ES2230220T3 - Gemelos con dispositivo de intercambio de herramientas de trabajo hidraulicas. - Google Patents
Gemelos con dispositivo de intercambio de herramientas de trabajo hidraulicas.Info
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Abstract
Gemelos con dispositivo de intercambio de herramientas de trabajo hidráulicas dotadas con un soporte y un carrito de guía que se deslizan sobre un raíl de guía y que se puede acoplar uno a otro mediante un sistema de bloqueo, así como de conductos de alimentación hidráulicos montados sobre el soporte, caracterizados porque - el soporte presenta una placa equipada con uno o varios elementos de acoplamiento hidráulicos (1, 1¿, 1¿) sobre la cara girada hacia el carrito de guía, estos elementos de acoplamiento están conectados a los conductos hidráulicos que alimentan el soporte por el otro lado, es decir sobre la cara no girada hacia el carrito de guía, y en que - el carrito de guía está dotado con un bloque de acoplamiento presentando un alojamiento (5) para cada elemento de acoplamiento (1) sobre la cara girada hacia el carrito de guía, dichos alojamientos (5) están conectados a los tubos hidráulicos de la herramienta de trabajo sobre la cara (4) del bloque de acoplamiento girada hacia la herramienta.
Description
Gemelos con dispositivo de intercambio de
herramientas de trabajo hidráulicas.
La invención consiste en gemelos con dispositivo
de intercambio de herramientas de trabajo hidráulicas compuestas
por un soporte y un carrito de guía que se deslizan sobre un raíl
de guía y que se puede acoplar uno al otro mediante un sistema de
bloqueo, así como de conductos de alimentación hidráulicos montados
sobre el soporte.
Para ejecutar los trabajos especiales de índole
civil como los trabajos de perforación, prensado, apisonado etc.,
se utilizan gemelos con el aspecto de poste con un raíl de guía a
lo largo del cual se desliza un carrito cuya forma permite colocar
las herramientas de trabajo tales como taladradoras, vibradoras,
martillos de percusión rápida, mazas diesel, prensas y demás. Los
gemelos generalmente están montados en un excavador hidráulico.
Sirven para transportar las herramientas y generar los puntos de
apoyo y las fuerzas de tracción. Los gemelos están concebidos para
una tarea en particular o se trata de gemelos universales, permiten
trabajar con diferentes herramientas. En la mayor parte de los
modelos universales, las herramientas de trabajo se fijan de forma
estable sobre el carrito del gemelo con ayuda de tornillos y
pernos. El recambio de las herramientas en este tipo de gemelo
tarda pues en general muchas horas.
Los fabricantes de los dispositivos conforme a
las normas de ramo se esfuerzan en reducir la duración del recambio
de las herramientas optimizando los sistemas de fijación mecánica.
En el fascículo de descripción de patente DE 43 12 368, la unión
mecánica entre la herramienta de trabajo y el carrito elevador está
por ejemplo dotada por un sistema de bloqueo hidráulico que hace
ganar tiempo durante el recambio de herramientas.
Existen sin embargo gemelos provistos con
dispositivos de recambio. En este caso, las herramientas de trabajo
son intercambiables. Están montadas sobre un carrito de guía que se
desliza en el raíl de guía de los gemelos. Para intercambiar la
herramienta de trabajo, se hace salir el carrito de la guía con la
herramienta y se reemplaza con un nuevo módulo conteniendo un
carrito de guía y la herramienta de trabajo siguiente. Este
procedimiento de recambio toma poco tiempo.
Pero el paso de una herramienta de trabajo a otra
no consiste únicamente en intercambiar la herramienta de trabajo
como tal. Además se han de conectar los cables eléctricos y los
conductos hidráulicos para poder utilizar la nueva herramienta de
trabajo. En los aparatos concebidos en base a las técnicas
actuales, este procedimiento toma mucho más tiempo del necesario
para proceder al recambio de las herramientas. En los dispositivos
de intercambio conocidos, el empalme de los conductos eléctricos e
hidráulicos entre la herramienta de trabajo y el soporte se hace a
mano. Esta operación no consiste únicamente en encajar los
conductos eléctricos en los enchufes; se ha de regular también la
cantidad de aceite, el sentido del flujo y la presión de servicio en
función de las especificaciones de la herramienta de trabajo
determinada. Una persona debe entonces utilizar los selectores y
las llaves de válvula esférica en la posición apropiada. La
desventaja pudiendo tener consecuencias graves de estos
dispositivos, reside en la falta de fiabilidad proveniente del
hecho de que no es posible excluir los errores humanos en la
ejecución de los trabajos. Estos trabajos ocupan en el conjunto
mucho tiempo y el recambio dura mucho incluso con los gemelos
equipados con dispositivos de intercambio completo conteniendo
recambio de la herramienta como tal además del desenchufe y la
acometida de los conductos de alimentación.
Estos dispositivos tienen además otro
inconveniente por que los extremos de los conductos hidráulicos y
los enchufes respectivos permanecen abiertos sin ninguna protección
durante toda la duración del procedimiento de recambio. Ello
representa un peligro por una parte debido a las impurezas que
corren el riesgo de infiltrarse en el circuito de los conductos
hidráulicos y por otra, el aceite hidráulico corre el riesgo de
derramarse de los conductos y contaminar el ambiente.
El fin de la invención es en consecuencia
presentar un dispositivo de intercambio recortando
considerablemente la duración del proceso de recambio de las
herramientas de trabajo, permitiendo intercambiar las herramientas
sin pérdidas de aceite y excluyendo simultáneamente las falsas
maniobras debidas a los errores humanos.
Se resuelve el problema utilizando un soporte
presentando una placa equipada por uno o varios elementos de
acoplamiento hidráulicos sobre la cara girada hacia el carrito de
guía; estos elementos de acoplamiento están conectados a los
conductos hidráulicos que alimentan el soporte por el otro lado, es
decir sobre la cara no girada hacia el carrito de guía, y el
carrito de guía está dotado por un bloque de acoplamiento
presentando un alojamiento para cada elemento de acoplamiento sobre
la cara girada hacia el carrito de guía, estos alojamientos están
unidos a los tubos hidráulicos de la herramienta de trabajo sobre
la cara del bloque de acoplamiento girado hacia la herramienta.
Sobre estos aparatos equipados por el dispositivo
de intercambio propuesto, el carrito de guía lleva la herramienta
mientras que el soporte coloca los conductos de alimentación
necesarios para la herramienta de trabajo en disposición.
Según la invención, el soporte está equipado con
una placa provista de elementos de acoplamiento. Esta placa
funciona con un bloque de acoplamiento montado sobre el carrito de
guía y sobre el cual se encuentran los alojamientos en los cuales se
introducen los elementos de acoplamiento de la placa. Por regla
general, los dos carritos están sólidamente conectados uno al otro
mediante un sistema de bloqueo hidráulico sobre la marcha. Los
elementos de acoplamiento de la placa están entonces ensartados en
los alojamientos del bloque de acoplamiento y establecen así la
conexión hidráulica entre el carrito de base y la herramienta de
trabajo.
El soporte y el carrito de guía así equipados
permiten intercambiar las herramientas de trabajo más rápidamente
sobre gemelos universales.
Los gemelos descargan la herramienta de trabajo
que se puede desmontar sobre un soporte estable. Los conductos
hidráulicos que alimentan la herramienta de trabajo son luego
puestos a cubierto y los sistemas de bloqueo entre el soporte y el
carrito de guía se aflojan. No hay pues más conexión mecánica entre
estos últimos. Entonces, el soporte remonta mientras que el carrito
de guía permanece sobre el soporte con la herramienta de trabajo.
Durante esta operación, todos los conductos hidráulicos que
alimentan la herramienta de trabajo están desconectados del mismo y
más exactamente, los elementos de acoplamiento de la placa fijada
en el soporte salen de los alojamientos correspondientes al bloque
del acoplamiento montado sobre el carrito de guía. La herramienta
de trabajo está entonces prácticamente desmontada. No queda más que
sacarla del raíl de guía de los gemelos haciendo remontar la
misma.
Para subir una herramienta de trabajo, se
efectúan las mismas operaciones en orden inverso.
El procedimiento de intercambio completo es decir
de recambio de la herramienta de trabajo, mas desconexión y
conexión de los conductos de alimentación, no exige más que una
breve puesta fuera de servicio del gemelo equipado con el
dispositivo según la invención. La presente invención permite pues
reducir notablemente los costes por que las paradas de los
artefactos sofisticados como los gemelos, resultan muy caras.
El dispositivo de intercambio propuesto aporta
también una mejora sobre el plano de seguridad de funcionamiento.
Los sistemas de la técnica actual comportan un riesgo de error
humano en el momento de empalmar los conductos hidráulicos y en
consecuencia, un riesgo de falsa maniobra. Este riesgo está
enteramente excluido desde el principio en la presente invención
por que los conductos hidráulicos se empalman sin que el ser humano
deba intervenir.
Un modo de realización particularmente
interesante del dispositivo de intercambio propuesto, los elementos
de acoplamiento o los alojamientos son unas válvulas equipadas con
un sistema que permita abrirlos o cerrarlos. El sistema precitado
cierra las válvulas cuando la placa y el bloque de acoplamiento se
alejan uno de otro lo cual impide por una parte, que el aceite
pueda derramarse y por otra parte, que las impurezas puedan penetrar
en los conductos hidráulicos. Y a la inversa, el sistema abre las
válvulas cuando la placa y el bloque están de nuevo acoplados.
Se ha probado como práctico el dar a los
elementos de acoplamiento montados sobre la placa la forma de
clavijas y a los alojamientos del bloque de acoplamiento la forma de
tomas con el fin de proteger las válvulas contra los riesgos de
deterioros mecánicos mientras que la placa y el bloque no estén
acoplados. Para esta variante, las clavijas de la placa fijada
sobre el soporte están en gran parte resguardadas por el sistema de
bloqueo igualmente fijado sobre el soporte y están así protegidas
contra los deterioros mecánicos.
La placa y el bloque poseen por regla general
distintos elementos de acoplamiento, ver alojamientos. Dado que las
herramientas de trabajo exigen a veces un número diferente de
conductos hidráulicos, se calcula el número de elementos de
acoplamiento y de alojamientos de forma que se puedan conectar el
número requerido de conductos hidráulicos para las distintas
herramientas. Un modo de realización ventajoso es en consecuencia
equiparar un número de elementos de acoplamiento y de alojamientos
igual al número máximo de conductos hidráulicos necesarios para
poder utilizar las diferentes herramientas de trabajo.
El operario coloca la herramienta de trabajo
sobre el raíl de guía de los gemelos, luego el soporte y el carrito
de guía se acoplan y se conectan por el sistema de bloqueo. Al mismo
tiempo de este ensamblaje, los elementos de acoplamiento de la
placa, presentándose en forma de clavijas, deben penetrar en los
alojamientos del bloque de acoplamiento. Se prueba como práctico el
utilizar una placa flotante y de prever los elementos en el plano
de la placa y elementos encarados sobre el bloque para poder ajustar
su posición y facilitar el acoplamiento. Dichos elementos y la
placa flotante permiten posicionar exactamente la placa y el bloque
de acoplamiento uno respecto al otro antes de que las clavijas
penetren en los alojamientos.
Las válvulas que se abren automáticamente cuando
entran en el bloque de acoplamiento y se cierran cuando salen,
impiden grandes pérdidas de aceite hidráulico durante el
acoplamiento. Pero dado que igualmente hay a veces fugas de aceite
durante el recambio de las herramientas de trabajo, se dota una
variante optimizada del dispositivo de un canal sobre el lado de
los alojamientos del bloque de acoplamiento. Este canal recupera el
aceite de fuga y lo reenvía hacia una cubeta de retención.
El empalme de los conductos hidráulicos entre el
soporte y la herramienta de trabajo tiene lugar automáticamente
sobre gemelos según la presente invención. Pero debido a que se
utilizan diferentes herramientas de trabajo, hace falta también
regular las condiciones de servicio variables siguiendo las
herramientas, a saber la cantidad de aceite, el sentido de vertido
y la presión de servicio. Sobre un modelo más perfeccionado de la
invención, la herramienta de trabajo está entonces equipada con un
módulo memoria conteniendo los datos específicos de la herramienta,
preferentemente los parámetros hidráulicos y eléctricos con el fin
de poder también automatizar las operaciones de regulación y de
evitar los riesgos de errores humanos.
El empleo de un módulo memoria sin pilas,
preferentemente alimentado vía NMOS-EPROM o FRAM,
aporta también diferentes ventajas.
El módulo memoria comunica sin hilos,
preferentemente por inducción electromagnética, con un lector
registrador de informaciones electrónicas montado sobre el carrito
de guía o sobre el soporte. El lector transmite los datos que ha
leído en el módulo memoria en forma de señales en la dirección de
los gemelos y/o las señales de la orden en forma de datos al módulo
memoria. Generalmente, la comunicación entre el
lecto-registrador y el mando tiene lugar mediante
una interfaz serial.
Las informaciones leídas en módulo memoria
corresponden a los datos de explotación de la herramienta de
trabajo. La orden de los gemelos libera los conductos hidráulicos
hacia las válvulas de la placa fijada sobre el soporte y regula la
presión siguiendo sus informaciones. Los datos transmitidos al
módulo memoria pueden por ejemplo contener el número de horas de
servicio o incluso la duración de ciertos estados tales como las
sobrecargas. Es también posible también obtener todos los datos
necesarios para el mantenimiento, conservación o las reparaciones
de la herramienta de trabajo.
El módulo memoria y el
lector-registrador permiten reconocer
automáticamente la herramienta de trabajo y tener todas las
informaciones necesarias a disposición para utilizar esta
herramienta. Los errores de maniobra debidos a las intervenciones
del ser humano están pues excluidos.
Los datos almacenados en el módulo memoria pueden
igualmente ser útiles fuera de las horas de servicio de los
gemelos. Por ello está previsto dotar la invención de un pequeño
terminal portátil indicando las características del lector y
permitiendo interrogar los datos del módulo memoria.
Por regla general, una herramienta de trabajo
comporta no solamente los conductos hidráulicos, sino también los
cables eléctricos. El módulo de lectura necesita también cables de
alimentación o líneas de transmisión de datos. Dichos cables se
empalman mediante conectores compatibles entre el soporte y la
herramienta de trabajo. Sobre un modo de realización preferencial,
las conexiones se realizan entre el soporte y la cara interior del
sistema de bloqueo. Dicha solución permite cerrar y abrir las
conexiones eléctricas al mismo tiempo que el sistema de bloqueo, en
una misma operación. Además, las conexiones se protegen también
contra los deterioros mecánicos y contra el aceite y la humedad
cuando el soporte y el carrito de guía no están acoplados.
Los detalles, características y las ventajas de
la invención se describen luego. Las figuras adjuntas ilustran un
modo de realización de la invención. Los dibujos muestran las
representaciones esquemáticas siguientes:
Figura 1a Primera vista
Y figura 1b Segunda vista de la placa fijada al
soporte, vista axonométrica.
Figura 2 Vista desde arriba del bloque de
acoplamiento fijado al carrito de guía, vista axonométrica.
La figura 1a representa la placa fijada sobre el
soporte. El dibujo muestra la cara girada hacia el carrito de guía
con los elementos de acoplamiento (1) en forma de clavijas. Las
clavijas son de dos medidas diferentes (1') y (1'') correspondientes
a los conductos hidráulicos de caudales diferentes. Cuando la
herramienta de trabajo está lista para emplearla, las clavijas
penetran en los alojamientos cara a cara con el bloque de
acoplamiento representado en la figura 2. En el esquema de la figura
1, se ven igualmente los elementos (2) en forma de pequeñas
columnas que sirven para ajustar la placa. Dichas pequeñas columnas
facilitan el ensamblaje de la placa flotante y del bloque de
acoplamiento.
La figura 1b representa la cara opuesta, es decir
la cara de la placa girada hacia el soporte. Los otros extremos de
las clavijas, marcados con la cifra (3), tienen la forma de tomas, y
se conectarán a los conductos de alimentación hidráulicos del
soporte.
La figura 2 representa una vista del bloque de
acoplamiento. Dicho bloque está montado sobre el carrito de guía y
su cara superior (4) está girada hacia el soporte. Se ven sobre
esta cara los alojamientos (5) en los cuales penetran las clavijas
de conexión de la placa; sobre el modo de realización presente,
estos alojamientos tienen forma de enchufe hembra. Se ven
igualmente calibrados (6) en los cuales penetran las pequeñas
columnas (2) de la placa, destinadas a facilitar el ensamblaje. Un
canal de aceite de fuga (7) situado en la proximidad directa de los
enchufes hembras, reenvía el aceite que se derrama durante cada
procedimiento de acoplamiento en una cubeta de retención colocada
bajo el bloque de acoplamiento, no representado en la figura. La
cara frontal (8) del bloque de acoplamiento está provista por
orificios (9) de canales practicados en el interior del bloque de
acoplamiento y conectados a los enchufes hembra (5)
correspondientes. Dichos orificios sirven para empalmar los tubos
hidráulicos de las herramientas de trabajo.
Claims (12)
1. Gemelos con dispositivo de intercambio de
herramientas de trabajo hidráulicas dotadas con un soporte y un
carrito de guía que se deslizan sobre un raíl de guía y que se
puede acoplar uno a otro mediante un sistema de bloqueo, así como de
conductos de alimentación hidráulicos montados sobre el soporte,
caracterizados porque
- -
- el soporte presenta una placa equipada con uno o varios elementos de acoplamiento hidráulicos (1, 1', 1'') sobre la cara girada hacia el carrito de guía, estos elementos de acoplamiento están conectados a los conductos hidráulicos que alimentan el soporte por el otro lado, es decir sobre la cara no girada hacia el carrito de guía, y en que
- -
- el carrito de guía está dotado con un bloque de acoplamiento presentando un alojamiento (5) para cada elemento de acoplamiento (1) sobre la cara girada hacia el carrito de guía, dichos alojamientos (5) están conectados a los tubos hidráulicos de la herramienta de trabajo sobre la cara (4) del bloque de acoplamiento girada hacia la herramienta.
2. Gemelos según la reivindicación 1,
caracterizados porque los elementos de acoplamiento (1) o
los alojamientos (5) son válvulas, dichas válvulas están equipadas
con un sistema que permite abrirlos y cerrarlos.
3. Gemelos según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizados porque los elementos de acoplamiento (1)
tienen forma de clavijas (3) y los alojamientos (5) del bloque de
acoplamiento la forma de tomas.
4. Gemelos según una de las reivindicaciones 1 a
3, caracterizados porque el número de los elementos de
acoplamiento (1) y de los alojamientos (5) corresponde al número
máximo de los conductos hidráulicos necesarios para poder utilizar
todas la herramientas hidráulicas.
5. Gemelos según una de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizados porque la placa es flotante y está
provista por elementos (2) que permitan ajustar su posición,
funcionando con los elementos opuestos (6) del bloque de
acoplamiento.
6. Gemelos según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizados porque el bloque de acoplamiento está
dotado por un canal de aceite de fugas (7) en el lado de los
alojamientos (5) y por que el canal de aceite de fugas (7) está
conectado a una cubeta de retención de aceite.
7. Gemelos según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizados porque la herramienta de trabajo
está equipada con un módulo memoria conteniendo los datos
específicos de la herramienta, preferentemente los parámetros
hidráulicos y eléctricos.
8. Gemelos según la reivindicación 7,
caracterizados porque el módulo memoria funciona sin pila y
se alimenta preferentemente vía NMOS-EPROM ó
FRAM.
9. Gemelos según una de las reivindicaciones 7 a
8, caracterizados porque un lector registrador de
informaciones electrónicas está montado sobre el carro de guía o
sobre el soporte, dicho lector-registrador comunica
con el módulo memoria y transmite los datos que ha leído en el
módulo memoria en forma de señales por orden de los gemelos y/o las
señales de la orden en forma de datos al módulo memoria.
10. Gemelos según la reivindicación 9,
caracterizados porque las informaciones leídas en el módulo
memoria sirven para regular la presión hidráulica ejercida sobre
los elementos de acoplamiento de la placa.
11. Gemelos según una de las reivindicaciones 7 a
10, caracterizados porque se utiliza un pequeño terminal
portátil indicando las características del lector.
12. Gemelos según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizados porque los cables eléctricos de
la herramienta de trabajo están provistos de conectores y la
conexión se realiza entre el soporte y la cara interior del sistema
de bloqueo.
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2001
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