ES2277651T3 - Aparato elevador con dos cables portantes. - Google Patents

Abstract

Aparato elevador del tipo de un manipulador de piezas con cable con - una carcasa suspendible (4, 204, 304, 404, 504) y - un husillo roscado (8, 208, 308, 408, 508) dispuesto en una carcasa (4, 204, 304, 404, 504), - un émbolo (10, 210, 310, 410, 510) desplazable longitudinalmente, dispuesto en una carcasa (4, 204, 304, 404, 504), con líquido hidráulico y - una tuerca de husillo (7, 207, 307, 407, 507), que actúa directamente con el husillo roscado (8, 208, 308, 408, 508) y - un tambor para cables (13, 213, 313, 413, 513) para un cable de carga (L1, L2), guiado por una ranura para cables practicada en el perímetro del tambor, que sale de la carcasa (4, 204, 304, 404, 504) en donde el tambor para cables (13, 213, 313, 413, 513)se halla unido de forma giratoria con el émbolo (10, 210, 310, 410, 510), caracterizado porque, en el perímetro del tambor para cables (13, 213, 313, 413, 513) se han practicado dos ranuras para cables (R1, R2) y se han dispuesto dos cables portantes (L1, L2) que son conducidos prácticamente de forma paralela en su carrera uniforme y sincrónicamente, y por los cables portantes (L1, L2) saliendo del carter (4, 204, 304, 404, 504), que son conducidos a la altura de dos puntos de desenrollado (A1, A2) disponiéndolos de forma que queden separados el uno del otro.

Description

Aparato elevador con dos cables portantes.

El invento se refiere a un aparato elevador del tipo de un manipulador de piezas con cables con un carter suspendible, un husillo roscado dispuesto en el carter, un émbolo desplazable longitudinalmente por presión neumática en el carter y una tuerca de tornillo roscada, que actúa conjuntamente con el husillo roscado y un tambor para cable para un cable de carga guiado por una ranura para cables practicada alrededor del perímetro del tambor, que en un punto fijo de desenrollado sale del carter en donde el tambor para el cable, está unido de forma giratoria con el émbolo.

Un aparato elevador del tipo según se da a conocer en la publicación US-A 5,553,832. Este Aparato elevador sirve para que el usuario se halle en situación de desplazar una carga, prácticamente sin dificultad para equilibrarla y moverla sin gran esfuerzo. Los aparatos elevadores de este tipo, se han dado a conocer en las publicaciones US-A 5,522,581, EP 1136423 A1,
EP 1262 442 A2 y EP 0428 724 A1.

Aparte de ello, un cable es enrollado y desenrollado de un tambor para cables. El cable es conducido por una ranura practicada sobre el contorno a modo de rosca con un filete de un solo paso. El tambor es accionado, por regla general, mediante un cilindro neumático a través de una tuerca por ejemplo de un husillo giratorio a bolas. Con ello, el movimiento, lineal del cilindro neumático, se convierte en un movimiento giratorio mediante el husillo giratorio a bolas. Un extremo de cable, se fija alrededor del perímetro del tambor y el otro extremo de cable libre sale del carter compensador de cable, por debajo y sostiene el medio de absorción de carga. Mediante el enrollado del cable, el extremo del cable libre es subido, levantando con ello el medio de absorción de carga. Mediante el desenrollado del cable el extremo libre del cable se suelta y con ello se hace descender el medio de absorción de carga. El émbolo cargado con presión hidráulica se encuentra con la tendencia de la carga, de desenrollar el cable y compensar de este modo, las diferencias de carga del cable de carga cargado o sin cargar.

En la práctica, al manejar los aparatos, surgen algunos problemas. Debido al cable individual, se da solamente una ligera resistencia a la torsión del cable durante la manipulación. Con ello, el cable sufre frecuentemente algún daño por torsión. Los daños por torsión se reconocen por torzales retorcidos o torzales rotos. Este tipo de daños conducen por lo general a una congestión o a un bloqueo de la conducción del cable en el carter e impide el enrollado y desenrollado o bien son la causa de lesiones a las personas de servicio o acaban con la rotura completa del cable con la consecuente caída de la carga.

Existen solo escasos momentos de recuperación automática en situación de uso; de ahí que los operarios servidores, deban prestar atención a que el cable retorne girando a su posición original. Debido a la excesiva poca resistencia a la torsión del cable individual, no pueden instalarse ni utilizarse acoplamientos giratorios sin fin para el aire de mando del accionamiento compensador ni para el aire de mando de un medio neumático de absorción de carga. Este tipo de acoplamientos giratorios, presentan una resistencia al roce más elevada si se compara con la resistencia a torsión del cable.

No existe ninguna posibilidad de absorción de momentos de carga por el cable individual de ahí que el empleo de medios de absorción de carga y piezas en bruto con puntos de gravedad fuera del punto de absorción de carga, resulte complicado.

Una superior rigidez del cable, tiene lugar al emplear cables más gruesos, con lo que el comportamiento en marcha se dificulta o bien el comportamiento respecto al devanado, de modo que esta medida no proporciona ninguna solución. Un cable individual no ofrece ninguna seguridad al producirse la rotura del cable.

A través del documento WO 00/699771 se ha dado a conocer un manipulador de piezas con cables, cuyo medio de absorción de carga está vinculado a un manguito, que el operario acopla a su antebrazo. Dejando aparte el riesgo de accidente cuando se pretende impedir la torsión del cable, se tiene también una solicitación corporal añadida que no conviene ignorar.

De la práctica se conoce un compensador designado "ratiolift L90" de la firma EFS-GmbH, de Nordheim, DE que funciona con dos cables de carga que son mantenidos por un polipasto.

En este caso, dos cables son conducidos mediante cuatro rodillos para cables con cojinetes a bolas. Dos rodillos para cables con el eje del rodillo para cables, se hallan fijados firmemente en el carter compensador de cables y dos rodillos para cables son desplazados alejándose entre si o volviéndose a reunir, uno al lado del otro, desde el rollo fijo, mediante un accionamiento cilíndrico neumático. Al deslizar para separarlos, se alarga el lazo de cable entre los pares de rodillos. Al juntarlos, el bucle que forman los cables entre los pares de rodillos, se acorta. En cualquier caso un extremo de cable de ambos cables dobles, se halla fijado en el carter compensador de cable, y ambos extremos libres de cable salen fuera del carter compensador de cable, por debajo y soportan el travesaño sobre el medio de absorción de carga. Mediante el alargamiento del bucle que forman los cables, los extremos libres de los mismos, son elevados y con ello se hace subir el travesaño con el medio de absorción de carga. Acortando el bucle que forman los cables, se dejan sueltos los extremos libres de los cables y con ello se hace descender el travesaño con el medio de absorción de carga.

El aparato es relativamente largo por lo que respecta su construcción. De ahí que precise de un espacio relativamente grande para la disposición de los rodillos para los cables, la trayectoria de marcha para el desplazamiento de la corredera y el cilindro neumático. Para ello, las trayectorias de desplazamiento del aparato manipulador de piezas con cable, del sistema de carril para grúa corriente o bien en un sistema montado con pluma giratoria-carriles queda limitado considerablemente. El aparato resulta bastante pesado en comparación con la carga útil. Es esta la razón por la cual resulta necesario reforzar el sistema, carriles-grúa o bien la pluma orientable sobre carriles. En función de la adición de pesos, del aparato manipulador de piezas con cable y del sistema grúa-carriles o bien pluma orientable sobre carriles, se alcanzará un alto peso total. De este modo se producen elevadas resistencia para el rodillo y debido a ello, superiores fuerzas de desplazamiento. Es por ello que, este aparato apenas resulta aplicable ni para la carga ni para el transporte de piezas en bruto ligeras y para el transporte de piezas en bruto pesadas dadas las elevadas fuerzas de desplazamiento necesarias resultan también desfavorables para el usuario. Partiendo de eso, el invento tiene como objeto proponer para la solución del problema un aparato manipulador perfeccionado, con el que pueden evitarse los problemas derivados de la actual forma de realización, especialmente un manejo complicado de las piezas en bruto, los daños por torsión y la rotura del cable.

El problema se soluciona según el invento, mediante las condiciones que se relacionan en la reivindicación 1. Los perfeccionamientos del invento se describen en las reivindicaciones secundarias.

En un manipulador de piezas con cable del tipo descrito al principio, se disponen sobre el perímetro del tambor, dos ranuras para cables, preferentemente paralelas, para dos cables de carga prácticamente guiados paralelamente, para lo cual saldrán del carter y serán conducidos a dos puntos de desenrollado separados entre si. Los cables no tienen que discurrir necesariamente de forma completamente paralela a la carga, pero sí, con la máxima separación posible. Cuanto mayor sea la distancia de separación, tanto mayor será la resistencia a la torsión total durante la manipulación de las cargas. Ésta torsión perturba especialmente en el caso de los trabajos repetitivos de ciclo rápido en las que por ejemplo, cargas muy ligeras pero en régimen permanente resultan más fatigosas que cargas pesadas sobre cortos trayectos pero transportadas con alta frecuencia.

Los cables son conducidos, enrollados y desenrollados paralelamente al perímetro del tambor de arrollamiento ya sea en un tipo de tornillo de dos filetes o bien mediante tornillos sin fin o sobre dos ranuras de filetes dispuestos una al lado del otro. La bobina del cable como es sabido, es accionada mediante un cilindro hidráulico o neumático, preferentemente a través de un husillo rodante a bolas con tuerca de husillo de marcha suave. Otros sistemas de tuerca de husillo, pueden también ser empleados si bien la marcha resulta más pesada. En este caso, el movimiento lineal del cilindro neumático es convertido mediante la tuerca de husillo/husillo rodante a bolas, como es sabido en un movimiento giratorio del tambor para el cable.

En unas formas de ejecución del aparato elevador, la tuerca de husillo está acoplada con el tambor para cables, de modo que no pueda girar, en otras formas de ejecución la tuerca de husillo está acoplada con el carter, indirectamente mediante un apoyo para momento de fuerza y actúa en combinación con el tambor para cable mediante el husillo roscado.

El empleo de las distintas formas de ejecución, depende por un lado, entre otros motivos de la deseada profundidad de fabricación con más o menos manipulación mecánica o de la aplicación de tecnologías de soldadura y por otro lado de la deseada facilidad o dificultad así como del nivel de elevación de la carga a transportar, junto con el grosor del cable y el tamaño del tambor o bien de las cargas admisibles de abrasión. Tanto más suave sea la marcha de los cables, o menor el diámetro de los mismos, tanto más exacta tiene que ser la manufactura mecánica.

En cualquier caso, un extremo de cable de ambos cables, se fija en el perímetro de la bobina giratoria o del tambor y los otros extremos del cable salen separados por debajo de la carcasa del manipulador con cable y se unen a un travesaño, o bien se fijan directamente al medio de absorción de carga. El invento permite, en la práctica, utilizar ambos cables debido a su resistencia a la torsión conjunta en combinación con acoplamientos giratorios sin fin para la conducción de aire del aire de mando del accionamiento del manipulador y para el aire de mando del medio de absorción de carga, dado que las mangueras neumáticas ya no se usan o apenas tienen aplicación.

El aparato al que se refiere el invento presenta muchas ventajas:

No precisa de ninguna ampliación en cuanto a la longitud de construcción útil ya que utiliza solo dos filetes o ranuras de forma anular a modo de ranuras para cables sobre el tambor. De ello resulta solo una ampliación longitudinal aprox. de 80 mm con respecto a un aparato manipulador monocable según el principio de la bobina giratoria al emplear ranuras para el cable en forma de doble filete de rosca de tornillo sobre el tambor, pero solo un mínimo aumento en peso y un incremento de costes mínimo. El aparato al que hace referencia el invento, presenta las mismas ventajas como un manipulador de cable doble, según el principio del polipasto y no ofrece ningún problema de sincronización para la carrera uniforme de cable con respecto a una posible solución teórica pero básicamente más cara, con dos manipuladores monocable dispuestos paralelamente. La seguridad con respecto a la caída de la carga aumenta y el riesgo de sufrir lesiones por parte de los servidores o el deterioro funcional del aparato por daños en el cable, se han reducido drásticamente.

El objeto y las ventajas que ofrece el invento, se describen a continuación con la ayuda de ejemplos de ejecución del invento, con mayor detalle:

En donde:

Fig. 1 corresponde a una primera forma de ejecución del manipulador de piezas con cable según el invento completo en vista frontal con corte seccional por el carter;

Fig. 2-5 otras cuatro formas de ejecución en representación seccional similar a la Fig. 1 si bien solo esquemáticamente la zona del carter con diversas formas constructivas.

En tanto a continuación se empleen índices de referencia idénticos, las partes o acciones caracterizadas, tienen una forma de funcionamiento idéntica.

Un manipulador de piezas con cable doble 3, según la Fig. 1 se sujeta mediante un dispositivo de suspensión 2 a un sistema de carriles en el techo 1 por nexo de forma, por el que puede desplazarse linealmente a lo largo o (no representado) transversalmente.

Un carter 4 cerrado por ambos lados por las cubiertas 5 y 6. Las cubiertas alojan un husillo 8, fijándolo de forma que no pueda girar en la cubierta 5 con el tornillo 9 el cual se prolonga mediante un tubo de guía 12 y por otro lado, en la cubierta 6, se fija de forma que no pueda girar con el tornillo 9’. La cubierta 6 y el émbolo 10 de un cilindro neumático cierran el espacio bajo presión 11 en el carter, que mediante una fuente de presión no representada, se ha cargado con fluido hidráulico.

El émbolo 10 está unido a un rodamiento mediante tornillos 17, para lo cual se ha montado mediante un rodamiento a fricción o a rodillos 15 sobre el tubo guía 12 que se puede cerrar longitudinalmente y se ha acoplado mediante el rodamiento a rodillos 16, con un tambor para cable 13 de forma giratoria.

El tambor 13 para cable por otra parte, está firmemente unido con tornillos 14 con una tuerca de husillo con rodamiento a bolas 7, que una rosca 18 del husillo roscado 8, puede desenrollarse. La cubierta del tambor 13 lleva dos ranuras para cables R1 y R2 en forma de filetes de tornillo, para dos cables de carga L1 y L2 que están sujetos en el tambor por uno de los extremos. Los cables de carga L1 y L2, salen del carter 4 en los puntos determinados de salida A1 y A2, presentando aquí una distancia de separación aprox. de 80 a 100 mm. Los otros extremos L21 y L22 del cable de carga, están unidos mediante un travesaño T y soportan un acoplamiento giratorio K para el paso de aire comprimido con una junta giratoria D, estanca al aire, bajo el cual puede disponerse un medio para absorción de carga, en el punto de fijación B. La manguera neumática para el aire de control y el medio de absorción de carga, se han marcado con las referencias 19 y 20.

En las siguientes figuras se repiten las cifras de referencia para las piezas con una misma función, distinguiéndose sin embargo mediante los números de figuras precedentes.

La Fig. 2 muestra un tambor 213 similar, con ranuras para cables R1, R2, cuya rotación se representa por la flecha de giro, en un carter 204. A diferencia de la Fig. 1 el husillo roscado 208 se ha fijado a la tapa 205, sin embargo solo con la rosca 218 (no así p.e. con una costura de soldadura 209) y ni agarra el émbolo 210 ni el espacio a presión 211 de la cubierta 206. Las direcciones de desplazamiento del émbolo 210 al efectuarse una solicitación por presión, o bien una descarga de la presión y con ello también del tambor 213 allí alojado de forma giratoria sobre el rodamiento 216, que mediante la tuerca de husillo 207 que está alojada impidiendo el giro en el tambor, se apoya sobre el husillo roscado 208, se indica por la flecha V. En caso de que la carga sobre el sistema deba apoyarse mejor por parte del émbolo, éste émbolo 210 con la junta anular podría construirse algo más ancho y en caso de necesidad se configurase como
portante.

La Fig. 3 muestra un tambor 313 en el carter 304, en cuyo perímetro se ha diseñado su fijación al émbolo 310 como el tambor de la Fig. 2. El tambor 313 por un lado y el husillo roscado 308 con la rosca 318 por el otro, están unidos entre si de forma que no puedan girar, mientras que la necesaria tuerca de husillo 307 se ha dispuesto móvil sobre un tubo 321 aplicado por un cordón de soldadura 309 sobre la tapa 305.

Las Fig. 4 y Fig. 5 muestran el tambor para el cable 413 o bien el 513 que es giratorio sobre el rodamiento 416 o 516 en el carter 404 o 504 en donde se hallan alojados. En cada caso se han representado dos ranuras para cables R1 y R2 sobre el perímetro del tambor, dispuestas aprox. a distancia de los conductos o puntos de salida A1 y A2, para los cables, en los que los cables L1 y L2 pueden enrollarse el uno sobre el otro, o bien también en parte uno junto al otro. Los émbolos 410 y 510, respectivamente están unidos de forma fija no giratoria con el husillo roscado 408 (Fig.4) así como también con la tuerca de husillo 507, mediante un tubo 521 (Fig. 5). El husillo roscado 408 tiene un soporte del momento de fuerza 419 y el tubo otro soporte 519 de tal forma que el soporte puede moverse por una ranura 420 y 520 de la carcasa 404 o 504 en el sentido de desplazamiento V, cuando el émbolo es desplazado por la presión en la zona presurizada 411 y 511 respectivamente, para que en cada caso los cables L1 y L2 se enrollen sobre el tambor sincrónicamente o bien se desenrollen de el.

En la Fig. 4 la tuerca de husillo 407 se halla unida como en la Fig. 1 y en la Fig. 2 de forma que no pueda girar con el tambor 413; en la Fig. 5 se mantiene la tuerca de husillo unida por nexo de forma y sin permitir el giro en el tubo 521 soldada sobre el émbolo 510, mediante una costura de soldadura 509.

Claims (8)

1. Aparato elevador del tipo de un manipulador de piezas con cable con

- una carcasa suspendible (4, 204, 304, 404, 504) y

- un husillo roscado (8, 208, 308, 408, 508) dispuesto en una carcasa (4, 204, 304, 404, 504),

- un émbolo (10, 210, 310, 410, 510) desplazable longitudinalmente, dispuesto en una carcasa (4, 204, 304, 404, 504),con líquido hidráulico y

- una tuerca de husillo (7, 207, 307, 407, 507), que actúa directamente con el husillo roscado (8, 208, 308, 408, 508) y

- un tambor para cables (13, 213, 313, 413, 513) para un cable de carga (L1, L2), guiado por una ranura para cables practicada en el perímetro del tambor, que sale de la carcasa (4, 204, 304, 404, 504) en donde el tambor para cables (13, 213, 313, 413, 513)se halla unido de forma giratoria con el émbolo (10, 210, 310, 410, 510),

caracterizado porque,

en el perímetro del tambor para cables (13, 213, 313, 413, 513) se han practicado dos ranuras para cables (R1, R2) y se han dispuesto dos cables portantes (L1,L2) que son conducidos prácticamente de forma paralela en su carrera uniforme y sincrónicamente, y por los cables portantes (L1, L2) saliendo del carter (4, 204, 304, 404, 504), que son conducidos a la altura de dos puntos de desenrollado (A1, A2) disponiéndolos de forma que queden separados el uno del otro.

2. Aparato elevador según la reivindicación 1 caracterizado porque, la tuerca de husillo (7,207,407) se ha unido con el tambor para cables (13,213,413) de forma que no permite el giro.

3. Aparato elevador según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, la tuerca de husillo (307,507) se ha acoplado indirectamente con la carcasa (307, 507) mediante un apoyo del momento de fuerza y mediante el husillo roscado (308, 508) actúa conjuntamente con el tambor para cables (313, 513).

4. Aparato elevador según una de las anteriormente mencionadas reivindicaciones caracterizado porque, la tuerca de husillo (7, 207, 307, 407, 507) se ha configurado a modo de husillo rodante a bolas.

5. Aparato elevador según una de las anteriormente mencionadas reivindicaciones caracterizado porque, las dos ranuras para cables (R1, R2) practicadas sobre el perímetro del tambor para cables (13, 213, 313) se ha configurado a modo de un filete de tornillo de dos vías.

6. Aparato elevador según una de las anteriormente mencionadas reivindicaciones caracterizado porque, ambos cables de carga (L1, L2) están unidos justo por encima de sus extremos L21, L22) que soportan la carga, mediante un travesaño (T) que cubre su distancia de separación.

7. Aparato elevador según una de las anteriormente mencionadas reivindicaciones caracterizado porque, ambos cables portadores de carga (L1, L2) en conjunto o individualmente disponen de un medio de absorción de la carga.

8. Aparato elevador según una de las anteriormente mencionadas reivindicaciones caracterizado porque, entre el medio de absorción de carga y el extremo del cable portante (L21, L22) se ha dispuesto un acoplamiento giratorio estanco al aire (K) para la conducción del aire comprimido para el medio de absorción de carga o para la carga.