga de todo el brazo. La pieza base puede ser construida con porciones planas, teniendo por tanto una rigidez exactamente definida, mientras que dicha estructura proporciona a la pieza base una mayor separación de la sección recta respecto del eje. En consecuencia, el momento de inercia de dicha pieza base aumenta en las direcciones horizontal y vertical sin que haya que incrementar el grosor del material y el peso. Además, en su periferia exterior, la pieza base no sufre tanto por la falta de espacio como los brazos telescópicos interiores. En las superficies exteriores planas de la mencionada pieza base pueden disponerse refuerzos contra el pandeo y de este modo se aumenta todavía más la estabilidad.

El ámbito de aplicación de la presente invención se entenderá a partir de la descripción detallada que se da a continuación. Sin embargo, ha de entenderse que la descripción detallada y los ejemplos, aunque muestran las realizaciones favoritas de la invención, son sólo ejemplos puesto que los técnicos en la materia, con la ayuda de la descripción detallada, entenderán que es posible llevar a cabo varios cambios y modificaciones sin apartase del espíritu y del ámbito de la invención.

Breve descripción de las figuras

La invención será explicada ahora con más detalle mediante ejemplos de realización y haciendo referencia a las figuras adjuntas:

La Fig.1 muestra una sección recta a través de una parte telescópica de un brazo telescópico según la invención;

La Fig. 2 muestra una sección recta a través de un brazo telescópico de acuerdo con la invención que tiene una pieza base y cinco piezas telescópicas, en el estado recogido;

La Fig. 3 es una vista combinada de varias secciones de piezas telescópicas con una sección de acuerdo con la invención que tiene tres segmentos de carcasa curvados en la parte de la sección inferior;

La Fig. 4 es una vista lateral de una grúa con un brazo telescópico con la sección recta mostrada en la Fig. 2; y

La Fig. 5 muestra una sección recta a través de un brazo telescópico de acuerdo con la invención que tiene una pieza base con cinco segmentos planos.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La sección recta mostrada en la Fig.1 representa una pieza telescópica identificada en su conjunto por el número de referencia 1. La pieza telescópica 1 consiste en una sección superior 2 configurada como media caja y en una sección inferior 3 unida a los brazos de aquella que se extienden hacia abajo. En la Fig. 1 es de interés especial la configuración según la invención de la pieza de la sección inferior 3. La pieza de la sección inferior 3 está compuesta por cuatro segmentos de carcasa curvados 4, 5, 6 y 7 dispuestos, tal como se muestra, simétricos respecto a un plano vertical por el eje longitudinal. Cada uno de los elementos de sección 4 y 7 ó 5 y 6 tienen las mismas formas reflejadas por un espejo. En este ejemplo de realización, los elementos de sección 4-7 están curvados en forma de arcos de círculo, con los elementos de sección 4 y 7 teniendo el radio indicado R1 más pequeño y los elementos de sección 5 y 6 teniendo el radio indicado R2 mayor. En los bordes de unión de los segmentos de carcasa 4, 5, 6 y 7, las tangentes imaginarias intersectan con los arcos de círculo con un ángulo obtuso en cada caso, formándose una arista aguda en los límites de los segmentos.

Las aristas agudas mencionadas anteriormente proporcionan a la sección inferior 3, que cuando la grúa está en funcionamiento se encuentra sujeta a cargas de compresión y de torsión, propiedades de estabilidad que únicamente se consiguen en cuanto a rigidez, en estructuras de sección en celosía.

En la sección inferior 3 no existen segmentos de carcasa planos. Los segmentos curvos 4, 5, 6 y 7 incluyen las ventajas de las secciones en arco en tales brazos en cuanto a propiedades favorables en la aplicación de fuerza, como ya se ha mencionado, resistencia al pandeo así como un desplazamiento del contorno de la sección en el sentido de alejarse del eje del centro de gravedad de la sección, lo que a su vez tiene un efecto similar sobre la estabilidad de la sección.

En los bordes de unión de la sección superior 2 y la sección inferior 3 que tiene sus bordes exteriores en los segmentos 4 y 7, las dos secciones se unen entre sí, lo cual se hace en particular mediante soldadura.

Un brazo telescópico configurado de acuerdo con la realización, tal como se ve en la Fig. 1, puede ser fabricado con menor espesor de material gracias a sus favorables propiedades de rigidez y estabilidad y a su baja tendencia, comparado con las configuraciones de la técnica anterior, al pandeo bajo el rango de cargas de compresión. Prácticamente no es necesario utilizar medios para promover la estabilidad, tales como el uso de cartelas soldadas y de refuerzos para contrarrestar el pandeo. Esto es particularmente ventajoso por permitir la fabricación de un brazo de peso reducido.

La Fig. 4 ilustra una grúa 20 con un brazo telescópico 22 según la invención, recogido. El brazo telescópico 22 tiene un extremo montado sobre una mesa giratoria 24, y la mesa giratoria está montada en la superestructura 21 de la grúa 20. Un cilindro elevador 26 levanta y baja el brazo telescópico 22. El brazo telescópico 22 incluye una pieza o sección base 8 y cinco piezas o secciones telescópicas 1 recogidas una dentro de otra. Específicamente, el mecanismo de extensión 28 puede ser una unidad hidráulica de pistón/cilindro o una unidad de cable desplazable, conocidas.

La Fig. 2 muestra una sección recta a lo largo de la línea II-II del brazo telescópico 22 mostrado en la Fig. 4. En esta configuración tanto la pieza base 8 como las cinco piezas telescópicas 1 corresponden a la realización mostrada en la Fig. 1.

Lo que es particularmente evidente en la Fig. 2 es que la disposición próxima de las piezas telescópicas 1 recogidas una dentro de otra, permite una construcción más compacta para brazos de este tipo. Las piezas telescópicas 1 y la pieza base 8, que se puede montar de forma que puede girar y bascular sobre un vehículo, son extensibles, en particular con una tal pequeña separación entre sí gracias a las razones mencionadas anteriormente de que se pueden eliminar los medios de refuerzo, tales como los refuerzos soldados para contrarrestar el pandeo, y se pueden utilizar espesores de pared finos; obteniéndose de este modo un brazo telescópico estable y ligero.

Si bien la Fig. 2 ilustra la pieza base 8 y las cinco piezas telescópicas 1 teniendo una sección recta de acuerdo con la presente invención según el ejemplo de la Fig. 1, la presente invención no está limitada a esta disposición. Por ejemplo, puede ser que sólo la pieza base 8 tenga la sección recta de acuerdo con la presente invención, o que sólo una de las cinco piezas telescópicas 1 tenga la sección recta de acuerdo con la presente invención. Es decir, por lo menos una entre la pieza base y las piezas telescópicas 1 tiene la sección recta de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 3 muestra en conclusión una vista combinada de formas de secciones junto con una representación en sección de una pieza telescópica 9 de acuerdo con la invención que tiene los segmentos de carcasa curvos 10, 11 y 12 formando la sección inferior.

El caso extremo de una sección inferior configurada como un arco puro en forma de semielipse está indicado por la línea de trazos. Como ya se ha mencionado, aunque esta forma elíptica tenga las mejores propiedades en cuanto a la aplicación de fuerzas, tiene las deficiencias inherentes de las formas en celosía en cuanto a rigidez. La forma de celosía rectangular está representada también con líneas de trazos 13 en la Fig. 3. Como ya se ha mencionado, aunque estas configuraciones presentan buena rigidez, tienen desventajas en cuanto a la aplicación de fuerzas.

En la Fig. 3 el número de referencia 15 identifica una forma de sección que comprende biseles en los bordes exteriores inferiores. Aunque esta configuración representa un compromiso entre la "estructura en celosía" y el sistema elíptico, también aquí existen problemas en cuanto a la aplicación de fuerzas, debido a los segmentos rectos.

La sección de brazo de acuerdo con la invención identificada en la Fig. 3 con el número de referencia 9, combina las propiedades positivas de aplicación de fuerzas de la forma en arco con la rigidez de las estructuras en celosía. La realización representada en este caso comprende tres segmentos de carcasa curvos 10, 11, 12 en forma de arcos de círculo, con los tres arcos circulares teniendo el mismo radio R1 indicado. En comparación con la realización mostrada en la Fig. 1, en esta configuración, en el punto más bajo de la sección se materializa un contorno sustancialmente plano. Aquí también, existen las ventajas mencionas anteriormente, en cuanto a la aplicación de fuerza, rigidez, resistencia al pandeo y estabilidad que caracterizan a los brazos de acuerdo con la invención comparados con los de la técnica anterior.

La sección recta de la Fig. 5 muestra un brazo telescópico de acuerdo con una realización especial de la presente invención. Mientras las piezas telescópicas 31 tienen una forma correspondiente a la de las piezas 9 mostradas en la Fig. 3, la pieza base 38 incluye cinco segmentos planos 33, 34, 35, 36 y 37 que están dispuestos simétricamente respecto al eje vertical del brazo. La pieza base 38 comprende un segmento inferior horizontal 35, dos segmentos 34, 36 dispuestos con ángulos obtusos junto a cada arista del segmento horizontal 35, y dos segmentos dispuestos verticalmente 33, 37 que unen cada uno de los mencionados segmentos con ángulos obtusos con los bordes inferiores de la mencionada sección 32 configurada como una media caja. En cada brazo vertical de sección superior 32 configurada como una media caja vertical se disponen refuerzos contra pandeo 39 para aumentar adicionalmente la estabilidad.

La pieza base diseñada de este modo tiene una rigidez definida exactamente y consigue una gran separación de la sección recta respecto al eje, El momento de inercia de dicha pieza base aumenta en las direcciones horizontal y vertical. Adicionalmente, los refuerzos contra pandeo 39 aumentan la estabilidad.

Claims (17)

1. Un brazo telescópico (22) que comprende:

una pieza base (8);

por lo menos una pieza telescópica (1) que se extiende y retrae en dicha pieza base (8);

un mecanismo de desplazamiento (28) que extiende y retrae cada una de las piezas telescópicas (1); y en el que

dicha pieza base (8) y cada pieza telescópica (1) incluye una pieza de sección configurada como media caja (2); en la que

por lo menos una de las mencionadas pieza base (8) y piezas telescópicas (1) incluye una pieza de sección inferior (3) que tiene por lo menos dos segmentos de carcasa (4, 5, 6 y 7) uniéndose entre sí con aristas agudas, caracterizado porque cada segmento de carcasa (4, 5, 6 y 7) tiene una forma curvada hacia fuera.

2. El brazo telescópico (22) de la reivindicación (1) caracterizado porque

una pluralidad de piezas telescópicas (1) introducidas unas dentro de otras y en la mencionada sección base (8); y

por lo menos una de dichas pieza base (8) y de las piezas telescópicas (1) incluyen la mencionada pieza de sección inferior (3).

3. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque solamente la mencionada pieza base (8) incluye la mencionada pieza de sección inferior (3).

4. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque solamente la mencionada pieza telescópica (1) incluye la mencionada pieza de sección inferior (3).

5. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 2, caracterizado porque más de una pero menos de todas las mencionadas piezas telescópicas (1) incluyen la mencionada pieza de sección inferior (3).

6. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 2, caracterizado porque todas las mencionadas piezas telescópicas (1) incluyen la mencionada pieza de sección inferior (3).

7. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada pieza de sección inferior (3) está soldada a una pieza correspondiente de dichas piezas de sección superior (2).

8. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque cada segmento de carcasa (4, 5, 6 y 7) tiene forma de arco de círculo.

9. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 8, caracterizado porque por lo menos dos de los mencionados segmentos de carcasa (4, 5, 6 y 7) tienen forma de arco de círculo con radios diferentes.

10. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada pieza de sección inferior (3) tiene tres segmentos de carcasa (10, 11 y 12).

11. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada pieza de sección inferior (3) tiene cuatro segmentos de carcasa (4, 5, 6 y 7).

12. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque el mencionado mecanismo de extensión (28) incluye unidades hidráulicas de pistón/cilindro.

13. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque el mencionado mecanismo de extensión (28) incluye unidades de cable desplazables.

14. El brazo telescópico (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque

la parte telescópica (1) incluye una pieza de sección inferior que tiene por lo menos dos segmentos de carcasa unidos entre sí, teniendo cada segmento de carcasa una forma curvada hacia fuera; y

dicha pieza base (38) incluye una pieza de sección inferior (33, 34, 35, 36, 37) formada por al menos un segmento plano.

15. El brazo telescópico de la reivindicación 14, caracterizado porque la mencionada pieza base (38) incluye cinco segmentos planos (33, 34, 35, 36 37) que están dispuestos simétricamente respecto al eje vertical del brazo, que comprende un segmento inferior horizontal (35), dos segmentos (34, 36) dispuestos con ángulos obtusos junto a cada arista del segmento horizontal (35), y dos segmentos (33, 37) dispuestos verticalmente uniendo cada uno de los mencionados segmentos (34, 36) de ángulos obtusos, con los bordes inferiores de la mencionada pieza (32) con sección configurada como una media caja.

16. El brazo telescópico de una de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque

por lo menos una entre las mencionadas piezas (32) con sección superior configurada como una media caja y la pieza base (38) incluye refuerzos contra pandeo (39).

17. Una grúa (20) que comprende:

una superestructura (21);

una mesa giratoria (24) que puede girar montada sobre la mencionada superestructura (21);

un brazo telescópico (22) que tiene un extremo montado de forma que puede girar sobre la mencionada mesa giratoria (24);

un cilindro elevador (26) para levantar y bajar el mencionado brazo telescópico (22) respecto a la superestructura (21); y que comprende

un brazo telescópico (22) de acuerdo con una de las reivindicaciones entre la 1 y la 16.