ES2951285T3 - Un dispositivo de conexión para asegurar dos vigas entre sí, un método para usar el dispositivo de conexión y torre que incluye el dispositivo de conexión - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un dispositivo de unión (1) para sujetar dos vigas entre sí por sus extremos. El dispositivo de conexión comprende un pasador (2), un eje (4) y al menos un elemento de empalme (6) provisto de un primer orificio pasante (8) para recibir el eje (4) y un segundo orificio pasante (10).) espaciados del primer orificio pasante (8) para recibir el pasador (2). Hay un espacio entre el pasador (2) y el elemento de empalme (6) cuando el pasador se inserta en el segundo orificio pasante (10). El eje (4) puede girar con respecto al elemento de empalme (6) alrededor de un eje de rotación (A) cuando el eje se inserta en el primer orificio pasante (8). El dispositivo de conexión comprende un anillo excéntrico (16) dispuesto en el primer orificio pasante (8) de modo que el anillo excéntrico (16) puede girar con respecto al primer orificio pasante (8). El anillo excéntrico (16) tiene una abertura (18) para recibir el eje (4), y el anillo excéntrico (16) puede girar al girar el eje (4) cuando el eje se inserta en la abertura. El centro del anillo excéntrico está desplazado del eje de rotación (A) del eje de modo que el elemento de empalme (6) se mueve con respecto al pasador (2) al girar el eje (4) y de ese modo se cierra el espacio. en un lado del pasador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
d e s c r ip c ió n
Un dispositivo de conexión para asegurar dos vigas entre sí, un método para usar el dispositivo de conexión y torre que incluye el dispositivo de conexión
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de conexión para asegurar dos vigas entre sí y a un método para asegurar dos vigas entre sí mediante el dispositivo de conexión. La presente invención también se refiere a una torre que comprende una pluralidad de segmentos de torre unidos entre sí por medio de una pluralidad de dispositivos de conexión. La torre es, por ejemplo, una torre de una grúa de torre o una torre de turbina eólica.
Antecedentes
En muchas aplicaciones existe la necesidad de asegurar dos vigas entre sí de una manera rápida y segura.
El documento EP3434639A1 describe una grúa de torre para elevar componentes a una turbina eólica para realizar el mantenimiento en la turbina eólica. La grúa de torre comprende una pluralidad de segmentos de torre que juntos forman una torre alargada con una altura ajustable. La torre está construida cerca de la turbina eólica en el sitio. Los segmentos de torre se fijan mecánicamente entre sí durante la construcción de la torre utilizando medios de unión (por ejemplo, pernos), que hacen que el conjunto de levantamiento sea más estable. Los segmentos de torre se montan antes de que el mantenimiento pueda tener lugar y se desmontan cuando se termina el mantenimiento. El tiempo necesario para el montaje y el desmontaje de los segmentos de torre es una parte del tiempo de mantenimiento total. Por lo tanto, es extremadamente importante que la conexión entre los segmentos de torre pueda realizarse rápidamente. Además, es importante que la conexión entre los dos segmentos de torre pueda soportar una carga alta y sea resistente al par de torsión, ya que la torre queda expuesta a las fuerzas debido al viento.
El documento EP0530114 describe un dispositivo para asegurar dos miembros de sección hueca de extremo a extremo, por medio de una pieza de empalme interna de sección transversal correspondiente. La pieza de empalme está fijada a cada elemento por dos pasadores de conexión que son ortogonales entre sí y agujeros de paso en la pieza de empalme y otros agujeros hechos en los elementos. Cada pasador de conexión está provisto de medios para inmovilizarlo en traslación y en rotación. Este dispositivo se aplica en particular al conjunto de elementos de torre de una grúa de torre.
Un problema con el uso de pasadores de conexión para ajustarse en los agujeros de las vigas es que los pasadores deben ajustarse firmemente en los agujeros para evitar que quede holgura entre las vigas. Esto es particularmente importante si el dispositivo de conexión se usa para unir muchos segmentos de torre unos encima de otros para construir una torre alta, ya que una holgura entre los segmentos de torre provocará inestabilidad en la torre que puede conducir a que se balancee. Para evitar un juego, el agujero debe tener un diámetro cerca del diámetro del pasador. Esto hace difícil introducir los pines a través de los agujeros. Hoy en día, los pasadores son empujados hacia los agujeros usando cergollos o martillos. Esto consume mucho tiempo y puede ser peligroso para el personal que monta las torres, ya que a menudo necesita trabajar en altitudes elevadas cuando monta los segmentos de torre.
El documento EP 2-327-886 A1 describe una junta que tiene una placa diseñada en forma de un disco plano y que sobresale desde un área interior de un perfil hueco en un área interior de otro perfil hueco. Un perno excéntrico está dispuesto en una abertura del perfil hueco anterior. Se inserta una pieza de inserción en el perfil hueco anterior y se puede mover solo en una dirección de perfil. El perno excéntrico y la placa se extienden a través de una abertura en la pieza de inserción. Un agujero discurre a través de superficies de la carcasa opuesta de los últimos perfiles huecos, y un lado frontal del perno está diseñado como un cilindro circular plano.
Resumen
Un objeto de la presente invención es superar, al menos de manera parcial, los problemas anteriores y proporcionar una conexión mejorada entre las dos vigas.
Este objeto se consigue mediante un dispositivo de conexión como se define en la reivindicación 1.
El dispositivo de conexión comprende un pasador, un eje y al menos un elemento de empalme provisto de un primer orificio pasante para recibir el eje, y un segundo orificio pasante separado del primer orificio pasante para recibir el pasador. El elemento de empalme puede fijarse a cada una de las vigas por el pasador y el eje que pasan a través del primer y del segundo orificio pasante respectivamente y de los orificios correspondientes en las vigas. Hay una separación entre el pasador y el elemento de empalme cuando el pasador se inserta en el segundo orificio pasante. El eje es giratorio con respecto al elemento de empalme alrededor de un eje de rotación cuando el eje se inserta en el primer orificio pasante. El dispositivo de conexión comprende un anillo excéntrico dispuesto en el primer orificio pasante de modo que el anillo excéntrico es giratorio con respecto al primer orificio pasante. El anillo excéntrico tiene una abertura para recibir el eje y la abertura en el anillo excéntrico está diseñada de modo que el anillo excéntrico gira
con respecto al eje cuando el eje se inserta en la abertura, y el centro del anillo excéntrico está desplazado del eje de rotación del eje de modo que el elemento de empalme se mueve con respecto al pasador al girar el eje y así cierra la separación en un lado del pasador.
Debido a la separación entre el pasador y el elemento de empalme, cuando el pasador se inserta en el segundo orificio pasante, es fácil insertar el pasador en el segundo orificio pasante en el sitio. Por consiguiente, no es necesario usar ninguna herramienta, tal como un cergollo o un martillo, para insertar el pasador en el segundo orificio pasante. El eje y el anillo excéntrico hacen posible cerrar la separación entre el pasador y el elemento de empalme en un lado del pasador, y así evitar la holgura entre vigas. El eje y el anillo excéntrico están montados preferiblemente en una de las vigas de antemano, por ejemplo, en la fábrica, y por lo tanto las vigas se conectan entre sí en el sitio por el pasador. El dispositivo de conexión según la invención hace que sea rápido y fácil de conectar dos vigas entre sí en el sitio. Típicamente, se toma aproximadamente 30 segundos para conectar dos vigas entre sí al entrar en el pasador a través de los orificios en la viga y el elemento de empalme y girar el eje hasta que la separación se cierra en un lado del pasador y el elemento de empalme se presiona contra el pasador.
Preferentemente, el eje de rotación del eje coincide con el eje longitudinal del eje.
Según un aspecto de la invención, el centro de la abertura del anillo excéntrico se desplaza con respecto al centro de la periferia del anillo excéntrico. Por lo tanto, aquí será un desplazamiento entre el eje de rotación del eje y el centro del anillo excéntrico.
Según un aspecto de la invención, el grosor del anillo excéntrico varía en una dirección radial a lo largo de la periferia del anillo excéntrico. Debido al desplazamiento entre el eje de rotación del eje y el centro del anillo excéntrico, el grosor del anillo excéntrico en una dirección radial varía a lo largo de la periferia del anillo excéntrico.
Según un aspecto de la invención, el anillo excéntrico comprende una primera parte y una segunda parte, y el grosor en una dirección radial de la primera parte es mayor que el grosor de la segunda parte.
Según un aspecto de la invención, el desplazamiento entre el eje de rotación del eje y el centro del anillo excéntrico es al menos la mitad del tamaño de la separación entre el pasador y el elemento de empalme. Debido a la excentricidad del anillo, el elemento de empalme puede moverse dos veces la longitud del desplazamiento entre el eje de rotación del eje y el centro del anillo excéntrico durante la rotación del eje. Por lo tanto, el desplazamiento debería ser al menos la mitad del tamaño de la separación para cerrar completamente la separación.
Según un aspecto de la invención, el desplazamiento entre el eje de rotación del eje y el centro del anillo excéntrico es mayor que la mitad del tamaño de la separación entre el pasador y el elemento de empalme. Al tener un desplazamiento mayor que la mitad del tamaño de la separación entre el pasador y el elemento de empalme, es posible lograr una tensión previa en el pasador. Una tensión previa en el pasador asegura que no haya juego entre el pasador y el elemento de empalme si hay una presión desigual o tracción en un lado del pasador. De manera adecuada, el desplazamiento entre el eje de rotación del eje y el centro del anillo excéntrico es del 10-20 % mayor que la mitad del tamaño de la separación para proporcionar una tensión previa satisfactoria.
Según un aspecto de la invención, la separación entre el pasador y el elemento de empalme está entre 0,5 y 3 mm, y preferiblemente entre 0,5 y 2 mm. Este tamaño de la separación hace que sea fácil entrar en el pasador a través del segundo orificio pasante sin la necesidad de una herramienta, tal como un cergollo o un martillo.
Según un aspecto de la invención, el desplazamiento entre el eje de rotación y el centro del anillo excéntrico está entre 0,3 y 5 mm.
Según un aspecto de la invención, la periferia del anillo excéntrico es circular, y el primer agujero pasante es circular. Esto permite que el anillo excéntrico gire con respecto al primer orificio pasante cuando se gira el eje.
Según un aspecto de la invención, los orificios pasantes primero y segundo están dispuestos separados con sus ejes centrales en paralelo y el elemento de empalme se mueve a lo largo de un eje perpendicular a los ejes centrales del primer y segundo orificios pasantes y que se extiende entre el primer y el segundo orificios pasantes.
Según un aspecto de la invención, el elemento de empalme tiene forma de placa. Esto es ventajoso, ya que hace posible hacer el elemento de empalme en acero de alta resistencia.
Según un aspecto de la invención, el elemento de empalme está hecho de acero de alta resistencia. Es ventajoso poder tener acero de alta resistencia en el elemento de empalme, ya que necesita poder soportar una carga alta y ser resistente al par de torsión. Con acero de alta resistencia se entiende aceros que tienen niveles de resistencia de rendimiento de 550 megapascales (MPa) o superiores.
En un aspecto, el elemento de empalme es alargado.
Según un aspecto de la invención, el elemento de empalme tiene una parte superior provista del segundo orificio pasante y una parte inferior provista del primer orificio pasante, y el dispositivo de conexión comprende una parte de soporte que tiene un espacio para recibir y soportar la parte inferior del elemento de empalme. La parte de soporte está dispuesta para unirse a una de las vigas. La parte de soporte facilita el montaje del elemento de empalme en una de las vigas.
Según un aspecto de la invención, la parte de soporte está dispuesta de modo que se permite que el eje se extienda a través de la parte de soporte desde un extremo hasta el extremo opuesto de la parte de soporte y se extienda a través del primer orificio pasante cuando la parte inferior del elemento de empalme se inserta en el espacio.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el dispositivo de conexión comprende un segundo elemento de empalme provisto de un primer orificio pasante para recibir el eje, y un segundo orificio pasante separado del primer orificio pasante para recibir el pasador, y hay una separación entre el pasador y el segundo elemento de empalme cuando el pasador se inserta en el segundo orificio pasante, el eje es giratorio con respecto al primer y segundo elementos de empalme cuando el eje se inserta en los primeros orificios pasantes de los elementos de empalme, el dispositivo de conexión comprende un segundo anillo excéntrico dispuesto en el primer orificio pasante del elemento de empalme, el dispositivo de conexión comprende un segundo anillo excéntrico dispuesto en el primer orificio pasante del elemento de empalme, el dispositivo de conexión comprende un segundo anillo excéntrico dispuesto en el primer orificio pasante del elemento de empalme, el dispositivo de conexión comprende un segundo anillo excéntrico dispuesto en el primer orificio pasante del elemento de empalme, el dispositivo de conexión comprende un segundo anillo excéntrico dispuesto en el primer agujero pasante del segundo elemento de empalme. Tener más de un elemento de empalme provisto de anillos excéntricos hace que el dispositivo de conexión pueda soportar cargas más altas y ser más resistente al par de torsión.
El objetivo también se logra mediante una grúa de torre que comprende una pluralidad de segmentos de torre que juntos forman una torre alargada, en donde los segmentos de torre están unidos entre sí por medio de una pluralidad de dispositivos de conexión de acuerdo con la invención.
El objetivo se logra además mediante un método para asegurar una primera y una segunda viga entre sí mediante el uso del dispositivo de conexión de acuerdo con la invención.
El método comprende
- insertar el eje a través de la abertura del anillo excéntrico dispuesto en el primer orificio pasante del al menos un elemento de empalme y a través de uno o más agujeros en la primera viga,
- insertar el pasador a través del segundo orificio pasante del al menos un elemento de empalme y uno o más agujeros en la segunda viga y
- girar el eje alrededor de su eje longitudinal hasta que el elemento de empalme se presiona contra el pasador y la separación entre el pasador y el elemento de empalme se cierra en un lado del pasador.
El dispositivo de conexión es, por ejemplo, adecuado para unir una pluralidad de segmentos de torre entre sí para formar una torre alargada, como una grúa de torre o una torre de viento. Los segmentos de torre están unidos entre sí por medio de una pluralidad de dispositivos de conexión.
El dispositivo de conexión según la invención puede usarse ventajosamente para conectar dos segmentos de torre de una grúa de torre. Sin embargo, el dispositivo de conexión también se puede usar para conectar otros componentes que incluyen vigas, tales como segmentos de torre de una torre de turbina eólica.
Breve descripción de Ios dibujos
A continuación se explicará más detalladamente la invención mediante la descripción de diferentes realizaciones de la misma haciendo referencia a las figuras adjuntas.
La figura 1 muestra un dispositivo de conexión según la invención en una vista despiezada.
La figura 2a muestra un ejemplo de un anillo excéntrico en una vista en perspectiva.
La figura 2b muestra el anillo excéntrico desde arriba.
La figura 3a muestra el dispositivo de conexión con el anillo excéntrico en una primera posición.
La figura 3b muestra el dispositivo de conexión con el anillo excéntrico en una segunda posición.
La figura 4 ilustra la conexión de dos vigas por medio del dispositivo de conexión.
La figura 5 ilustra la conexión de dos vigas por medio de un dispositivo de conexión que incluye una parte de soporte.
Las figuras 6-9 ilustran el uso del dispositivo de conexión para conectar dos vigas.
Las figuras 10a-b muestran otro ejemplo de un dispositivo de conexión que incluye dos elementos de empalme.
La figura 11 muestra dos segmentos de torre unidos entre sí por medio del dispositivo de conexión.
La figura 12 muestra un ejemplo de una torre para una grúa de torre que tiene varios segmentos de torre unidos entre sí por medio del dispositivo de conexión.
Descripción detallada
Los aspectos de la presente descripción se describirán más completamente de aquí en adelante con referencia a las figuras adjuntas. Sin embargo, el dispositivo de conexión puede realizarse en muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitado a los aspectos expuestos en la presente memoria. Los números similares en las figuras se refieren a elementos similares en toda la descripción.
La terminología usada en la presente descripción tiene únicamente el fin de describir aspectos particulares de la descripción y no se pretende que limite la invención. Como se usan en la presente memoria, las formas singulares “ un” , “ una” y “el/la” pretenden incluir asimismo las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
La figura 1 muestra un ejemplo de dispositivo 1 de conexión en una vista despiezada. El dispositivo 1 de conexión comprende un pasador 2, un eje 4 y un elemento 6 de empalme. El elemento 6 de empalme está provisto de un primer orificio pasante 8 para recibir el eje 4, y un segundo orificio pasante 10 separado del primer orificio pasante 8 y adaptado para recibir el pasador 2. El elemento 6 de empalme tiene una parte superior 6a provista del segundo orificio pasante 10 una parte inferior 6b provista del primer orificio pasante 8. En el ejemplo ilustrado, el elemento 6 de empalme es alargado y el primer y segundo orificios pasantes 8, 10 están dispuestos separados a lo largo del eje longitudinal del elemento de empalme. El elemento 6 de empalme puede estar hecho de metal, o de una aleación metálica. Preferiblemente, el elemento 6 de empalme está hecho de acero, y preferiblemente el elemento 6 de empalme está hecho de acero de alta resistencia. Sin embargo, el elemento de empalme puede estar hecho de otros materiales, tales como materiales cerámicos. Es ventajoso poder tener acero de alta resistencia en el elemento 6 de empalme, ya que necesita poder soportar una carga elevada y ser resistente al par de torsión. En el ejemplo ilustrado, el elemento de empalme tiene forma de placa. Esto es ventajoso, ya que hace posible hacer el elemento de empalme en acero de alta resistencia. Sin embargo, el elemento de empalme también puede tener otras formas, tales como un cuboide.
En el ejemplo ilustrado, el pasador 2 es alargado y tiene una sección transversal circular. En el ejemplo ilustrado, la forma del segundo orificio pasante 10 es circular. Sin embargo, el segundo orificio pasante 10 puede tener otras formas, tales como cuadrada o elíptica. El segundo orificio pasante 10 y el pasador 2 están diseñados de modo que hay una separación 14 entre el pasador 2 y el elemento 6 de empalme cuando el pasador 2 se inserta en el segundo orificio pasante 10, como se muestra en la figura 3a. Por ejemplo, esto se logra si el diámetro del segundo orificio pasante 10 es mayor que el diámetro del pasador 2. Por lo tanto, el tamaño de la separación 14 en una dirección radial es igual a la diferencia entre el radio del segundo orificio pasante 10 y el radio del pasador 2. En el ejemplo ilustrado, el pasador 2 comprende un mango 12 asegurado a un extremo del pasador. Por ejemplo, el pasador está hecho de metal o de una aleación metálica. Preferiblemente, el pasador 2 está hecho de acero. El mango 12 facilita la inserción y retirada del pasador 2.
El dispositivo 1 de conexión comprende un anillo excéntrico 16 diseñado para encajar en el primer orificio pasante 8. El anillo excéntrico 16 está dispuesto giratorio con respecto al primer orificio pasante 8. En un aspecto, la periferia 17 del anillo excéntrico 16 es circular, y el primer orificio pasante 8 es circular. Esto permite que el anillo excéntrico 16 gire con respecto al primer orificio pasante 8. El anillo excéntrico 16 tiene una abertura 18 adaptada para recibir el eje 4. El eje 4 es giratorio con respecto al elemento 6 de empalme alrededor de un eje A de rotación cuando el eje 4 se inserta en la abertura 18 del anillo excéntrico 16. En el ejemplo ilustrado, el eje 4 comprende una manivela 13 asegurada a un extremo del eje. La manivela facilita la rotación del eje 4. Sin embargo, el eje también puede girarse mediante una herramienta separada. Opcionalmente, el dispositivo 1 de conexión puede comprender un mecanismo de bloqueo para bloquear el eje 4 en su posición después de la rotación.
El eje 4 es alargado y el eje de rotación está preferiblemente alineado con el eje longitudinal del eje. La abertura 18 tiene una forma correspondiente a la forma de sección transversal del eje 4 para permitir que el eje se introduzca a través de la abertura 18 y de modo que el eje 4 se ajuste en la abertura 18. La abertura 18 en el anillo excéntrico 16 está diseñada de modo que se impide que el anillo excéntrico gire con respecto al eje 4 tras la rotación del eje cuando el eje se inserta en la abertura. El anillo excéntrico 16 y el eje 4 están diseñados para que el anillo excéntrico 16 gire con respecto al elemento de empalme cuando se gira el eje 4. Por ejemplo, la forma de la abertura en el anillo
excéntrico no es rotacionalmente simétrica para evitar que el anillo excéntrico gire con respecto al eje 4 cuando el eje se inserta en la abertura 18. Por ejemplo, la abertura 18 en el anillo excéntrico 16 y el eje están diseñadas de manera que el eje se acopla al anillo excéntrico cuando el eje se inserta en la abertura 18 en el anillo excéntrico y el eje está girando. Por lo tanto, se impide que el anillo excéntrico 16 gire con respecto al eje 4 tras la rotación del eje.
Por ejemplo, el eje y el anillo excéntrico están hechos de metal o de una aleación metálica. Preferiblemente, el eje y el anillo excéntrico están hechos de acero.
En el ejemplo ilustrado, el eje 4 es sustancialmente cilíndrico, y el eje 4 tiene uno o más chaflanes 20 dispuestos a lo largo de la longitud del eje, y la abertura 18 del anillo excéntrico 16 es sustancialmente circular y está provista de superficies planas 21 correspondientes a los chaflanes 20 del eje 4 de manera que el eje 4 está firmemente ajustado en la abertura 18. En el ejemplo ilustrado, el eje tiene dos chaflanes 20 dispuestos en lados opuestos del eje 4, y en consecuencia el anillo excéntrico 16 tiene dos superficies planas 21 correspondientes. Los chaflanes evitan que el anillo excéntrico gire con respecto al eje cuando el eje se inserta en la abertura. Una ventaja de esta forma del eje es que es fácil de fabricar el eje, así como la abertura en el anillo excéntrico.
La figura 2a muestra un ejemplo de anillo excéntrico 16 en una vista en perspectiva. La figura 2b muestra el anillo excéntrico 16 desde arriba. El anillo excéntrico 16 está dispuesto de modo que el centro C1 de la periferia 17 del anillo excéntrico 16 se desplaza desde el centro C2 de la abertura 18 en el anillo excéntrico 16, como se muestra en la figura 2a. Debido al hecho de que el eje 4 y la abertura 18 tienen formas correspondientes, el eje de rotación del eje 4 pasa a través del centro C2 de la abertura cuando el eje se inserta en la abertura 18. Por lo tanto, aquí se producirá un desplazamiento entre el eje de rotación del eje 4 y el centro C1 del anillo excéntrico. El tamaño del desplazamiento entre el eje de rotación del eje 4 y el centro C1 del anillo excéntrico es igual a la distancia O entre el centro C2 de la abertura y el centro C1 de la periferia 17 del anillo excéntrico 16. R1 es el radio del anillo excéntrico 16 y R2 es el radio de la abertura 18 en el anillo excéntrico.
Debido al hecho de que el centro C1 de la periferia del anillo excéntrico 16 se desplaza desde el centro C2 de la abertura 18 en el anillo excéntrico 16, el grosor del anillo excéntrico 16 varía en una dirección radial a lo largo de la periferia del anillo excéntrico, como se ve en la figura 2b. El anillo excéntrico 16 comprende una primera porción 23 y una segunda porción 24, y el grosor en una dirección radial de la primera porción 23 es mayor que el grosor de la segunda porción 24. Las partes primera y segunda 23, 24 están dispuestas en lados opuestos del anillo excéntrico 16 con respecto al centro C2 de la abertura 18 en el anillo excéntrico 16.
Las figuras 3a-b muestran el elemento 6 de empalme con el pasador 2 insertado en el segundo orificio pasante 10, el anillo excéntrico 16 insertado en el primer orificio pasante 8 y el eje 4 insertado en la abertura 18 del anillo excéntrico. En el ejemplo ilustrado, el diámetro del segundo orificio pasante 10 es mayor que el diámetro del pasador 2. Una vista en la figura 3a, hay una separación 14 entre el pasador 2 y el elemento 6 de empalme cuando el pasador 2 se ha insertado en el segundo orificio pasante 10. La posición del pasador 2 se fija con respecto a las vigas ya que el pasador 2 también pasa a través de los orificios correspondientes en las vigas. Debido a la separación 14, es fácil insertar el pasador en el segundo orificio pasante en el sitio. Por consiguiente, no es necesario usar ninguna herramienta, tal como un cergollo o un martillo, para insertar el pasador en el segundo orificio pasante. De manera adecuada, la separación 14 entre el pasador 2 y el elemento 6 de empalme está entre 0,5 y 3 mm, y preferiblemente entre 0,5 y 2 mm.
La figura 3a muestra el dispositivo 1 de conexión con el anillo excéntrico 16 en una primera posición donde la primera parte 23 del anillo excéntrico apunta hacia el pasador 2. La figura 3b muestra el dispositivo 1 de conexión con el anillo excéntrico 16 en una segunda posición, girado 180° con respecto a la primera posición, de modo que la segunda parte 24 del anillo excéntrico apunta hacia el pasador 2. El anillo excéntrico 16 gira con respecto al primer orificio pasante 8 tras la rotación del eje 4. En la figura 3a, el anillo excéntrico está en una posición en la que la primera parte 23 del anillo excéntrico está más cerca del pasador 2 que la segunda parte 24. Al rotar el eje 4 aproximadamente 180°, el anillo excéntrico 16 también gira aproximadamente 180° de modo que la segunda parte 24 del anillo excéntrico esté más cerca del pasador 2 que la primera parte 23, como se muestra en la figura 3b. Debido al hecho de que el centro C1 del anillo excéntrico está desplazado del eje de rotación del eje 4, el elemento 6 de empalme se mueve con respecto al pasador 2 tras la rotación del eje 4 y por eso la separación 14 por encima del pasador 2 está cerrado, como se muestra en la figura 3b. El elemento 6 de empalme se presiona contra la parte superior del pasador 2. Por lo tanto, el pasador 2 no puede moverse con respecto al eje 4 y, en consecuencia, no hay holgura entre las vigas. En el ejemplo ilustrado, los orificios pasantes primero y segundo 8, 10 están dispuestos separados con sus ejes centrales en paralelo y el elemento 6 de empalme se mueve a lo largo de un eje perpendicular a los ejes centrales del primer y segundo orificios pasantes y que se extiende entre el primer y el segundo orificios pasantes.
Por ejemplo, el desplazamiento O entre el centro C1 del anillo excéntrico 16 y el centro C2 de la abertura 18 es al menos la mitad del tamaño de la separación 14 entre el pasador y el elemento de empalme. Debido a la excentricidad del anillo, el elemento 6 de empalme puede moverse dos veces la longitud del desplazamiento entre el eje de rotación del eje 4 y el centro C1 del anillo excéntrico durante la rotación del eje. Por lo tanto, el desplazamiento debería ser al menos la mitad del tamaño de la separación 14 para cerrar completamente la separación. Preferentemente, el desplazamiento O entre el centro C1 del anillo excéntrico 16 y el centro C2 de la abertura 18 es mayor que la mitad
del tamaño de la separación 14 entre el pasador y el elemento de empalme. Al tener un desplazamiento mayor que la mitad del tamaño de la separación entre el pasador y el elemento de empalme, es posible lograr una tensión previa en el pasador 2. Una tensión previa en el pasador asegura que no haya juego entre el pasador y el elemento de empalme si hay una presión desigual o tracción en un lado del pasador. De manera adecuada, el desplazamiento entre el eje de rotación del eje y el centro del anillo excéntrico es del 10-20 % mayor que la mitad del tamaño de la separación 14 para proporcionar una tensión previa satisfactoria. Por ejemplo, el desplazamiento O entre el centro C1 del anillo excéntrico 16 y el centro C2 de la abertura 18 está entre 0,3 y 5 mm.
La figura 4 ilustra la conexión de las vigas primera y segunda 28, 30 por medio del dispositivo 1 de conexión. En el ejemplo ilustrado, las vigas 28, 30 son huecas. Sin embargo, las vigas pueden tener otras formas, como un tenedor con dos púas. La primera viga 28 está provista de dos orificios 29a-b para recibir el eje 4. La segunda viga 30 está provista de dos orificios 31, de la misma manera que la primera viga 28, para recibir el pasador 2. El eje 4 y el anillo excéntrico 16 se montan preferiblemente en la primera viga 28 de antemano, por ejemplo, en la fábrica y, por lo tanto, las vigas 28, 30 están conectadas entre sí en el sitio por el pasador 2.
La figura 5 ilustra la conexión de las vigas primera y segunda 28, 30 por medio de un dispositivo 1 de conexión que incluye una parte de soporte 34. En una realización, el dispositivo 1 de conexión puede comprender una parte 34 de soporte que tiene un espacio 36 para recibir y soportar la parte inferior 6b del elemento 6 de empalme. La parte 34 de soporte está adaptada para unirse a la primera viga 28. La parte de soporte facilita el montaje del elemento 6 de empalme en la primera viga 28. En el ejemplo ilustrado, la primera viga 28 es hueca y tiene una abertura en su extremo superior para recibir la parte 34 de soporte, y la parte 34 de soporte está diseñada de modo que encaje en la viga hueca. La parte 34 de soporte facilita el montaje de la parte inferior 6b del elemento de empalme en el extremo superior de una viga hueca. La parte 34 de soporte está dispuesta de modo que el eje 4 pueda extenderse a través de la parte de soporte desde un extremo hasta el extremo opuesto de la parte de soporte, y extenderse a través del primer orificio pasante 8 cuando la parte inferior 6b del elemento de empalme se inserta en el espacio 36. Por ejemplo, la parte 34 de soporte comprende uno o dos agujeros para recibir el eje, y los agujeros están alineados con el primer orificio pasante 8 cuando el elemento 6 de empalme se recibe en la parte de soporte de modo que el eje 4 pasa a través del primer orificio pasante 8 cuando el eje 4 se inserta en el agujero.
Las figuras 6-9 ilustran el uso del dispositivo 1 de conexión para conectar una primera y una segunda viga 28, 30 entre sí de extremo a extremo. Ahora se describirá un método para asegurar la viga primera 28 y la viga segunda 30 entre sí usando el dispositivo 1 de conexión con referencia a las figuras 6-9. Si el dispositivo de conexión tiene una parte 34 de soporte, el método comprende insertar la parte de soporte en un extremo superior de la primera viga 28 y, a continuación, insertar la parte inferior 6b del elemento 6 de empalme en el espacio 36 en la parte de soporte. El método comprende además insertar el eje 4 a través de la abertura 18 del anillo excéntrico 16 en el primer orificio pasante 8 del elemento 6 de empalme, y a través de los orificios correspondientes 29a-b en la primera viga 28. Esto puede realizarse preferiblemente en la fábrica. En la siguiente etapa, un extremo inferior de la segunda viga 30 se mueve en contacto con el extremo superior de la primera viga 28, y la parte superior 6a que incluye el segundo orificio pasante 10 del elemento de empalme se inserta en la segunda viga 30. Luego, el pasador 2 se inserta a través del segundo orificio pasante 10 del elemento 6 de empalme y los orificios correspondientes 31 en la segunda viga 30, como se muestra en las figuras 7 y 3a. Debido a la diferencia de radio entre el segundo orificio pasante 10 y el pasador 2, hay una separación 14 entre el pasador 2 y el elemento 6 de empalme cuando el pasador 2 se inserta en el segundo orificio pasante 10, como se muestra en la figura 3a. En la última etapa, el eje 4 gira alrededor de su eje longitudinal hasta que el elemento 6 de empalme se presiona contra el pasador 2 y la separación 14 entre el pasador 2 y el elemento 6 de empalme se cierra en un lado de la segunda abertura 10, como se muestra en la figura 3b. En el ejemplo ilustrado en las figuras 8 y 9, el eje 4 gira aproximadamente 180°. En este ejemplo, el dispositivo de conexión está diseñado de modo que la separación 14 se cierra cuando el eje se ha girado 180°.
También es posible tensar previamente el pasador 2 hacia el elemento 6 de empalme durante la rotación del eje 4 para asegurar que no haya juego entre el pasador y el elemento de empalme incluso si hay una presión irregular o tirado en un lado del pasador. El dispositivo 1 de conexión hace que sea rápido y fácil de conectar dos vigas entre sí en el sitio. Típicamente, se toma aproximadamente 30 segundos para conectar dos vigas entre sí introduciendo el pasador 2 a través de los orificios 31 en la segunda viga 30 y el segundo orificio pasante 10 en el elemento 6 de empalme, y para rotar el eje 4 hasta que la separación 14 se cierra en un lado del pasador. Opcionalmente, el eje 4 puede bloquearse en su posición después de la rotación del eje. Sin embargo, esto no es necesario.
También es fácil desconectar el dispositivo de conexión y por el que separa las vigas entre sí. El dispositivo de conexión se desconecta llevando a cabo los siguientes pasos:
- girar el eje 4 alrededor de su eje longitudinal en la dirección opuesta, por ejemplo 180°, hasta que el al menos un elemento 6 de empalme se libera del pasador 2 y hay una separación 14 entre el pasador 2 y el elemento 6 de empalme alrededor del pasador, y
- retirar el pasador 2 del elemento 6 de empalme y la segunda viga (30).
Las figuras 10a-b muestran otro ejemplo de un dispositivo 1 de conexión que incluye dos elementos de empalme 6. El segundo elemento 6 de empalme está diseñado de la misma manera que el primer elemento 6 de empalme, como se muestra en la figura 1. Preferentemente, la forma del primer y segundo elementos de empalme 6 es idéntica. El segundo elemento 6 de empalme está provisto de un primer orificio pasante 8 para recibir el eje 4, y un segundo orificio pasante 10 separado del primer orificio pasante 8 para recibir el pasador 2. El primer y segundo elementos de empalme 6 están dispuestos en paralelo y con los primeros orificios pasantes 8 alineados para permitir que el eje 4 se extienda a través de ambos orificios pasantes 8, y con el segundo orificio pasante 10 alineado para permitir que el eje 4 se extienda a través de ambos orificios pasantes 10. Por lo tanto, habrá una separación entre el pasador 2 y el segundo elemento de empalme cuando el pasador 2 se inserta en el segundo orificio pasante 10 del segundo elemento 6 de empalme, de la misma manera que hay una separación entre el pasador 2 y el primer elemento de empalme, como se muestra en la figura 3a. El dispositivo 1 de conexión comprende un segundo anillo excéntrico 16 dispuesto en el primer orificio pasante 8 del segundo elemento 6 de empalme de modo que el segundo anillo excéntrico 16 puede girar con respecto al primer orificio pasante 8 del segundo elemento 6 de empalme. El segundo anillo excéntrico está diseñado de la misma manera que el primer anillo excéntrico 16, como se muestra en las figuras 2 a-b. Preferentemente, la forma del primer y segundo anillo excéntrico 16 es idéntica. El segundo anillo excéntrico 16 tiene una abertura 18 para recibir el eje 4, y la abertura en el segundo anillo excéntrico está diseñada para que el segundo anillo excéntrico 16 gire tras la rotación del eje 4 cuando el eje se inserta en la segunda abertura 18. La abertura 18 del segundo anillo excéntrico tiene la misma forma que la abertura 18 del primer anillo excéntrico. Por lo tanto, tanto el primer como el segundo elemento 6 de empalme se mueven con respecto al pasador 2 tras la rotación del eje 4, como se muestra en la figura 3b. Tener más de un elemento de empalme provisto de anillos excéntricos hace que el dispositivo de conexión pueda soportar cargas más altas y ser más resistente al par de torsión.
El dispositivo de conexión es, por ejemplo, adecuado para unir una pluralidad de segmentos de torre entre sí para formar una torre alargada, como una grúa de torre o una torre de viento. Los segmentos de torre están unidos entre sí por medio de una pluralidad de dispositivos de conexión 1.
La figura 11 muestra dos segmentos de torre 40, 41 unidos entre sí por medio de una pluralidad de dispositivos de conexión 1. Cada uno de los segmentos de torre 40, 41 comprende cuatro vigas conectadas a cuatro vigas correspondientes de un segmento de torre adyacente. Los segmentos de torre 40, 41 están conectados entre sí por medio de cuatro dispositivos de conexión 1.
La figura 12 muestra un ejemplo de una torre 45 que tiene una pluralidad de segmentos 40, 41 de torre unidos entre sí por medio de los dispositivos 1 de conexión.
La presente invención no se limita a las realizaciones expuestas, sino que puede variarse y modificarse dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, el dispositivo de conexión puede incluir tres o más elementos de empalme.
Números de referencia
1 dispositivo de conexión
2 pasador
4 eje
6 elemento de empalme
6a parte superior del elemento de empalme
6b parte inferior del elemento de empalme
8, primer orificio pasante
10, segundo orificio pasante
12 mango
13 manivela
14 separación
16 anillo excéntrico
17 periferia del anillo excéntrico
18 abertura del anillo excéntrico
20 chaflanes
21 superficies planas en el anillo excéntrico
23 primera parte del anillo excéntrico
24 segunda parte del anillo excéntrico
A eje de rotación
C1 centro de la periferia del anillo excéntrico
C2 centro de la abertura del el anillo excéntrico
28 primera viga
29a-b orificios en la primera viga
30 segunda viga
31 orificios de la segunda viga
34 parte de soporte
36 espacio de la parte de soporte
40, 41 segmentos de torre
45 torre
Claims (15)
1. Un dispositivo (1) de conexión para fijar dos vigas (28; 30) entre sí de extremo a extremo, en donde el dispositivo de conexión comprende un pasador (2), un eje (4) y al menos un elemento (6) de empalme provisto de un primer orificio pasante (8) para recibir el eje (4) y un segundo orificio pasante (10) separado del primer orificio pasante (8) para recibir el pasador (2), en donde
hay un una separación (14) entre el pasador (2) y el elemento (6) de empalme cuando el pasador (2) se inserta en el segundo orificio pasante (10), el eje (4) es giratorio con respecto al elemento (6) de empalme alrededor de un eje (A) de rotación cuando el eje se inserta en el primer orificio pasante (8), caracterizado por que el dispositivo de conexión comprende un anillo excéntrico (16) dispuesto en el primer orificio pasante (8) de modo que el anillo excéntrico (16) puede girar con respecto al primer orificio pasante (8), el anillo excéntrico (16) tiene una abertura (18) para recibir el eje (4), la abertura (18) en el anillo excéntrico está diseñada de manera que el anillo excéntrico (16) rota sobre la rotación del eje (4) cuando el eje se inserta en la abertura, y el centro (C1) del anillo excéntrico se desplaza (O) del eje (A) de rotación del eje de modo que el elemento (6) de empalme se mueve con respecto al pasador (2) al girar el eje (4) y al cerrar la separación (14) en un lado del pasador.
2. El dispositivo de conexión según la reivindicación 1, en el que el desplazamiento (O) entre el eje de rotación (A) y el centro (C1) del anillo excéntrico (16) es al menos la mitad del tamaño de la separación (14) entre el pasador (2) y el elemento (6) de empalme.
3. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la separación (14) entre el pasador (2) y el elemento (6) de empalme es de entre 0,5 y 3 mm, y preferiblemente entre 0,5 y 2 mm.
4. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el desplazamiento (O) entre el eje (A) de rotación y el centro (C1) del anillo excéntrico (16) es de entre 0,3 y 5 mm.
5. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la periferia (17del anillo excéntrico (16) es circular, y el primer orificio (8) pasante es circular.
6. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la abertura (18) en el anillo excéntrico (16) y el eje (4) está diseñada de modo que el eje (4) se acopla al anillo excéntrico (16) cuando el eje (4) se inserta en la abertura (18) en el anillo excéntrico y el eje (4) está girando.
7. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la forma de la abertura (18) en el anillo excéntrico (16) no es simétrica en la rotación, y el eje (4) tiene una forma que corresponde a la forma de la abertura (18) en el anillo excéntrico.
8. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el eje (4) es sustancialmente cilíndrico y tiene uno o más chaflanes (20) que se extienden a lo largo de la longitud del eje (4), y la forma de la abertura (18) en el anillo excéntrico (16) tiene una forma correspondiente.
9. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un elemento (6) de empalme tiene forma de placa.
10. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un elemento (6) de empalme está hecho de acero de alta resistencia.
11. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento de empalme tiene una parte superior (6a) provista del segundo orificio pasante (10) y una parte inferior (6b) provista del primer orificio pasante (8), y el dispositivo de conexión (1) comprende una parte de soporte (34) que tiene una separación (36) para recibir y soportar la parte inferior (6b) del elemento (6) de empalme.
12. El dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de conexión comprende un segundo elemento (6) de empalme provisto de un primer orificio pasante (8) para recibir el eje (4), y un segundo orificio pasante (10) separado del primer orificio pasante (8) para recibir el pasador (2), y hay una separación (14) entre el pasador (2) y el segundo elemento (6) de empalme cuando el pasador (2) se inserta en el segundo orificio pasante (10), el eje (4) es giratorio con respecto al primer y segundo elementos (6) de empalme cuando el eje (4) se inserta en el primer orificio pasante (8) de los elementos de empalme, el dispositivo de conexión comprende un segundo anillo excéntrico (16) dispuesto en el primer orificio pasante (8) del segundo elemento de empalme para que el segundo anillo excéntrico (16) gire con respecto al primero orificio pasante (8) del segundo elemento de empalme, el segundo anillo excéntrico (16) tiene una abertura (18) para recibir el eje (4), la abertura (18) en el segundo anillo excéntrico (16) está diseñada para que el segundo anillo excéntrico (16) rote sobre la rotación del eje (4) cuando el eje se inserta en la abertura (18), y el centro (C1) del segundo anillo excéntrico (16) se desplaza del eje (A) de
rotación del eje de modo que el elemento (6) de empalme se mueve con respecto al pasador (2) al girar el eje (4).
13. Uso del dispositivo de conexión según cualquiera de las reivindicaciones 1-12 para unir una pluralidad de segmentos (40, 41) de torre entre sí para formar una torre (45).
14. Una torre que comprende una pluralidad de segmentos (40, 41) de torre, en donde los segmentos de torre están unidos entre sí por medio de una pluralidad de dispositivos (1) de conexión según cualquiera de las reivindicaciones 1-12.
15. Un método para asegurar una primera y una segunda vigas (28, 30) entre sí usando el dispositivo (1) de conexión según cualquiera de las reivindicaciones 1 -12, en donde el método comprende:
- insertar el eje (4) a través de la abertura (18) del anillo excéntrico (16) dispuesto en el primer orificio pasante (8) del al menos un elemento (6) de empalme y a través de uno o más agujeros (29a-b) en la primera viga (28),
- insertar el pasador (2) a través del segundo orificio pasante (10) del al menos un elemento (6) de empalme y uno o más agujeros (31) en la segunda viga (30), y
- girar el eje (4) alrededor de su eje longitudinal hasta que el elemento (6) de empalme se presiona contra el pasador (2) y la separación (14) entre el pasador (2) y el elemento (6) de empalme se cierra en un lado del pasador.
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