ES2293876T3 - Procedimiento para determinar la duracion de servicio y el estado de uso de un grupo de percusion hidraulico. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para determinar la duración de servicio y el estado de uso de un grupo de percusión hidráulico, especialmente de un martillo hidráulico (3), con un émbolo percutor (8) que - estando guiado en una carcasa (3a) e impactando sobre una herramienta - realiza, bajo la influencia de un control (9), alternativamente una carrera de trabajo en el sentido de percusión (8e) y una carrera de retorno, siendo generadas, durante los segmentos de funcionamiento sucesivos del grupo de percusión, señales, cuyo número es proporcional a las carreras realizadas por el émbolo percutor en un sentido de movimiento, caracterizado porque el número de las señales se suma continuamente y se almacena como número total, y porque el número total actual de las señales se señala al menos temporalmente en forma de una indicación que indica el estado de uso.
Description
Procedimiento para determinar la duración de
servicio y el estado de uso de un grupo de percusión hidráulico.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para determinar la duración de servicio y el estado de
uso de un grupo de percusión hidráulico, especialmente de un
martillo hidráulico según el preámbulo de la reivindicación 1.
Además, la invención se refiere a un grupo de
percusión hidráulico, especialmente a un martillo hidráulico con un
émbolo percutor según el preámbulo de la reivindicación 18.
Un procedimiento o grupo de este tipo se conoce,
por ejemplo, por el documento EP0461565A.
Las herramientas de percusión hidráulicas como,
especialmente, los martillos hidráulicos, se emplean para
quebrantar materiales (por ejemplo, piedras u hormigón).
Este quebrantamiento se consigue en virtud de
que al impactar sobre una herramienta la energía cinética de un
émbolo percutor se introduce, a través de dicha herramienta y su
punta, en el material que se ha de tratar, siendo convertida en
éste en trabajo de destrucción. Según la dureza del material que se
ha de tratar, sólo una parte de la energía cinética se convierte en
trabajo de destrucción; la parte no convertida de la energía es
reflejada al émbolo percutor a través de la herramienta. Al
contrario, en el caso de materiales más blandos, la energía de
percusión se convierte totalmente en trabajo de destrucción.
Los grupos de percusión hidráulicos del género
mencionado al principio - que se conoce por el documento DE3443542C2
- teniendo en cuenta también las rudas condiciones de uso,
constituyen unos dispositivos sometidos a grandes esfuerzos, que
bajo el aspecto de la rentabilidad y la seguridad de funcionamiento
requieren una meticulosa observación y un cuidado o mantenimiento
correspondiente. En este contexto, tiene una importancia esencial
la duración de servicio del grupo de percusión hidráulico, es decir,
una información sobre el período de tiempo total durante la que el
grupo de percusión hidráulico se ha estado empleando
activamente.
Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de
proporcionar medidas y medios que permitan determinar la duración
de servicio y el estado de uso de un grupo de percusión hidráulico -
especialmente también por un operario. De esta manera, la entidad
responsable tiene la posibilidad de decidir si ya existe necesidad
de mantenimiento o si el grupo de percusión en cuestión puede
seguir usándose.
El objetivo se consigue mediante un
procedimiento que tiene las características de la reivindicación
1.
La invención está basada en el conocimiento de
que el número total actual de las percusiones realizadas por el
grupo de percusión constituye una magnitud relevante para la
determinación de la duración de servicio activo, de la que -
mediante una comparación con las especificaciones correspondientes -
puede deducirse una información sobre el estado de uso del grupo de
percusión en cuestión.
En el caso más simple, la información sobre el
estado de uso consiste en que se señala si se ha llegado al final
de un período de servicio libre de mantenimiento, existiendo una
necesidad de mantenimiento.
En detalle, el procedimiento según la invención
para determinar la duración de servicio y el estado de uso de un
grupo de percusión hidráulico se caracteriza porque durante los
distintos segmentos de operación sucesivos del grupo de percusión
se generan señales, cuyo número es proporcional a las carreras
realizadas por el émbolo percutor en un sentido de movimiento;
porque el número de las señales se suma continuamente y se almacena
como número total; y porque el respectivo número total actual de las
señales se señala al menos temporalmente en forma de una indicación
que indica el estado de uso.
En el marco de la invención, dicha indicación
puede ser de tipo visual y/o acústico.
En particular, también es posible señalar,
generando una señal acústica continua de aviso, que al alcanzar un
número total predefinido de señales se ha llegado a un estado de uso
con necesidad de mantenimiento.
Dado que el número total se señales se suma y se
almacena continuamente - con independencia de una posible
indicación referente al estado de uso - se puede detectar también en
qué medida se ha excedido un intervalo de mantenimiento predefinido
al seguir operando el grupo de percusión hidráulico.
En el marco de la invención, el modo de
generación y el tipo de señales pueden ser de cualquier tipo,
siempre que se garantice que su número permita una información
sobre el número de carreras realizadas por el émbolo percutor en un
sentido de movimiento.
Entra en consideración especialmente la
generación se señales mediante un sensor que, debido a los
movimientos del émbolo percutor, registre procesos físicos
ocurridos (o cambios de estado relacionados).
Preferentemente, las señales se generan en
función de al menos uno de los procesos físicos - presión,
recorrido, nivel sonoro, temperatura, caudal y vibración
(reivindicación 2).
Sin embargo, la invención también puede estar
realizada además de tal forma que el número total actual de
señales, determinado de la manera mencionada, sea provisto de un
factor de corrección en función de al menos una magnitud de
influencia adicional - por ejemplo, la temperatura exterior medida -
de modo que la indicación que señala el final de un intervalo de
mantenimiento sea activada en un momento más temprano - al pasar por
debajo de una temperatura exterior predefinida.
Según una forma de realización especialmente
sencilla del procedimiento según la invención, se registran las
fluctuaciones de presión o procesos de circulación que se producen
en uno de los conductos de alimentación para el grupo de percusión
- a saber el conducto de presión para el fluido que entra en el
grupo de percusión y el conducto de retorno para la reconducción
del fluido saliente (reivindicación 3).
Las fluctuaciones de presión o cambios del
caudal - que se producen periódicamente en función de las carreras
del émbolo percutor - pueden convertirse en señales mediante un
controlador manométrico o mediante un transmisor de valores de
medición de caudal (reivindicación 4 ó 5).
Las formas de realización reivindicadas
anteriormente (según las reivindicaciones 3 a 5) ofrecen también la
ventaja de que pueden instalarse posteriormente sin grandes
esfuerzos - independientemente de la configuración constructiva
restante del grupo de percusión hidráulico.
Sin embargo, el procedimiento puede realizarse
también de tal forma que las señales proporcionales a las carreras
del émbolo percutor sean generadas basándose en una medición
acústica (reivindicación 6) o el registro de procesos de vibración
(reivindicación 7).
En el primer caso, esto puede hacerse con la
ayuda de un transmisor de valores de medición acústica en forma de
un micrófono al que, dado el caso, está postconectado un filtro
adecuado. En el segundo caso, los procesos de vibración provocados
por los movimientos del émbolo percutor pueden registrarse mediante
un transmisor de mediciones de vibración; éste presenta un sensor
de vibraciones que está sujeto de manera que pueda vibrar, a modo
de una masa sísmica, y que actúa en conjunto con una bobina móvil.
Este último realiza movimientos relativos con respecto a la bobina
móvil, a causa de sacudidas provocadas por el grupo de percusión,
siendo generadas por vía de inducción señales correspondientes a
las vibraciones.
Alternativamente, el procedimiento también puede
estar configurado de tal forma que el desplazamiento de un
componente del grupo de percusión, que se mueve en un sentido de
movimiento debido a las carreras del émbolo percutor, se registre
mediante un transmisor de valores de medición de recorrido
(reivindicación 8).
En el caso más simple, los procesos de
movimiento del émbolo percutor mismo pueden convertirse en señales
correspondientes, de tal forma que éste esté encerrado sin contacto
por una unidad de bobinas de inducción. Esta última está asignada
al émbolo percutor, preferentemente en el lado del grupo de
percusión opuesto a la punta del émbolo percutor.
En el marco de la invención, el procedimiento
puede estar configurado de tal manera que la solicitación de un
componente del grupo de percusión - que cambia periódicamente con
los golpes ejercidos por el émbolo percutor - se registre mediante
un transmisor de valores de medición de fuerza o de tensión
(reivindicación 9). Para este fin, pueden emplearse transmisores de
valores de medición que estén configurados como tiras de medición
de alargamiento o como piezoelementos, convirtiendo en señales los
estados de solicitación que se producen en ellos.
En el caso más simple, los transmisores de
valores de medición correspondientes están montados en la carcasa
del grupo de percusión, de tal forma que se deformen con la
solicitación del mismo, provocada por las carreras del émbolo
percutor.
Si el grupo de percusión hidráulico está
equipado con un colchón de gas que da apoyo al émbolo percutor,
también es posible generar señales adecuadas registrando la
temperatura o la presión del colchón de gas mediante un transmisor
de valores de medición de temperatura o mediante un controlador
manométrico (véase la reivindicación 10 u 11).
Dado que, normalmente, el colchón de gas está
dispuesto en aquel lado del grupo de percusión que está opuesto a
la punta del émbolo percutor, aquí, los transmisores de valores de
medición mencionados (transmisor de valor de medición de
temperatura, controlador manométrico) se encuentran relativamente
lejos de la zona de trabajo inmediata del grupo de percusión.
Preferentemente, con vistas a la seguridad de
funcionamiento y la rentabilidad, el procedimiento está configurado
además de tal forma que al alcanzar un número total predefinido de
señales se genere al menos una indicación de mantenimiento que al
menos señale que el grupo de percusión requiere mantenimiento
(reivindicación 12). Esto puede realizarse, especialmente, de tal
forma que se ilumine eventualmente un piloto de aviso - por ejemplo
rojo - que indique el final de un período de funcionamiento sin
mantenimiento.
En función del número total actual de señales,
sin embargo, también pueden generarse sucesivamente varias
indicaciones de preaviso que señalen que se han alcanzado segmentos
parciales del intervalo de mantenimiento definido por un límite
superior predefinido del número total de señales (reivindicación
13).
Estas indicaciones de preaviso pueden consistir
en que, antes de alcanzar un límite superior del número total
predefinido de señales, se ilumine primero un piloto verde de aviso
y, en un momento posterior, un piloto amarillo de aviso, señalando
por así decirlo de forma escalonada el estado de uso actual del
grupo de percusión.
Otras formas de realización ventajosas del
procedimiento resultan de las reivindicaciones 14 y 15. Estas formas
de realización permiten, entre otras cosas, hacer disponible la
información esencial en un lugar separado físicamente del grupo de
percusión.
La energía eléctrica requerida para proporcionar
las señales - es decir, especialmente para su obtención,
totalización y almacenamiento - puede generarse mediante baterías o
acumuladores. Las unidades de energía correspondientes deben estar
dotadas de una indicación de carga para evitar fallos.
Sin embargo, el procedimiento también puede
estar configurado de tal forma que la energía eléctrica para
proporcionar las señales se genere mediante el fluido que acciona
también el émbolo percutor (reivindicación 16). Para este fin,
puede estar prevista, especialmente una unidad de energía eléctrica
que presente un motor hidráulico auxiliar con un generador
accionado por éste y un acumulador eléctrico, postconectado a
éste.
Alternativamente, la energía eléctrica para
proporcionar las señales también puede generarse mediante un
generador que entre en acción a causa de los procesos de movimiento
provocados por las carreras del émbolo percutor, y al que está
postconectado un acumulador eléctrico (reivindicación 17). Este
generador de funcionamiento autónomo puede corresponderse, en
cuanto a su estructura básica especialmente, con el transmisor de
valores de medición de vibraciones mencionado anteriormente.
El objetivo de la invención se consigue además
mediante un martillo hidráulico con las características de la
reivindicación 18.
Según la reivindicación 19, éste puede estar
equipado con un sensor que convierta en señales los procesos
físicos que se producen a causa de los movimientos del émbolo
percutor.
Otras formas de realización ventajosas del grupo
de percusión hidráulico, especialmente del martillo hidráulico, se
indican en las reivindicaciones 20 a 29.
A continuación, la invención se describe en
detalle con la ayuda de los ejemplos de realización representados
en el dibujo.
Muestran:
La figura 1 esquemáticamente, un aparato
portador configurado como excavadora hidráulica, en el que está
montado de forma ajustable un grupo de percusión hidráulico en forma
de un martillo hidráu-
lico,
lico,
la figura 2 esquemáticamente, la estructura
funcional básica del objeto de la invención,
las figuras 3a,b un esquema de conexiones del
grupo de percusión con un controlador manométrico asignado al
conducto de presión, y como diagrama de tiempo, la secuencia de
señales generada por el controlador manométrico,
las figuras 4a,b un esquema parcial según la
figura 3a, con un controlador manométrico asignado al conducto de
inversión, y como diagrama de tiempo, la secuencia de señales
generada por el controlador manométrico,
las figuras 5a,b un esquema parcial según la
figura 3a, con un controlador manométrico asignado a un colchón de
gas, y como diagrama de tiempo, la secuencia de señales generada por
el controlador manométrico,
las figuras 6a,b un esquema parcial según la
figura 3a, con un transmisor de valores de medición de temperatura
asignado a un colchón de gas, y como diagrama de tiempo, la
secuencia de señales generada por el transmisor de valores de
medición de temperatura,
las figuras 7a,b un esquema parcial según la
figura 3a, con un transmisor de valores de medición de recorrido
asignado al émbolo percutor, y como diagrama de tiempo, la secuencia
de señales generada por el transmisor de valores de medición de
recorrido,
las figuras 8a,b esquemáticamente, la
representación de un martillo hidráulico con un transmisor de
valores de medición de vibraciones, y como diagrama de tiempo, la
secuencia de señales generada por el transmisor de valores de
medición de vibraciones,
las figuras 9a,b una representación esquemática
de un martillo hidráulico con una tira de medición de alargamiento,
y como diagrama de tiempo, la secuencia de señales generada por la
tira de medición de alargamiento,
las figuras 10a,b una representación esquemática
de un martillo hidráulico con un transmisor de valores de medición
del nivel sonoro en forma de un micrófono, y como diagrama de
tiempo, la secuencia de señales correspondiente,
las figuras 11a,b una representación esquemática
de un martillo hidráulico con un transmisor de valores de medición
de aceleración, y como diagrama de tiempo, la secuencia de señales
correspondiente,
la figura 12 una representación esquemática de
un martillo hidráulico con un transmisor de valores de medición de
aceleración y un generador para generar la energía eléctrica, así
como otros dispositivos,
la figura 13 esquemáticamente, la estructura de
una alimentación de energía eléctrica usando un motor hidráulico
auxiliar.
La excavadora hidráulica 1 representada en la
figura 1 presenta una unidad de alimentación 2 con un motor diesel
no representado y una bomba hidráulica accionada por éste (véase la
figura 3a); ésta está conectada de manera conocida de por sí a un
martillo hidráulico 3 que, a su vez, está sujeto de forma ajustable
en la pluma 4 de una excavadora hidráulica con dos brazos salientes
4a, 4b.
El brazo saliente 4b, a su vez, lleva una
consola de conexión 5 giratoria a la que va fijado un elemento
portante 6 - configurado como carcasa portante o bastidor portante.
En éste se apoya el martillo hidráulico 3 a través de su carcasa
3a.
Bajo la influencia del fluido suministrado por
la unidad de alimentación 2, el martillo hidráulico 3 actúa sobre
una herramienta configurada como cincel 7, siendo convertida la
energía de movimiento, generada por el martillo hidráulico, en
energía de percusión.
Por encima del elemento portante 6 está
dispuesto un elemento de indicación A que, entre otras cosas, señala
información sobre la duración de servicio y el estado de uso del
martillo hidráulico 3.
El martillo hidráulico dispone de un sensor S
para generar señales que, en el elemento de indicación A, se suman
continuamente, se almacenan como número total y se señalan.
La figura 2 muestra esquemáticamente y con más
detalles el desarrollo y la interacción de los procesos que,
finalmente, conducen a una información acerca de la duración de
servicio y el estado de uso del martillo hidráulico 3.
A continuación, los procesos producidos con
motivo del funcionamiento del martillo hidráulico 3 son convertidos,
por el sensor S, en señales, siendo continuamente sumadas en un
elemento de contaje y de almacenamiento ZS obteniendo su número
total, y almacenadas como número total, siendo señalado el número
total actual de las señales en cada momento por medio de la
indicación A que indica el estado de uso del martillo
hidráulico.
La energía eléctrica necesaria para proporcionar
las señales y la información deducida de las mismas es suministrada
por un acumulador eléctrico E.
En caso de necesidad, la información obtenida
mediante el elemento de contaje y almacenamiento ZS puede
transmitirse de forma inalámbrica a un dispositivo de evaluación
AW.
Generalmente, el sensor S está dispuesto y
configurado de tal forma que durante los distintos segmentos de
servicio sucesivos del martillo hidráulico 3 se generen señales,
cuyo número sea proporcional a las carreras realizadas en un
sentido de movimiento por el émbolo percutor del martillo
hidráulico. Por tanto, el sensor registra procesos o estados o
cambios de estado, provocados por los movimientos del émbolo
percutor, reflejando estos procesos, estados o cambios de estado en
forma de señales. Al sumar las distintas señales sucesivas se puede
obtener una información sobre la duración de servicio activa, de la
cual - con vistas a los intervalos de mantenimiento predefinidos -
puede deducirse a su vez información sobre el estado de uso del
martillo hidráulico 3. Esta información puede señalarse a través de
la indicación A y, dado el caso, suministrarse de forma inalámbrica
al dispositivo de evaluación AW.
La indicación A puede estar estructurada de tal
forma que tras alcanzar un número total predefinido de señales se
genere al menos una indicación de mantenimiento, señalándose la
llegada al final de un período de duración de servicio libre de
mantenimiento.
Además, la indicación puede estar concebida de
tal forma que, en función del número total actual de señales,
genere sucesivamente varias indicaciones de preaviso que indiquen de
forma escalonada la aproximación al final de un intervalo de
mantenimiento.
Según la representación de la figura 3a, el
martillo hidráulico 3 presenta, además de los conductos y elementos
de accionamiento y control que aún se van a describir, la carcasa 3a
que ya se ha mencionado, en la que un émbolo percutor 8 está sujeto
siendo móvil de un lado a otro en el sentido longitudinal. Éste
presenta dos collares 8a y 8b de émbolo, situados en la cámara
cilíndrica de la carcasa 3a, que están separados entre sí por una
ranura circunferencial 8c.
Las superficies de émbolo K1 y Ks, orientadas
hacia fuera, de los collares de émbolo 8b y 8a limitan, junto con
la carcasa 3a, un tramo trasero y delantero 3b y 3c de la cámara
cilíndrica. La superficie de émbolo K1 tiene una dimensión menor
que la superficie de émbolo K2.
Fuera de la carcasa 3a, el émbolo percutor 8 se
convierte en una punta 8d de émbolo, enfrente de la cual se
encuentra el cincel 7. El movimiento del émbolo percutor 8 en la
dirección de la carera de trabajo está indicado por una flecha
8e.
La representación en cuestión muestra el
martillo hidráulico 3 en un estado inmediatamente después del
impacto del émbolo percutor 8 sobre el cincel 7.
El control para la conmutación del movimiento
del émbolo percutor 8 está constituido por una corredera de control
9a que es móvil dentro de una válvula de control 9 y cuya superficie
de corredera F1 más pequeña está cargada permanentemente con una
presión de trabajo (presión de sistema) a través de un conducto de
retroceso 10; dicha presión es generada por una fuente de energía
en forma de una bomba hidráulica 11 (que a su vez forma parte de la
unidad de alimentación 2 - como ya se ha mencionado). La superficie
de émbolo K1 más pequeña está cargada permanentemente con la
presión de trabajo a través de un conducto de presión 12 comunicado
con el conducto de retroceso 10. La embocadura 12a del conducto de
presión está dispuesta, con respecto a la carcasa 3a, de tal forma
que en cualquier caso se encuentre fuera del collar 8b de émbolo y,
por consiguiente, dentro del tramo delantero 3c de la cámara
cilíndrica.
La superficie F2 más grande de la corredera de
control 9a está comunicada, a través de un conducto de inversión
13, con la cámara cilíndrica de la carcasa 3a, de tal forma que, en
el estado representado, su embocadura 13a esté conectada, a través
de la ranura circunferencial 8c, a un conducto de retorno 14. Por
tanto, visto en el sentido longitudinal del émbolo percutor, la
embocadura 13a y la embocadura 14a del conducto de retorno se
encuentran una enfrente de la otra, a una distancia que es menor que
la longitud axial de la ranura circunferencial 8c.
La válvula de control 9 está conectada, a través
de un conducto de control 15, al conducto de presión 12, por una
parte, y por otra, a través de un conducto de salida 16 incluyendo
un depósito 16a, al conducto de retorno 14. Además, la válvula de
control 9 está comunicada, a través de un conducto de presión
alterna 17, con el tramo trasero 3b de la cámara cilíndrica, a
través del cual la superficie de émbolo K2 más grande puede
cargarse eventualmente con la presión de trabajo.
La válvula de control 9 puede adoptar dos
posiciones de válvula, a saber la posición (derecha) de carrera de
retorno, representada, en la que la superficie K2 más grande del
émbolo está descargado de presión a través del conducto de presión
alterna 17 y el conducto de salida 16, y la posición (izquierda) de
carrera de trabajo, en la que el tramo trasero 3b de la cámara
cilíndrica está cargado con la presión de trabajo a través del
conducto de presión 12, el conducto de control 15 comunicado con
éste y el conducto de presión alterna 17. Este estado tiene como
consecuencia que el émbolo percutor 8 realice una carrera de trabajo
en el sentido de la flecha 8e - en contra de la fuerza de retroceso
originada por la superficie K1 más pequeña del émbolo.
Por encima del tramo trasero 3b de la cámara
cilíndrica está dispuesta una cámara 18 que aloja un colchón de gas
que está bajo presión. Sobre éste se apoya el émbolo percutor 8 por
su lado opuesto a la punta 8d del émbolo.
Para generar las señales mencionadas
anteriormente, el conducto de presión 12 va dotado, preferentemente
cerca de su entrada en la carcasa 3a (véase, por ejemplo, la figura
1), de un transmisor de valores de medición en forma de un
controlador manométrico 19. Este registra variaciones de presión
dentro del conducto de presión 12 - provocadas por los movimientos
del émbolo percutor - y las convierte en señales, cuyo desarrollo
temporal se indica en la figura 3b.
Estas señales - cuyo número es proporcional a
las carreras realizadas en un sentido de movimiento por el émbolo
percutor - pueden usarse de la manera mencionada anteriormente para
obtener y señalar información sobre la duración de servicio actual
y el estado de uso del martillo hidráulico 3.
En la forma de realización según la figura 4a,
un controlador manométrico 20 está integrado en el control para el
martillo hidráulico 3, estando dispuesto en el conducto de inversión
13.
La configuración de las señales originadas por
el controlador manométrico 20, indicada en la figura 4b, resulta en
función de la posición del collar 8b del émbolo con respecto a la
embocadura 13a del conducto de inversión 13.
Mientras la embocadura 13a está conectada al
conducto de retorno 14 a través de la ranura circunferencial 8c,
tal como está representado, en el conducto de control 13 está
aplicado el nivel de presión inferior representado en la figura 4b.
Este nivel de presión sólo experimenta un cambio, después de que el
collar 8b de émbolo haya cubierto la embocadura 13a y, finalmente,
se haya establecido una unión entre el conducto de presión 12 y el
conducto de inversión 13, a través del tramo delantero 3c de la
cámara cilíndrica.
Por lo tanto, el controlador manométrico 20 es
capaz de generar, en función de las carreras del émbolo percutor,
señales proporcionales al número de las mismas, que pueden sumarse y
evaluarse de manera correspondiente.
Si el martillo hidráulico 3 presenta la cámara
18 mencionada con un colchón de gas que sirve de apoyo para el
émbolo percutor 8, la invención también puede estar realizada de tal
forma que el estado del colchón de gas se registre mediante un
controlador manométrico 21 (figura 5a) o mediante un transmisor de
valores de medición de temperatura 22 (figura 6a) y se convierta en
señales (figura 5b ó 6b).
El movimiento del émbolo percutor 8 en el
sentido de la carrera de trabajo (flecha 8e) tiene como consecuencia
una disminución de la presión y, por tanto, también de la
temperatura del colchón de gas. Al contrario, el movimiento del
émbolo percutor durante la carrera de retorno conduce a un aumento
de la presión y de la temperatura.
Mediante los transmisores de valores de
transmisión 21 y 22 también pueden generarse señales, cuyo número
depende de los movimientos del émbolo percutor.
Las figuras 7a y 7b se refieren a una forma de
realización de la invención en la que el desplazamiento de un
componente del martillo hidráulico 3, que se mueve en el sentido de
movimiento a causa de las carreras del émbolo percutor, es
registrado mediante un transmisor de valores de medición de
recorrido. Dicho transmisor de valores de medición de recorrido
está configurado como bobina móvil 23 que trabaja de forma inductiva
y que constituye un componente de la cámara 18 encerrando allí al
émbolo percutor 8 en mayor o menor grado, en función de la posición
de éste dentro de la carcasa 3a.
Los movimientos relativos del émbolo percutor
con respecto a la bobina móvil 23 provocan procesos de inducción
que cambian en el transcurso del tiempo y cuyo desarrollo temporal
está representado en la figura 7b.
Según la invención, estos procesos de inducción
pueden aprovecharse para obtener información sobre la duración de
servicio actual del martillo hidráulico 3 y su estado de uso.
La invención también puede estar configurada de
tal forma que los movimientos provocados por las carreras del
émbolo percutor sean registrados mediante un transmisor de valores
de medición de vibraciones y convertidos en señales
correspondientes.
En la forma de realización según las figuras 8a,
b, el transmisor de valores de medición de vibraciones 24 presenta
como componentes esenciales un elemento vibratorio 24a sujeto de
forma elástica, capaz de realizar, a modo de una masa sísmica,
movimientos de péndulo entre dos bobinas móviles 24b y 24c; éstos
conducen a procesos de inducción, cuyo desarrollo temporal puede
verse en la figura 8b. Los movimientos de péndulo del elemento
vibratorio 24a con respecto a las bobinas móviles 24b y 24c son
provocados por las sacudidas producidas a causa de las carreras del
émbolo percutor.
En el ejemplo de realización representado, el
transmisor de valores de medición de vibraciones 24 va fijado como
unidad a la consola de conexión 5 por encima de la cámara hidráulica
3. Evidentemente, en el marco de la invención puede aplicarse
también otro tipo de disposición; en particular, el transmisor de
valores de medición de vibraciones 24 puede estar montado dentro
del elemento portador 6, directamente en la carcasa 3a del martillo
hidráulico, o bien, en el elemento portador 6 mismo.
Las representaciones según las figura 9a, b se
refieren a una configuración según la invención según la cual la
solicitación de un componente del martillo hidráulico - que cambia
periódicamente con los golpes realizados por el émbolo percutor -
se registra mediante un transmisor de valores de medición de tensión
y se convierte en señales.
Para este fin, a la carcasa 3a del martillo
hidráulico 3 va fijada una tira de medición de alargamiento 25. En
función de la solicitación de la carcasa 3a, ésta experimenta
periódicamente deformaciones elásticas, a partir de las cuales se
obtienen señales del tipo representado. Difiriendo de la forma de
realización representada, el transmisor de valores de medición de
tensión mencionado aquí puede componerse también de varias tiras de
medición de alargamiento conectadas.
En lugar de la al menos una tira de medición de
alargamiento puede emplearse también un transmisor de valores de
medición de fuerza, que como sensor tenga al menos un
piezoelemento.
Dicho transmisor de valores de medición de
fuerza puede estar dispuesto, por ejemplo, de tal forma que los
piezoelementos correspondientes queden fijados sin holgura por
encima de la carcasa 3a, entre ésta y la brida 6a para la fijación
del elemento portante 6.
Otra posibilidad de generar señales adecuadas
consiste en registrar el nivel sonoro que varía en función de las
carreras del émbolo percutor.
Este nivel sonoro presenta respectivamente un
breve valor de cresta, si el émbolo percutor impacta, junto con el
cincel 7, sobre el material que se ha de tratar.
En la forma de realización según las figuras
10a, b, el transmisor de valores de medición del nivel sonoro está
configurado como micrófono 26 dispuesto por debajo de la brida 6a,
entre el elemento portante 6 y la carcasa 3a del martillo
hidráulico.
Mediante una configuración apropiada del
micrófono 26 o la postconexión de un filtro puede garantizarse que
las señales en forma de impulsos que están indicadas en la figura
10b y cuyo número coincide con aquél de los golpes del émbolo, se
generen sólo durante el impacto sobre el material que se ha de
tratar.
En la forma de realización según las figuras
10a, b, para generar las señales que interesan aquí está previsto
un transmisor de valores de medición de aceleración 27.
Éste se apoya en la consola de conexión 5, por
encima de la brida 6a; pero en el marco de la invención, puede
estar fijado también a otro lugar adecuado - especialmente a la
brida 6a, al elemento portante 6 mismo o a la carcasa 3a del
martillo hidráulico. Mediante el transmisor de valores de medición
de aceleración 27, los movimientos provocados por las carreras del
émbolo percutor, pueden convertirse en señales con un desarrollo
recurrente periódicamente.
En la forma de realización según la figura 12,
las señales para determinar la duración de servicio y la información
adicional deducida de ello - como se explica con la ayuda de las
figuras 11a, b - se obtienen mediante el transmisor de valores de
medición de aceleración 27.
Adicionalmente, a la unidad constituida por el
martillo hidráulico 3 y el elemento portante 6 está asignado un
generador que genera la energía eléctrica necesaria para
proporcionar las señales y otras informaciones. Dicho generador
corresponde, en cuanto a su estructura, al transmisor de valores de
medición de vibraciones 24 que ya se ha descrito en contexto con la
figura 8a.
Los movimientos producidos a causa de las
sacudidas se convierten, mediante el generador 28, en energía
eléctrica que es absorbida por un dispositivo para almacenar
energía eléctrica 29 - como componente del elemento de contaje y
almacenamiento ZS.
Las señales generadas por el transmisor de
valores de medición de aceleración 27 se suman en la unidad ZS y se
almacenan como número total de señales.
A la unidad ZS está postconectada una indicación
A que, además de señalar el número total actual de señales, puede
dar, dado el caso, información adicional acerca del estado de uso
del martillo hidráulico.
Esta información adicional consiste en que, en
función del número total actual de señales, se generan sucesivamente
varias indicaciones de preaviso A1 y A2 y al alcanzar un número
total predefinido de señales aparece una indicación de
mantenimiento A3 que indica el final de un intervalo de
mantenimiento definido.
Asimismo, al elemento de contaje y
almacenamiento ZS está postconectada una unidad de emisión/recepción
30 que permite transmitir de forma inalámbrica la información
correspondiente a una unidad de emisión/recepción 31 que, a su vez,
está acoplada a un dispositivo de evaluación AW (en especial, un
ordenador).
Este último no sólo permite la evaluación de la
información almacenada, sino que además sirve para influir en la
información almacenada mediante la reposición a un valor de
reposición deseado. Esta reposición se consigue de tal forma que
los comandos provenientes del dispositivo de evaluación AW se
transmiten, también de forma inalámbrica, a la unidad ZS, por la
acción conjunta de las unidades 31 y 30.
Difiriendo de la forma de realización descrita
anteriormente, la energía eléctrica para proporcionar las señales y
la información deducida de las mismas puede generarse - según la
figura 13 - mediante un motor hidráulico auxiliar 32 que está
comunicado por el lado de entrada con el conducto de presión 12 y,
por el lado de salida, con el conducto de retorno 14 (véase la
figura 3a).
El motor hidráulico auxiliar 32 acciona un
generador 33 al que está postconectado un acumulador eléctrico
34.
La disposición en cuestión permite, pues,
generar la energía eléctrica mediante el fluido que acciona también
el émbolo percutor.
El acumulador eléctrico 34 puede estar acoplado
como elemento autónomo, por ejemplo, con la unidad ZS, o bien estar
integrado como parte 29 en ésta - como está representado en la
figura 12.
Claims (29)
1. Procedimiento para determinar la duración de
servicio y el estado de uso de un grupo de percusión hidráulico,
especialmente de un martillo hidráulico (3), con un émbolo percutor
(8) que - estando guiado en una carcasa (3a) e impactando sobre una
herramienta - realiza, bajo la influencia de un control (9),
alternativamente una carrera de trabajo en el sentido de percusión
(8e) y una carrera de retorno, siendo generadas, durante los
segmentos de funcionamiento sucesivos del grupo de percusión,
señales, cuyo número es proporcional a las carreras realizadas por
el émbolo percutor en un sentido de movimiento, caracterizado
porque el número de las señales se suma continuamente y se almacena
como número total, y porque el número total actual de las señales
se señala al menos temporalmente en forma de una indicación que
indica el estado de uso.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las señales son generadas en función de
al menos uno de los procesos físicos - presión, recorrido, nivel
sonoro, temperatura, caudal y vibración.
3. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
registran las fluctuaciones de presión o procesos de circulación
que se producen en uno de los conductos de alimentación para el
grupo de percusión (3) - el conducto de presión (12) para el fluido
que entra en el grupo de percusión (3) y el conducto de retorno
(14) para la reconducción del fluido saliente.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque las fluctuaciones de presión que se
producen periódicamente se convierten en señales mediante un
controlador manométrico (19).
5. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque los cambios de caudal que se producen
periódicamente se convierten en señales mediante un transmisor de
valores de medición de caudal.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque las señales son
generadas mediante un transmisor de valores de medición acústica
(26), que registra los cambios del nivel sonoro producidos en
función de los golpes ejercidos por el émbolo percutor (8).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque los procesos de
vibración provocados por los movimientos del émbolo percutor se
registran mediante un transmisor de valores de medición de
vibraciones (24).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el
desplazamiento de un componente (8) del grupo de percusión (3), que
se mueve en un sentido de movimiento debido a las carreras del
émbolo percutor, se registra mediante un transmisor de valores de
medición de recorrido (23).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la solicitación
de un componente (3a) del grupo de percusión (3) - que cambia
periódicamente con los golpes ejercidos por el émbolo percutor (8)
- se registra mediante un transmisor de valores de medición de
fuerza o de tensión (25).
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la temperatura
de un colchón de gas (18), que cambia periódicamente con las
carreras del émbolo percutor, se registra mediante un transmisor de
valores de medición de temperatura (22).
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2 y 4, caracterizado porque una presión
del colchón de gas, que cambia periódicamente con las carreras del
émbolo percutor, se convierte en señales mediante un controlador
manométrico (21).
12. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque tras
alcanzar un número total predefinido de señales se genera al menos
una indicación de mantenimiento (A3) que al menos señala que el
grupo de percusión (3) requiere mantenimiento.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque, en función del número total actual de
señales, se generan sucesivamente varias indicaciones de preaviso
(A1, A2) que señalan que se han alcanzado segmentos parciales del
intervalo de mantenimiento definido por un límite superior
predefinido del número total de señales.
14. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el número
total actual de las señales almacenadas se transmite de forma
inalámbrica a un dispositivo de evaluación (AW).
15. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el número
total actual de las señales almacenadas es influenciado de forma
inalámbrica mediante la activación de una reposición (AW).
16. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la energía
eléctrica para proporcionar (obtener, sumar y almacenar) las
señales se genera mediante el fluido que acciona también el émbolo
percutor (8).
17. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la energía
eléctrica para proporcionar las señales se genera mediante un
generador (28) que entra en acción a causa de los procesos de
movimiento provocados por las carreras del émbolo percutor, y al que
está postconectado un acumulador eléctrico (29).
18. Grupo de percusión hidráulico, especialmente
un martillo hidráulico (3), con un émbolo percutor (8) que -
estando guiado en una carcasa (3a) e impactando sobre una
herramienta - realiza, bajo la influencia de un control (9),
alternativamente una carrera de trabajo en el sentido de percusión
(8e) y una carrera de retorno, con un sensor (S) que durante los
segmentos de funcionamiento sucesivos genera señales, cuyo número es
proporcional a las carreras realizadas por el émbolo percutor (8)
en un sentido de movimiento, estando caracterizado el grupo
de percusión hidráulico por las siguientes características: un
elemento de contaje para la totalización continua de las señales
generadas; un elemento de memoria para almacenar el número total
actual de las señales sumadas en total (ZS) y un elemento de
indicación (A) con el que el número total actual de señales se
señala al menos temporalmente, para determinar la duración de
servicio y el estado de uso del grupo de percusión hidráulico y
para realizar el procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones precedentes.
19. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18, caracterizado porque el sensor (S) está
configurado de tal forma que convierta en señales los procesos
físicos producidos a causa de los movimientos del émbolo
percutor.
20. Grupo de percusión hidráulico según una de
las reivindicaciones 18 ó 19, caracterizado porque el
conducto de presión (12), a través del cual el grupo de percusión
(3) está conectado a una fuente (11) de un medio de presión, tiene
un controlador manométrico (19) para registrar las condiciones de
presión que reinan en el conducto de presión.
21. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque el conductor de
inversión (13) para la corredera de control (9a) del control (9)
tiene un controlador manométrico (20).
22. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque existe un
controlador manométrico (21) para registrar la presión en un
colchón de gas (18), en el que se apoya el émbolo percutor (8) por
el lado opuesto a su punta (8d).
23. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque existe un
transmisor de valores de medición de temperatura (22) para
registrar la temperatura en un colchón de gas (18), en el que se
apoya el émbolo percutor (8) por el lado opuesto a su punta
(8d).
24. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado por un transmisor de
valores de medición de recorrido (23) que trabaja de forma
inductiva registrando los movimientos del émbolo percutor (8) con
respecto al transmisor de valores de medición de recorrido (23).
25. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado por un transmisor de
valores de medición de vibraciones (24) que trabaja de forma
inductiva registrando los procesos de vibración provocados por las
carreras del émbolo percutor.
26. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque el grupo de
percusión (3) presenta al menos una tira de medición de
alargamiento (25) que registra la solicitación mecánica del grupo
de percusión que se produce a causa de las carreras del émbolo
percutor.
27. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado por un transmisor de
valores de medición acústica (26) que registra el ruido producido
por las carreras del émbolo percutor.
28. Grupo de percusión hidráulico según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado por un sensor de
aceleración (27) que registra los movimientos producidos por las
carreras del émbolo percutor.
29. Grupo de percusión hidráulico según al menos
una de las reivindicaciones 18 a 28, caracterizado porque
para generar la energía eléctrica para proporcionar las señales
existe un generador de energía eléctrica (28) que funciona según el
principio de bobinas móviles y al que está postconectado un
acumulador eléctrico (29), estando configurado de tal forma que
entre en acción automáticamente debido a los movimientos provocados
por las carreras del émbolo percutor.
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