ES2218447T3 - Procedimiento y sistema de acoplamiento mecanico y multifluidico de una herramienta sobre un marco portaherramientas. - Google Patents
Procedimiento y sistema de acoplamiento mecanico y multifluidico de una herramienta sobre un marco portaherramientas.Info
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Abstract
Procedimiento de acoplamiento a la vez mecánico y fluídico entre el marco portaherramienta (1) de un aparato manipulador tal como, en particular, un cargador hidráulico (C), y una herramienta intercambiable (2), estando dicho marco portaherramienta (1) equipado con una caja de marco (3a) provista de un conjunto de órganos de conexión fluídica machos o hembras (60a), mientras que dicha herramienta (2) está equipada con una caja de herramienta (3b) provista de un conjunto de órganos de conexión fluídica complementarios hembras o machos (60b), estando el marco portaherramienta (1) y la herramienta (2) provistos de medios de enganchado y de bloqueo mutuo (10-21; 12-23; 11-22), estando dichas cajas de marco (3a) y de herramienta (3b) provistas cada una de una tapa protectora móvil y escamoteable (5a, 5b) que recubre normalmente los órganos de conexión (60a, 60b) de la caja asociada (3a, 3b), estando dichas tapas dispuestas y posicionadas de tal manera que el posicionado correcto del marco portaherramienta (1) frente a la herramienta (2) en vista a su acoplamiento mutuo provoca automáticamente el escamoteado de cada una de estas tapas (5a, 5b), y asegura la puesta en correspondencia directa de los órganos de conexión fluídica de las dos cajas (3a, 3b), según el cual se opera secuencialmente utilizando las etapas sucesivas siguientes: i) se aproxima el portaherramienta (1) a la herramienta (2) de manera que provoque el escamoteado de las dos tapas protectoras (5a, 5b) y para posicionar las cajas (3a, 3b) en alineación una de la otra de manera que cada órgano de conexión fluídica macho o hembra (60a) se encuentre perfectamente frente y en alineación con el órgano hembra o macho (60b) al cual está asociado; ii) se provoca el bloqueo mecánico de la herramienta (2) sobre el marco portaherramienta (1); iii) se provoca el encajado del conjunto de los órganos de conexión fluídicos machos (60a) en el conjunto asociado de órganos hembras (60b), a fin de asegurar la conexión fluídica entreel marco portaherramienta (1) y la herramienta (2).
Description
Procedimiento y sistema de acoplamiento mecánico
y multifluídico de una herramienta sobre un marco
portaherramienta.
La presente invención se refiere tanto a un
procedimiento como a un sistema de acoplamiento a la vez mecánico
y multifluídico entre el marco portaherramienta de un aparato
manipulador tal como, en particular, un cargador hidráulico y una
herramienta intercambiable.
En numerosas aplicaciones, en particular en el
campo de la agricultura y en el campo de las obras públicas, se han
propuesto ya unos dispositivos aptos para asegurar a la vez la
conexión mecánica y la conexión fluídica entre dos elementos, de
los que uno consiste en un aparato principal y el otro en un equipo
auxiliar que puede ser fijado de forma amovible e intercambiable a
dicho aparato, a fin de realizar un trabajo particular.
El primer elemento es, por ejemplo, un vehículo
motorizado o un aparato manipulador.
El segundo elemento es un dispositivo de trabajo
cualquiera, por ejemplo un remolque destinado a contener unos
materiales, o una herramienta apta para realizar una operación
determinada.
Cuando el segundo elemento comprende unos órganos
de mando, tales como unos gatos o unos motores de mando por fluido
(líquido hidráulico y/o aire comprimido), es preciso conectar los
diferentes conductos de traída y de evacuación de este fluido a
unos conductos que equipan el primer elemento, los cuales están
conectados a una fuente que produce el fluido a presión, y un
depósito de retorno y de puesta a presión atmosférica, los cuales
son, o bien soportados directamente por el primer elemento, o bien
soportados por otro aparato al cual está fijado este primer
elemento.
Una situación bien característica en la cual se
encuentra una configuración de este tipo es la que comprende un
tractor agrícola sobre el cual está montado un cargador hidráulico
destinado a recibir diferentes herramientas intercambiables.
La fuente de presión hidráulica está dispuesta
sobre el tractor.
Los conductos hidráulicos de alimentación de los
diferentes gatos del cargador están conectados a los del tractor
por un dispositivo de conexión múltiple, por ejemplo del tipo
descrito en el documento EP-B- 0.390.715.
El cargador comprende un marco portaherramienta
sobre el cual es posible montar y bloquear un cierto número de
herramientas intercambiables.
Algunas de estas herramientas comprenden también
unos órganos de mando, tales como unos gatos hidráulicos.
La conexión de la herramienta con el marco
portaherramienta necesita también, por consiguiente, que se efectúe
una conexión hidráulica entre los conductos que alimentan los gatos
de la herramienta y los conductos hidráulicos presentes en el
cargador.
En las aplicaciones que acaban de ser
mencionadas, es interesante poder proceder al acoplamiento
simultáneo o casi simultáneo, de forma automática o semiautomática,
de los dos elementos a conectar, tanto en el plano de su bloqueo
mutuo mecánico como en el plano de su conexión fluídica y,
accesoriamente, eléctrica.
Se han propuesto en este sentido numerosos
dispositivos; a este respecto, se pueden citar, de forma no
exhaustiva, los documentos siguientes que ilustran el estado de la
técnica en la materia: GB-A-1 490
087, DE-A- 61 531 835, DE-A- 2 900
866, DE-U-90/13888,
EP-A- 0 434 472, EP-B- 0 483 232,
EP-A- 0 602 165, FR-A- 2 676 765,
FR-A- 2 684 120, FR-A- 2 687 115,
US-A- 4 368 899, US-A- 4 630 878,
US-A- 5 108 252, WO-97/30231 y
WO-99/11874.
En general, los dispositivos de conexión fluídica
múltiple están compuestos por dos cajas, en forma general de
paralelepípedo rectángulo, abiertas por una de sus caras.
Una de estas dos cajas está provista de un
conjunto de órganos de conexión fluídica machos, mientras que la
otra está provista de un conjunto de órganos de conexión hembras
complementarios.
Los dos conjuntos de conectores machos y hembras
están en número idéntico y ocupan un posicionado similar en el
interior de su caja, por lo que cuando las dos cajas son puestas en
coincidencia, sus aberturas vueltas una hacia la otra, cada uno de
los órganos hembra se encuentra exactamente en alineación con el
órgano macho al cual está destinado.
Así, si las dos cajas se aproximan a fondo una a
la otra, de manera que formen una caja cerrada, se provoca el
encajado de cada conector macho en el conector hembra asociado,
asegurando así la conexión fluídica múltiple buscada.
En general, está previsto también en estas cajas
por lo menos un juego de enchufes - también macho/hembra -
destinados a asegurar además una conexión eléctrica.
Esto es necesario cuando la herramienta a acoplar
comprende un aparato de mando eléctrico.
En cada una de las dos aplicaciones mencionadas
más arriba, a saber las obras públicas y el campo agrícola, el
medio ambiente en el cual se opera está a menudo polucionado,
conteniendo el aire una gran cantidad de polvo u otras partículas
indeseables, que corren el riesgo de acumularse en las cajas y en el
mismo interior de los órganos conectores.
Esta polución ambiente puede plantear graves
problemas en la medida en que es necesario, para obtener una
conexión fluídica conveniente, que el encajado de las partes macho
en las partes hembra se realice con unas tolerancias muy precisas,
con una perfecta alineación, sin presencia de partículas
susceptibles de contrariar este encajado, a defecto de lo cual el
conector está expuesto a fugas, incluso a deterioros.
En el documento DE 197 51 292 se describe un
mecanismo de protección de los elementos de conexión fluídicos de
los que un juego - en el ejemplo los elementos machos - está
soportado por un primer soporte solidario de un dispositivo
portaherramienta, tal como por ejemplo el brazo de un aparato
excavador, y el otro juego - en el ejemplo los elementos hembras -
está soportado por un segundo soporte solidario de una herramienta
amovible e intercambiable.
Cada uno de estos soportes adopta la forma de un
cilindro rodeado por un manguito cilíndrico hendido (de sección en
C) coaxial con el soporte. Cada manguito desempeña la función de
una tapa protectora que es apta para pivotar sobre su soporte de
manera que ocupe selectivamente o bien una primera posición en la
cual recubre y protege de la suciedad al juego de conectores
asociado, o bien una segunda posición en la cual los descubre.
En caso de no utilización, los manguitos ocupan
automáticamente dicha primera posición de protección.
Cuando tiene lugar la aproximación de los dos
soportes, en vista al acoplamiento de los conectores machos y
hembras, los dos manguitos son arrastrados en rotación por medio de
órganos de mando ad hoc para descubrir los conectores y
permitir este acoplamiento.
En contrapartida, este documento no da ninguna
indicación sobre la manera en que se realiza el acoplamiento
mecánico del portaherramienta con la herramienta; si bien se
interesa únicamente en la estructura de los órganos (manguitos
hendidos) que protegen los elementos de conexión fluídica, y en la
manera en que estos son escamoteados justo antes de la conexión
fluídica.
Se indica solamente (columna 5, líneas 1 a 5 del
documento DE- 197 51 292) que esta conexión fluídica puede ser
realizada o bien después, o bien al mismo tiempo, que el
acoplamiento mecánico.
Ahora bien, es importante para evitar cualquier
riesgo de deterioro de los órganos de conexión, tanto mecánicos
como fluídicos, así como de las tapas de protección, que estas
operaciones se realicen según un secuenciado definido y
particular.
Es por lo que, el principal objetivo de la
presente invención es proponer un procedimiento y un sistema de
acoplamiento a la vez mecánico y fluídico, del tipo mencionado más
arriba, que permita obtener una protección permanente de cada una
de las cajas conectoras, sin contrariar la automaticidad y la
facilidad del acoplamiento, esto realizando un acoplamiento
automático que tiene lugar según las tres fases sucesivas
siguientes:
- -
- un buen posicionado de los dos elementos a conectar, a saber un marco portaherramienta y una herramienta intercambiable, que lleva cada órgano de conexión fluídica macho o hembra frente y en alineación con el órgano (hembra o macho) al cual está asociado;
- -
- el bloqueo mecánico de estos dos elementos;
- -
- la conexión fluídica entre los dos elementos.
En efecto, la conexión mecánica requiere el buen
posicionado previo de los dos elementos, y la conexión fluídica
requiere el bloqueo previo de estos dos elementos.
Al contrario, si los dos elementos a acoplar no
han sido correctamente posicionados y, a fortiori, no es
posible acoplarlos mecánicamente, la conexión fluídica no es
tampoco posible.
Esto evita accionar el sistema de acoplamiento
fluídico mientras los órganos conectores machos no se encuentren
perfectamente en alineación con los órganos hembras, lo que reduce
en gran manera el riesgo de deterioro.
Esta seguridad es muy importante, dado el coste
elevado de un conector fluídico, ligado a la precisión de
fabricación de sus componentes.
Otro objetivo de la invención es proponer un
sistema de acoplamiento automático, que pueda ser completamente
mandado por el operador sin que éste tenga que descender del
aparato sobre el que se encuentra, en particular de su tractor si
se trata de un cargador hidráulico que equipa un tractor
agrícola.
Otro objetivo de la invención es permitir la
conexión fluídica entre los diferentes conectores machos y hembras,
incluso si los conductos de traída del fluido están a presión.
Otro objetivo de la invención es prever un
posicionado de la caja soportada por la herramienta que la pone al
abrigo de los choques y de las suciedades.
Finalmente, otro objetivo de la invención es
asociar el sistema de conexión fluídica con un sistema de bloqueo
mecánico ya ampliamente utilizado y probado, que utiliza un gato
hidráulico soportado por el marco portaherramienta que actúa sobre
unos vástagos horizontales transversales deslizantes, aptos para
penetrar en unos orificios receptores previstos en la
herramienta.
Los diferentes objetivos que acaban de ser
mencionados se alcanzan, de acuerdo con la invención, gracias a las
disposiciones expuestas a continuación.
El procedimiento según la presente invención es
un procedimiento de acoplamiento a la vez mecánico y fluídico entre
el marco portaherramienta de un aparato manipulador tal como, en
particular, un cargador hidráulico y una herramienta
intercambiable, estando dicho marco portaherramienta equipado con un
primera caja - llamada caja de marco - provista de un conjunto de
órganos de conexión fluídica machos o hembras, mientras que dicha
herramienta está equipada con una segunda caja - denominada caja de
herramienta - provista de un conjunto de órganos de conexión
fluídica complementarios hembras o machos, estando el marco
portaherramienta y la herramienta provistos de medios de enganchado
y de bloqueo mutuo, estando dichas cajas de marco y de herramienta
provistas cada una de una tapa protectora móvil y escamoteable que
recubre normalmente los órganos de conexión de la caja asociada,
estando dichas tapas dispuestas y posicionadas de tal manera que el
posicionado correcto del marco portaherramienta frente a la
herramienta en vista a su acoplamiento mutuo provoca automáticamente
el escamoteado de cada una de estas tapas, y asegura la puesta en
correspondencia directa de los órganos de conexión fluídica de las
dos cajas.
De acuerdo con la invención, se opera
secuencialmente realizando las etapas sucesivas siguientes:
- i)
- se aproxima el portaherramienta a la herramienta de manera que se provoque el escamoteado de las dos tapas protectoras y para posicionar las cajas en alineación una con la otra de manera que cada órgano de conexión fluídica macho o hembra se encuentre perfectamente enfrentado y en alineación con el órgano hembra o macho al cual está asociado;
- ii)
- se provoca el bloqueo mecánico de la herramienta sobre el marco portaherramienta;
- iii)
- se provoca el encajado del conjunto de los órganos de conexión fluídicos machos en el conjunto asociado de órganos hembras, a fin de asegurar la conexión fluídica entre el marco portaherramienta y la herramienta.
Según una característica ventajosa posible del
procedimiento, el movimiento de aproximación y de posicionado
mutuos de las cajas al cual se procede en la fase (i) y el
movimiento de encajado del conjunto de los órganos de conexión
fluídicos de la fase (iii) se realizan según unas direcciones
sensiblemente ortogonales (una transversal y la otra axial, si se
considera el eje de los conectores).
El sistema que constituye el objeto de la
presente invención es un sistema de acoplamiento a la vez mecánico
y fluídico entre el marco portaherramienta de un aparato
manipulador tal como, en particular, un cargador hidráulico, y una
herramienta intercambiable, en el cual dicho marco portaherramienta
está equipado con una primera caja - llamada caja de marco -
provista de un conjunto de órganos de conexión fluídica machos o
hembras, mientras que dicha herramienta está equipada con una
segunda caja - llamada caja de herramienta - provista de un
conjunto de órganos de conexión fluídica complementarios hembras o
machos, estando el marco portaherramienta y la herramienta
provistos de medios de enganchado y de bloqueo mutuo.
Este sistema es destacable porque, por una parte,
dichas cajas de marco y de herramienta están provistas cada una de
una tapa protectora móvil y escamoteable que recubre normalmente
los órganos de conexión de la caja asociada, estando dichas tapas
dispuestas y posicionadas de tal manera que el posicionado correcto
del marco portaherramienta frente a la herramienta en vista a su
acoplamiento mutuo provoca automáticamente el escamoteado de cada
una de estas tapas, y asegura la puesta en correspondencia directa
de los órganos de conexión fluídica de las dos cajas y porque, por
otra parte, dicha caja de marco está montada deslizante en un
soporte fijado al marco portaherramienta, estando previstos unos
medios para desplazarla en dirección a dicha caja de herramienta
después de que los órganos de conexión fluídica de las dos cajas
hayan sido puestos en correspondencia, a fin de asegurar su
encajado.
Según una característica importante de la
invención, este sistema comprende unos medios aptos para realizar
el bloqueo mecánico de la herramienta sobre el portaherramienta
previamente al desplazamiento mencionado de la caja de marco hacia
la caja de herramienta, destinado a asegurar la conexión
fluídica.
En un modo de realización preferido, el bloqueo
mecánico de la herramienta sobre el portaherramienta es realizado
por medio de un par de vástagos deslizantes que están montados
sobre el marco portaherramienta según una dirección transversal
horizontal, y cuyas porciones extremas están adaptadas para
penetrar en unos orificios previstos en la herramienta, siendo el
desplazamiento de estos vástagos mandado por un gato hidráulico
montado en el marco portaherramienta.
De manera ventajosa, este gato hidráulico manda
también el desplazamiento de la caja de marco según una dirección
perpendicular a la de los vástagos, esto por medio de un
dispositivo de levas.
Por otra parte, según un cierto número de
características ventajosas, no limitativas:
- -
- el soporte en el cual puede deslizar la caja de marco comprende unos órganos de tope aptos para inmovilizar la caja de herramienta para resistir la presión generada por el fluido en el momento del encajado de los órganos de conexión machos en los órganos de conexión hembras;
- -
- la herramienta adopta la forma general de una cuchara, o cangilón, en el dorso de la cual está fijada la caja de herramienta;
- -
- los órganos de conexión fluídica son unos órganos de conexión hidráulica, que aseguran la alimentación de gatos y/o de motores hidráulicos que equipan la herramienta, a partir de una fuente de líquido hidráulico a presión que proviene del aparato manipulador;
- -
- las cajas de marco y de herramienta comprenden, además, por lo menos un par enchufes de conexión eléctrica macho/hembra complementarios;
- -
- las tapas son escamoteables por pivotamiento y/o por traslación, y son solicitadas por un sistema elástico, tal como un juego de resortes, para volver automáticamente a su posición activa de protección de los órganos de conexión cuando tiene lugar el desacoplamiento de la herramienta con respecto al marco portaherramienta.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán en la descripción que sigue y en los planos anexos, que
representan un modo de realización posible de la misma.
En estos planos:
- la figura 1 es una vista lateral de la porción
extrema de un cargador agrícola de tipo conocido y de una
herramienta dispuesta en el suelo, destinada a ser acoplada al marco
portaherramienta del cargador;
- la figura 2 es una vista a mayor escala que
ilustra la aproximación y el inicio de enganchado del marco
portaherramienta sobre la herramienta;
- las figuras 3 y 3A representan, de forma
parcial, y también a mayor escala, dos etapas de este enganchado y
del posicionado subsiguiente del marco portaherramienta contra la
herramienta;
- las figuras 4 y 4A, cuyas posiciones son
similares a las de las figuras 3 y 3A respectivamente, son unos
detalles destinados a ilustrar el posicionado correspondiente de
las dos cajas;
- las figuras 5 y 6 son unas vistas por el
extremo del sistema de acoplamiento, destinadas a ilustrar el
principio de acoplamiento a la vez mecánico y fluídico,
respectivamente antes y después de este acoplamiento.
En la figura 1 está representada la parte
delantera de un cargador agrícola de tipo conocido, montado en la
parte delantera de un tractor no representado.
Dicho cargador C comprende un cierto número de
gatos hidráulicos, de los que el gato V_{1} representado,
denominado "gato de carga", que sirve para hacer pivotar el
portaherramienta 1 alrededor de un eje horizontal transversal, es
decir perpendicular a la hoja del plano.
Como es bien conocido, el portaherramienta 1
presenta, en su extremo superior, un par de canales laterales 10,
en forma general de "U" cuya abertura está dirigida hacia la
parte delantera y hacia arriba.
Las canales 10 sirven para el enganchado de la
herramienta 2, por encajado en estos canales de porciones de barras
21 dispuestas en la parte alta de la herramienta.
Se ha designado con la referencia 11 un vástago
de bloqueo del portaherramienta sobre la herramienta, cuyo
funcionamiento será explicado más adelante, y con la referencia 12
una barra transversal destinada a quedar a tope en unas escotaduras
23 solidarias de la herramienta. En el ejemplo ilustrado, la
herramienta 2 en cuestión consiste en un cangilón - o cuchara - 20,
provisto de una garra 200; de manera conocida ésta tiene una
configuración general de un rastrillo provisto de una serie de
dientes soportado por un soporte 201 que puede pivotar, en un
sentido o en el otro, alrededor de un eje 202. Este pivotamiento
está simbolizado en la figura 1 por la doble flecha K.
Es mandado por un gato hidráulico de doble efecto
V_{2}.
Más precisamente, están previstos un par de gatos
V_{2} (de los que uno solamente es visible en el plano)
dispuestos simétricamente a uno y otro lado del eje de simetría
vertical medio de la herramienta.
Este tipo de herramienta polivalente es
ampliamente utilizada por los agricultores, en particular en las
operaciones de ensilado y desensilado, permitiendo la garra llenar
el cangilón con unos materiales tales como paja o heno, y
retenerlos en la cuchara en el curso del transporte.
El portaherramienta 1 y la herramienta 2 están
provistos cada uno de un semiconjunto de conexión fluídica,
destinado a asegurar la conexión hidráulica entre unos conductos de
traída y de evacuación de líquido 30a que provienen del cargador
con unos conductos receptores 30b que alimentan el par de gatos
V_{2}.
Estos semiconjuntos, designados 3a y 3b,
consisten, cada uno, en una caja plana que tiene la forma de un
paralelepípedo rectangular, de relativamente pequeño espesor, según
la dirección longitudinal.
La caja 3a soportada por el portaherramienta está
montada, y guiada en traslación, en dirección longitudinal, en un
soporte 9 que adopta la forma general de un marco.
Esta caja está fijada en la parte central, en la
parte delantera del portaherramienta 1.
La caja 3b está fijada, por medio de una placa de
soporte 4, sobre la cara externa de la herramienta, es decir en el
dorso de la cuchara 2, en la región superior de ésta. No está por
tanto expuesta a los materiales contenidos en la cuchara.
La caja 34a está abierta hacia arriba mientras
que la caja 3b está abierta hacia abajo.
En el ejemplo ilustrado, los conectores fluídicos
son unos conectores hidráulicos, cuyos órganos machos 60a están
soportados por la caja 3a y los órganos hembras 60b por la caja
3b.
En el ejemplo ilustrado, están previstas cuatro
conexiones hidráulicas 60a - 60b, dispuestas por pares, estando
cada par destinado a constituir los pasos de ida y retorno hacia
uno de los dos gatos V_{2} de la herramienta.
Como se ve en la figura 5, la caja 3a comprende,
además, un par de vástagos, o espigas de centrado 6a que están
destinados a enchufarse, con un pequeño juego, en unas aberturas
receptoras 6b previstas en la caja 3b.
Se observará, por otra parte, la presencia de
enchufes de conexión eléctricas 61a, 61b, destinados a asegurar
adicionalmente una conexión eléctrica entre el cargador y la
herramienta.
Esto es útil en particular cuando la herramienta
está equipada con electroválvulas destinadas a alimentar un
accesorio, por ejemplo un tornillo distribuidor o un rotor de
desensilado (cilindro rotativo con picos de troceado
periféricos).
El conjunto de los ejes de las espigas 6, de los
conectores hidráulicos 60 y de los enchufes eléctricos 61 tiene
unos ejes paralelos, en el ejemplo situados sensiblemente en el
mismo plano vertical longitudinal, paralelo a la dirección de
desplazamiento de la caja móvil 3a en su soporte 9.
Estos diferentes elementos están dispuestos
transversalmente, en línea.
Debe observarse que una disposición de este tipo
es bien conocida en sí (ver por ejemplo el documento
FR-A- 1 479 487).
Como se ve en particular en las figuras 4 y 4A,
la caja 3a está recubierta por su parte superior por una coquilla
en dos partes. Esta comprende una placa acodada 53a fijada contra
la pared delantera (lado herramienta) del soporte 9 y, en la parte
posterior, una tapa articulada 5a, cuyo eje de articulación
transversal 50a está soportado por el soporte 9.
Esta coquilla recubre el espacio normalmente
abierto de la caja hacia arriba, por encima de los elementos de
conexión hidráulicos 60a y eléctricos 61a; recubre también, desde
luego, las espigas de centrado 6a.
La tapa 5a tiene una sección en forma general de
"L" de la que una rama 51a se extiende paralelamente por
encima de la abertura de la caja 3a. Su otra rama está articulada a
la parte posterior de la caja alrededor de dicho eje 50a.
Un sistema elástico de retorno, no representado,
tal como un par de resortes de torsión helicoidales por ejemplo,
mantiene normalmente la tapa 5a en su posición de cierre ilustrada
en la figura 4.
Su borde delantero pasa a aplicarse contra un
reborde inclinado 530a del elemento fijo 53a.
El conjunto forma una coquilla que cierra
completamente la abertura de la caja 3a, puesto que la tapa móvil
5a está provista además de caras extremas laterales (referenciadas
500a en la figura 4A) que aseguran la protección de los órganos
conectores por los lados.
La caja 3b está provista de una tapa 5b que
consiste en una placa plana del tipo "guillotina" que puede
deslizar hacia adelante en su propio plano.
Su borde posterior queda normalmente apoyado
contra un desbordado posterior 300b de la caja 3b y un sistema de
retorno elástico 50b, tal como un juego de resortes en horquilla
tiende constantemente a empujar la placa 5b hacia atrás, contra
este desbordado 300b en su posición activa de cierre de la caja
3b.
La parte 51a de la tapa presenta, en su extremo
delantero (vuelto hacia la herramienta), un reborde plegado hacia
arriba en ángulo recto, referenciado 52a.
Se observará, como es visible en particular en la
figura 4, que la caja 3b no está montada directamente sobre la
placa de soporte 40 fijada a la herramienta 2.
En efecto, esta caja está soportada por una placa
42 paralela a la placa de soporte 40 y fijada sobre esta última
por medio de silent-blocs (tampones elásticos) que
confieren un cierta libertad de desplazamiento a la caja 3b con
respecto a la herramienta 2.
Haciendo referencia a las figuras 3, 3A, 4, 4A,
se explicará ahora como se realiza el enganchado y el posicionado
de la herramienta por el portaherramienta antes del acoplamiento
propiamente dicho.
Estando la herramienta depositada en el suelo S,
como se ha representado en la figura 1, la persona encargada de la
operación, que se encuentra en el tractor, mandando los gatos
apropiados que equipan el cargador, empieza por aproximar el
portaherramienta 1 a la herramienta de manera que posicione los
canales 10 bajo las porciones de barra 21.
Eleva a continuación la parte delantera del
cargador, de manera que eleve la herramienta, haciendo pivotar al
mismo tiempo, por medio del gato de carga V_{1}, el
portaherramienta en el sentido simbolizado por la flecha L en la
figura 3. Así, el elemento de tope 12 pasa a alojarse y apoyarse en
la escotadura 23.
Al mismo tiempo, la caja 3a pasa a posicionarse
bajo la caja 3b, justo en la alineación con ésta.
En el curso de este movimiento, el apéndice 52a
de la tapa encuentra la cara posterior de la caja 3b, provocando su
escamoteado por pivotamiento hacia atrás alrededor de su eje 50a;
este desplazamiento de la tapa 5a está simbolizado por la flecha f
en la figura 4A.
Al mismo tiempo, la placa de la tapa 5b se ha
desplazado hacia atrás, en su propio plano, como se ha simbolizado
por la flecha g en la figura 4A.
A este fin, la placa 5b se prolonga lateralmente,
por cada uno de sus lados, por unas patas que se encuentran frente
al soporte 9 de la caja 3a, de manera que es este soporte que
acciona la tapa 5b en el sentido de su escamoteado, empujándola
hacia adelante, al encuentro del resorte de retorno 50b.
Están también previstos unos medios apropiados de
posicionado relativos de la herramienta con respecto al
portaherramienta que utilizan unos elementos de centrado con caras
inclinadas. No han sido representados en los planos puesto que son
ampliamente conocidos, para asegurar el buen posicionado en
dirección transversal de los dos elementos uno con respecto al otro
(perpendicularmente al plano de los dibujos).
Al final de la operación de enganchado, las cajas
3a y 3b están, por tanto, perfectamente enfrentadas una a la otra,
encontrándose cada elemento conector macho, tanto hidráulico como
eléctrico, enfrentados y en alineación con el elemento hembra que
le está asociado pero sin que la conexión esté realizada; esta
situación está ilustrada en la figura 5.
Debe observarse que cada uno de los elementos
fluídicos macho y hembra está equipado con una válvula de cierre,
que impide cualquier escape intempestivo del líquido fuera del
conector, incluso si el líquido está a alta presión, en tanto la
conexión no se ha realizado.
Unos conectores de este tipo son bien conocidos y
están ampliamente difundidos en el comercio.
Con referencia a las figuras 5 y 6, se explicará
ahora como se realiza sucesivamente la conexión mecánica, la
conexión hidráulica y eléctrica de la herramienta al
portaherramienta.
El dispositivo de bloqueo, de tipo conocido,
comprende un gato de mando 7 solidario del marco portaherramienta,
cuyo eje está dispuesto horizontalmente y transversalmente.
Se trata de un gato de doble efecto, cuyas
cámaras son alimentadas cada una por medio de conductos 70, 71
conectados a la fuente hidráulica.
El dispositivo comprende un par de vástagos
deslizantes coaxiales 11, 11' dispuestos en el eje del gato 7, a
cada lado de éste.
El vástago 11 es solidario del cuerpo del gato,
mientras que el vástago 11' es solidario del vástago del gato 700,
que prolonga.
Los dos vástagos están guiados en traslación
axial en unas aberturas apropiadas practicadas en las placas
120-100 y respectivamente 120'-100'
soldadas al marco portaherramienta 1.
Frente a la porción extrema de cada uno de los
vástagos 11, 11', se encuentra una abertura receptora 22, 22',
practicada en una pieza 220, respectivamente 220', solidaria de la
herramienta.
El desplazamiento de la caja 3a en su soporte,
que se realiza perpendicularmente al eje común al gato 7 y a los
vástagos 11, 11', es decir, según la dirección longitudinal, es
mandado por un dispositivo de levas 8.
Este dispositivo 8, que consiste en una placa,
está soportado por el marco portaherramienta y montado móvil sobre
este último.
Más precisamente, el dispositivo 8 está montado
sobre la base del soporte 9.
Presenta un par de orificios alargados, o
lumbreras 81, dispuestas horizontalmente y situadas en la base del
elemento 8, en prolongación una de la otra.
El soporte 9 está provisto de un par de dedos de
guiado 30 que pueden deslizar libremente cada uno en una lumbrera
81.
Por encima de las lumbreras 81 están dispuestas
unas lumbreras oblicuas 82, en cada una de las cuales se introduce
y puede deslizar un dedo 31 solidario de la caja 3a.
La pieza 8 está provista de un apéndice 80
dirigido hacia abajo que está fijado en el extremo del vástago del
gato 7, en su zona de unión 72 con el vástago 11'.
En la posición de partida ilustrada en la figura
5, el gato 7 está retraído.
Las porciones extremas de los vástagos 11, 11' se
encuentran justo introducidas en las aberturas de guiado de las
placas más interiores 100, 100'. En contrapartida las mismas se
encuentran retiradas (hacia el interior) con respecto a las placas
220, 220', fuera de los orificios de bloqueo correspondientes 22,
22'.
El vástago 11' se encuentra en su posición
correspondiente a la posición de final de carrera del vástago de
gato 700 hacia la izquierda (figura 5), la pieza 8 se encuentra
también en su posición de final de carrera hacia la izquierda; en
esta situación, los dedos 30 se encuentran en el extremo derecho de
las lumbreras 81.
Como se ve en la figura, las lumbreras inclinadas
82 están dirigidas hacia abajo y hacia la derecha, y los dedos 31
soportados por la caja móvil 3a se encuentran también en el extremo
derecho de las lumbreras 82.
Cuando se alimenta el gato 7 con líquido a
presión, a través del conducto 70 (mientras que el conducto 71 está
conectado al depósito de puesta a presión atmosférica), por maniobra
de una válvula apropiada, se provoca la extensión del gato 7.
A consecuencia de esta extensión, se provoca
simultáneamente el desplazamiento hacia la izquierda del vástago
11, hasta que la parte izquierda del cuerpo de gato queda a tope
contra el elemento 120 y, simultáneamente, la extensión hacia la
derecha del vástago 11, hasta que el elemento de conexión 72 del
vástago de gato con el vástago 11 queda a tope contra la pieza fija
120'.
Esta extensión concomitante de los dos vástagos
11, 11', esta simbolizada en la figura 6 por las flechas h, h'
respectivamente.
Este desplazamiento provoca también, a través del
apéndice 80, el desplazamiento hacia la derecha de la pieza de leva
8 según h'.
Durante este desplazamiento, la pieza 8 es
mantenida a la misma altura, a consecuencia del guiado de los dedos
30 en las lumbreras 81. La misma sigue por tanto una trayectoria
rectilínea horizontal.
En contrapartida, los dedos 31 son forzados a
seguir las lumbreras oblicuas 82, lo que provoca el deslizamiento
hacia arriba de la caja 3a en su soporte 9, estando este
desplazamiento simbolizado por las flechas i.
Es este desplazamiento el que realiza el encajado
de la caja inferior 3a en la caja superior 3b y, correlativamente,
la conexión hidráulica entre los elementos machos 60a y los
elementos hembras 60b para la conexión hidráulica, y entre los
enchufes 61a y 61b para la conexión eléctrica.
Se observará que hay un cierto desfase en el
tiempo entre el bloqueo mecánico que resulta de la introducción de
los vástagos 11, 11' en los orificios 22, 22' y el encajado de los
conectores machos en los conectores hembras.
Este desfase es debido en particular al hecho de
que las porciones del extremo bajo 820 de las ranuras 82 no están
inclinadas sino que son horizontales (como las lumbreras 81), en
una pequeña distancia.
Así, si sucede que, a consecuencia de un mal
posicionado de la herramienta con respecto al portaherramienta, uno
por lo menos de los vástagos 11 no puede penetrar en el orificio
receptor 22 ó 22', la elevación de la caja 3a no es realizada, o se
realiza de manera insuficiente para realizar el encajado de los
conectores hidráulicos y eléctricos.
Se observará también que la introducción de las
espigas de centrado 6a en los orificios receptores 6b permite
obtener una alineación perfecta de los conectores machos y hembras
en el curso de la conexión; los riesgos de deterioro y de mal
funcionamiento ulteriores a nivel de la conexión de las dos cajas
son por tanto limitados. Están también reducidos gracias al hecho
de que la caja 3b está soportada por los
silent-blocs 41 citados, que dan una cierta
flexibilidad al ensamblado cuando tiene lugar el encajado de los
órganos machos en los órganos hembras.
Finalmente, es importante destacar - como se ve
en particular en las figuras 4, 4A, 5 y 6 - que el soporte 9 en el
cual la caja inferior 3a está guiada en traslación posee, en la
parte superior, unas partes laterales macizas 90 que son
susceptibles de servir de apoyo a las porciones laterales de la caja
3b y, más particularmente a la cara superior de estas partes
laterales.
Estas partes 90 sirven, por tanto, de topes a la
caja 3b, y la inmovilizan completamente en traslación hacia arriba,
de manera que resista la presión ejercida por la caja 3a móvil,
desplazándose de abajo hacia arriba, en el curso de la
conexión.
Gracias a esta disposición, es posible efectuar
la conexión hidráulica de las dos cajas, incluso si algunos
conectores, o el conjunto de los conectores, se encuentran a
presión hidráulica.
El desacoplamiento a la vez mecánico y fluídico
de la herramienta con respecto al marco portaherramienta se realiza
de forma invertida, por alimentación del gato 7 en el sentido de su
retracción, lo que tiene por efecto en principio hacer descender la
caja 3a separándola de la caja 3b, a fin de desconectar los
elementos fluídicos y eléctricos unos de los otros, y después
desbloquear mecánicamente la herramienta del portaherramienta, por
desacoplamiento de los vástagos de bloqueo 11, 11' fuera de los
orificios 22, 22'.
Por manipulación del portaherramienta por medio
del gato V_{1}, se libera a continuación completamente el
portaherramienta de la herramienta.
Las tapas 5a y 5b, bajo la acción de su resorte
de retorno, encuentran de nuevo entonces automáticamente su
posición inicial, de manera que protejan los conectores de cada una
de las cajas 3a y 3b.
Deber observarse que, incluso en el curso de
utilización de la herramienta, cuando las dos cajas están
acopladas, la tapa 5a por un lado y el reborde de la placa 530a por
otro lado, aseguran también una cierta protección del plano de
junta entre las dos cajas, poniendo el conjunto al abrigo de la
poluciones ambientes (ver en particular figura 4A).
Desde luego, en función de la herramienta
utilizada, cada par de conectores fluídicos o eléctricos no es
forzosamente utilizado. Su número se elige suficiente para poder
responder a las exigencias de la herramienta de la serie que
requiere más de ellos.
Claims (11)
1. Procedimiento de acoplamiento a la vez
mecánico y fluídico entre el marco portaherramienta (1) de un
aparato manipulador tal como, en particular, un cargador hidráulico
(C), y una herramienta intercambiable (2), estando dicho marco
portaherramienta (1) equipado con una caja de marco (3a) provista de
un conjunto de órganos de conexión fluídica machos o hembras (60a),
mientras que dicha herramienta (2) está equipada con una caja de
herramienta (3b) provista de un conjunto de órganos de conexión
fluídica complementarios hembras o machos (60b), estando el marco
portaherramienta (1) y la herramienta (2) provistos de medios de
enganchado y de bloqueo mutuo (10-21;
12-23; 11-22), estando dichas cajas
de marco (3a) y de herramienta (3b) provistas cada una de una tapa
protectora móvil y escamoteable (5a, 5b) que recubre normalmente los
órganos de conexión (60a, 60b) de la caja asociada (3a, 3b),
estando dichas tapas dispuestas y posicionadas de tal manera que el
posicionado correcto del marco portaherramienta (1) frente a la
herramienta (2) en vista a su acoplamiento mutuo provoca
automáticamente el escamoteado de cada una de estas tapas (5a, 5b),
y asegura la puesta en correspondencia directa de los órganos de
conexión fluídica de las dos cajas (3a, 3b), según el cual se opera
secuencialmente utilizando las etapas sucesivas siguientes:
- i)
- se aproxima el portaherramienta (1) a la herramienta (2) de manera que provoque el escamoteado de las dos tapas protectoras (5a, 5b) y para posicionar las cajas (3a, 3b) en alineación una de la otra de manera que cada órgano de conexión fluídica macho o hembra (60a) se encuentre perfectamente frente y en alineación con el órgano hembra o macho (60b) al cual está asociado;
- ii)
- se provoca el bloqueo mecánico de la herramienta (2) sobre el marco portaherramienta (1);
- iii)
- se provoca el encajado del conjunto de los órganos de conexión fluídicos machos (60a) en el conjunto asociado de órganos hembras (60b), a fin de asegurar la conexión fluídica entre el marco portaherramienta (1) y la herramienta (2).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los movimientos de aproximación y de
posicionado mutuos de las cajas (3a, 3b) de la fase (i) y el
encajado del conjunto de los órganos de conexión fluídicos (60a,
60b) de la fase (iii) se realizan según unas direcciones (g, i)
sensiblemente ortogonales.
3. Sistema de acoplamiento a la vez mecánico y
fluídico entre el marco portaherramienta (1) de un aparato
manipulador tal como, en particular, un cargador hidráulico (C), y
una herramienta intercambiable (2), en el cual dicho marco
portaherramienta (1) está equipado con una caja de marco (3a)
provista de un conjunto de órganos de conexión fluídicos machos o
hembras (60a), mientras que dicha herramienta (2) está equipada con
una caja de herramienta (3b) provista de un conjunto de órganos de
conexión fluídica complementarios hembras o machos (60b), estando
el marco portaherramienta (1) y la herramienta (2) provistos de
medios de enganchado y de bloqueo mutuo (10-21;
12-23; 11-22), caracterizado
porque, por una parte, dichas cajas de marco (3a) y de herramienta
(3b) están provistas cada una de una tapa protectora móvil y
escamoteable (5a, 5b) que recubre normalmente los órganos de
conexión (60a, 60b) de la caja asociada (3a, 3b), estando dichas
tapas dispuestas y posicionadas de tal manera que el posicionado
correcto del marco portaherramienta (1) frente a la herramienta (2)
en vista a su acoplamiento mutuo provoca automáticamente el
escamoteado de cada una de estas tapas (5a, 5b), y asegura la puesta
en correspondencia directa de los órganos de conexión fluídica de
las dos cajas (3a, 3b) y porque, por otra parte, dicha caja de
marco (3a) está montada deslizante en un soporte (9) fijado al
marco portaherramienta, estando previstos unos medios (7, 8,
82-31) para desplazarlo en dirección a dicha caja de
herramienta (3b) después de que los órganos de conexión fluídica de
las dos cajas (3a, 3b) hayan sido puestos en correspondencia, a fin
de asegurar su encajado.
4. Sistema según la reivindicación 3,
caracterizado porque comprende unos medios (7,
11-11'; 22-22') aptos para realizar
el bloqueo mecánico de la herramienta (2) sobre el portaherramienta
(1) previamente al desplazamiento (i) de la caja de marco (3a)
hacia la caja de herramienta (3b), con el fin de asegurar la
conexión fluídica.
5. Sistema según la reivindicación 4,
caracterizado porque el bloqueo mecánico de la herramienta
(2) sobre el portaherramienta (1) se realiza por medio de un par de
vástagos deslizantes (11, 11') montados sobre el marco
portaherramienta (1) según una dirección transversal horizontal, y
cuyas porciones extremas están adaptadas para penetrar en unos
orificios (22, 22') previstos en la herramienta (2), siendo el
desplazamiento de dichos vástagos mandado por un gato hidráulico
(7) montado sobre el marco portaherramienta.
6. Sistema según la reivindicación 5,
caracterizado porque dicho gato hidráulico (7) manda también
el desplazamiento de dicha caja de marco (3a), según una dirección
perpendicular a la de dichos vástagos (11, 11'), por medio de un
dispositivo de levas (31-82).
7. Sistema según una de las reivindicaciones 3 a
6, caracterizado porque dicho soporte (9) en el cual puede
deslizar la caja de marco (3a) comprende unos órganos de tope (90)
aptos para inmovilizar la caja de herramienta (3b) para resistir la
presión generada por el fluido en el momento del encajado de los
órganos de conexión machos en los órganos de conexión hembras.
8. Sistema según una de las reivindicaciones 3 a
7, caracterizado porque dicha herramienta (2) adopta la
forma general de un cangilón o una cuchara, en el dorso de la cual
está fijada dicha caja de herramienta (3b).
9. Sistema según una de las reivindicaciones 3 a
8, caracterizado porque los órganos de conexión fluídica
(60a, 60b) son unos órganos de conexión hidráulica, que aseguran la
alimentación de gatos (V_{2}) y/o de motores hidráulicos que
equipan la herramienta, a partir de una fuente de líquido hidráulico
a presión que proviene del aparato manipulador (C).
10. Sistema según la reivindicación 9,
caracterizado porque dichas cajas de marco (3a) y de
herramienta (3b) comprenden, además, por lo menos un par de
enchufes de conexión eléctrica macho/hembra complementarios (61a,
61b).
11. Sistema según una de las reivindicaciones 3 a
10, caracterizado porque dichas tapas (5a, 5b) son
escamoteables por pivotamiento y/o por traslación, y son
solicitadas por un sistema elástico, tal como un juego de resortes,
para volver automáticamente a su posición activa de protección de
los órganos de conexión (3a, 3b) cuando tiene lugar el
desacoplamiento de la herramienta (2) con respecto al marco
portaherramienta (1).
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