ES2203522T3 - Sistema para controlar los movimientos de un dispositivo elevador de cargas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo elevador de cargas (6) con un sistema de control, de modo especial una grúa con carro (8) que puede desplazarse en una construcción de carriles (2), en lo que respecta a sus movimientos en un plano horizontal (X-Y) definido por ejes de coordenadas (X-X, Y-Y), de modo que el dispositivo el elevador de cargas (6) presenta un elemento de soporte (14) orientado verticalmente (Z-Z) que por lo menos en posición de descanso funciona por gravedad -, y el dispositivo elevador de carga (6) lleva por lo menos un equipo motorizado de accionamiento (23a, 23b, 23c) para realizar los movimientos, el cual se gobierna en función de una fuerza (F) ejercida esencialmente en sentido horizontal en el elemento de soporte (14), que puede aplicarse especialmente de manera manual y determinarse mediante una instalación de sensores (25), caracterizado por el hecho de que la instalación de sensores (25) está configurada y dispuesta con respecto al elemento de soporte (14) de modo que la fuerza se determina independientemente del recorrido, presentando la instalación de sensores (25) una unidad de medición (39) con una carcasa (41) y con un cuerpo de medición (43) que está en conexión con el elemento de soporte (14), y con por lo menos un receptor de fuerza (45a, 45b, 45c) de los respectivos ejes de coordenadas (X-X, Y-Y) y del correspondiente equipo de accionamiento (23a, 23b), que está en contacto con el cuerpo de medición (43).

Description

Sistema para controlar los movimientos de un dispositivo elevador de cargas.

El presente invento hace referencia a un dispositivo elevador de cargas con un sistema de control, de modo especial una grúa con carro que puede desplazarse en una construcción de carriles, en lo que respecta a sus movimientos en un plano horizontal definido por ejes de coordenadas, de modo que el dispositivo elevador de cargas presenta un elemento de soporte orientado verticalmente - que por lo menos en posición de descanso funciona por gravedad -, y el dispositivo elevador de carga lleva por lo menos un sistema motorizado de accionamiento para realizar los movimientos, el cual se gobierna en función de una fuerza ejercida esencialmente en sentido horizontal sobre el elemento de soporte, que puede aplicarse especialmente de manera manual y determinarse mediante un dispositivo sensor.

De modo especial, el invento hace referencia a uno de tales sistemas en que el dispositivo elevador de carga presenta un elemento de soporte pendular, flexible y enrollable, que en posición de reposo queda orientado verticalmente por efecto de la fuerza de gravedad.

Se conocen vías para grúa con carro que sólo puede moverse en uno y otro sentido en un sentido de coordenadas (vía de un carril) así como también con un carro (grúa móvil) que se desplaza sobre una superficie en dos sentidos de coordenadas. En tal caso, el propio carro es guiado sobre un carril, y, en determinados casos, dicho carril es luego conducido a otros carriles con un movimiento en sentido perpendicular a su extensión longitudinal. En muchos casos, el dispositivo elevador de carga o carro, respectivamente, presenta un elemento de soporte flexible y enrollable, por ejemplo un cable o una cadena, que al encontrarse en posición de reposo queda orientado verticalmente por efecto de la fuerza de gravedad. A menudo también se utilizan elementos de soporte rígidos, a modo de barra. Con el dispositivo elevador de carga puede levantarse o bajarse una carga en sentido vertical, si se enrolla o desenrolla el elemento de soporte, o bien se mueve verticalmente en su conjunto.

En muchas de tales grúas móviles el carro puede moverse libremente sobre los correspondientes cojinetes de giro libre, por ejemplo de rodillos. Para ello, los movimientos horizontales del carro deben ser realizados manualmente por el personal de servicio a través del elemento de soporte, de modo que el carro con el elemento de soporte y, respectivamente, con la carga colgada en el mismo, es estirada o empujada en la respectiva dirección. En el caso de un elemento de soporte flexible, según la altura de la carga, pueden ser necesarias grandes inclinaciones del elemento de soporte, antes de que el carro se mueva. Al final del movimiento respectivo se produce con frecuencia un no deseado sobreimpulso, es decir, un no deseado movimiento adicional del carro más allá de la posición deseada, y en determinados casos relativamente fuerte contra un tope final del correspondiente carril de soporte. Por tanto, es necesario que el carro también pueda frenarse sobre el elemento de soporte y, en determinados casos, poder hacerse retroceder de nuevo un poco. Para ello es necesario llevar a cabo una inclinación relativamente amplia del elemento de soporte en sentido contrario. El resultado final es una mala manipulación, engorrosa, lenta y fatigosa.

También se conocen grúas móviles con carros accionados a motor. Para ello, normalmente el accionamiento del carro es gobernado desde un puesto de guía o de un teclado manual a través de los correspondientes medios de conmutación, por ejemplo eléctricos. En este caso también surgen problemas. Sobre todo, a cada cambio de velocidad, es decir en cada proceso de aceleración y frenado, se producen movimientos pendulares de la carga que cuelga del elemento de soporte. En los casos más desfavorables tales movimientos pueden ser tan intensos que, por ejemplo, una carga que cuelga libremente puede llegar a volcar.

Para conseguir un sistema para controlar un aparato elevador de carga, en especial un sistema para controlar el movimiento de un carro de grúa con un elemento de soporte orientado verticalmente, sobre una construcción de carriles, que pueda ser gobernado de manera técnicamente simple y con un servicio especialmente cómodo al mismo tiempo que ofrezca un alto nivel de seguridad, se conoce a través de la patente DE-A-19.825.321 la disposición de por lo menos un sistema de accionamiento motorizado para realizar los movimientos del aparato elevador de carga, el cual puede hacerse en función de una fuerza que impulsa el elemento de soporte esencialmente en sentido horizontal. En los sistemas conocidos, esta fuerza, aportada especialmente de modo manual, se detecta mediante una instalación de sensores. Por tanto, la persona de servicio sólo necesita ejercer una ligera fuerza de manipulación directamente sobre la carga o la zona del aparato que soporta la carga, con lo cual el aparato elevador con la carga se mueve, de modo motorizado, en la correspondiente dirección. Cuando no existe el efecto de una fuerza, la carga se detiene de inmediato. Así la carga puede manipularse de manera muy sensible y precisa, siendo colocada en el lugar donde se desea.

En el sistema conocido, la respectiva fuerza puede determinarse de inmediato, por ejemplo mediante la técnica DMS (DMS = bandas extensométricas) que, sobre todo cuando se utiliza un elemento de soporte rígido, indica dónde puede transferirse la correspondiente fuerza de manipulación sobre el elemento de soporte rígido, casi sin inclinación, sobre una instalación de sensores dispuesta en la zona del aparato elevador.

También encontramos bandas extensométricas en un conocido sistema de control, de acuerdo con la patente GB-A-2.110.428 y en un conocido sistema elevador de acuerdo con la patente WO-98/43911. El primer documento citado publica un sistema de control para un aparato elevador de carga, en que un elemento de soporte puede ser gobernado mediante la introducción manual en un control directriz, en sentido de los ejes X e Y. El segundo documento citado describe un sistema elevador neumático accionado manualmente, en que junto con bandas extensométricas que actúan como detectores de fuerza también se utilizan sensores piezoeléctricos.

Como alternativa a esta clase de soluciones técnicas, sobre todo cuando se utiliza un elemento de soporte flexible y pendular, se conoce la manera de determinar indirectamente la fuerza, a fin de conocer las inclinaciones del elemento de soporte con respecto a la vertical. Para ello se prevé una instalación de sensores, que determinan las inclinaciones del elemento de soporte con respecto a la vertical, y luego en función de la dirección y, preferentemente, también del grado de dicha inclinación, genera señales de control para gobernar el accionamiento del aparato elevador. La instalación de sensores del conocido sistema lleva una unidad de medida que, por un lado comprende un cuerpo de inclinación unido al elemento de soporte, mientras por otro lado lleva por lo menos un sensor de distancia. El sensor de distancia va montado horizontalmente junto al cuerpo de inclinación, a una distancia que cambia por medio de la fuerza de manipulación. De este modo existe una determinación de fuerza que depende del recorrido. Un inconveniente de este conocido sistema reside en el hecho de que las fuerzas de servicio dependen de la carga, es decir, con grandes cargas, por ejemplo superiores a 100 kg, hay que ejercer una fuerza de manipulación mayor que con pequeñas cargas, para poder inclinar el elemento de soporte un mismo valor con respecto a la vertical.

El presente invento tiene por objeto mejorar un sistema de control del tipo citado, especialmente de la clase que determina la fuerza mediante la instalación de sensores, de manera simple y económica desde el punto de vista de su comodidad de servicio, y de modo especial que permita conseguir una más alta precisión en el posicionamiento y una más rápida velocidad de posicionamiento con un gobierno que no dependa de la carga.

De acuerdo con el invento esto se consigue por el hecho de que la instalación de sensores está configurada y dispuesta con respecto al elemento de soporte de modo que la fuerza se determina sin recorrido, presentando la instalación de sensores una unidad de medida con una carcasa y con un cuerpo de medida que está en conexión con el elemento de soporte, y con por lo menos un receptor de fuerza de los respectivos ejes de coordenadas y del correspondiente sistema de accionamiento, que está en contacto con el cuerpo de medición.

Bajo la denominación "sin recorrido" se entiende que las piezas de la instalación de sensores no se desplazan uno respecto al otro ninguna distancia registrable macroscópicamente. De acuerdo con el invento, pueden utilizarse ventajosamente como receptores de fuerza bandas extensométricas, receptores de fuerza magnetoelásticas, piezoeléctricas o de fibras ópticas.

Para una ventajosa manipulación, la instalación de sensores puede estar colocada, en lo que respecta a la generación de señales de control, de manera que un movimiento del aparato elevador de cargas en una determinada dirección de coordenadas a través una fuerza dirigida aproximadamente en el mismo sentido que el movimiento deseado, ejerza esencialmente la correspondiente fuerza del elemento de soporte. La instalación de sensores puede aplicarse de manera tan precisa que una muy pequeña fuerza, como por ejemplo una muy pequeña inclinación de un elemento de soporte flexible con un ángulo máximo de solo unos 0 a 3º, ya active un accionamiento motorizado en la dirección correspondiente. Asimismo, la velocidad de accionamiento puede controlarse en función del valor de la fuerza (reducida velocidad con una pequeña fuerza y más velocidad con una fuerza mayor).

Cuando se utiliza un elemento de soporte flexible, como un cable, al aumentar la carga se eleva la tensión del elemento de soporte (tensión del cable) lo cual tiene ventajas sobre el efecto del elemento de soporte en el receptor de fuerza sin recorrido, al que pertenece. Para que el sistema responda, no se requieren grandes ángulos de inclinación del elemento de soporte con respecto a la vertical.

Es especialmente ventajoso si la fuerza de manipulación no es lineal, sino que se transforma en velocidad en una curva progresiva. Así se consigue una marcha lenta y un frenado más suave, a la vez que se evitan oscilaciones al circular y frenar.

Ventajosamente, también con una carga relativamente grande, basta ejercer una fuerza de manipulación relativamente reducida, que actúe esencialmente en sentido horizontal, pudiendo aplicarse manualmente de manera muy sencilla y sin gran esfuerzo por parte de la persona de servicio. También es fácilmente posible detenerse en la posición exacta, pues cuando se llega a la posición deseada basta soltarlo de repente para que el accionamiento motorizado se detenga de inmediato, dado que la fuerza de manipulación es nula.

El presente invento es adecuado para grúas móviles de un eje, pero preferiblemente también para ejecuciones de dos ejes. En la forma de realización de dos ejes, el invento permite gobernar dos motores dispuestos en ambas direcciones de coordenadas en un plano (X, Y) de manera individual o simultánea, de modo que mediante la superposición de accionamiento pueden llevarse a cabo todos los movimientos deseados en direcciones oblicuas a los ejes de coordenadas, de manera que mediante una fuerza impulsora o inclinando el elemento de soporte también puede desplazarse exactamente en el respectivo sentido de movimiento deseado.

Además, también puede preverse un brazo saliente montado de manera oscilante en una determinada zona angular alrededor de un eje vertical, que también puede estar coordinado con un sistema de accionamiento motorizado, que se controla por medio de una instalación de sensores, en función de la fuerza aplicada especialmente de modo manual, para impulsar el elemento de soporte esencialmente en sentido horizontal.

Gracias al muy cómodo servicio que se consigue de acuerdo con el invento, este sistema resulta especialmente apropiado para utilizarlo en combinación con los denominados contrapesos. En tal caso, el aparato elevador de cargas está concebido de manera que la carga, prácticamente "basculante" que cuelga del elemento de soporte, puede subirse y bajarse mediante reducidas fuerzas aplicadas manualmente en sentido vertical. En combinación con el presente invento, la carga basculante puede manipularse en el espacio con fuerzas muy reducidas, independientemente de su peso, es decir, vertical y/u horizontalmente. Tal forma de realización combinada puede denominarse como "compensador de tres coordenadas" o como "compensador espacial".

Otras ventajosas características de realización del invento figuran en las reivindicaciones complementarias y en la siguiente descripción.

A continuación se explica con más detalle el invento, con ayuda de ejemplos de formas de realización preferidas que aparecen en el dibujo. En el mismo:

La figura 1 es una representación simplificada en perspectiva de una grúa móvil con un dispositivo elevador de cargas (carro) que puede moverse en un eje de movimiento horizontal X-X;

La figura 2 es una grúa móvil en una realización con un dispositivo elevador de carga que puede moverse sobre un plano horizontal en dirección de dos ejes de coordenadas X-X e Y-Y;

La figura 3 es una vista lateral ampliada en el sentido de la flecha III de la figura 2, con la representación adicional de una carga y una persona de servicio;

La figura 4 es una sección vertical a través de un componente principal de una instalación de sensores del sistema de control;

La figura 5 es una sección horizontal por el plano V-V de la figura 4;

La figura 6 es un gráfico de fuerza y velocidad para una forma de realización preferida, con transformación progresiva de la fuerza en velocidad;

La figura 7, en analogía a la figura 4, es una sección vertical a través de un componente principal de una primera forma de realización de una instalación de sensores en un sistema de control de acuerdo con el invento;

La figura 8, en analogía con la figura 5, es una sección horizontal por el plano VIII-VIII de la figura 7;

La figura 9 es una sección lateral a través de una primera forma de realización de un brazo saliente que gira alrededor de por lo menos un eje vertical, de un sistema de control de acuerdo con el invento;

La figura 10 es una vista en planta del brazo saliente representado en la figura 9;

La figura 11 es una sección lateral a través de una segunda forma de realización de un brazo saliente que gira alrededor de por lo menos un eje vertical, de un sistema de control de acuerdo con el invento;

La figura 12 es una vista en planta del brazo saliente representado en la figura 11;

La figura 13, en analogía a la figura 7, es una sección vertical a través de un componente principal de una segunda forma de realización de una instalación de sensores en un sistema de control de acuerdo con el invento;

La figura 14 es una sección lateral a través de una tercera forma de realización de un brazo saliente que gira alrededor de por lo menos un eje vertical, de un sistema de control de acuerdo con el invento;

La figura 15 es una vista en planta del brazo saliente representado en la figura 15;

La figura 16 es una sección lateral a través de una cuarta forma de realización de un brazo saliente que gira alrededor de por lo menos un eje vertical, de un sistema de control de acuerdo con el invento;

La figura 17 es una sección lateral a través de una quinta forma de realización de un brazo saliente que gira alrededor de por lo menos un eje vertical, de un sistema de control de acuerdo con el invento;

En las diferentes figuras del dibujo las mismas piezas siempre vienen indicadas con las mismas referencias, de manera que normalmente tan sólo se describirán una vez.

En la figura 1 se ha representado, a modo de ejemplo, en primer lugar una grúa móvil 1 en una forma de realización de una vía. En este caso, la construcción de carriles 2 está provista de un carril de rodadura 4 que se extiende horizontalmente y de modo rectilíneo, sobre el cual se mueve un aparato elevador de carga 6, en especial un denominado carro 8, en uno y otro sentido sobre un eje horizontal de coordenadas X-X. La construcción de carriles 2 va fijada a elementos de sujeción 10 del techo, no representado, de un edificio y/o sobre soportes estacionarios individuales 12 (según la figura 2).

En el primer ejemplo de forma de realización representado y que se describirá a continuación, el aparato elevador de carga 6 presenta un elemento de soporte 14 flexible y enrollable, así como pendular, que aquí se ha representado por ejemplo como un cable de soporte (cable de acero), pero que también puede consistir, por ejemplo en una cadena. En su extremo inferior, el elemento de soporte 14 lleva un dispositivo de toma de carga 16, que en el caso más sencillo puede ser un gancho o similar; pero también puede consistir en un aspirador al vacío, brazo pinza, horquilla para plataformas y similares. Por otra parte, hay un sistema de enrollado y desenrollado motorizado 18 conectado al elemento de soporte 14 (según la figura 4). Con su ayuda puede moverse el dispositivo de toma de carga 16 con una carga 20 (figura 3) a través del elemento de soporte 14, en sentido vertical Z-Z, es decir hacerse subir o bajar.

En la figura 2 se ha representado, a modo de ejemplo, una segunda forma de realización de la grúa móvil. En este caso la construcción de carriles 2 consta por un lado del carril de rodadura 4 que conduce el aparato elevador de carga 6 en dirección de las coordenadas X-X, mientras que por otro lado hay otros carriles 22, estando dichos otros carriles 22 fijados sobre los elementos de sujeción 10, y de modo que el carril de rodadura 4 pueda moverse en uno y otro sentido sobre el carril 22 en una segunda dirección de coordenadas Y-Y. Ambas direcciones de coordenadas X-X e Y-Y son perpendiculares entre sí y forman un plano X-Y. De este modo, el aparato elevador de carga 6 puede moverse sobre toda la superficie cubierta por la construcción de carriles 2.

Para que el aparato elevador de carga 6 pueda moverse en la dirección X-X y/o Y- Y, existe por lo menos un equipo de accionamiento motorizado 23a (figura 1). En la forma de realización preferida, de acuerdo con la figura 2, se ha previsto un correspondiente equipo de accionamiento 23a y 23b para cada dirección de movimiento X-X e Y-Y, habiéndose represando sólo esquemáticamente (indicado con recuadros) en las respectivas figuras del dibujo - inclusive las correspondientes conexiones efectivas (en forma de flechas sin referencia). En este ejemplo de forma de realización se ha previsto un sistema de control especial para gobernar cada respectiva dirección de accionamiento 23a, 23b, de modo que cada dirección de accionamiento 23a, 23b se gobierna en función de una inclinación inducida al elemento de soporte 14 - partiendo de la orientación vertical que adopta automáticamente por efecto de la gravedad cuando se halla en posición de reposo. A tal efecto, el sistema cuenta con una instalación especial de sensores 24, indicada particularmente en las figuras 4 y 5. Mediante dicha instalación de sensores 24 pueden detectarse con mucha precisión las inclinaciones del elemento de soporte 14 con respecto a la vertical 26. Entonces, la instalación de sensores 24 genera señales de gobierno en función de la dirección, así como preferiblemente del grado (medida angular) de la inclinación, que sirven para gobernar las respectivas direcciones de accionamiento 23a, 23b del aparato elevador de carga 6. Preferiblemente, la instalación de sensores 24 está conformada respecto a la generación de las señales de gobierno de tal modo que un movimiento del aparato elevador de cargas 6 en una determinada dirección de coordenadas, por ejemplo \pmX y/o \pmY, se mueve en la deseada dirección de manera aproximadamente equivalente a la respectiva inclinación del elemento de soporte 14.

Esto se ha representado, a modo de ejemplo, en la figura 3, con ayuda de flechas. Por ejemplo, una persona de servicio 28 impulsa manualmente el elemento de soporte 14, por medio de la carga 20 y/o del dispositivo de toma de carga 16, con una fuerza de manipulación F en el sentido de la flecha 30, desviándolo un ángulo \alpha en una dirección ligeramente inclinada 32 en el sentido de movimiento -Y, las señales de gobierno generadas por la instalación de sensores 24 provocan un accionamiento del aparato elevador de cargas 6 exactamente en la dirección de movimiento -Y, es decir en la dirección de la flecha 34. Lo mismo sucedería con una fuerza F ejercida en sentido opuesto o bien una inclinación en la dirección de la flecha 36, produciendo un accionamiento en el sentido 38, es decir, en la dirección de movimiento +Y. De modo correspondiente esto puede aplicarse al eje de movimiento X-X, así como a movimientos en ambos ejes, es decir, para movimientos oblicuos a los ejes de coordenadas.

De acuerdo con las figuras 4 y 5,la instalación de sensores 24 comprende una unidad de medida 40 con una carcasa 41. En el ejemplo (comparativo) representado, en que se prevé una determinación de fuerza indirecta proporcional a una inclinación del elemento de soporte 14, la unidad de medida 40 posee por un lado un cuerpo de desvío 42 unido con el elemento de soporte 14, mientras por otro lado dispone por lo menos de un sensor de distancia 44a, 44b, dispuesto en el correspondiente eje de coordenadas X-X o Y-Y - y por tanto con el respectivo equipo de accionamiento 23a, 23b. El cuerpo de desvío 42 va montado de tal modo deslizable longitudinalmente sobre el elemento de soporte 14, que por un lado el elemento de soporte 14 puede moverse en dirección al eje vertical Z-Z con respecto al cuerpo de desvío 42 mantenido esencialmente fijo en dicha dirección axial, mediante la subida o bajada de la carga o del dispositivo de toma de carga 16, mientras que por otro lado el cuerpo de desvío 42 es arrastrado al inclinar el elemento de soporte 14 con respecto a los sensores de distancia 44a, 44b para cambiar la distancia determina fin de generar las señales de gobierno. Para ello, cada sensor de distancia 44a, 44b se mantiene horizontal a una determinada distancia junto al cuerpo de desvío 42.

Para aprovechar la posibilidad de movimiento del aparato elevador de carga 6 en dos sentidos de coordenadas X e Y, la unidad de medida 40 dispone - tal como se ha representado - de dos sensores de distancia 44a, 44b, dispuestos formando un ángulo de 90º entre sí, en ambos ejes de coordenadas. Para ello, ventajosamente el cuerpo de desvío 42 está conformado como cuerpo cilíndrico, y va alojado en una carcasa cilíndrica hueca 41, de manera que los sensores 44a, 44b van fijados a la pared de dicha carcasa de alojamiento 41. De este modo, en su estado de reposo, el cuerpo de desvío 42 está circundado (elemento de soporte 14 orientado exactamente vertical) por un intersticio anular regular 46. La pequeña anchura de dicho intersticio anular 46 es medida técnicamente por los respectivos sensores 44a, 44b y luego convertida en señales de gobierno. A tal objeto, los sensores de distancia 44a, 44b están conectados a una unidad electrónica de valoración 47, sólo representada esquemáticamente, que por su parte genera señales de gobierno para los equipos de accionamiento 23a, 23b a partir de las señales procedentes de los sensores.

Según la figura 4, la unidad de medida 40 lleva, en la zona superior de la carcasa de alojamiento 41, una guía fija 48 para el elemento de soporte 14, al objeto de apoyar lateralmente el elemento de soporte 14 contra inclinaciones. La guía 48 puede estar hecha a modo de abertura pasante, que presenta una sección de abertura que se adapta a la sección transversal del elemento de soporte 14, de modo que dicho elemento de soporte es guiado para permitir un movimiento vertical relativo, pero queda fijado horizontalmente en este punto. Dicho punto de fijación forma así ejes de oscilación para las inclinaciones de la parte del elemento de soporte 14 situado debajo (colgante).

Preferiblemente, cada equipo de accionamiento 23a, 23b está conformado como motor con número de revoluciones controlable, de modo especial con un sistema de movimiento que actúa sobre la construcción de carriles 2. Ventajosamente puede tratarse, por ejemplo, de un accionamiento por ruedas de fricción. Naturalmente, pueden preverse otros sistemas alternativos, como por ejemplo accionamiento por ruedas o correas dentadas.

Tal como se desprende del gráfico de la figura 6, preferilemente la fuerza de manipulación F y la inclinación del elemento de soporte resultante de la misma, se convierte en la velocidad de accionamiento v, de acuerdo con una curva progresiva 50. Esto se consigue mediante la correspondiente interpretación o programación, respectivamente, de la unidad electrónica de valoración 47, lo cual permite una adaptación de la curva característica y con ello la reacción del sistema a las diferentes tareas de elevación de carga. Las ventajas de esta curva progresiva 50 con una subida inicial plana residen sobre todo en un avance y paro suaves y totalmente sin retrocesos del aparato elevador de carga 6, así como a una reducción de oscilaciones al marchar y detenerse, no obstante lo cual también resulta posible alcanzar altas velocidades. Por contra, de realizarse la conversión con una curva más lineal 52 - indicada a trazos en la figura 6 - se obtendría una marcha y frenado con oscilaciones pendulares y retrocesos. Una tal subida plana de una curva lineal tendría sobre todo el inconveniente de que, también con una elevada fuerza F, se obtendría una velocidad relativamente reducida, lo cual haría que el sistema no reaccionara con pequeñas inclinaciones (cortas).

Preferiblemente, el sistema puede utilizarse en combinación con un denominado contrapeso. Para ello conviene disponer en el elemento de soporte 14 un motor controlado por momento de giro para sus movimientos verticales en sentido del eje Z-Z (no representado en el dibujo), que genera un momento de giro constante independientemente de la carga, de modo que la carga 20 se mantiene estática en sentido vertical, en cualquier posición, es decir prácticamente flota. En este caso, las más pequeñas fuerzas (= cambios de carga) aplicadas especialmente a mano, en sentido vertical hacia arriba o abajo, producen automáticamente una elevación o descenso de la carga 20 como consecuencia del constante momento de giro. Así se obtiene una muy sencilla y cómoda manipulación de una carga supuestamente pesada en el espacio, también en sentido vertical y con muy reducidas fuerzas.

Una forma de realización según el invento de un sistema para controlar un aparato elevador de cargas 6 ha sido representada, a modo de ejemplo, en las figuras 7 y 8. En lugar de la arriba descrita instalación de sensores 24, que se basa en la medición de una distancia, se ha previsto una instalación de sensores 25, conformada y dispuesta de tal modo respecto al elemento de soporte 14, que la fuerza F para controlar el sistema se determina sin recorrido, en función de una fuerza F aplicada especialmente en una zona del dispositivo de toma de carga dispuesto en el extremo inferior libre del elemento de soporte 14.

Como en el ejemplo antes representado, la instalación de sensores 25 vuelve a tener una unidad de medida, que en este caso viene indicada con la referencia 39. La unidad de medida 39 comprende una carcasa 41, que sin embargo aquí no es un cuerpo de desvío 42, sino un cuerpo de medición 43 unido al elemento de soporte 14 y por lo menos uno, o dos en la forma de realización representada, receptor(es) de fuerza 45a, 45b, 45c, 45d que se encuentra(n) en los respectivos ejes de coordenadas X-X, Y-Y o en el correspondiente equipo de accionamiento 23a, 23b. Así pues, cada receptor de fuerza 45a, 45b, 45c, 45d se halla en contacto permanente con el cuerpo de medición 43. El elemento de soporte 14 vuelve a tratarse de nuevo de un elemento de soporte flexible y enrollable, como un cable, que corre sobre tres rodillos de guía 43a, 43b, 43c del cuerpo de medición 43. El cuerpo de medición 43 va montado fijo en el sentido del eje vertical Z-Z, mientras que el elemento de soporte 14, al subir o bajar una carga 20, puede moverse longitudinalmente en el cuerpo de medición 43 en dirección del eje vertical Z-Z, con respecto al cuerpo de medición 43, a través de una abertura central formada entre rodillos de guía 43a, 43b, 43c desplazados 120º entre sí.

Los demás detalles del modo de trabajo de la instalación de sensores 25 (como por ejemplo la reacción de la instalación de sensores 25 al inclinar el elemento de soporte 14 respecto a la vertical 26, tamaño y dirección de las señales generadas en el sistema de control 46 para los equipos de accionamiento 23a, 23b, tipo de los equipos de accionamiento utilizados 23a, 23b, posibilidad de conformar el aparato elevador de cargas 6 como contrapeso, curva característica no lineal, etc.) coinciden con las formas de realización del sistema de control antes citadas. Por tanto, en un recuadro de la representación de bloques de la figura 1 se indican como alternativa la unidad de medida 40 y la unidad de medida 39. Pero como los receptores de fuerza 45a, 45b, 45c, 45d de la unidad de medición 39 según el invento van montados esencialmente sin juego en el cuerpo de medición 43, por un lado no se requiere una fuerza de manipulación en función de la carga para generar una señal de control, mientras por otro lado, el sistema también garantiza una elevada seguridad de funcionamiento permanente, incluso bajo más duras condiciones del entorno. La determinación de fuerza sin recorrido también asegura así una mayor fidelidad del sistema, dado que existe un menor riesgo de que se ensucie la instalación de sensores 25 - y con ello la posibilidad de que, a largo plazo, se influya negativamente en la sensibilidad - como en el caso de que el o los receptores de fuerza 44a, 44b se mantiene(n) a una determinada distancia (intersticio 46) junto a un cuerpo de desvío 42.

Como receptores de fuerza sin recorrido 45a, 45b, 45c, 45d, la instalación de sensores 25 puede presentar, ventajosamente, por lo menos tres bandas extensométricas. Los receptores de fuerza con bandas extensométricas (DMS) son el representante más importante de los receptores eléctricos de fuerza. En el caso más sencillo, para la construcción de uno de estos receptores DMS se pegan cuatro bandas extensométricas (DMS) en un cilindro hueco elástico. Si el cilindro varía por efecto de una carga, cambian las resistencias de las DMS. Las cuatro DMS se conectan conjuntamente en un puente Wheatstone. En lugar de cuerpos de deformación tubulares (cilíndricos huecos) también pueden emplearse cuerpos de deformación en forma de barra. En tal caso resulta especialmente ventajoso que los receptores de fuerza DMS sirvan para mediciones estáticas y dinámicas, así como para fuerzas nominales del orden de 5 N hasta 20MN.

Además, la instalación de sensores 25 como receptores de fuerza 45a, 45b, 45c, 45d puede presentar por lo menos un receptor de fuerza magnetoelástico. El funcionamiento de uno de tales receptores de fuerza magnetoelásticos está basado en el efecto magnetoelástico de materiales ferromagnéticos, cuya permeabilidad varia bajo el efecto de la fuerza. El cambio de inductividad que se produce en una bobina con un núcleo formado por el material ferromagnético, sobre el que actúa la fuerza, se transforma directamente en una corriente, que circula por la bobina. Dado que la corriente puede ser medida directamente, no se precisan amplificadores de medida, lo cual predestina tales receptores de fuerza de modo especial para aplicarlos bajo duras condiciones de funcionamiento.

En la instalación de sensores 25 también pueden emplearse ventajosamente receptores de fuerza piezoeléctricos, como receptores de fuerza sin recorrido 45a, 45b, 45c, 45d. La base de dichos receptores de fuerza piezoeléctricos es el efecto piezoeléctrico, según el cual determinados cristales presentan cargas cuando se someten a esfuerzos mecánicos. Los cristales de cuarzo poseen la mayor constancia de sus propiedades y el mejor aislamiento, por lo cual son especialmente adecuados para la función de medida. En un receptor de fuerza piezoeléctrico (caja de medición) la fuerza actúa sobre dos piezocristales, que están colocados mecánicamente uno detrás del otro, pero están conectados eléctricamente en paralelo. De este modo puede conseguirse el aislamiento requerido entre ambos piezocristales dispuestos entre electrodos metálicos con respecto a una carcasa metálica que sirve de segundo electrodo, sin mayor dificultad, con sólo ambos piezocristales. El tamaño de la salida (señal) de un receptor de fuerza piezoeléctrico es una carga que se convierte en una correspondiente tensión por medio de un amplificador de carga. La ventaja de aplicar este receptor de fuerza se manifiesta principalmente por las rápidas mediciones dinámicas, que se consiguen con un pequeño tamaño constructivo y la insensibilidad frente a las variaciones de temperatura. Además, los receptores de fuerza piezoeléctricas poseen un muy buen disparo y una reducida inseguridad de medida.

Finalmente también existe la posibilidad de que la instalación de sensores 25 tenga como receptores de fuerza 45a, 45b, 45c, 45d por lo menos un receptor de fuerza de fibras ópticas. En uno de tales receptores, la determinación o la transmisión del valor medido tiene lugar por medio de un conductor de fibras ópticas. Según la función de la fibra distinguimos entre receptores de fibra óptica intrínsecos y extrínsecos. En un receptor de fibra óptica intrínseco la misma fibra sirve como elemento sensible, en que el valor de medida (fuerza F) se convierte en una señal óptica. Por ejemplo, con un efecto de fuerza lateral sobre una fibra óptica enrollada con un fino alambre se produce una pérdida de la corriente laminosa conducida, la cual puede determinarse por medio de una unidad electrónica de valoración a través de detectores fotoeléctricos. En un sensor de fibra óptica extrínseco, la función primaria es conseguir la transmisión, lo más libre posible de interferencias, del valor medido desde el lugar de medición al lugar de valoración. La conversión del valor medido en una señal óptica se realiza en el lugar de medición fuera de la fibra, por ejemplo mediante componentes ópticos integrados o microópticos. De este modo, la fuerza medida puede controlar la abertura de un diafragma para una corriente luminosa, mientras que la otra parte de la corriente luminosa queda invariable como señal de referencia. La electrónica de valoración compara entonces ambas corrientes luminosas y así se consigue una indicación de fuerza a tramos neutros. El uso de receptores de fibra óptica se utiliza especialmente cuando existen "dificultades" de medición por las condiciones ambientales, tales como fuerzas campos de interferencias eléctricos o magnéticos, elevadas temperaturas, atmósferas explosivas o corrosivas.

En las figuras 9 y 10, así como en las figuras 11 y 12, también se representan dos ventajosas formas de realización del invento. Para ambas formas de realización es característico que el sistema de control del aparato elevador de carga según el invento presenta un brazo saliente 54 montado de manea oscilante un ángulo \varphi (figuras 10 y 12) alrededor de un eje vertical W-W (figuras 9 y 11).

Tal como se indica esquemáticamente en las figuras 10 y 12 - a pesar de que no es forzosamente necesario - el brazo saliente 54 puede contar con un equipo de accionamiento 23 motorizado, que se controla en función de la fuerza F con que se impulsa elemento de soporte 14 en una dirección esencialmente horizontal, de modo particular aplicada a mano, y detectada por medio de la instalación de sensores 25. Este equipo de accionamiento 23c también puede - como en los demás equipos de accionamiento 23a, 23b - estar conformado como servomotor, en particular como rueda de fricción, rueda dentada o accionamiento por correa dentada.

Además, la instalación de sensores 25 puede ventajosamente estar dispuesta de manera que un movimiento del aparato elevador de carga 6 en una dirección de inclinación con un ángulo \varphi (flecha con la referencia 56) actúe aproximadamente en el mismo sentido de movimiento que la fuerza F aplicada. También la velocidad v del equipo de accionamiento 23c puede gobernarse de nuevo - tal como se ha representado antes - en función del tamaño de la respectiva fuerza F aplicada, y por cierto preferiblemente mediante una curva progresiva 50 con una subida inicial plana, tal como muestra la figura 6.

Dado que la unidad de medida 39 presenta cuatro sensores de libre recorrido 45a, 45b, 45c, 45d dispuestos en un ángulo de 90º entre sí con respecto a ambos ejes de coordenadas X-X, Y-Y, en la unidad electrónica de valoración 47 pueden generarse simultáneamente, con ayuda de las respectivas señales de salida de los sensores - según la dirección de la fuerza F aplicada en los cuatro cuadrantes formados por los ejes de coordenadas X-X, Y-Y - señales de control tanto para los equipos de accionamiento lineales 23a, 23b como también para el equipo de accionamiento 23c para hacer bascular el brazo saliente 54.

En este caso constituye una especial ventaja si la carcasa 41 de la unidad de medida 39 gira con respecto al cuerpo de medición 43 y el cuerpo de medición 43 y la carcasa 41 van fijados de tal modo en el brazo saliente 54 que al bascular dicho brazo saliente 54 un ángulo \varphi alrededor del eje vertical W-W, la carcasa 41 gira el mismo ángulo de modo que la carcasa 41 con los receptores de fuerza sin recorrido 45a, 45b, 45c, 45d mantienen su orientación angular con relación a la construcción de carriles 2.

Este arrastre angular fiel de la carcasa 41 hace que, con cada ángulo \varphi que se hace bascular el brazo saliente 54 es posible llevar a cabo una simple valoración de la señal a través de la unidad electrónica de valoración 47, puesto que los pares de receptores de fuerza 45a, 45b y 45c, 45d siempre están orientados el mismo ángulo con respecto a los ejes horizontales principales X-X, Y-Y del espacio - por ejemplo, tal como puede verse especialmente en las figuras 10 y 12 - por una parte paralelos al eje y por otro lado perpendiculares a los ejes X-X, Y-Y.

Para el arrastre de la carcasa 41, según el tipo de forma de realización, ventajosamente puede utilizarse una barra de acoplamiento 58 con un extremo articulado de manera giratoria al brazo saliente 54 y el otro extremo a la carcasa 41 (figuras 9 y 10), o también un correspondiente accionamiento por correa dentada 60 (figuras 11 y 12), un accionamiento por cadena o similar. Además, tal accionamiento por correa dentada 60 también puede verse en la representación ampliada de la figura 7. Corre paralelo al brazo saliente 54 por encima de la instalación de sensores 25, cuya carcasa 41 presenta una prolongación axial en forma de tubo 62, en dirección al brazo saliente 54, circundada por correas dentadas 60 y sostenida mediante rodamientos de rodillos 64 en el extremo libre del brazo saliente 54 de un apéndice 66, también en forma de tubo. El elemento de soporte 14 pasa a través del interior del apéndice 66 sobre un rodillo de desvío 68.

Al contrario de las formas de realización antes descritas, en la forma de realización según el invento de un sistema de control de un aparato elevador de carga 6, representado en las figuras 13 a 17, el elemento de soporte 14 no está conformado como cable sino que es rígido - como barra. Por el resto, la construcción básica de la unidad de medición 39 es esencialmente igual como la forma de realización antes descrita. Por tanto, remitimos a las explicaciones anteriores correspondientes. Las diferencias con la forma de realización anterior consisten en el apoyo del elemento de sujeción rígido 14 y en la espacial conformación de un asa de servicio 70.

El elemento de sujeción 14 no es conducido por rodillos de guía 43a, 43b, 43c, sino que preferiblemente posee - tal como se ha representado - dos refuerzos esféricos 14a, 14b que sirven para su asentamiento en el cuerpo de medición 43 y en el brazo saliente 54.

El asa de servicio 70 conformada como tubo circunda el elemento de sujeción 14 y presenta dos piezas metálicas 70a, 70b, en forma de casquillo, aisladas entre sí, tal como puede verse claramente en la figura 14, así como en las figuras 16 y 17. Las piezas metálicas 70a, 70b forman un puente eléctrico a través del asa por parte de la persona de servicio 28, cerrándose el circuito de la corriente, desconectando un bloqueo de seguridad que se halla conectado en estado de descanso del sistema.

El asa de servicio 70 también está especialmente conformada para gobernar los movimientos verticales de las cargas 20 que cuelgan del elemento de soporte 14. Al ejercer manualmente una reducida fuerza aplicada en sentido vertical 26 puede elevarse o bajarse una carga 20. La determinación de la fuerza se realiza por medio de un sensor 72, que detecta un cambio de distancia en un casquillo deslizante 74 causado por la fuerza vertical de servicio, y envía una correspondiente señal a la unidad electrónica de control 47. Tal como ocurre con las señales de los sensores sin recorrido 45a, 45b, 45c, 45d, dicha señal puede convertirse de manera análoga en una señal de gobierno para un equipo de accionamiento para el movimiento vertical de la carga 20. Tales equipos de accionamiento han sido representados en las figuras 14, 15 y 17 con la referencia 23d. Las figuras 13, 16 y 17 contienen, a modo de ejemplo, una ilustración en forma de flechas del flujo de la señal descrita del asa 70, de modo especial partiendo de su sensor 72 hasta la unidad electrónica de control 47, a la vez que en la figura 17 también se muestra, a modo de ejemplo, una ilustración adicional en forma de flecha del flujo de la señal desde la unidad electrónica de control 47 hasta el accionamiento vertical 23d. Tal como ya se ha indicado antes, gracias a tal combinación con el presente invento puede manipularse, con muy poco esfuerzo e independientemente de su peso, la carga basculante 20 en el lugar deseado del espacio, es decir, moverse vertical y/u horizontalmente. En la representación mostrada en la figura 13 (así como también en las figuras 14 y 16) se ha previsto como dispositivo de toma de la carga 16 un gancho, que se halla inmediatamente debajo del asa de servicio 70.

Otra posible forma de realización, no representada, de la unidad de medida 39 consiste en que la instalación de sensores 25 para determinar la fuerza de gobierno F para el movimiento horizontal, se aplica directamente al asa de servicio 70. Preferiblemente, pueden existir cuatro sensores de libre recorrido 45a, 45b, 45c, 45d para la determinación precisa a escuadra de la fuerza F por medio de bandas extensométricas.

Las figuras 14 y 15 vuelven a mostrar, en dos vistas distintas, un sistema de control según el invento, y por cierto en una tercera forma de realización del brazo saliente giratorio 54 y con la segunda forma de realización de la unidad de medición 39. Las representaciones en el dibujo son análogas a las de la primera forma de realización (figuras 9 y 10) y de la segunda forma de realización (figuras 11 y 12). La diferencia fundamental de la tercera forma de realización respecto a las variantes antes descritas reside en el hecho de que el brazo saliente 54 está formado por dos brazos articulados unidos entre sí 54a, 54b. El primer brazo 54a - tal como se ha representado en las figuras 10 y 12 para el brazo saliente 54 - se hace bascular un ángulo \varphi entre el brazo 54a y el eje X-X alrededor del eje vertical W-W, el segundo brazo 54a oscila un ángulo \varphi1 entre el brazo 54b y el brazo 54a alrededor de un eje vertical W1-W1. Al hacer oscilar ambos brazos salientes 54a, 54b, igual como en ambas primeras formas de realización, se produce un seguimiento mecánico de la instalación de sensores 25 de modo que los receptores de fuerza sin recorrido 45a, 45b, 45c, 45d mantienen su orientación angular con respecto a la construcción de carriles 2 o respecto a los ejes del plano X-Y. De modo especial, para el seguimiento mecánico se ha previsto un accionamiento por correa dentada 60 - tal como en la segunda forma de realización del brazo saliente 54 - utilizándose en este caso dos correas dentadas 60a, 60b - una para cada brazo 54a, 54b del brazo saliente 54.

El brazo saliente 54 es guiado, de manera que puede moverse verticalmente, en una barra 76 fijada con el carro 8, para cuyo movimiento en la dirección Z-Z puede preverse un equipo especial de accionamiento 23d que, tal como ya se ha citado antes, puede ser gobernado y, por ejemplo - tal como se ha representado en la figura 4 para el elemento de soporte 14 allí flexible - estar unido a un aparato motorizado de enrollado y desenrollado 18 de un cable 78. (Todos los equipos de accionamiento 23a, 23b, 23c, 23d existentes no sólo han sido representados esquemáticamente en las figuras 14 y 15, así como en las demás figuras, sino también en oposición. El equipo especial de accionamiento 23c para el ajuste del ángulo del brazo saliente 54 o de sus brazos 54a, 54b no ha sido previsto, dado que se hace manualmente.

En la forma de realización, representada en la figura 16, de un sistema de control según el invento, el brazo saliente 54 (en una realización vertical) también está formado por dos brazos 54a, 54b. Sin embargo, en este caso la movilidad vertical de la carga 20 se consigue por el hecho de que el primer brazo 54a no solo puede oscilar en sentido horizontal alrededor del eje vertical W-W, sino también en sentido vertical. A tal objeto, el brazo 54a consta de dos palancas basculantes 80a, 80b, dispuestas paralelas, que están unidas por un extremo con la pieza de tope 82 del carro 8 y por el otro extremo van articuladas de modo giratorio con la pieza de tope 84 unida con el segundo brazo 54b.

La diferencia con las formas de realización del sistema del invento representadas hasta aquí es que, en este ejemplo de forma de realización, no existe ningún seguimiento mecánico de la unidad de medida 39 o instalación de sensores 25 del movimiento del brazo saliente 54 en el plano X-Y, sino eléctrica, que puede designarse como "seguimiento sobre una onda eléctrica". Por tanto, son como dispositivos para generar señales para los ángulos \varphi, \varphi1 alrededor de los cuales oscilan los brazos salientes 54a, 54b, en cuyos puntos de articulación se han previsto discos medidores del ángulo de giro (codificadores) 86, 88, montados coaxiales a los ejes de oscilación verticales W-W, W1-W1 de los brazos salientes 54a, 54b. Las señales correspondientes a los ángulos de oscilación \varphi, \varphi1 de los brazos 54a, 54b son enviadas a la unidad electrónica de valoración 47, donde mediante adición y/o sustracción se calcula un valor angular resultante para un accionamiento de ajuste 23e para el seguimiento de los sensores sin recorrido 45a, 45b, 45c, 45d. Dicho accionamiento de ajuste 23e puede ser preferiblemente un motor de pasos. Preferiblemente, el seguimiento puede realizarse, por ejemplo mediante un accionamiento de correas dentadas 60 que actúa sobre la unidad de medición 39, pero también es posible hacerlo directamente desde el accionamiento de ajuste 23e sobre la unidad de medición 39.

El giro articulado de los brazos 54a, 54b en los ejes verticales W-W, W1-W1, o de las palancas oscilantes 80a, 80b en los ejes horizontales (no indicado) puede ser frenado preferiblemente con el gobierno de mecanismo de marcha 23a, 23b, para que durante el funcionamiento no se produzca un movimiento espontáneo debido a la inercia de las mencionadas piezas.

La activación de los frenos de contención existentes en las articulaciones giratorias, que actúan entre sí en una posición relativamente rígida de los brazos 54a, 54b y 80a, 80b, también puede realizarse ventajosamente a través del asa de servicio 70, y por cierto de modo especial, cuando la persona de servicio 28 al agarrar las dos piezas metálicas a modo de casquillo 70a, 70b aisladas entre sí, tal como se ha descrito antes, forma un puente que cierra un respectivo circuito de corriente de activación. Además, esto es posible en todos los ejemplos de formas de realización, en que existan articulaciones giratorias.

En la figura 17 se representa otra forma de realización de un sistema de control según el invento, con un brazo saliente 54 que gira alrededor de un eje vertical W-W. Esta forma de realización posee varias similitudes con la forma de realización representada en las figuras 14 y 15, pero el brazo saliente 54 va articulado giratorio directamente al carro 8 a través del eje W-W y no giratorio en la barra vertical 76. En todo caso existe una barra vertical 76, en que sin embargo el dispositivo de toma de carga 16 - en este caso una horquilla - es guiado verticalmente. La guía y gobierno vertical del dispositivo de toma de carga 16 se realiza del mismo modo como en la forma de realización representada en las figuras 14 y 15, a través de un equipo accionador vertical 23d que actúa sobre un dispositivo de desenrollado 18 de un cable 78, que a su vez es gobernado por medio de una unidad electrónica de valoración 47. Dicha unidad vuelve a recibir sus señales de gobierno de la unidad de medida 39 con los sensores que funcionan sin recorrido 45a, 45b, 45c,45d y del asa de servicio 70, donde hay un sensor 72 para el gobierno vertical. El asa de servicio 70 y la unidad de medición 39 forman también aquí - como en las formas de realización antes descritas - una unidad que, en este caso va fijada en la barra vertical 76 articulada de manera giratoria en el carro 8. También para esta forma de realización puede preverse un seguimiento mecánico de los sensores 45a, 45b, 45c, 45d o un seguimiento a modo de una onda eléctrica.

El invento no se limita a los ejemplos de forma de realización representados, sino que comprende odas las realizaciones equivalentes en el sentido del invento. Esto hace especial referencia a la instalación de sensores 25; también en este caso sirve cualquier otra forma de realización que pueda detectar las fuerzas ejercidas sobre el elemento de soporte 14 y convertirlas en señales de gobierno. Los equipos de accionamiento previstos 23a, 23b, 23c pueden ser motores eléctricos, neumáticos y/o hidráulicos. La unidad electrónica de valoración 47, representada sólo esquemáticamente en los ejemplos, puede por ejemplo estar integrada a una parte móvil del sistema, como por ejemplo el carro 8.

El especialista puede completar el sistema de control de acuerdo con el invento mediante medias técnicas apropiadas. Respecto a dichas posibilidades para gobernar los movimientos verticales de la carga 20, además se hace referencia a las formas de realización en toda su extensión, especialmente al objeto de la solicitud de modelo de utilidad alemán DE-29.902.364.8.

Asimismo, el invento no se limita a la combinación de características que figura en la reivindicación 1, sino que también puede definirse por cualquier otra combinación deseada de determinadas de las características publicadas conjuntamente. Esto significa, que prácticamente puede prescindirse de cualquier característica particular de la reivindicación 1 y sustituirla como mínimo por otra de las características que figuran en la solicitud publicada. En lo que a esto respecta, la reivindicación 1 únicamente debe entenderse como una primera prueba para la formulación de un invento.

Referencias

1	Vía de grúa
2	Construcción del carril de rodadura
4	Carril de rodadura
6	Aparato elevador de carga
8	Carro móvil
10	Elemento de sujeción
12	Soporte
14	Elemento de soporte
14a	Refuerzo en 14
14b	Refuerzo en 14
16	Sistema de toma de carga
18	Sistema de desenrollado
20	Cara
22	Carril
23a	Equipo de accionamiento (X-X)
23b	Equipo de accionamiento (Y-Y)
23c	Equipo de accionamiento para 54 (giro en el plano X-Y)
23d	Equipo de accionamiento (Z-Z)
23e	Equipo de accionamiento para 25 y/o 39
24	Instalación de sensores
25	Instalación de sensores
26	Verticales
28	Persona de servicio
30	Dirección de la acción de la fuerza
32	Alineación de 14 (inclinado)
34	Sentido del movimiento de 14 en 30
36	Dirección de la acción de la fuerza
38	Sentido del movimiento de 14 en 36
39	Unidad de medida de 24
40	Unidad de medida de 24
41	Carcasa de 39, 40
42	Cuerpo de desvío de 40
43	Cuerpo de medición de 39

43a	Rodillo de guía en 43 para 14
43b	Rodillo de guía en 43 para 14
43c	Rodillo de guía en 43 para 14
44a	Sensor de distancia en 40
44b	Sensor de distancia en 40
45a	Sensor de libre recorrido en 39
45b	Sensor de libre recorrido en 39
45c	Sensor de libre recorrido en 39
45d	Sensor de libre recorrido en 39
46	Intersticio anular alrededor de 42
47	Unidad electrónica de valoración
48	Guía de 40
50	Curva característica v de F
52	Curva característica v de F
54	Brazo saliente
54a	Primer brazo saliente
54b	Segundo brazo saliente
56	Sentido de movimiento de 54
58	Barra de acoplamiento
60	Accionador por correa dentada
60a	Primera correa dentada de 60
60b	Segunda correa dentada de 60
62	Prolongación de 41
64	Rodamiento de rodillos
66	Apéndice en 54
68	Rodillo de desvío para 14
70	Asa de servicio
70a	Primera pieza metálica de 70
70b	Segunda pieza metálica de 70
72	Sensor en 70
74	Casquillo deslizante
76	Barra
78	Cable
80a	Angulo de oscilación de 54a
80b	Angulo de oscilación de 54a
82	Pieza de tope para 80a, 80b en 8
84	Pieza de tope para 80a, 80b en 54b
86	Codificador (eje W-W)
88	Codificador (eje W1-W1)
F	Fuerza
v	Velocidad
W-W	Eje oscilante de 54 y/o 54a
W1-W1	Eje oscilante de 54b
X	Coordenadas espaciales
X-X	Sentido espacial (horizontal)
X-Y	Plano espacial (horizontal)
Y	Coordenadas espaciales
Y-Y	Sentido espacial (horizontal)
Z	Coordenadas espaciales
Z-Z	Sentido espacial (horizontal)
\alpha	Angulo de inclinación de 14
\varphi	Angulo de oscilación de 54 y/o 54a
\varphi1	Angulo de oscilación de 54b

Claims (26)

1. Dispositivo elevador de cargas (6) con un sistema de control, de modo especial una grúa con carro (8) que puede desplazarse en una construcción de carriles (2), en lo que respecta a sus movimientos en un plano horizontal (X-Y) definido por ejes de coordenadas (X-X, Y-Y), de modo que el dispositivo el elevador de cargas (6) presenta un elemento de soporte (14) orientado verticalmente (Z-Z) - que por lo menos en posición de descanso funciona por gravedad -, y el dispositivo elevador de carga (6) lleva por lo menos un equipo motorizado de accionamiento (23a, 23b, 23c) para realizar los movimientos, el cual se gobierna en función de una fuerza (F) ejercida esencialmente en sentido horizontal en el elemento de soporte (14), que puede aplicarse especialmente de manera manual y determinarse mediante una instalación de sensores (25), caracterizado por el hecho de que la instalación de sensores (25) está configurada y dispuesta con respecto al elemento de soporte (14) de modo que la fuerza se determina independientemente del recorrido, presentando la instalación de sensores (25) una unidad de medición (39) con una carcasa (41) y con un cuerpo de medición (43) que está en conexión con el elemento de soporte (14), y con por lo menos un receptor de fuerza (45a, 45b, 45c) de los respectivos ejes de coordenadas (X-X, Y-Y) y del correspondiente equipo de accionamiento (23a, 23b), que está en contacto con el cuerpo de medición (43).

2. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el dispositivo elevador de carga (6) presenta un elemento de soporte pendular, flexible y enrollable (14) que, en posición de reposo, queda orientado verticalmente (Z-Z) por efecto de la fuerza de gravedad.

3. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que hay un brazo saliente (54) montado oscilante un ángulo (\varphi) por lo menos alrededor de un eje vertical (W-W).

4. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el brazo saliente (54) consta de un primer brazo (54a) que puede oscilar un ángulo (\varphi) alrededor de un primer eje vertical (W-W), y de un segundo brazo (54b) que puede oscilar un ángulo (\varphi1) alrededor de un segundo eje vertical (W-W).

5. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado por el hecho de que en el brazo saliente (54) va dispuesto un equipo motorizado de accionamiento (23c), que se gobierna en función de una fuerza F, aplicada especialmente de manera manual, para impulsar esencialmente en sentido horizontal el elemento de soporte (14), y que se detecta por medio de una instalación de sensores (25).

6. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que la instalación de sensores (25) detecta una fuerza (F) que impulsa el elemento de soporte (14) en la zona de un dispositivo de toma de carga (16) colocado en el extremo libre inferior del elemento de soporte (14).

7. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que la instalación de sensores (25) genera señales detectables en una unidad electrónica de valoración (47) en función de la dirección y ventajosamente también del valor de dicha fuerza (F), unidad que genera señales para gobernar equipos de accionamiento (23a, 23b, 23c) del aparato elevador de carga (6).

8. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que la instalación de sensores (25) está colocada de manera que un movimiento del aparato elevador de carga (6) en una determinada dirección de coordenadas (X y/o Y y/o \varphi) ejerciendo una fuerza (F) aplicada aproximadamente en la misma dirección de movimiento deseada.

9. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que la velocidad de desplazamiento del equipo de accionamiento (23a, 23b, 23c) es gobernada en función del valor de la respectiva fuerza aplicada (F), y por cierto preferiblemente mediante una curva progresiva (50) con una subida inicial plana.

10. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que el aparato elevador de carga (6) es movido sobre una superficie en dirección a dos ejes de coordenadas (X-X e Y-Y) perpendiculares entre sí, existiendo un equipo de accionamiento (23a, 23b) para cada eje (X-X; Y-Y) que se gobierna por medio de la instalación de sensores (25).

11. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de que la fuerza (F) es determinada por transmisión inmediata de fuerza sobre la instalación de sensores (25) en función de la fuerza ejercida manualmente para inclinar el elemento de soporte (14) con respecto a la vertical (26).

12. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que el cuerpo de medición (43) está unido con el elemento de soporte (14) a través de rodillos de guía (43a, 43b, 43c).

13. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que el cuerpo de medición (43) va dispuesto fijo en dirección de un eje vertical (Z-Z) y el elemento de soporte (14) puede moverse longitudinalmente con respecto al cuerpo de medición (43) al subir y bajar una carga (20), pasando a

\newpage

través de una abertura central, sobre rodillos de guía (43a, 43b, 43c) en el cuerpo de medición (42) en dirección al eje vertical (Z-Z).

14. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el hecho de que la instalación de sensores (25) presenta como receptor de fuerza (45a, 45b, 45c, 45d) por lo menos un receptor de bandas extensométricas, magnetoelástico, piezoeléctrico o de fibras ópticas.

15. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por el hecho de que la unidad de medición (39) comprende cuatro receptores de fuerza (45a, 45b, 45c, 45d) dispuestos en un ángulo de 90º entre sí, respecto a ambos ejes de coordenadas (X-X; Y-Y).

16. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por el hecho de que el equipo o cada equipo de accionamiento (23a, 23b, 23c) está motorizado, conformado de modo especial como motor con control de revoluciones, preferiblemente con accionamiento por rueda de fricción y/o dentada, y/o accionado por coreas dentadas.

17. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por el hecho de que el dispositivo elevador de carga (6) está conformado como contrapeso.

18. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que en el elemento de soporte (14) hay un motor con control del momento de giro (23d) para sus movimientos verticales (Z-Z) que genera un momento de giro constante con independencia de la carga, de modo que la carga (20) se mantiene estáticamente en cualquier posición en sentido vertical (Z-Z) y una ligera fuerza, aplicada especialmente a mano, que actúa en sentido vertical provoca una subida o bajada de la carga (20).

19. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado por el hecho de que la carcasa(41) de la unidad de medición (39) puede girar respecto al cuerpo de medición (43) y el cuerpo de medición (43) y la carcasa (41) va fijada de tal modo en un o el brazo saliente (54) o un primer brazo saliente (54b) que al oscilar el brazo saliente (54) o varios brazos salientes (5a, 54b) alrededor de un o del ángulo (\alpha) o de varios ángulos parciales (\alpha, \alpha1) alrededor de un o del eje vertical (W-W) o alrededor de varios ejes verticales (W-W, W1-W1) de la carcasa (41) en el mismo ángulo (\alpha) o alrededor de un ángulo aditivo (\alpha + \alpha1) girando de manera que la carcasa (41) con los receptores de carga (45a, 45b, 45c, 45d) mantiene su orientación angular con respecto a la construcción de carriles (2).

20. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que para el giro de la carcasa (41) se ha previsto una barra de acoplamiento articulada y giratoria (58) por un extremo al brazo saliente (54) y por el otro extremo a la carcasa (41).

21. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que para el giro de la carcasa (41) se ha previsto un accionamiento por correas, tal como un sistema de accionamiento por correa dentada (60), por cadena o similar.

22. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que para el giro de la carcasa (41) se ha previsto un propio equipo de accionamiento motorizado (23e), como un motor de pasos.

23. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que el equipo de accionamiento (23e) para girar la carcasa (41) se controla mediante una o la unidad electrónica de valoración (47).

24. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con la reivindicación 23, caracterizado por el hecho de que en el dispositivo o dispositivos para generar señales para el o los ángulos (\varphi, \varphi1) alrededor del cual o de los cuales oscila(n) el brazo saliente (54) o los brazos salientes (54a, 54b) se han previsto uno o varios discos que incrementan el ángulo de giro (codificador 86, 88), dispuesto(s) coaxialmente al eje o ejes de oscilación vertical(es) (W-W, W1-W1) de los brazos salientes (54a, 54b, de modo que se envía(n) la(s) correspondiente(s) señal(es) del ángulo o ángulos oscilantes (\varphi, \varphi1) a la unidad electrónica de valoración (47) donde se calcula un ángulo (\varphi, \varphi \pm \varphi1) para el accionamiento (23e) del seguimiento del receptor de fuerza (45a, 45b, 45c, 45d).

25. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 24, caracterizado por el hecho de que la unidad electrónica de valoración (47) está integrada en una parte desplazable del sistema, como por ejemplo en el carro de la grúa (8).

\newpage

26. Dispositivo elevador de cargas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado por el hecho de que la instalación de sensores (25) forma una unidad constructiva con un asa de servicio (70), de modo especial que la instalación de sensores (25) está integrada en un asa de servicio (70).