ES2247108T3 - Carrito automotor apto para desplazarse en una galeria cilindrica. - Google Patents
Carrito automotor apto para desplazarse en una galeria cilindrica.Info
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Abstract
Carrito automotor apto para desplazarse en una galería de forma sensiblemente cilíndrica, caracterizado por comprender: - Un chasis (11) constituido por dos trenes de ruedas delantera (12) y trasera (14) respectivamente, una pala (10); y - Un eje longitudinal (16) de soporte horizontal sobre el cual está montada por pivotamiento dicha pala (10) según el sentido de su longitud; estando unido cada tren de ruedas a una extremidad de dicho eje soporte; Cada tren de ruedas comprende: Dos brazos (24, 26), estando una primera extremidad de cada brazo (24, 26) montada por pivotamiento sobre una extremidad de dicho eje de soporte (16), estando dichos brazos dispuestos en un mismo plano ortogonal a dicho eje de soporte; Medios (34) para mantener un espaciamiento angular entre los dos brazos; Unos árboles (32) de impulsión en rotación, estando cada árbol montado por pivotamiento a la segunda extremidad de uno de los brazos, estando dichos árboles (32) ortogonales a dicho eje de soporte (16); Medios (38) de puesta en rotación de dichos árboles (32); y Dos ruedas (40, 42), teniendo cada una un cubo (54) dependiente de un árbol (32) de impulsión en rotación, al menos un disco (50) circular interdependiente del cubo (54) y cuya periferia está provista de una pluralidad de rodillos (56) de rodamiento aptos para cooperar con la pared cilíndrica de dicha galería, estando cada rodillo (56) montado libre en rotación alrededor de un eje ortogonal al árbol de impulsión en rotación de la rueda.
Description
Carrito automotor apto para desplazarse en una
galería cilíndrica.
La presente invención tiene por objeto un carrito
automotor apto para desplazarse en una galería de forma
sensiblemente cilíndrica.
De manera más precisa, el invento se relaciona
con un carrito automotor que puede desplazarse en el interior de
la galería que se construye por medio de una máquina tuneladora
para suelo, sirviendo este carrito automotor como vehículo de
servicio para la tuneladora. Éste puede servir sobre todo para
traer al lado del aparato para construir túneles, los elementos de
dovela, y para permitir la recogida de los escombros.
En el estado de la técnica se conocen carros
aptos para desplazarse en una galería según los documentos
WO99/43529 y US 3 872 940.
En ciertas soluciones conocidas, se disponen
sobre el fondo de la galería rieles sobre los cuales se desplazan
el o los carritos, rieles que sirven en particular para guiar el
carrito cuando la galería no es rectilínea.
Tal solución generalmente adoptada presenta por
supuesto el inconveniente de la necesidad de la instalación de
rieles en el interior de la galería equipada de estas dovelas o más
precisamente, de su revestimiento interno.
Otra solución consiste en prever, en el carrito,
un sistema de dirección comandado por un usuario que permita guiar
el carrito cuando la galería presenta una parte curva. Al agregar
un conjunto de dirección, se complica por supuesto la realización
del carrito y se necesita la presencia de un operador en el momento
de los desplazamientos del mismo.
Un objeto de la presente invención es el de
suministrar un carrito automotor que pueda ser desplazado en una de
estas galerías sin que sea necesario instalar rieles y que evite
prever sobre este carrito medios de comando de dirección
particulares que permitan tener en cuenta la eventual naturaleza no
rectilínea de por lo menos ciertas partes de la galería.
Para lograr este objetivo según la invención, el
carrito automotor apto para desplazarse en una galería de forma
sensiblemente cilíndrica se caracteriza por comprender:
* Un chasis constituido por dos trenes de ruedas
delantera y trasera, respectivamente,
una
pala;
Un eje longitudinal de soporte horizontal sobre
el cual está montado de manera pivotante dicha pala según el
sentido de su longitud, estando cada tren de ruedas unido a una
extremidad de dicho eje de soporte.
Cada tren de ruedas
comprende:
* Dos brazos, estando una primera extremidad de
cada brazo montada por pivotamiento sobre la extremidad de dicho
eje de soporte, estando dichos brazos dispuestos en un mismo plano
ortogonal a dicho eje de soporte.
* Medios para mantener un espaciamiento angular
entre los dos brazos;
* Dos árboles de puesta en rotación, estando cada
árbol montado por pivotamiento a dicha segunda extremidad de uno
de los brazos, estando, dichos árboles, ortogonales a dicho eje de
soporte;
* Medios de puesta en rotación de dichos
árboles;
* Dos ruedas, cada una de ellas con un cubo
solidario con un árbol de impulsión en rotación, al menos un disco
circular solidario del cubo cuya periferia está provista de una
pluralidad de rodillos de rodamiento aptos para cooperar con la
pared cilíndrica de dicha galería, estando cada rodillo montado
libre en rotación alrededor de un eje ortogonal al árbol de
impulsión en rotación de la rueda.
Se comprende que, gracias a la presencia de los
rodillos que constituyen la "Banda de Rodamiento" de cada
rueda (rodillos cuyos ejes son sensiblemente paralelos a la
dirección principal de desplazamiento) el componente global de
desplazamiento de cada rueda de un tren de ruedas resulta de la
composición del desplazamiento principal rectilíneo y del
desplazamiento por rodamiento del rodillo según una dirección
sensiblemente ortogonal a la dirección principal de desplazamiento.
Está composición de los vectores de desplazamiento del conjunto del
carrito permite el desplazamiento de éste en las partes curvas de
la galería sin que sea necesario prever un sistema de dirección
para el mismo. Se comprende en particular que la posibilidad de
libre rotación de los rodillos evita los fenómenos de rozamiento y
de bloqueo que impedirían o perturbarían el desplazamiento del
carrito cuando la galería presente un eje no rectilíneo.
De acuerdo con un modo preferente de realización,
el centro de gravedad de la pala está dispuesto por debajo del eje
de soporte de la pala y de manera igualmente preferente, el centro
de gravedad de cada tren de ruedas está dispuesto por debajo del
centro de gravedad de la pala. Estas características preferentes
permiten el retorno del plano mediano de la pala a una posición
vertical incluso en caso de curvatura y favorecen el retorno de
cada tren de ruedas hacia su posición de equilibrio, es decir la
posición en la cual el plano mediano del tren de ruedas coincide
sensiblemente con la vertical.
Aún preferentemente, cada rueda está compuesta
por tres discos paralelos entre sí, estando equipada la periferia
de cada uno de los discos con rodillos. Esta disposición permite
incrementar la superficie de contacto entre las ruedas y la pared
de la galería y por lo tanto evitar la alteración de éstas por una
carga puntual muy elevada.
De preferencia igualmente, los ejes de los
rodillos de un disco están espaciados con respecto a los ejes de
los rodillos de los otros dos discos según la dirección de la
periferia de cada disco. Este espaciamiento permite una
"continuidad" de la superficie de rodamiento de los rodillos
según la dirección del árbol de cada rueda.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán mejor con la lectura de la descripción que sigue de
varios modos de realización del invento dados a título de ejemplos
no limitativos. La descripción se refiere a las figuras anexas,
sobre las cuales:
- La figura 1 es una vista lateral del carrito
del automotor;
- La figura 2 es una vista en alzado del carrito
automotor con el tren de ruedas en posición de reposo;
- La figura 3 es una vista frontal de una rueda
del carrito;
- La figura 4 es una vista en sección transversal
diametral de una rueda del carrito;
- La figura 5 es una vista en perspectiva de una
rueda del carrito; y
- La figura 6 es una vista frontal del carrito
cuando éste está atravesando una curva de la galería por la cual se
desplaza.
En referencia inicial a las figuras 1 y 2, se va
a describir un modo preferente de realización del carrito
automotor.
Éste está compuesto esencialmente por la pala
(10) y por un chasis (11) que comprende un tren de ruedas
delantero (12) y un tren de ruedas trasero (14). Los dos trenes de
ruedas son idénticos, y por lo tanto se describirá solamente por
ejemplo el tren de ruedas trasero (14).
La pala (10) que puede tener una forma
sensiblemente semicilíndrica está unida al chasis (11) por un eje
longitudinal horizontal (16), estando montada la pala (10)
pivotante por medio de soportes no representados alrededor del eje
(16). Sobre cada extremidad del eje (16), con referencias
respectivas (16a y 16b), se han montado oscilantes los trenes de
ruedas (12 y 14). Como se explicará posteriormente, los trenes de
ruedas (12 y 14) están, preferentemente, unidos entre sí por unos
largueros (20 y 22) que se extienden por fuera de la pala (10) y
paralelamente al eje longitudinal.
En referencia ahora a la figura 2, se va a
describir el tren de ruedas trasero (14). Este está constituido por
dos brazos sensiblemente idénticos (24 y 26). una primera
extremidad de cada brazo (24a, 26a) está montada por pivotamiento
por medio de soportes en la extremidad (16b) del eje horizontal de
soporte (16). Preferentemente, cada brazo está constituido por una
primera parte sensiblemente rectilínea (28) y por una segunda parte
(30) que forma un ángulo con la primera parte (28).
La segunda extremidad (24b, 26b) de cada brazo
lleva un árbol motor (32) cuyo eje (X, X') es ortogonal a la
dirección (X, X') del eje de soporte (16). Además, las extremidades
de los largueros (20 y 22) son respectivamente interdependientes de
las extremidades (24b y 26b) de los trenes de ruedas (12 y 14). Los
dos trenes de ruedas se vuelven así dependientes para constituir
el chasis del carrito. El ángulo entre los dos brazos (24 y 26) de
un mismo tren de ruedas se mantiene en un valor constante por una
pieza de tirante (34), cuyas extremidades (34a y 34b) son
dependientes de estos brazos. El tirante (34) está provisto de
diferentes agujeros de fijación (36) que permiten así ajustar el
ángulo que hacen los dos brazos y por lo tanto adaptar el tren de
ruedas al diámetro de la galería por la cual el carrito automotor
debe desplazarse. Cada brazo (24, 26) está igualmente equipado con
un motor (38) que coopera con el árbol (32) por medios de
transmisión convenientes para comandar la puesta en rotación de
cada una de las ruedas (40 y 42) del tren de ruedas (14).
Como se muestra en las figuras 3 y 4,
preferentemente, cada rueda, por ejemplo (40) está compuesta por
tres discos (44, 46, 48) paralelos entre sí compuestos cada uno por
dos petacas (50 y 52) que se encuentran fijas sobre un cubo (54),
dependiente del árbol de puesta en rotación (32). En su periferia,
cada disco (44, 46, 48) está equipado de rodillos, tales como el
(56), que constituyen la banda de rodamiento de cada disco (44 a
48) y por lo tanto del conjunto de rueda (40). Éstos rodillos se
montan libres en rotación sobre los ejes (58) dependientes de las
petacas (50 y 52), estando estos ejes ortogonales a los ejes (X,
X') de los árboles de funcionamiento de las ruedas y por lo tanto
en los ejes de las ruedas. Los rodillos (56) están regularmente
espaciados en la periferia de los discos (44 a 48) y están montados
de manera pivotante sobre los ejes (58) del cojinete (60).
Preferentemente, los rodillos (56) se fabrican en un material que
tiene un coeficiente de rozamiento débil y su cara externa tiene
la forma de una superficie de revolución cuyo eje se confunde con
el de los ejes (58) y que está definido por una parte de arco de
circunferencia (62) de tal manera que cada rodillo tenga la forma
general de un barril.
Como se muestra en la figura 4, preferentemente
el diámetro de la circunferencia sobre la cual están dispuestos
los ejes (58) del rodillo (56) del disco central (46) es superior
al diámetro de la circunferencia correspondiente para los discos
laterales (44 y 48).
Además, preferentemente, los ejes de los rodillos
(56a) del disco (44), (56b) del disco (46) y (56c) del disco (48)
están angularmente separados con respecto al eje de la rueda, de
tal manera que se tiene una continuidad en la banda de rodadura de
cada rueda compuesta por las tres series de rodillos (56a, 56b y
56c) cuando se observa la rueda según la dirección de su eje de
rotación (X, X'). En otras palabras, los planos centrales (Q, Q')
del rodillo (56) ortogonales a sus ejes (58) están separados para
cada disco.
Como lo muestra la figura 5, gracias a la
presencia del rodillo (56), los desplazamientos libres posibles de
cada rueda (40, 42) con respecto a la pared sobre la cual éstas se
desplazan, resultan de la composición de dos desplazamientos
posibles, por una parte un desplazamiento (D_{1}) que resulta de
la rotación global de la rueda alrededor de su eje (X, X') y por
otro lado un desplazamiento (D_{2}) que resulta de la posibilidad
de libre rotación del rodillo o de los rodillos en contacto con la
pared alrededor de sus ejes (58).
Se comprende que, gracias a estas dos direcciones
posibles de desplazamiento, el conjunto del carrito podrá
desplazarse incluso si la galería no presenta un eje rectilíneo sin
que sea necesario prever medios de dirección del carrito gracias a
la componente transversal del desplazamiento (D_{2}).
Sobre la figura 2, se ha representado el carrito
automotor en una parte de galería rectilínea. Los dos brazos (24 y
26) del tren de ruedas son simétricos con respecto a un plano
vertical (P, P') de la galería (H).
Sobre la Figura 2, el carrito está representado
en una parte rectilínea de galería (H). En está situación, los dos
brazos (24 y 26) de cada tren de ruedas son simétricos con respecto
a un plano vertical diametral (P, P') de la galería. Lo mismo
sucede para la pala (10) del carrito cuando ésta está cargada
simétricamente con respecto al eje longitudinal de soporte
(16).
En la figura 6 se ha representado el carrito en
una parte de galería (H) no rectilínea. Para compensar el hecho de
que ésta parte de la galería no sea rectilínea, el desplazamiento
longitudinal principal de los trenes de rueda según el eje de la
galería se combina como ya se ha explicado con un movimiento de
rotación de los rodillos (56) que constituyen estas ruedas. Está
composición de movimientos produce una rotación global de los
trenes de ruedas (12 y 14) con respecto al plano vertical (P, P')
de la galería alrededor del eje longitudinal de soporte (16).
Es importante enfatizar en que, gracias al hecho
de que el centro de gravedad (G_{1}) esta dispuesto por debajo
del eje de soporte (16) de la pala (10), está tiende a retomar una
posición vertical cuando la galería (H) vuelve a tener un perfil
rectilíneo. De la misma manera, preferentemente, el conjunto de los
trenes de ruedas presenta un centro de gravedad (G_{2}) que está
dispuesto, obviamente por debajo del eje de soporte (16) pero
igualmente por debajo del centro de gravedad (G_{1}) de la pala.
Los momentos que resultan de estas posiciones relativas de los
centros de gravedad tienden a traer igualmente los trenes ruedas
(12 y 14) hacia su posición de reposo vertical (brazo (24 y 26)
simétricos con respecto al plano vertical (P, P')), estando esta
posición representada en la figura 2.
En el modo de realización descrito anteriormente,
se ha indicado que cada rueda de los trenes de rueda está
compuesta por tres discos (44 a 48) que llevan cada uno rodillos
(56). Se prevee que, para ciertas aplicaciones, cada rueda pueda
estar compuesta solamente por un disco equipado con rodillos de los
descritos anteriormente o por dos discos solamente.
Claims (10)
1. Carrito automotor apto para desplazarse en una
galería de forma sensiblemente cilíndrica, caracterizado
por comprender:
- Un chasis (11) constituido por dos trenes de
ruedas delantera (12) y trasera (14) respectivamente, una pala
(10); y
- Un eje longitudinal (16) de soporte horizontal
sobre el cual está montada por pivotamiento dicha pala (10) según
el sentido de su longitud; estando unido cada tren de ruedas a una
extremidad de dicho eje soporte;
Cada tren de ruedas comprende:
* Dos brazos (24, 26), estando una primera
extremidad de cada brazo (24, 26) montada por pivotamiento sobre
una extremidad de dicho eje de soporte (16), estando dichos brazos
dispuestos en un mismo plano ortogonal a dicho eje de soporte;
* Medios (34) para mantener un espaciamiento
angular entre los dos brazos;
* Unos árboles (32) de impulsión en rotación,
estando cada árbol montado por pivotamiento a la segunda extremidad
de uno de los brazos, estando dichos árboles (32) ortogonales a
dicho eje de soporte (16);
* Medios (38) de puesta en rotación de dichos
árboles (32); y
* Dos ruedas (40, 42), teniendo cada una un cubo
(54) dependiente de un árbol (32) de impulsión en rotación, al
menos un disco (50) circular interdependiente del cubo (54) y cuya
periferia está provista de una pluralidad de rodillos (56) de
rodamiento aptos para cooperar con la pared cilíndrica de dicha
galería, estando cada rodillo (56) montado libre en rotación
alrededor de un eje ortogonal al árbol de impulsión en rotación de
la rueda.
2. Carrito según la reivindicación 1
caracterizado porque el centro de gravedad de dicha pala
(10) está dispuesto por debajo de dicho eje de soporte (16).
3. Carrito según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque el centro de
gravedad de cada tren de ruedas (12, 14) esta dispuesto por debajo
del centro de gravedad de la pala (10).
4. Carrito de acuerdo con cualquiera de la
reivindicación 1 a 3 caracterizado porque cada rueda (40,
42) contiene tres discos (44, 46, 48) paralelos entre sí y
dependientes del cubo (54) de la rueda, estando la periferia de
cada disco provista de dichos rodillos (56).
5. Carrito de acuerdo con la reivindicación 4
caracterizado porque los rodillos (56) de cada disco (44,
46, 48) están angularmente espaciados de manera regular.
6. Carrito según la reivindicación 5
caracterizado porque los planos centrales de los rodillos
(56), ortogonales a los ejes de rotación de los rodillos de un
disco (44, 46, 48), están espaciados angularmente con respecto a
los de los otros dos discos (44, 46, 48).
7. Carrito de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6 caracterizado porque todos los
rodillos (56) son sensiblemente idénticos y porque la
circunferencia (62) a la cual son tangentes los ejes de rotación de
los rodillos del disco central es superior a aquella de los dos
discos laterales.
8. Carrito según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque los medios para
mantener el deslizamiento de los dos brazos (24, 26) de un tren de
ruedas (12, 14) son ajustables, por lo cual dicho espaciamiento
puede ser adaptado al diámetro de dicha galería.
9. Carrito según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque la superficie de
rodamiento de cada rodillo (56) es una superficie de revolución
alrededor del eje de rotación del rodillo cuya generatriz es una
parte del arco de la circunferencia (62).
10. Carrito de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque comprende además
dos largueros paralelos a dichos ejes de soporte, siendo
dependiente cada larguero de un brazo (24, 26) de uno de los trenes
de ruedas (12, 14) con el brazo correspondiente del otro tren de
ruedas.
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