ES2264334B1 - "grua de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento". - Google Patents

Abstract

Grúa de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento montable con autogrúa móvil que comprende una torre compuesta por una o varias porciones superpuestas y vinculadas entre sí, vinculándose un extremo inferior de la torre a una base con un lastre de base o a un plinto de cemento armado, y un extremo superior a una porción de estructura con un cojinete de rotación vinculado a una estructura baja inferior a la de la sección de un brazo de la grúa y al cual están articulados en sus largueros superiores e inferiores el brazo y un contrabrazo, presentando en un extremo libre un lastre de equilibrado cuyo nivel inferior se encuentra a una altura del suelo superior a la de los largueros inferiores del brazo y cuyo eje horizontal que pasa por el baricentro coincide con el eje neutro del contrabrazo dispuesto encima del eje neutro del brazo.

Description

Grúa de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento.

La presente invención se refiere a una grúa de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento.

Son conocidas grúas de torre con estructura compuesta que no está dotadas de medios apropiados de automontaje, pero que son montables con el empleo de autogrúas móviles. En este tipo de grúas, el elemento vertical denominado torre está compuesto por varias porciones de estructura superpuestas y vinculadas entre sí, mientras que la estructura horizontal giratoria está constituida por un brazo, que lleva el carro, desplazable para la distribución de las cargas, y por un contrabrazo que presenta en su extremo el lastre de equilibrado. El brazo y el contrabrazo están articulados, a nivel de sus largueros inferiores, al cojinete dispuesto en el extremo superior de la torre y están sostenidos en posición horizontal por tirantes unidos a una porción de estructura, dispuesta sobre el cojinete de rotación y denominada normalmente cúspide, y a puntos adecuados del brazo y del contrabrazo.

Asimismo son conocidas grúas del tipo descrito anteriormente caracterizadas porque el brazo y el contrabrazo están articulados a nivel de sus largueros superiores y de los largueros inferiores a una porción de estructura baja dispuesta sobre el cojinete de rotación. Brazo y contrabrazo son por tanto mantenidos en posición horizontal sin la presencia de tirantes por lo que el brazo, muy grueso, y el contrabrazo se presentan como una viga única sin partes de estructura sobresalientes sobre su plano superior.

Incluso presentando notables ventajas, por lo que respecta a la ausencia de los tirantes a enganchar durante las operaciones de montaje, las grúas del segundo tipo considerado son, como las primeras, penalizadas por tener los ejes de los largueros inferiores del brazo y del contrabrazo alineados a lo largo de una misma recta y a la misma altura del suelo. De este modo, el lastre de equilibrado dispuesto en la proximidad del extremo libre del contrabrazo está constituido por bloques de cemento de notables dimensiones, que sobresalen por debajo del plano inferior del brazo y del contrabrazo constituyendo con ello un estorbo a la posibilidad de libre rotación y una limitación de la altura útil de la grúa.

Además, en las grúas antes consideradas, tanto con tirantes como sin tirantes, el eje horizontal que pasa por el baricentro de los bloques de lastre pasa a encontrarse normalmente a una cota inferior o de todos modos no coincidente con el eje neutro de la estructrura del contrabrazo por lo que durante las maniobras de rotación las aceleraciones de marcha y de parada del contrabrazo y de la masa del lastre generan efectos de torsión en la estructura del contrabrazo y sobresolicitaciones sobre los órganos mecánicos de rotación.

Las grúas sin tirantes presentan finalmente la característica de tener el contrabrazo muy corto a fin de reducir el volumen de rotación de la parte posterior de la máquina; siendo la estructura realizada normalmente con vigas reticulares o tubulares de reducida sección, esta característica implica la existencia de una superficie expuesta al viento lateral muy inferior para el contrabrazo con respecto a la superficie expuesta al viento lateral del brazo. Este hecho determina fuerzas horizontales muy desequilibradas sobre las dos partes de estructura, que dan lugar a esfuerzos notables sobre los mecanismos cuando la grúa debe girar en dirección opuesta a la dirección del viento.

Por el contrario, en los tipos de grúa considerados, la forma de los bloques de lastre de equilibrado, constituidos normalmente por paralelepípedos de hormigón, ofrece al viento de ventisca, que proviene de la parte posterior de la máquina cuando está fuera de servicio, una superficie rectangular de notable altura y anchura determinando sobre la máquina una elevada fuerza de vuelco.

El objetivo principal de la presente invención es realizar una grúa de torre con brazo y contrabrazo que sea capaz de eliminar todos estos inconvenientes.

Otro objetivo es realizar una grúa de torre que sea particularmente simple de construcción y extremadamente fácil de montar.

Estos objetivos según la presente invención se alcanzan realizando una grúa de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento como se ha expuesto en la reivindicación 1.

Ulteriores características de la invención serán evidenciadas en las reivindicaciones subordinadas.

La grúa de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento según la invención se puede montar con una autogrúa móvil y comprende una torre compuesta por una o varias porciones superpuestas y vinculadas entre sí. El extremo inferior de la torre está vinculado a un carro de base que lleva el lastre de base o a un plinto de cemento armado que desempeña la función de hacer estable la grúa. El extremo superior está vinculado a una porción de estructura que lleva un cojinete de rotación que está vinculado a una estructura baja de altura no superior a la altura de la sección del brazo de la grúa y al cual están articulados, al nivel de sus largueros superiores e inferiores, el brazo y el contrabrazo. El contrabrazo lleva en la proximidad de su extremo libre un lastre de equilibrado cuyo nivel inferior pasa a encontrarse a una altura del suelo superior a la altura del suelo de los largueros inferiores del brazo y cuyo eje horizontal, que pasa por el baricentro, coincide con el eje neutro del contrabrazo.

Ventajosamente además, las paredes laterales del contrabrazo, de sección vertical rectangular, y del grupo de rotación están dotadas de estructuras metálicas continuas que oponen al empuje del viento una doble superficie maciza que, incluso realizando un contrabrazo muy corto, permiten tener un mejor equilibrio entre los empujes del viento lateral que actúan sobre el brazo y los empujes del viento lateral que actúan sobre el contrabrazo con evidentes ventajas para los órganos de rotación.

Finalmente, la dimensión del lastre de equilibrado, contenido gracias al empleo en la construcción de cemento armado de elevadísimo peso específico, y la forma particular de los bloques que ofrecen al viento posterior una sección reducida y superficies inclinadas, permiten reducir la fuerza ejercida por el viento con notables ventajas sobre la estabilidad de la grúa de la invención.

Las características estructurales y funcionales y las ventajas de una grúa de torre según la invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción a modo de ejemplo no limitativo referida a los planos esquemáticos anexos, en los que:

las figuras 1 y 2 muestran en alzado esquemático grúas del tipo conocido montables con el empleo de autogrúas móviles; más precisamente la figura 1 es una porción superior de una grúa con tirantes y la figura 2 una porción superior de una grúa sin tirantes;

la figura 3 muestra en alzado una forma de realización esquématica de la grúa de torre según la invención completamente montada y en posición de empleo, con la torre fijada sobre un carro de base estabilizado por bloques de lastre de cemento armado;

la figura 4 es un detalle ampliado de la porción superior de la grúa de la figura 3 en la cual están evidenciados el lastre de equilibrado, el contrabrazo, el grupo de rotación, una parte del brazo y la parte superior de la torre;

la figura 5 representa una vista axonométrica esquemática de tres bloques de lastre de equilibrado ligeramente separados unos de los otros; y

la figura 6 representa una vista axonométrica por detrás de la parte posterior del lastre de equilibrado y solamente del contrabrazo.

Como se ha representado en la figura 3, que ilustra la grúa de la invención en una forma de realización no limitativa, la grúa de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento según la presente invención está constituida esencialmente por una base 1 que se apoya sobre el terreno mediante gatos de estabilización de tornillo 2 y lleva un lastre de base 3 que asegura al estabilidad de la grúa completa o máquina; como alternativa el carro base puede estar realizado sin gatos estabilizadores y estar apoyado directamente sobre una placa de base de cemento armado (no representada).

Una torre 4 de la grúa está constituida por uno o varios elementos estructurales 5 de carpintería metálica electrosoldada de sección cuadrada, superpuestos y solidarizados entre sí, siendo el extremo inferior de la torre 4 solidario de la base 1; como alternativa a la grúa puede ser montada sin la base 1 y en este caso la torre 4 es solidaria de un plinto de cemento armado (no representado) que realiza la función de hacer estable la grúa.

El extremo superior de la torre 4 es solidario de la porción inferior de un grupo de rotación 6 que está dotado de accionadores electromecánicos y de un cojinete de rotación 7 que permite que una porción superior 8 del grupo de rotación 6 gire en el plano horizontal alrededor del eje vertical Z de la torre 4. A la porción superior 8 del grupo de rotación se han solidarizado, con medios y modalidades que serán ilustrados más adelante, un brazo 9 y un carro de distribución de las cargas y, en sentido opuesto a lo largo de la misma dirección, un contrabrazo 10 que presenta en su extremo un lastre de equilibrado 11.

Examinando la figura 3, que ilustra la grúa descrita anteriormente con respecto a las figuras 1 y 2 que ilustran otros tipos de grúas conocidas montables con el empleo de autogrúas móviles, resultan evidentes las diferencias sustanciales que caracterizan la grúa según la invención respecto a las grúas conocidas.

La grúa ilustrada en la figura 1 está dotada de una estructura metálica 12 alta que constituye la parte superior del grupo de rotación 13; dos tirantes 14 y 15 están articulados en un extremo a la parte superior de dicha estructura metálica 12 mientras que el otro extremo de cada uno está articulado respectivamente al brazo 16 para el tirante 14 y al contrabrazo 17 para el tirante 15. Los ejes de los largueros inferiores del brazo 16 y el eje del larguero inferior del contrabrazo 17 están dispuestos sobre el mismo plano horizontal; el plano inferior de los bloques de lastre de equilibrado 18 se encuentra a una distancia de tierra inferior respecto a la distancia de tierra del plano inferior del brazo 16 mientras que el lastre de equilibrado ofrece una notable superficie al viento de tormenta aspirante por detrás de la máquina.

La grúa ilustrada en la figura 2 está desprovista de tirante por el lado del brazo 19 por cuanto el brazo 19 está articulado a la parte superior 20 del grupo de rotación 21 respectivamente en 22 a nivel de su larguero inferior 23 y en 24 a nivel de su larguero superior 25. El contrabrazo 26 en cambio, está articulado a la parte superior 20 del grupo de rotación 21 en 27 a nivel del eje neutro del contrabrazo 26 y está sostenido por un corto tirante 28 articulado en 29 entre el vértice de la parte superior 20 del grupo de rotación 21 y 30 al contrabrazo 26. Los ejes del larguero inferior del brazo 19 y el eje neutro del contrabrazo 26 están dispuestos sobre el mismo plano horizontal; el plano inferior de los bloques de lastre de equilibrado 31 se encuentra a una distancia de tierra inferior respecto a la distancia a tierra del plano inferior del brazo y del contrabrazo, mientras que el lastre de equilibrado ofrece una notable superficie al viento de tormenta aspirante por detrás de la máquina.

Pasando ahora a la figura 4, se observa cómo en la parte superior de la grúa según la invención se pueden detectar los detalles que la caracterizan. El brazo 9 está articulado en 32 a nivel de sus largueros inferiores 33 a la parte baja de la porción superior 8 del grupo de rotación 6; una o varias bielas, en este caso con objeto ilustrativo pero no limitativo dos bielas 34 y 35, están articuladas entre sí por un extremo en 36. Además, el otro extremo de la biela 34 está articulado en 37 a la parte alta de la porción superior 8 del grupo de rotación 6 mientras que el otro extremo de la biela 35 está articulado en 38 al brazo 9 a nivel de su larguero superior 39. Las bielas 34 y 35 presentan unas longitudes tales que mantienen horizontal el brazo 9 pero pueden ser más cortas o estar dotadas de 2 o varias perforaciones en correspondencia con una charnela 36 ó 37 ó 38 que permitan acortar la articulación elevando el brazo 9 respecto al plano horizontal. El contrabrazo 10 está articulado en 40 a la porción superior 8 del grupo de rotación 6, encontrándose la charnela 40 sobre el mismo plano horizontal o sobre un plano a una altura del suelo superior a la del plano en el cual está dispuesta la charnela 32, y está articulado en 41 a la misma porción 8, encontrándose la charnela 41 sobre el mismo plano horizontal o sobre un plano a una altura del terreno superior a la del plano en el cual está dispuesta la charnela 37. Sobre el plano superior del contrabrazo pueden estar posicionados, según técnicas conocidas, un armario eléctrico 42, unas barandillas de protección para la zona accesible 43, el cabestrante de elevación 44 u otras con pequeñas estructuras de servicio. El contrabrazo 10, con paredes laterales macizas, presenta una sección vertical rectangular con una altura que aumenta progresivamente aproximándose a las charnelas 40 y 41 a fin de aumentar la resistencia; el eje neutro de la estructura del contrabrazo X, que corresponde al eje de simetría de la sección vertical, pasa por el baricentro del lastre de equilibrado y baja progresivamente aproximándose a la charnelas 40 y 41. De todas maneras, el mismo queda siempre a una altura del terreno superior a la altura del terreno del eje neutro Y del brazo 9 o de todos modos, en caso de que el, brazo 9 estuviese elevado, permanece a una altura del terreno superior a la altura del terreno de la charnela 32. El plano correspondiente a la superficie inferior de los tres o más bloques, de cemento armado de alto peso específico que constituyen el lastre de equilibrado 11, se encuentra siempre a una altura de tierra superior respecto a la altura de tierra del eje del larguero 33 del brazo 9 o de todos modos, en caso de que el brazo 9 estuviese alzado, a una altura del suelo superior a la altura de la charnela 32. El grupo de rotación 6 presenta la superficie lateral y la opuesta macizas y por lo que respecta a su parte superior 8 la superficie lateral es maciza por lo menos en el cuadrilítero delimitado por las charnelas 41, 40, 32 y 36.

El lastre de equilibrado 11, representado en vista axonométrica en la figura 5, está constituido por tres o más bloques 45, 46 y 47 que se apoyan en orden sucesivo sobre la estructura del contrabrazo 10. El bloque central 46 presenta esencialmente la forma de paralelepípedo rectángulo con bordes sobresalientes 48 que constituyen sus apoyos sobre la superficie periférica superior 49 de las estructura del contrabrazo 10; las dimensiones son tales que el baricentro del bloque 46 pasa a encontrarse sobre el eje neutro del contrabrazo 10; el bloque 45, instalado en el extremo del contrabrazo 10, presenta una superficie superior 50 inclinada hacia la parte posterior del contrabrazo 10, mientras que el bloque 47, instalado en la posición más próxima al grupo de rotación 6, presenta una superficie inferior 51 inclinada hacia arriba. Los pesos de los bloques 45 y 47 son iguales entre sí pero inferiores con respecto al peso de bloque 46 y los respectivos baricentros están desplazados con respecto a la posición del baricentro del bloque 46 respectivamente hacia abajo para el bloque 45 y hacia arriba para el bloque 47, pero en una misma medida. De este modo, el baricentro del lastre 11 en su conjunto, constituido por los bloques 45, 46 y 47, corresponde al baricentro del bloque 46.

La superficie posterior del lastre de equilibrado ofrecida al viento posterior es reducida, mientras que la superficie superior inclinada hacia atrás del bloque de lastre 45 determina una componente hacia abajo de la fuerza ejercida por el viento que contribuye a un momento estabilizador de la grúa de torre de la invención.

La figura 6 muestra cómo el contrabrazo 10 y también las paredes laterales de la porción superior 8 del grupo de rotación 6 están dotados de estructuras metálicas continuas que oponen al empuje del viento una doble superficie maciza realizando un empuje de equilibrado respecto al brazo. En efecto, incluso realizando un contrabrazo muy corto, dichas disposiciones permiten mostrar un mejor equilibrio ante los empujes del viento lateral que actúan sobre el brazo y empujes del viento lateral que actúan sobre el contrabrazo con evidentes ventajas para los órganos de rotación.

Se ha visto así que una grúa de torre según la presente invención cumple los objetivos expuestos.

La grúa de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento de la invención así ideada es susceptible de numerosas modificaciones y variantes, que entran todas en el mismo concepto inventivo.

Además, en la práctica, los materiales utilizados, así como sus dimensiones y los componentes, podrán ser cualesquiera según las exigencias técnicas.

Claims (10)

1. Grúa de torre con brazo y contrabrazo sin tirantes de sostenimiento, que ha de montarse con autogrúa móvil que comprende una torre (4) compuesta por una o varias porciones (5) superpuestas y vinculadas entre sí, estando un extremo inferior de dicha torre (4) vinculado a una base (1) que presenta un lastre de base (3) o a un plinto de cemento armado, mientras que un extremo superior está vinculado a una porción de estructura (8) que presenta un cojinete de rotación (6), estando dicho cojinete de rotación (6) vinculado a una estructura baja de altura no superior a la altura de la sección de un brazo (9) de la grúa y al cual están articulados a nivel de sus largueros superiores (39) e inferiores (33) el brazo (9) y un contrabrazo (10), presentando dicho contrabrazo (10) en la proximidad de un extremo libre un lastre de equilibrado (11) cuyo nivel inferior pasa a encontrarse a una altura del suelo superior a la altura del suelo de los largueros inferiores (33) del brazo (9) y cuyo eje horizontal que pasa por el baricentro coincide con el eje neutro (X) del contrabrazo (10) que está dispuesto por encima respecto al eje neutro (Y) del brazo (9).

2. Grúa de torre según la reivindicación 1, caracterizada porque las paredes laterales del contrabrazo (10) están dotadas de estructuras metálicas continuas que oponen al empuje del viento una doble superficie maciza.

3. Grúa de torre según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque las paredes laterales del grupo de rotación (6) están dotadas también de estructuras metálicas continuas que oponen al empuje del viento una doble superficie maciza.

4. Grúa de torre según la reivindicación 2, caracterizada porque dicho contrabrazo (10) presenta una sección vertical rectangular.

5. Grúa de torre según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho lastre de equilibrado (11) está realizado en cemento armado de elevadísimo peso específico.

6. Grúa de torre según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho lastre de equilibrado (11) prevé por lo menos tres bloques (45, 46 y 47) apoyados en orden sucesivo sobre la estructura del contrabrazo (10).

7. Grúa de torre según la reivindicación 6, caracterizada porque dichos bloques (45, 46 y 47) presentan esencialmente forma de paralelepípedo rectángulo con bordes sobresalientes (48) que constituyen sus apoyos sobre una superficie periférica superior (49) de dicho contrabrazo (10).

8. Grúa de torre según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque el central (46) de dichos bloques presenta unas dimensiones tales que su baricentro se encuentra sobre el eje neutro del contrabrazo (10).

9. Grúa de torre según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque uno (45) de dichos bloques instalado en el extremo externo del contrabrazo (10) presenta una superficie superior (50) inclinada hacia la parte posterior del contrabrazo (10), mientras que el otro (47) de dichos bloques, instalado en la posición más próxima al grupo de rotación (6), presenta una superficie inferior (51) inclinada hacia arriba.

10. Grúa de torre según la reivindicación 6, caracterizada porque los pesos de los bloques externos (45, 47) son iguales entre sí pero inferiores con respecto al peso del bloque central (46) y los respectivos baricentros están desplazados con respecto a la posición del baricentro del bloque central (46) respectivamente hacia abajo para el bloque externo (45) y hacia arriba para el bloque interno (47), pero en una misma medida.