ES2260576T3 - Aparato para la manipulacion de miembros estructurales. - Google Patents
Aparato para la manipulacion de miembros estructurales.Info
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Abstract
Un aparato (10) para manipular un elemento estructural, por ejemplo de 65 kg o más, y el cual es caliente, afilado, tóxico o de otro modo peligroso con: una viga (20) que se extiende desde un primer extremo a un segundo extremo; una lanzadera (40) en comunicación de traslación con dicha viga en una dirección que se extiende entre dichos extremos primero y segundo, un accionador (60) de horquilla conectado a dicha lanzadera, teniendo dicho accionador de horquilla una primera porción y una segunda porción y capaz de levantar y bajar hidráulicamente dicha segunda porción, y una horquilla (70) conectada a dicha segunda porción de dicho accionador de horquilla.
Description
Aparato para la manipulación de miembros
estructurales.
La presente invención se refiere a un aparato
para manipular elementos estructurales de acuerdo con el preámbulo
de la reivindicación 1 (véase por ejemplo el documento
FR-A-2595087) y, en una solicitud
preferida, se refiere a un aparato para acoplar y mover de forma
soltable elementos estructurales dentro y fuera de un dispositivo de
procesamiento tal como una prensa caliente para conformar
superplástico.
La fabricación de un elemento estructural
incluye con frecuencia conformar y tratar el elemento estructural en
un número de diferentes dispositivos de procesamiento, requiriendo
cada uno el elemento estructural para ser elevado y cargado dentro
del dispositivo y con posterioridad elevado y descargado del
dispositivo. Con frecuencia tal manipulación del elemento
estructural se realiza al menos parcialmente por un operario. Por
ejemplo, un operario pudiera cargar un elemento estructural no
procesado dentro de un dispositivo de procesamiento elevando el
elemento estructural a partir de una pila de elementos estructurales
disponibles que están esperando para ser procesados, que carga un
elemento estructural sobre una plataforma de procesamiento tal como
una matriz, y que alinea el elemento estructural con una o más guías
sobre la plataforma. La carga repetida en esta forma puede fatigar
al operario, especialmente si los elementos estructurales son
pesados, grandes, o de otro modo difíciles de manipular. Por
ejemplo, elementos estructurales formados en una prensa caliente
para conformar superplásticos puede pesar 65 kg o más y puede tener
varios metros de largo y varios metros de ancho. Para cargar y
descargar el elemento estructural horizontalmente sobre la
plataforma de procesamiento, el operario debe inclinarse por encima
del elemento estructural, incrementando más la dificultad de cargar
y descargar e incrementando además la fatiga.
La manipulación del elemento estructural se hace
más difícil si es indeseable el contacto humano con el elemento
estructural. Si el elemento estructural está caliente, afilado,
tóxico, o de otro modo peligroso, se le pudiera requerir al
operario usar equipo protector al tiempo que manipula el elemento
estructural y/o limita la duración de la interacción con el
elemento estructural. Por ejemplo, los elementos estructurales
formados en una prensa caliente ara conformar superplásticos se
pueden calentar a temperaturas que exceden 930ºC para conformar.
Los elementos estructurales se pueden precalentar antes de cargar
dentro de la prensa y pueden surgir de una prensa a temperaturas tan
altas como la temperatura de conformación. Los operarios que cargan
y descargan elementos estructurales directamente dentro y fuera de
tal prensa caliente deben usar vestuario para protección térmica,
que con frecuencia es incómodo, limita la habilidad manual de un
operario, e inhibe la visión del operario y otros sentidos.
Adicionalmente, se le puede requerir al operario que use técnicas de
manipulación especiales para limitar la exposición al calor de los
elementos estructurales y la prensa. Por ejemplo, la elevación del
elemento estructural de la prensa puede requerir que un operario se
incline rápidamente por encima de la prensa, agarre el elemento
estructural, eleve el elemento estructural, lo mueva a un área de
enfriamiento, y baje el elemento estructural. El operario debe
trabajar rápidamente para evitar la excesiva exposición al
calor.
Alternativamente, un operario puede usar un
mecanismo de elevación, tal como un puente grúa o cabrestante para
proporcionar la fuerza de elevación necesaria para cargar el
elemento estructural. En ese caso, el operario engancha la grúa al
elemento estructural no procesado, por ejemplo, usando ganchos para
conectar un cable entre el elemento estructural y la grúa. El
operario usa entonces la grúa para elevar el elemento estructural y
mantener el elemento estructural en una posición elevada al tiempo
que el operario agarra entonces el elemento estructural y lo mueve
a una posición por encima de la plataforma de procesamiento. El
operario baja entonces el elemento estructural con la grúa, retira
los ganchos del elemento estructural, y ajusta la colocación del
elemento estructural para alinear el elemento estructural con
relación a la plataforma de procesamiento. La grúa reduce el
esfuerzo de elevación sobre el operario, aunque requiere todavía que
el operario trabaje cerca del elemento estructural caliente para
conectar el elemento estructural a la grúa, mueve el elemento
estructural, desconecta el elemento estructural de la grúa, y
ajusta la alineación del elemento estructural.
Un dispositivo que se ha propuesto para
manipular elementos estructurales incluye una unión de tijera que
puede ser extendida y replegada verticalmente por un accionador
neumático. La unión de tijera se soporta desde arriba de modo que
esa extensión y repliegue de la unión eleva y baja una horquilla. La
horquilla está conectada al elemento estructural que usa una varilla
larga que está roscada horizontalmente a través de al menos una
abertura en cada una de la horquillas y el elemento estructural.
Similar a la grúa descrita anteriormente, el accionador neumático
proporciona la fuerza de elevación para cargar y descargar el
elemento estructural. Sin embargo, el operario debe trabajar aún
cerca del elemento estructural y el dispositivo de procesamiento
para conectar y desconectar la horquilla y el elemento estructural y
para mover el elemento estructural a y desde la plataforma. También
el roscado de la varilla larga a través de la horquilla y el
elemento estructural requiere que sean alineadas exactamente las
diversas aberturas. El roscado se hace difícil si el elemento
estructural o la horquilla está fuera de alineación, por ejemplo,
debido a la desviación de uno o más componentes o colocación
incorrecta de la unión de tijera por el accionador. Se pueden
requerir uno o más operarios para empujar manualmente la horquilla
y/o elemento estructural dentro de la alineación. Adicionalmente,
debido a que el accionador neumático no es capaz de la colocación
exacta del elemento estructural, el operario debe ayudar
manualmente a la colocación del elemento estructural sobre la
plataforma de procesamiento de forma que no se dañe durante la
colocación y se alinee manualmente el elemento estructural con
relación a la plataforma de procesamiento. El operario tiene riesgo
importante de fatiga.
De este modo, existe una necesidad de un aparato
para manipular un elemento estructural. El aparato debe ser capaz
de elevar, mover, y manipular los elementos estructurales sin
requerir el empleo físico importante por parte del operario. El
aparato deberá también ser capaz de acoplar y colocar exactamente el
elemento estructural sin requerir que el operario trabaje cerca del
elemento estructural o el dispositivo de procesamiento, reduciendo
de ese modo la exposición del operario al calor y/u otros peligros.
Preferiblemente, el aparato deberá ser compatible con elementos
estructurales diferentes.
La presente invención proporciona un aparato
para manipular elementos estructurales. El aparato incluye una viga
que se extiende desde un primer extremo a un segundo extremo, una
lanzadera en comunicación de traslación con la viga en una
dirección que se extiende entre los extremos primero y segundo, un
accionador de horquilla conectado a la lanzadera, y una horquilla
conectada al accionador de horquilla.
Según una realización preferida de la presente
invención, la viga es capaz de girar alrededor de un eje vertical.
Por ejemplo, la viga puede ser voladiza a partir de una
articulación. Un accionador de viga puede comunicarse con la viga y
girar la viga alrededor del eje vertical.
Según otra realización preferida de la
invención, una pluralidad de ruedas están conectadas giratoriamente
a la lanzadera y en contacto rodante con la viga para acoplar de
forma trasladable la viga a la lanzadera de forma que la lanzadera
pueda ser trasladada a lo largo de al menos una parte de la viga,
por ejemplo, por un accionador de lanzadera. La viga puede definir
un dentado de cremallera que se extiende entre los extremos primero
y segundo de la viga y cada rueda de la lanzadera puede definir
dientes que se acoplan al dentado de cremallera.
El accionador de horquilla tiene una primera
porción y una segunda porción, que pueden ser levantadas y bajadas
hidráulicamente. La horquilla está conectada a la segunda porción de
forma que la horquilla se levante y baje con la misma.
Preferiblemente, un bloqueo ajustable acopla la horquilla a la
primera porción del accionador de horquilla y evita de ese modo la
extensión de la horquilla. Un accionador giratorio tal como un motor
eléctrico de velocidad variable puede girar el accionador de
horquilla con relación a la viga.
Según aún otra realización de la presente
invención, la horquilla tiene un primer extremo y un segundo
extremo. El primer extremo está conectado al accionador de
horquilla y el segundo extremo se extiende hacia fuera a partir del
accionador de horquilla de modo que el segundo extremo es capaz de
extenderse hacia fuera dentro de una cámara de calentamiento para
acoplar el elemento estructural. La horquilla puede incluir también
una unión de enganche, un accionador de enganche capaz de ajustar
dicha unión de enganche, y al menos un elemento de enganche. La
unión de enganche se regula para acoplar de forma soltable los
elementos de enganche con el elemento estructural. Por ejemplo, la
unión de enganche puede incluir uno o más barras de empuje que
acoplan de forma deslizable la horquilla y los elementos de
enganche tales como enganches que están conectados giratoriamente a
la horquilla y las barras de empuje. La translación de cada barra de
empuje hace que un enganche respectivo acople y desacople el
elemento estructural.
Según la invención, la horquilla incluye un
sistema de refrigeración tal como conductos para que circule un
refrigerante. Los conductos se pueden extender entre los extremos
primero y segundo de la horquilla y se pueden conectar con fluidez
a una fuente refrigerante. Adicionalmente, el aparato incluye un
conducto conectado a la horquilla y configurado para emitir un
fluido refrigerante dirigido hacia el elemento estructural cuando
la horquilla está acoplada al elemento estructural.
Una realización preferida de la presente
invención proporciona también un aparato para acoplar y manipular de
forma soltable un elemento estructural calentado. El aparato incluye
una estructura tubular que se extiende longitudinalmente desde un
primer extremo a un segundo extremo y que define al menos un
conducto para que circule un refrigerante. Al menos una barra de
empuje se encuentra acoplada móvil con la estructura tubular, y un
accionador es capaz de ajustar al menos una barra de empuje con
relación a la estructura tubular. Un controlador está en
comunicación capaz de funcionar por control remoto con el accionador
de modo que el ajuste del controlador ajuste al menos una barra de
empuje. Además, al menos un enganche está conectado giratoriamente a
la estructura tubular y al menos una de las barras de empuje de
forma que la traslación de cada barra de empuje hace que un
enganche respectivo acople y desacople el elemento estructural.
Una fuente de líquido refrigerante está
conectada de forma fluida a al menos un pasadizo. Un conducto está
conectado a la estructura tubular y configurado para emitir un gas
refrigerante dirigido hacia el elemento estructural cuando el
enganche está acoplado al elemento estructural.
De este modo, se proporciona un aparato para
manipular un elemento estructural. El aparato es capaz de elevar,
mover, y manipular elementos estructurales y no requiere empleo
físico importante por el operario. También, el aparato es capaz de
acoplar y colocar exactamente una variedad de elementos
estructurales diferentes de forma que el operario no necesita
trabajar cerca del elemento estructural o el dispositivo de
procesamiento, reduciendo de ese modo la exposición del operario al
calor u otros peligros.
Habiendo descrito de este modo la invención en
términos generales, se hará referencia ahora a los dibujos que se
acompañan, los cuales no son dibujados necesariamente a escala, y en
los que:
la figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un aparato para manipular según una realización de la presente
invención;
la figura 2 muestra una vista en alzado del
aparato para manipular de la figura 1, que ilustra un movimiento de
la lanzadera;
la figura 3 muestra una vista en alzado del
aparato para manipular de la figura 1, que ilustra un movimiento del
accionador de horquilla;
la figura 4 muestra una vista en planta del
aparato para manipular de la figura 1, que ilustra un movimiento
giratorio de la horquilla;
la figura 5 muestra una vista en planta del
aparato para manipular de la figura 1, que ilustra un movimiento
giratorio de la viga;
la figura 6 muestra una vista en sección parcial
del aparato para manipular de la figura 1 según se observa
siguiendo la línea 6-6 de la figura 2;
la figura 7 muestra una vista en planta de una
horquilla según una realización de la presente invención;
la figura 8 muestra una vista en alzado de la
horquilla de la figura 7;
la figura 9 muestra una vista en alzado del
conjunto de conexión de la horquilla de la figura 7 en una posición
desacoplada;
la figura 10 muestra una vista en alzado del
conjunto de conexión de la horquilla de la figura 7 en una posición
acoplada;
la figura 11 muestra una vista en alzado de un
elemento estructural antes de conformarse de acuerdo con una
realización de la presente invención; y
la figura 12 muestra una vista en alzado de un
elemento estructural después de conformarse de acuerdo con una
realización de la presente invención.
La presente invención se describirá ahora más
completamente en lo sucesivo haciendo referencia a los dibujos que
se acompañan, en los que se muestran algunas realizaciones
preferidas de la invención. Los números similares se refieren a
elementos similares de principio a fin.
Refiriéndonos ahora a las figuras, y en
particular a la figura 1, se muestra un aparato (10) para manipular
los elementos (19) estructurales según una realización de la
presente invención. El aparato (10) de manipulación incluye una
viga (20), una lanzadera (40) en comunicación de traslación con la
viga (20), un accionador (60) de horquilla conectado a la lanzadera
(40), y una horquilla (70) conectada al accionador (60) de horquilla
de modo que la horquilla (70) se pueda levantar y bajar por el
accionador (60) de horquilla. La horquilla (70) incluye un conjunto
(90) de conexión para acoplar el elemento (19) estructural.
La viga (20) está conectada a una estructura
(12) de base, la cual está próxima a un dispositivo para procesar el
elemento estructural tal como una prensa (14) caliente para
conformar superplásticos. La prensa (14) caliente incluye una
matriz (no mostrada) que recibe un elemento (19a) estructural en una
configuración no conformada, por ejemplo, como se muestra en la
figura 11, y soporta el elemento (19a) estructural durante el
procesamiento. La matriz puede definir una forma o perfil, la cual
se imparte al elemento (19a) estructural mediante la aplicación de
fuerzas mecánicas, hidráulicas, neumáticas, u otras fuerzas para
formar un elemento (19b) estructural conformado, según se muestra
en la figura 12. La matriz se localiza en un área (18) calentada de
la prensa (14), y puede ser retirada de la prensa (14). La viga
(20) puede estar unida firmemente a la estructura (12) de base, o
conectada de forma giratoria por una articulación que permite que
la viga (20) gire alrededor de un eje vertical. Por ejemplo, según
se muestra en la Figura 1, la articulación comprende una chaveta
(24) unida a la estructura (12) de base y un pasador (26) que une
un primer extremo (21) de la viga (20) a la chaveta (24). Un
accionador (30) de viga se extiende entre la estructura (12) de
base y la viga (20) y hace girar la viga (20). El accionador 30 de
viga puede ser de cualquier tipo conocido de accionador tal como un
accionador hidráulico, neumático o eléctrico, y puede actuar
directamente entre la viga (20) y la estructura (12) de base o a
través de uno o más engranajes, cadenas, cables, uniones mecánicas,
y similares. Según se muestra en la Figura 1, el accionador (30) de
viga según una realización comprende un cilindro (32) y una varilla
(34) que se extiende desde allí. Se puede bombear o evacuar el
fluido hidráulico del cilindro (32) para extender o replegar la
varilla (34) y girar de ese modo la viga (20), según se muestra en
la Figura 5.
En una instalación común, la viga (20) se
extiende generalmente de forma horizontal desde el primer extremo
(21) a un segundo extremo (22). Sin embargo, la viga (20) se puede
orientar de una manera horizontal si se desea así. En una
realización, la viga (20) comprende una viga en forma de I con una
pestaña (28) que se extiende en una dirección de un eje
longitudinal de la viga (20). La pestaña (28) soporta la lanzadera
(40) de modo que la lanzadera (40) pueda trasladarse
horizontalmente a lo largo de la longitud de la viga (20) según se
muestra en la Figura 2. Por ejemplo, la lanzadera (40) puede
comprender una pluralidad de ruedas (42) que se acoplan
giratoriamente a la pestaña (28) de modo que la lanzadera (40)
cuelgue de la viga (20) según se muestra en las Figuras 2, 3 y 6.
Cada una de las ruedas (42) puede ser una rueda de tracción que hace
contacto rodante con la pestaña (28). Alternativamente, las ruedas
(42) pueden comprender piñones diferenciales que definen una
pluralidad de dientes (44) y acoplan los dentados (29) de
cremallera que se extienden longitudinalmente a lo largo de ambos
lados de la pestaña (28). Adicionalmente, las ruedas (46)
inferiores pueden estar dispuestas para oponerse a las ruedas (42) y
mantener de ese modo las ruedas (42) en contacto con la pestaña
(28).
El accionador (50) de lanzadera está configurado
para hacer avanzar la lanzadera (40) hacia el segundo extremo (22)
de la viga (20) y replegar la lanzadera (40) hacia el primer extremo
(21) de la viga (20). El accionador (50) de lanzadera puede
comprender cualquier tipo de accionador conocido por aquellos
expertos en la técnica. Por ejemplo, el accionador (50) de lanzadera
mostrado en la Figura 6 es un motor eléctrico que se puede montar
sobre la lanzadera (40) y estar conectado a al menos una de las
ruedas (42), la cual actúa como piñón de accionamiento para avanzar
o replegar la lanzadera (40) a lo largo de los dentados 29 de
cremallera. En otras realizaciones, el accionador (50) de lanzadera
no está montado sobre la lanzadera (40) aunque acciona en su lugar
la lanzadera (40) vía un cable, cadena, eje, o similar.
El accionador (60) de horquilla está soportado
por la lanzadera (40) de forma que el accionador (60) de horquilla
se traslade a lo largo de la viga (20) según la lanzadera (40)
avanza o se repliega en ella. El accionador (60) de horquilla está
conectado a la lanzadera (40) vía una conexión (56) giratoria como
una placa de soporte o casquillo de forma que el accionador (60) de
horquilla sea giratorio con relación a la lanzadera (40) y, de ese
modo, con relación a la viga (20). Un accionador (54) giratorio está
configurado para girar el accionador (60) de horquilla con relación
a la lanzadera (40), según se muestra en la Figura 4. El accionador
(54) giratorio puede comprender, por ejemplo, un motor eléctrico o
accionador hidráulico. En la realización mostrada en la Figura 6, el
accionador (54) giratorio es un motor eléctrico de velocidad
variable conectado a la lanzadera (40) y configurado para girar un
engranaje (58) unido al accionador (60) de horquilla.
El accionador (60) de horquilla incluye una
primera porción, la cual está conectada a la lanzadera (40), y una
segunda porción, la cual está conectada a la horquilla (70). En una
realización ventajosa el accionador (60) de horquilla es un
accionador hidráulico, cuya primera porción es un cilindro (62) y
cuya segunda porción es una varilla (64) que se extiende desde
allí. El fluido hidráulico se puede bombear dentro o evacuar del
cilindro (62) para extender o replegar la varilla (64) y bajar o
elevar de ese modo la horquilla (70), según se muestra en la Figura
3. Un inmovilizador (66) de horquilla se extiende también entre la
horquilla (70) y la lanzadera (40) y es regulable en longitud para
corresponder a la longitud del accionador (60) de horquilla. El
inmovilizador (66) de horquilla evita que la horquilla (70) gire con
relación a la lanzadera (40). Por ejemplo, el inmovilizador (66) de
horquilla puede comprender una varilla (67) y un casquillo (68) de
guía. En una realización ventajosa, el inmovilizador (66) de
horquilla es también un bloqueo ajustable, que se puede inmovilizar
en una longitud particular para restringir la extensión de la
horquilla (70) con relación a la lanzadera (40), por ejemplo, ajuste
vertical de la horquilla con relación a la lanzadera (40). El
inmovilizador (66) de horquilla se puede inmovilizar insertando un
pasador a través de una abertura que se extiende a través de la
varilla (67) y el casquillo (68) de guía. Alternativamente, las
abrazaderas, electroimanes, u otros dispositivos se pueden usar para
inmovilizar la varilla (67) a una longitud específica.
En una instalación común, la horquilla (70) se
extiende generalmente de forma horizontal desde un primer extremo
(72) a un segundo extremo (74). Sin embargo, si se desea la
horquilla (70) puede estar orientada de una manera horizontal. El
primer extremo (72) de la horquilla (70) se conecta al accionador
(60) de horquilla de modo que el segundo extremo (74) se extienda
hacia fuera a partir del accionador (60) de horquilla y el segundo
extremo (74) se pueda dirigir hacia la prensa (14) caliente y ser
insertado dentro del área (18) calentada de la misma. El conjunto
(90) de conexión de la horquilla (70) incluye una unión (92) de
enganche accionada por un accionador (98) de enganche y configurada
para ajustar los elementos (94) de enganche que acoplan el elemento
(19) estructural. La unión (92) de enganche mostrada en las figuras
8-10 comprende las barras de empuje (96) que se
extienden desde el accionador (98) de enganche a los elementos (94)
de enganche. Las barras de empuje (96) están acopladas de forma
deslizable por guías (97), que comprenden preferiblemente los
casquillos o soportes. El accionador (98) de enganche comprende un
accionador hidráulico, neumático, eléctrico, u otro capaz de
extender y replegar las barras de empuje (96). Las barras de empuje
(96) se pueden también desviar a una posición extendida o replegada,
por ejemplo, mediante muelles (no mostrados). Puesto que las barras
de empuje (96) se ajustan por el accionador (98) de enganche, las
barras de empuja ajustan los elementos (94) de enganche los cuales
están conectados giratoriamente a la horquilla (70). Los elementos
(94) de enganche pueden comprender, por ejemplo, ganchos, enganches,
pasadores, varillas, y similares. De este modo, los elementos (94)
de enganche se pueden configurar para corresponder con los puntos de
conexión sobre el elemento (19) estructural, y los elementos (94)
de enganche se pueden ajustar para acoplar con los puntos de
conexión y agarrar de ese modo de forma soltable el elemento (19)
estructural. Ventajosamente, los elementos (94) de enganche se
pueden también ajustar o cambiar para corresponder a los puntos de
conexión de diferentes elementos estructurales de forma que el
aparato (10) de manipulación se pueda usar para diferentes tipos y
tamaños de elementos estructurales.
La horquilla (70) comprende un sistema de
refrigeración de forma que la temperatura de la horquilla (70) se
pueda mantener por debajo de una temperatura máxima, incluso al
tiempo que la horquilla (70) se usa para manipular los elementos
(19) estructurales calientes en o alrededor de un dispositivo de
procesamiento calentado tal como la prensa (14) caliente. Por
ejemplo, la horquilla (70) puede comprender los tubos (76) que
definen al menos un pasadizo (78) interno según se muestra en la
Figura 8. Un refrigerante fluido tal como agua, glicol, aceite, o
similares se circula a través del (los) pasadizo(s) (78). El
refrigerante se circula a partir de una fuente (80) refrigerante, la
cual se conecta al (los) pasadizo(s) (78) vía las líneas (82)
refrigerantes, las cuales pueden comprender tuberías o tubos
resistentes al calor. Una bomba (no mostrada) se puede usar para
circular el refrigerante a través del (de los) pasadizo(s)
de la horquilla (70), y el refrigerante puede ser enfriado en un
radiador, intercambiador de calor, o torre refrigerante y
recirculado a través de la horquilla (70). Preferiblemente, el
sistema de refrigeración enfría la horquilla (70) de forma que la
horquilla (70) se pueda usar para manipular continuamente los
elementos (19) estructurales.
La horquilla (70) incluye adicionalmente un
conducto (100), el cual dirige un gas refrigerante desde una fuente
de gas (no mostrada) hacia el elemento (19) estructural. Según se
muestra en la Figura 8, el conducto (100) puede incluir el tubo
conectado a la horquilla (70) y curvado hacia abajo hacia el
elemento (19) estructural cuando la horquilla (70) se posiciona por
encima del elemento 19 estructural, por ejemplo, cuando el conjunto
(90) de conexión acopla el elemento (19) estructural. El gas
refrigerante se puede usar para enfriar el elemento (19) estructural
y para enfriar el aire que rodea el elemento (19) estructural para
reducir el efecto de calentamiento del elemento (19) estructural
calentado sobre la horquilla (70). El gas refrigerante puede
comprender aire ambiente u otros gases según se conocen en la
técnica.
Según se muestra en las Figuras 2 y 3, una
consola (110) de control incluye una pluralidad de controladores
(112) en comunicación capaz de funcionar con el aparato (10) de
manipulación. Cada controlador (112) puede comprender un botón,
conmutador, palanca, controlador de palanca de mandos, u otro
dispositivo controlador. Los controladores (112) se pueden también
conectar a un controlador lógico programable (PLC) (113), el cual a
su vez controla, por ejemplo, cada uno de los accionadores (30) de
viga, el accionador (50) de lanzadera, el accionador (54) de giro,
el accionador (60) de horquilla y el accionador (98) de enganche.
Adicionalmente, los controladores (112) y/o el PLC (113) se pueden
usar para ajustar la medida del caudal, temperatura, u otras
características de la circulación del refrigerante a través de los
tubos (76) del sistema de refrigeración y el flujo de gas
refrigerante emitido a través del conducto (100).
En una realización ventajosa de la invención,
los controladores (112) están en comunicación de funcionamiento de
control remoto con el aparato (10) de manipulación. Los
controladores (112) se pueden comunicar por control remoto con el
aparato (10) de manipulación vía una conexión eléctrica, por
ejemplo, por cables eléctricos que se extienden entre los
controladores (112), y los accionadores (30), (50), (54), (60),
(98). Otras formas de comunicación de funcionamiento por control
remoto incluyen comunicación por radio o señales ópticas. La consola
(110) de control puede estar localizada lo suficientemente cerca del
aparato (10) de manipulación para permitir que el operario observe
visualmente el aparato (10) de manipulación aunque lo
suficientemente lejos del aparato (10) de manipulación y la prensa
(14) caliente para que el operario no necesite usar vestuario para
protección térmica. Una pantalla (114) térmica puede también estar
colocada entre la consola (110) de control y la prensa (14) de
calor. Adicionalmente, la consola (110) de control se puede
localizar independientemente de la horquilla (70) de forma que la
consola (119) de control pueda ser estacionaria, incluso al tiempo
que se mueve la horquilla (70). Una consola (120) de control
auxiliar se puede disponer también, por ejemplo, sobre la horquilla
(70), según se muestra en la Figura 1.
Durante el funcionamiento, el operario puede
usar el aparato (10) de manipulación, por ejemplo, para elevar el
elemento (19) estructural desde una colocación próxima a la prensa
(14) caliente, colocar el elemento (19) estructural en la matriz de
la prensa (14) caliente, y retirar el elemento (19) estructural de
la prensa (14) caliente después del procesamiento del mismo.
Preferiblemente, el operario controla el aparato (10) de
manipulación que usa los controladores (112) sobre la consola (110)
de control y no necesita tocar el elemento (19) estructural o la
horquilla (70). En su lugar, el operario ajusta los controladores
(112) que corresponden al accionador (98) de enganche para girar
los elementos (94) de enganche a una posición desacoplada o
replegada. Similarmente, el operario ajusta también uno o más de
los accionadores (30), (50), (54), (60) a la posición de la
horquilla (70) directamente por encima del elemento (19)
estructural. El operario acopla entonces la horquilla (70) al
elemento (19) estructural usando uno o más de los controladores
(112) para ajustar el accionador de enganche y, de este modo, los
elementos (94) de enganche a una posición acoplada, acoplando de
ese modo la horquilla (70) al elemento (19) estructural. El
operario usa los controladores (112) para mover la horquilla (70) a
una posición próxima a la matriz de modo que el elemento (19)
estructural esté colocado en la matriz. Por ejemplo, el accionador
(60) de horquilla se puede usar para elevar el elemento (19)
estructural, y el accionador (30) de viga se puede usar para girar
la viga (20) de forma que la viga (20) se alinee con la matriz. El
operario controla después el accionador (50) de lanzadera y el
accionador (54) giratorio para trasladar y girar el elemento (19)
estructural a una posición por encima de la matriz. El operario
puede bajar entonces el elemento (19) estructural dentro de la
matriz usando el accionador (60) de horquilla para extender la
horquilla (70). El operario libera entonces el elemento (19)
estructural de la horquilla (70) controlando el accionador (98) de
enganche para girar de nuevo los elementos (94) de enganche a la
posición replegada. Después que el elemento (19) estructural se ha
procesado, el operario acopla similarmente la horquilla (70) y
retira el elemento (19) estructural de la matriz.
Preferiblemente, los accionadores (30), (50),
(54), (60), (98) son capaces de tal movimiento exacto de la
horquilla (70) que el elemento (19) estructural puede ser colocado
dentro de la prensa (14) sin ayuda manual del operario para
alineación del elemento (19) estructural con la matriz. Por ejemplo,
el accionador (60) de horquilla se acciona hidráulicamente y es
capaz de mover el elemento (19) estructural hacia arriba y hacia
abajo suavemente y a velocidad variable de forma que el operario
pueda alinear cuidadosamente el elemento (19) estructural con la
matriz. Los otros accionadores pueden similarmente tener velocidad
variable. Por ejemplo, el accionador (50) de lanzadera, el cual
puede comprender un motor eléctrico, puede comprender un motor
eléctrico de velocidad variable de forma que se puede ajustar la
velocidad en la cual la lanzadera (40) se extiende o retrae a lo
largo de la viga 20. Adicionalmente, todos los accionadores (30),
(50), (54), (60), (98) pueden ser capaces de resistir el movimiento
de forma que el aparato (10) de manipulación y, de este modo, el
elemento (19) estructural pueda ser inmovilizado en su lugar,
evitando de ese modo el movimiento accidental del aparato (10) de
manipulación o el elemento (19) estructural. Los accionadores (30),
(50), (54), (60), (98) pueden incluir cualquiera de los dispositivos
de inmovilización conocidos, tales como mecanismos de inmovilización
eléctricos o mecánicos.
El aparato (10) de manipulación se puede usar
para elevar, mover y de otro modo manipular el elemento (19)
estructural. De este modo, el aparato (10) de manipulación permite
al operario evitar el empleo manual que se requeriría de otro modo
para estas tareas. Adicionalmente, el aparato (10) de manipulación
permite que el operario evite el contacto con el elemento (19)
estructural y la exposición al medio ambiente cerca del elemento
(19) estructural, reduciendo de ese modo la exposición del operario
al calor y/u otros peligros.
Se debe comprender que la invención no está
limitada a las realizaciones específicas descritas y que las
modificaciones y otras realizaciones están destinadas a ser
incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Aunque se emplean aquí términos específicos, sólo se usan en un
sentido descriptivo y genérico y no con propósitos de
limitación.
Claims (20)
1. Un aparato (10) para manipular un elemento
estructural, por ejemplo de 65 kg o más, y el cual es caliente,
afilado, tóxico o de otro modo peligroso con:
una viga (20) que se extiende desde un primer
extremo a un segundo extremo;
una lanzadera (40) en comunicación de traslación
con dicha viga en una dirección que se extiende entre dichos
extremos primero y segundo,
un accionador (60) de horquilla conectado a
dicha lanzadera, teniendo dicho accionador de horquilla una primera
porción y una segunda porción y capaz de levantar y bajar
hidráulicamente dicha segunda porción, y
una horquilla (70) conectada a dicha segunda
porción de dicho accionador de horquilla, caracterizado
porque
dicha horquilla (70) comprende un sistema de
refrigeración para permitir la refrigeración del aparato y el
elemento estructural respectivamente que usa tubos (76) para
refrigerante fluido y un conducto (100) para gas de
refrigeración.
2. El aparato (10) de la reivindicación 1, en el
que dicha viga (20) es giratoria alrededor de un eje vertical.
3. El aparato (10) de la reivindicación 1 ó 2,
en el que la horquilla está conectada giratoriamente a la viga
(20).
4. Un aparato (10) según cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que un accionador (54) giratorio
está en comunicación rotacional con dicho accionador (60) de
horquilla y capaz de girar dicho accionador de horquilla con
relación a dicha viga (20).
5. El aparato (10) de cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en el que dichos tubos (76)
para congelante fluido definen al menos un pasadizo (78) para
circular un congelante en la horquilla (70).
6. El aparato (10) de la reivindicación 5, en el
que dicho al menos un pasadizo se extiende entre dichos extremos
primero y segundo de dicha horquilla (70).
7. El aparato (10) de cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 6, en el que dicho conducto (100) está
conectado a dicha horquilla (70) y configurado para emitir un fluido
refrigerante dirigido hacia el elemento estructural cuando dicha
horquilla está acoplada al elemento estructural.
8. El aparato (10) de cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 7, en el que dicha viga (20) es voladiza a
partir de una articulación.
9. El aparato (10) de la reivindicación 2, que
comprende además un accionador (30) de viga en comunicación con
dicha viga (20) y configurado para girar dicha viga alrededor de un
eje vertical.
10. El aparato (10) de cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 9, que comprende además una pluralidad de
ruedas (42) conectadas giratoriamente a dicha lanzadera (40) y en
contacto rodante con dicha viga (20) de modo que dicha lanzadera
está acoplada de forma trasladable a dicha viga y dicha lanzadera es
capaz de ser trasladada a lo largo de al menos una parte de dicha
viga.
11. El aparato (10) de la reivindicación 9 ó 10,
en el que dicha viga (20) define un dentado de cremallera (29) que
se extiende entre dichos extremos primero y segundo de dicha viga y
en el que dichas ruedas (42) definen dientes (44) que se acoplan al
dentado de cremallera.
12. El aparato (10) de cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 11, que comprende además un accionador (50) de
lanzadera configurado para trasladar dicha lanzadera (40) a lo largo
de dicha viga (30).
13. El aparato (10) de cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 12, que comprende además un bloqueo ajustable
para acoplar dicha horquilla (70) a dicha primera porción de dicho
accionador (60) de horquilla.
14. El aparato (10) de la reivindicación 4, en
el que dicho accionador (54) giratorio es un motor eléctrico de
velocidad variable.
15. El aparato (10) de cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 14, en el que dicha horquilla (70) define un
primer extremo conectado a dicho accionador (60) de horquilla y un
segundo extremo que se extiende hacia fuera a partir desde dicho
accionador de horquilla de modo que dicho segundo extremo es capaz
de extenderse hacia fuera dentro de una cámara de calefacción para
acoplar el elemento estructural.
16. El aparato (10) de la reivindicación 1 a 15,
en el que dicha horquilla (70) comprende una unión (92) de enganche,
un accionador (98) de enganche capaz de ajustar dicha unión de
enganche, y al menos un elemento (94) de enganche, siendo dicha
unión de enganche ajustable para acoplar de forma soltable dicho al
menos un elemento de enganche con el elemento estructural.
17. El aparato (10) de la reivindicación 16, en
el que dicha unión (92) de enganche comprende al menos una barra de
empuje (96) acoplada de forma deslizable con dicha horquilla (70) y
cada elemento (94) de enganche comprende un enganche, estando cada
enganche conectado de forma giratoria a dicha horquilla y al menos a
una de dichas barras de empuje de modo que la traslación de cada
una de dichas barras de empuje ocasione un enganche respectivo para
acoplar y desacoplar el elemento estructural.
18. El aparato (10) de cualquiera de las
reivindicaciones 1-17, que comprende además:
una estructura tubular que se extiende
longitudinalmente desde un primer extremo a un segundo extremo, en
el que dicha estructura tubular define al menos un pasadizo para
circular un refrigerante;
al menos una barra de empuje (96) acoplada de
forma separable con dicha estructura tubular;
un accionador capaz de ajustar dicha al menos
una barra de empuje con relación a dicha estructura tubular;
un controlador (112) en comunicación capaz de
funcionar por control remoto con dicho accionador de modo que el
ajuste de dicho controlador ajusta dicha al menos una barra de
empuje; y
al menos un enganche conectado de forma
giratoria a dicha estructura tubular y al menos a una de dichas
barras de empuje (96) de modo que la traslación de cada barra de
empuje ocasione un enganche respectivo para acoplar y desacoplar el
elemento estructural.
19. El aparato (10) de la reivindicación 18, que
comprende además una fuente de refrigerante de líquido conectada de
forma fluida a dicho al menos un pasadizo.
20. El aparato (10) de la reivindicación 18 ó
19, que comprende además un conducto (100) conectado a dicha
estructura tubular y configurado para emitir un gas refrigerante
dirigido hacia el elemento estructural cuando dicho enganche está
acoplado al elemento estructural.
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