ES2208459T3 - Aparato de elevacion. - Google Patents
Aparato de elevacion.Info
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Abstract
Un aparato de elevación que comprende un bastidor (2), un tambor (3) de cable provisto de una ranura (12), un motor de elevación (4), un engranaje o sistema de engranaje (5) y un piñón (6), de tal manera que el motor de elevación (4) esté situado, al menos parcialmente, dentro del tambor (3) de cable, estando soportado dicho tambor de cable por el bastidor (2) en cada uno de sus extremos, y que el motor de elevación (4) y el engranaje (5) estén soportados en el bastidor (2) en sólo un extremo del tambor (3) de cable, en cuyo extremo, están dispuestos el motor de elevación (4) y el engranaje (5) para hacer girar el tambor (3) de cable a través del piñón (6); caracterizado porque, en la extensión radial, el piñón (6) está situado entre un cilindro virtual, que es paralelo al eje longitudinal del tambor (3) de cable y está definido por el alojamiento (15) del motor de elevación (4), y la periferia interior del tambor (3) de cable.
Description
Aparato de elevación.
La invención se refiere a un aparato de elevación
que comprende un bastidor, un tambor de cable provisto de una
ranura, un motor de elevación, un engranaje o sistema de engranaje y
un piñón, de tal manera que el motor de elevación esté situado, al
menos parcialmente, dentro del tambor de cable, estando soportado
dicho tambor de cable por el bastidor en cada uno de sus extremos, y
que el motor de elevación y el engranaje estén soportados en el
bastidor en sólo un extremo del tambor de cable, en cuyo extremo
están dispuestos el motor de elevación y el engranaje para hacer
girar el tambor de cable a través del piñón. Dicho aparato de
elevación es conocido por el documento
DD-A-206 361.
El aparato de elevación es generalmente una parte
de una grúa de cable que está, o montada fijamente, o se mueve a lo
largo de una vía por medio de un carro. El aparato de elevación
también se puede usar tal cual para elevar una carga. En grúas de
cable destinadas al traslado vertical de una carga, la longitud del
aparato de elevación es un problema significativo porque limita el
recorrido del carro. La gran longitud del aparato de elevación es
consecuencia de la idea básica del diseño de la grúa de cable, es
decir, de la tendencia a minimizar el diámetro del tambor de cable
para optimar el engranaje de transmisión de fuerza, lo cual conduce
a la gran longitud del tambor de cable y, de esta manera, a la de
toda la grúa de cable con alturas de elevación y sistemas de poleas
de cable comúnmente usados. Debido a la tendencia a minimizar el
diámetro del tambor de cable, la intención ha sido típicamente
diseñar la relación del diámetro del círculo primitivo del tambor de
cable, es decir, el diámetro del centro de la ranura, al diámetro
del cable de elevación para corresponder a los requisitos mínimos
normales en las categorías de utilización más comunes de las grúas
de cable existentes. Por lo tanto, la relación del diámetro del
círculo primitivo del tambor de cable, al diámetro del cable de
elevación, es típicamente 16-25, dependiendo de la
intensidad de uso, por lo que la longitud del tambor de cable es
significativamente mayor que el diámetro del tambor de cable. Como
la longitud del tambor de cable es el factor principal en la
longitud total del aparato de elevación y de toda la grúa de cable,
y como la dirección del recorrido de la grúa de cable montada en el
carro es generalmente paralela al eje longitudinal del tambor de
cable, la longitud del tambor de cable es un problema significativo
porque limita el recorrido del carro. Además, el movimiento del
punto de partida del cable de elevación en un tambor largo de cable,
en la dirección del eje longitudinal del tambor de cable durante el
movimiento de rotación del tambor de cable, es grande. En grúas de
cable con múltiples cables, cuando se desplaza el punto de partida
del cable de elevación, es decir, cuando se arrastra, el ángulo de
partida del cable de elevación que abandona el tambor de cable
cambia con respecto al eje longitudinal del tambor de cable. Cuanto
mayor es la desviación y más múltiple es el sistema de poleas de
cable, mayor es el cambio del ángulo de partida. Dependiendo del
tipo de cable, el valor máximo del ángulo de partida es de 1,5º a
4º. Cuando se alcanza o supera el valor máximo, aumenta el desgaste
del cable de elevación. Un arrastre excesivo del cable de elevación
puede causar problemas en el control de la carga y dar lugar a que
el gancho de elevación tienda a torcerse. La desviación del cable de
elevación también causa problemas para optimar estructuras que
soportan cargas, ya que las fuerzas soportantes varían dependiendo
del punto de partida del cable de elevación desde el tambor.
Las soluciones conocidas para minimizar la
longitud del aparato de elevación incluyen colocar el motor de
elevación o el engranaje, o ambos, así como el piñón, dentro del
tambor de cable, o situar el motor de elevación al lado del tambor
de cable, Según la primera alternativa, la longitud más corta del
aparato de elevación se ha conseguido colocando el motor de
elevación, el engranaje y el piñón dentro del tambor de cable en la
dirección del eje longitudinal del tambor de cable; sin embargo,
como el diámetro del tambor de cable es tan pequeño como sea
posible, esta solución hace que el motor de elevación se caliente
intensamente debido al reducido espacio de refrigeración. La
estructura también requiere un bastidor firme en ambos extremos del
tambor de cable y un eje intermedio expuesto a vibraciones entre el
motor de elevación y el engranaje. Colocar el motor de elevación al
lado del tambor de cable aumenta la anchura de la grúa de cable,
pero la longitud total de la grúa de cable aún está determinada
tomando como base la longitud del tambor de cable.
Un objeto de esta invención es proporcionar un
aparato de elevación de un nuevo tipo, corto en la dirección
longitudinal.
El aparato de elevación según la invención está
caracterizado porque, en la extensión radial, el piñón está situado
entre un cilindro virtual, que es paralelo al eje longitudinal del
tambor de cable y está definido por el alojamiento del motor de
elevación, y la periferia interior del tambor de cable.
Una idea esencial de la invención es que, en el
aparato de elevación destinado para el traslado vertical de una
carga, el motor de elevación esté al menos parcialmente situado
dentro del tambor de cable soportado en el bastidor del aparato de
elevación por ambos extremos del mismo, y que el motor de elevación,
y el engranaje que transmite la fuerza desde el motor de elevación
al piñón, estén soportados en el bastidor por sólo un extremo del
tambor de cable, en cuyo extremo están dispuestos el motor de
elevación y el engranaje para hacer girar el tambor de cable a
través de un piñón situado entre un cilindro, que es paralelo al eje
longitudinal del tambor de cable y está definido por el alojamiento
del motor de elevación, y el tambor de cable. Según una realización
preferida de la invención, el diámetro del tambor de cable es
significativamente mayor que el diámetro del motor de elevación.
Según una segunda realización preferida de la invención, el motor de
elevación está situado dentro del tambor de cable, asimétricamente
con respecto al centro del tambor de cable. Según una tercera
realización preferida de la invención, el par requerido para la
rotación del tambor de cable es transmitido al tambor de cable a
través de la periferia del mismo en el punto de partida del cable de
elevación desde el tambor de cable.
Una ventaja de la invención es que las
dimensiones exteriores del aparato de elevación y, de esta manera,
de toda la grúa de cable, son pequeñas en la dirección del eje
longitudinal del tambor de cable. Debido al diámetro
significativamente mayor del tambor de cable comparado con las
soluciones conocidas, es posible usar un tambor de cable
significativamente más corto, mientras se mantiene constante la
altura de elevación. Debido a esto, el movimiento horizontal del
cable de elevación, en conexión con la elevación o descenso de una
carga, es pequeño y, por tanto, disminuye el movimiento horizontal
perjudicial de la carga. Debido al pequeño movimiento horizontal del
cable de elevación, la fuerza del cable se reparte casi
uniformemente sobre las estructuras que soportan la carga,
permitiendo estructuras soportantes pequeñas y ligeras, lo cual se
puede utilizar también en el diseño de las dimensiones del carro de
la grúa de cable y de la viga del puente que la soporta. Como el
ángulo de partida del cable de elevación desde el tambor de cable es
pequeño, y como la relación del diámetro del círculo primitivo del
tambor de cable al diámetro del cable se puede diseñar para que sea
hasta el doble o el triple comparada con los valores mínimos usados
y permitidos comúnmente por las normas, la duración del cable
aumenta significativamente. Además, el pequeño movimiento horizontal
del cable de elevación y el pequeño ángulo del cable, juntos,
reducen eficazmente el riesgo de torsión del gancho de elevación
soportado por el cable. Debido al pequeño movimiento horizontal del
cable de elevación, el aparato de elevación según la invención
permite la construcción de una grúa de cable con un sistema de
poleas de cable de hasta 12 veces, sin superar el ángulo de cable de
4º. Como el diámetro interior del tambor de cable es
significativamente mayor que el diámetro exterior del motor de
elevación, y como el motor de elevación y el engranaje están
soportados en el bastidor por sólo un extremo del tambor de cable,
es posible disponer una ventilación mejor para el motor de
elevación, comparada con un motor de elevación situado fuera del
tambor de cable, por lo que no hay problemas con el calentamiento
del motor de elevación. Otra ventaja es que la estructura es fácil
de modular porque la longitud del tambor de cable no afecta al
soporte del motor de elevación y el engranaje unido al mismo. Situar
el motor de elevación asimétricamente con respecto al centro del
tambor de cable permite que el engranaje sea diseñado con más
libertad. Además, cuando el par requerido para girar el tambor de
cable se transmite al tambor de cable a través de la periferia del
mismo, en el punto de partida del cable de elevación desde el
tambor, se pueden optimizar las dimensiones del motor de elevación
del aparato de elevación y el engranaje unido al mismo, y se puede
cambiar la altura de elevación cambiando o el diámetro o la longitud
del tambor de cable.
Ahora se describirá la invención más
detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
la Figura 1 muestra una vista esquemática de una
realización de un aparato de elevación según la invención, como un
corte transversal parcial;
la Figura 2 muestra una vista esquemática, de
principio, de una segunda realización de un aparato de elevación
según la invención, como un corte transversal parcial; y
la Figura 3 muestra una vista esquemática, de
principio, de una tercera realización de un aparato de elevación
según la invención, vista desde el extremo del aparato de
elevación.
La Figura 1 muestra esquemáticamente un aparato
de elevación 1 como un corte transversal parcial. El aparato de
elevación 1 comprende un bastidor 2 y un tambor 3 de cable que está
soportado en el bastidor 2 por ambos extremos mediante cojinetes 7.
La superficie exterior del tambor 3 de cable está provista de una
ranura 12 helicoidal, a la cual es guiado el cable de elevación en
un solo plano paralelo al tambor 3 de cable, mientras el tambor 3 de
cable está girando. El diámetro exterior del tambor 3 de cable es
sustancialmente constante a lo largo de toda la longitud de la
ranura 12. Por motivos de claridad, la Figura 1 no muestra el cable
de elevación. En lugar del cable de elevación, se puede usar una
cadena, una correa u otros medios de elevación correspondientes,
como medios de elevación. Además, el aparato de elevación 1
comprende un motor de elevación 4 que está situado, en la dirección
de su eje longitudinal, al menos parcialmente dentro del tambor 3 de
cable, de tal manera que los centros del tambor 3 de cable y del
motor de elevación 4 estén unidos. En conexión con el motor de
elevación 4, se muestra una disposición 13 de aletas de
refrigeración del motor de elevación 4, que rodea el alojamiento del
motor de elevación 4. Más aún, el aparato de elevación 1 comprende
un engranaje 5 o un sistema 5 de engranaje, que transmite la fuerza
del motor de elevación 4 a un piñón 6 situado entre el tambor 3 de
cable y el motor de elevación 4, estando dispuesto el piñón 6 para
hacer girar el tambor 3 de cable por un borde dentado 8 de su
periferia interior. El piñón 6 está situado parcialmente entre el
tambor 3 de cable y el motor de elevación 4, en la dirección del eje
longitudinal del tambor 3 de cable. El piñón 6 puede estar situado
completamente fuera del espacio entre el tambor 3 de cable y el
motor de elevación 4, en la dirección del eje longitudinal del
tambor 3 de cable, pero, preferiblemente, el piñón 6 está situado al
menos parcialmente entre el tambor 3 de cable y el motor de
elevación 4. En la Figura 1, el engranaje 5 se extiende parcialmente
hasta el interior del tambor 3 de cable en la dirección del eje
longitudinal del tambor 3 de cable. El engranaje 5 también puede
estar situado completamente fuera del tambor 3 de cable, dependiendo
del espacio requerido para el engranaje 5, pero, preferiblemente, el
engranaje 5 está situado al menos parcialmente dentro del tambor 3
de cable. El motor de elevación 4 y el engranaje 5 están soportados
en el bastidor 2 sólo por el extremo del tambor 3 de cable en el que
están dispuestos el motor de elevación 4 y el engranaje 5 para hacer
girar el piñón 6. El motor de elevación 4 está soportado en el
bastidor 2 por medio de un miembro de soporte 14, de tal manera que
el motor de elevación 4 esté unido al miembro de soporte 14 por una
brida 17. El diámetro de la brida 17 es típicamente mayor que el
diámetro de la disposición 13 de aletas de refrigeración. El
engranaje 5 está soportado en la brida 17 del motor de elevación 4.
El engranaje 5 también puede estar soportado en el miembro de
soporte 14. El soporte del motor de elevación 4 y el engranaje 5 en
el bastidor 2 puede ser implementado de una pluralidad de maneras, y
la Figura 1 muestra sólo una opción para implementar el soporte. La
posición del piñón 6 en la periferia interior de tambor 3 de cable
se puede decidir libremente pero, preferiblemente, el piñón 6 está
situado de la manera mostrada en la Figura 3, es decir, en el punto
de partida 10 de un cable de elevación 9, en cuyo punto, el cable de
elevación 9 abandona el tambor 3 de cable.
Según una realización preferida de la invención,
el diámetro del tambor 3 de cable del aparato de elevación 1 de la
Figura 1 puede estar diseñado esencialmente mayor que el diámetro
del alojamiento 15 del motor de elevación 4 mostrado en la Figura 2,
por ejemplo, de tal manera que el diámetro del alojamiento 15 del
motor de elevación 4 sea 2/3 del diámetro del tambor 3 de cable; en
otras palabras, el diámetro del tambor 3 de cable sea
significativamente mayor que en las soluciones conocidas. Las
dimensiones del tambor 3 de cable pueden ser tales que la relación
del diámetro del círculo primitivo del tambor 3 de cable, al
diámetro del cable de elevación 9, sea por ejemplo de
30-60, es decir, alrededor del doble al triple
comparada con las soluciones conocidas. La relación también puede
ser mayor de 60. Preferiblemente, estas dimensiones significan que
el arrastre del cable de elevación 9 sobre el tambor 3 de cable es
menor o igual que el diámetro del círculo primitivo del tambor 3 de
cable; en otras palabras, la longitud S de la ranura 12 en la
dirección del eje longitudinal del tambor 3 de cable es, como mucho,
igual al diámetro del círculo primitivo del tambor 3 de cable.
La Figura 2 muestra esquemáticamente una vista de
principio, de un segundo aparato de elevación 1 según la invención,
como un corte transversal parcial. Por motivos de claridad, la
Figura 2 muestra solamente los componentes más esenciales de la
realización según la Figura 2. El alojamiento 15 del motor de
elevación 4 define una superficie cilíndrica paralela al eje
longitudinal del tambor 3 de cable en el punto del motor de
elevación 4 y su extensión imaginaria, como se ilustra por líneas 16
de trazos. El piñón 6 está situado entre dicha superficie cilíndrica
ilustrada por líneas 16 de trazos y el tambor 3 de cable. En la
dirección del eje longitudinal del tambor 3 de cable, el piñón 6
está situado fuera del espacio entre el motor de elevación 4 y el
tambor 3 de cable, debido al espacio requerido para la disposición
13 de aletas de refrigeración del motor de elevación 4. Las
dimensiones de la disposición 13 de aletas de refrigeración dependen
de los requisitos de refrigeración para el motor de elevación 4. La
disposición 13 de aletas de refrigeración se puede acortar y la
brida extrema 17 del motor de elevación 4 se puede conformar de tal
manera que haya suficiente espacio para el piñón 6 entre el
alojamiento 15 del motor de elevación 4 y el tambor 3 de cable, por
lo que, en otras palabras, el piñón 6 puede estar situado entre el
alojamiento 15 del motor de elevación 4 y el tambor 3 de cable. En
la Figura 2, el engranaje 5 que transmite la fuerza del motor de
elevación 4 al piñón 6 está dispuesto completamente dentro del
tambor 3 de cable.
La Figura 3 muestra esquemáticamente una vista de
principio, de un tercer aparato de elevación 1 según la invención,
visto desde el extremo del mismo. Por motivos de claridad, la Figura
3 muestra solamente los componentes más esenciales de la realización
según la Figura 3. En la Figura 3, el motor de elevación 4 está
situado asimétricamente con respecto al centro 11 del tambor 3 de
cable, y el piñón 6 está situado entre el tambor 3 de cable y el
motor de elevación 4. La Figura 3 muestra también cómo el punto de
partida 10 del cable de elevación 9, en el tambor 3 de cable, está
en el punto del piñón 6, por lo que se pueden optimar las
dimensiones del motor de elevación 4 del aparato de elevación 1 y
del engranaje 5 unido al mismo. Sin embargo, el punto de partida 10
del cable de elevación 9, desde el tambor 3 de cable, no tiene que
estar situado en el punto del piñón 6.
La Figura 3 muestra, sólo a modo de ejemplo, una
alternativa para la posición asimétrica del motor de elevación 4
dentro del tambor 3 de cable. La posición asimétrica del motor de
elevación 4 con respecto al centro 11 del tambor 3 de cable también
puede ser diferente de la mostrada en la Figura 3. Preferiblemente,
el piñón 6 está situado en el punto de partida 10 del cable de
elevación 9, desde el tambor, pero esto no es necesario.
Los dibujos y la memoria descriptiva relacionada
están destinados solamente a ilustrar la idea de la invención. Los
detalles de la invención pueden variar dentro del ámbito de las
reivindicaciones. La variedad de usos del aparato de elevación 1 no
está limitada de ninguna manera, y el aparato de elevación 1 se
puede montar fijamente o se puede montar en un carro. El aparato de
elevación 1 según la invención no limita la estructura del sistema
de poleas de cable de la grúa de cable, ni limita el número de
cables de elevación 9. El engranaje 5 usado en el aparato de
elevación 1 se puede seleccionar libremente, y el piñón 6 no es
necesariamente un componente separado, sino que puede estar
dispuesto como una parte del engranaje 5.
Claims (9)
1. Un aparato de elevación que comprende un
bastidor (2), un tambor (3) de cable provisto de una ranura (12), un
motor de elevación (4), un engranaje o sistema de engranaje (5) y un
piñón (6), de tal manera que el motor de elevación (4) esté situado,
al menos parcialmente, dentro del tambor (3) de cable, estando
soportado dicho tambor de cable por el bastidor (2) en cada uno de
sus extremos, y que el motor de elevación (4) y el engranaje (5)
estén soportados en el bastidor (2) en sólo un extremo del tambor
(3) de cable, en cuyo extremo, están dispuestos el motor de
elevación (4) y el engranaje (5) para hacer girar el tambor (3) de
cable a través del piñón (6);
caracterizado porque, en la extensión
radial, el piñón (6) está situado entre un cilindro virtual, que es
paralelo al eje longitudinal del tambor (3) de cable y está definido
por el alojamiento (15) del motor de elevación (4), y la periferia
interior del tambor (3) de cable.
2. Un aparato de elevación según la
reivindicación 1, caracterizado porque el diámetro del tambor
(3) de cable es significativamente mayor que el diámetro del
alojamiento (15) del motor de elevación (4).
3. Un aparato de elevación según las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la longitud (S)
de la ranura (12) del tambor (3) de cable, en la dirección del eje
longitudinal del tambor (3) de cable, es, como mucho, igual al
diámetro del círculo primitivo del tambor (3) de cable.
4. Un aparato de elevación según la
reivindicación 3, caracterizado porque la relación del
diámetro del círculo primitivo del tambor (3) de cable, al diámetro
del cable de elevación (9), es al menos 30.
5. Un aparato de elevación según las
reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque la relación del
diámetro del círculo primitivo del tambor (3) de cable, al diámetro
del cable de elevación (9), es de 30-60.
6. Un aparato de elevación según una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
motor de elevación (4) está situado asimétricamente con respecto al
centro (11) del tambor (3) de cable.
7. Un aparato de elevación según una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
piñón (6) está situado en el punto de partida (10) del cable de
elevación (9) desde el tambor.
8. Un aparato de elevación según una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
engranaje (5) está al menos parcialmente dentro del tambor (3) de
cable.
9. Un aparato de elevación según una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
piñón (6) está dispuesto como una parte del engranaje (5).
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