ES2234230T3 - Dispositivo de montaje de armazones de estructura metalica en celosia. - Google Patents
Dispositivo de montaje de armazones de estructura metalica en celosia.Info
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Abstract
Se presenta un conector para los tubos del armazón de una grúa. El conector para los tubos (2) del armazón de una grúa tiene una espiga en el extremo de un tubo. La espiga está formada por una base (7) unida al tubo y una proyección (6) que se extiende desde la base. La proyección tiene orificios para recibir pasadores de retención que pasan a través de los orificios y de la base del segundo tubo y que se acopla sobre la proyección.
Description
Dispositivo de montaje de armazones de estructura
metálica en celosía.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de ensambladura desmontable, destinado a asegurar la unión "uno
detrás de otro" entre los armazones de elementos de mástil de
una grúa de torre, utilizable en lugares de obras de edificios.
La torre de tal grúa está constituida, a menudo,
de elementos de mástil superpuestos, destinados a ensamblarse
frecuentemente entre ellos, o separados unos de otros, según se
desea montar o realzar la grúa, o desmontarla. Los elementos de
mástil, habitualmente de sección horizontal cuadrada, están
constituidos cada uno por cuatro armazones de ángulo verticales,
reunidos dos a dos por una triangulación compuesta de travesaños
horizontales y de diagonales. Cuando la grúa está montada, los
elementos de mástil están dispuestos verticalmente unos encima de
otros, y están unidos rígidamente unos con otros por sus armazones
de ángulo. Las uniones "uno detrás de otro" realizadas entre
estos armazones de ángulo deben asegurar la continuidad de los
montantes del mástil, así como la transmisión de los esfuerzos
longitudinales y transversales proviniendo de las diversas
solicitaciones.
La patente US-A-3
511 388 describe un dispositivo de ensamblaje que se aplica a una
pluma oblicua de grúa móvil, en el cual la espiga comprende un
taladro transversal único que recibe un eje de unión, haciéndose la
fijación de la espiga sobre una pieza terminal soldada a la
extremidad de otro elemento de pluma.
El ensamblaje entre los armazones de dos
elementos de mástil consecutivos se realizada la mayoría de las
veces por unos dispositivos de embridado, que utilizan unas piezas
de unión formando doble espiga, unidas por unos ejes a la parte
inferior del armazón del elemento de mástil superior, y a la parte
superior del armazón correspondiente del elemento de mástil
inferior.
Un dispositivo de ensamblaje particular, descrito
en la solicitud de patente francesa nº 2 680 813 a nombre del
Solicitante, utiliza, para el ensamblaje "uno detrás de otro"
de armazones de configuración hueca, una eclisa interior de sección
transversal adaptada, especialmente cuadrada. La fijación de la
eclisa sobre cada armazón está asegurada por dos ejes de unión
ortogonales, que atraviesan unos taladros practicados en la eclisa
y en el armazón. La fijación de la eclisa a la parte inferior del
armazón del elemento de mástil superior está así realizada por dos
ejes de unión ortogonales desmontables. En cambio, la fijación de
la eclisa a la parte superior del armazón del elemento de mástil
inferior se realiza por dos otros ejes de unión ortogonales que
están montados fijos, teniendo cada eje de unión una cabeza
mantenida por una placa de detención, soldada sobre plano de mateado
el mismo previamente soldado al exterior del armazón del elemento
de mástil inferior, a nivel de un taladro atravesado por el eje de
unión considerado. La eclisa está así fijada de manera permanente a
la parte superior del armazón del elemento de mástil inferior, por
un montaje previo efectuado en fábrica; la fijación desmontable, a
realizar en la obra de utilización de la grúa de torre, concierne
únicamente la unión entre la eclisa y el armazón del elemento de
mástil superior.
Esta realización conocida es relativamente
compleja, teniendo en cuenta el número de piezas (ejes de unión,
placas de detención, planos de mateado), y por consiguiente el
número de operaciones necesarias a la unión de la parte baja de la
eclisa con el armazón del elemento de mástil inferior, cuando se
trata aquí de realizar únicamente una unión rígida permanente. La
fiabilidad de esta unión de piezas múltiples queda perfectible
puesto que, teniendo cada pieza su propio porcentaje de fiabilidad,
la fiabilidad global de tal ensambladura que combina varias piezas
es inferior a la fiabilidad de cada pieza. Los agujeros de ejes,
practicados en la eclisa y el armazón, así como los planos de
mateado soldados, inducen una heterogeneidad del gradiente de
esfuerzos en la parte superior del armazón unido a la eclisa. La
unión realizada entre la eclisa y la parte superior de este armazón
es también causa de desgaste y de juego, debidos al fenómeno de
"fretting corrosion". Los ejes de unión, y el cuerpo de la
eclisa están también expuestos a la corrosión.
Así el dispositivo de ensamblaje desmontable
conocido, aquí evocado, conserva todavía diversos inconvenientes,
que la presente invención se propone suprimir. La invención tiene
pues por objetivo simplificar este dispositivo de ensamblaje y
hacerlo más fiable, por una reducción del número de las piezas
constitutivas del dispositivo y de las operaciones a ejecutar,
mejorando a la vez la calidad y la longevidad del ensamblaje.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un
dispositivo de ensamblaje desmontable destinado a asegurar la unión
"uno detrás de otro" entre armazones de elementos de mástil de
una grúa de torre, siendo los armazones de configuración hueca,
estando el dispositivo constituido esencialmente por unas eclisas
comprendiendo cada una una parte superior en forma de espiga, y una
parte inferior en forma de fondo, formando la parte superior espiga
teniendo una sección transversal adaptada a la sección interior
hueca de los armazones, y comprendiendo al menos dos taladros
transversales desplazados, y realizados según direcciones
ortogonales, que están previstos para estar atravesado por unos ejes
de unión desmontables, también introducidos a través de taladros
practicados en la parte inferior de un armazón perteneciente a un
elemento de mástil superior, y encajado sobre la espiga, mientras
que la parte inferior en forma de fondo, de sección transversal más
grande que la de la espiga, está prevista para estar soldada, por
su cara inferior, sobre la parte superior de un armazón
perteneciente a un elemento de mástil inferior.
El dispositivo de ensamblaje propuesto comprende
así unas eclisas, que, por una parte están fijadas de manera
permanente, por soldadura, sobre las partes superiores de los
armazones del elemento de mástil inferior, y sobre las cuales, por
otra parte, se encajan las partes inferiores de los armazones
correspondientes del elemento de mástil superior, unos ejes
desmontables aseguran una unión rígida, pero no permanente, entre
las partes inferiores de los armazones del elemento de mástil
superior y las espigas de las eclisas correspondientes.
Evidentemente, el elemento de mástil superior
juega también el papel de elemento de mástil inferior, frente a
otro elemento de mástil que le está superpuesto.
Ventajosamente, cada eclisa es una pieza moldeada
o forjada de acero mecánico soldable. El fondo de esta eclisa puede
soldarse sobre la parte superior del armazón, perteneciente al
elemento de mástil inferior, por soldadura por chisporroteo.
Según una forma de realización preferida de la
invención, el fondo de la eclisa presenta un ahuecamiento central,
en forma de ojiva troncada, que desemboca a la base del fondo, de
manera que este fondo tenga una sección de materia que decrece de
manera continua de su parte superior a su base, teniendo así las
caras laterales del fondo un espesor decreciente, de arriba
abajo.
En un modo de ejecución particular, las caras
laterales de la eclisa comprenden dos caras laterales exteriores,
cuyo espesor mínimo, medido a la base del fondo, es idéntico a la
de las alas correspondientes del armazón, perteneciente al armazón
del elemento de mástil inferior, sobre el cual está soldado este
fondo, y dos caras laterales interiores, cuyo espesor mínimo,
medido a la base del fondo, es superior a la de las del mismo
armazón. Así las dos caras laterales exteriores constituyen unas
caras de referencia, destinadas a asegurar una perfecta continuidad
con las del armazón del elemento de mástil inferior, cuando las dos
caras laterales interiores, de espesor superior, están previstas
para paliar la dispersión de las cotas transversales del armazón,
especialmente en el caso en que éste está realizado por soldadura
de dos angulares según sus bordes longitudinales; las caras
laterales interiores de espesor superior garantizan así una sección
de soldadura óptima, especialmente por una soldadura por
chisporroteo del fondo sobre la parte superior del armazón. Las
expresiones "caras laterales exteriores" y "caras laterales
interiores" designan aquí, respectivamente, las dos caras
laterales del fondo que aparecen del lado exterior del elemento de
mástil concernido, y las dos otras caras laterales del fondo que
aparecen del lado interior del elemento de mástil concernido,
presentando el fondo en total cuatro caras laterales correspondiendo
a los cuatro lados de su sección horizontal cuadrada.
La cara superior del fondo de la eclisa forma
ventajosamente, para las alas interiores del armazón perteneciente
al elemento de mástil superior, una superficie de apoyo de anchura
superior al espesor de las alas interiores de dicho armazón.
Según una disposición complementaria ventajosa,
la espiga de la eclisa comprende, en su zona de empalme con el
fondo, una garganta periférica de perfil redondeado, empalmándose
con la cara superior del fondo que sirve de apoyo a la cara
inferior terminal del armazón perteneciente al elemento de mástil
inferior. Esta garganta periférica permite disminuir el coeficiente
de concentración de esfuerzos, en la zona de empalme entre la parte
inferior de la espiga y la parte superior del fondo de la
eclisa.
En conjunto, la invención proporciona así un
dispositivo de ensamblaje "optimizado", que comprende en
particular, con relación a los dispositivos conocidos evocados más
arriba, las ventajas siguientes:
- simplificación de la estructura de la parte
inferior de la eclisa, por disminución del número de piezas
constitutivas (supresión de los ejes de unión, de los planos de
mateado, de las piezas de detención de eje), y por consecuencia
reducción del número de operaciones de fabricación y de unión
necesarias.
- seguridad del ensamblaje, debido a la
disminución del número de piezas constitutivas.
- gradiente de esfuerzos más homogéneo en la
parte superior del armazón perteneciente al elemento de mástil
inferior, sobre el cual está soldada la eclisa, por supresión de
agujeros de ejes y de planos de mateado.
- excelente recuperación de los esfuerzos de
compresión por la cara superior mecanizada del fondo, especialmente
porque ésta presenta, del lado interior, una anchura superior al
espesor de las alas interiores del armazón superior lo que
soluciona cualquier riesgo de dispersión.
- posibilidad de soldar las eclisas sobre unos
armazones de aceros de características heterogéneas, por el
procedimiento de soldadura por chisporroteo que no necesita
preparación particular de las superficies a soldar, pudiendo además
este procedimiento de soldadura automatizarse de manera a obtener
una calidad constante y reproducible.
- disminución del desgaste y del juego por
"fretting corrosion", por supresión de la unión por ejes de la
parte inferior de la eclisa con la parte superior del armazón
perteneciente al elemento de mástil inferior.
- supresión de la corrosión de la parte inferior
de la eclisa.
- posibilidad de tratamiento de superficie
(pintura) de la parte interior del armazón en una sola
operación.
La invención se entenderá mejor con la
descripción que sigue, haciendo referencia al dibujo esquemático
anexo que representa, a título de ejemplo, una forma de ejecución
de este dispositivo de ensamblaje de armazones de elementos de
mástil de grúa de torre:
- Figura 1 es una vista en perspectiva mostrando
dos elementos de mástil de una grúa de torre (estando uno
representado parcialmente), cuyos armazones están montados por el
dispositivo de la presente invención;
- Figura 2 es una vista en perspectiva mostrando,
a mayor escala, la eclisa de este dispositivo de montaje;
- Figura 3 es una vista en sección vertical de la
zona de unión de dos armazones, ensamblados por el dispositivo de
la presente invención.
La figura 1 representa dos elementos de mástil 1
consecutivos, superpuestos, pertenecientes a un mástil de grúa de
torre. Cada elemento de mástil 1 presenta una sección horizontal de
forma general cuadrada, y comprende cuatro armazones de ángulo 2,
dispuestos verticalmente y reunidos dos a dos, sobre las cuatro
caras laterales del elemento de mástil 1, por una triangulación
compuesta de travesaños horizontales 3 y de diagonales 4. Cada
armazón 2 está formado ventajosamente por dos angulares reunidos
por soldadura, según sus bordes longitudinales, de manera a
constituir un perfil tubular de sección horizontal sensiblemente
cuadrada, cuya orientación es similar a la de la sección cuadrada
del elemento de mástil 1.
Los armazones 2 de los elementos de mástil 1
presentan así unas extremidades superiores e inferiores abiertas, y
están ensambladas mediante eclisas 5, pertenecientes al dispositivo
de ensamblaje desmontable siendo objeto de la invención. Cada
eclisa 5, representada en detalle a la figura 2, es una pieza
moldeada o forjada de acero mecánico soldable, que comprende una
parte superior 6 en forma de espiga, y una parte inferior 7 en
forma de fondo.
La parte superior 6 que forma espiga tiene una
sección horizontal de forma general cuadrada, presentando su
extremidad superior una punta central 8 y unos chaflanes 9. Esta
parte superior 6 de la eclisa 5 comprende dos taladros 10 y 11
idénticos y superpuestos, realizados según dos direcciones
horizontales ortogonales. El eje geométrico del taladro inferior 10
corta perpendicularmente las dos caras verticales opuestas 12 de la
espiga 6, de una cara a otra, y el eje geométrico del taladro
superior 11 corta perpendicularmente las dos otras caras laterales
opuestas 13, de una cara a otra. Los ejes geométricos de los dos
taladros 10 y 11 están desplazados verticalmente, uno con relación a
otro, de una altura superior al diámetro de estos taladros. Cada
uno de estos taladros 10 y 11 tiene, en la dirección de su eje
geométrico, dos partes sucesivas de diámetros ligeramente distintos,
separadas una de otra por un saliente anular interior
respectivamente 14 y 15.
La espiga 6 comprende, sobre una de sus aristas
verticales, un apartamiento formando semiplano 16, previsto para
recibir instrucciones de identificación de la eclisa 5 y de sus
características con vistas a su "trazabilidad".
Finalmente, la espiga comprende en su base, en su
zona de empalme al fondo 7, una garganta periférica 17 de perfil
redondeado, cuya forma y dimensiones permiten disminuir el
coeficiente de concentración de esfuerzos al empalme entre la parte
inferior de la espiga 6 y la parte superior del fondo 7.
El fondo 7 tiene una sección horizontal de forma
general cuadrada, más grande que la sección de la espiga 6, y
presenta un ahuecamiento central 18, que desemboca a la base del
fondo 7. El ahuecamiento 18 del fondo 7 tiene la forma de una ojiva
troncada, de tal manera que este fondo 7 tiene una sección de
materia horizontal que pasa progresivamente de un valor máxima, en
la parte superior del fondo 7, a un valor mínimo, a la base de este
fondo 7.
La cara superior horizontal 19 del fondo 7,
rodeando la garganta 17, está enderezada y constituye una
superficie de apoyo perfectamente plana para la cara inferior
terminal del armazón 2 del elemento de mástil 1 superior, ella misma
enderezada (ver también figura 3). Mencionaremos que del lado de
las dos alas interiores de este armazón 2, la cara superior 19 del
fondo 7 tiene una anchura L superior al espesor de las alas
interiores de dicho armazón 2.
La cara inferior horizontal 20 del fondo 7 está
soldada, especialmente por chisporroteo, sobre la cara superior
terminal del armazón 2 del elemento de mástil 1 inferior.
Las cuatro caras laterales del fondo 7 comprenden
dos caras laterales exteriores 21 (es decir las caras que aparecen
del lado exterior del elemento de mástil 1), y dos caras laterales
interiores 22. Teniendo en cuenta la forma en ojiva del
ahuecamiento 18, todas estas caras laterales 21 y 22 tienen un
espesor decreciente, de arriba abajo.
Las dos caras laterales exteriores 21 del fondo 7
tienen, en su base, un espesor idéntico al de las alas exteriores
correspondientes del armazón 2 del elemento de mástil 1. Estas
caras laterales exteriores 21 constituyen unas superficies de
referencia, dispuestas en perfecta continuidad con las superficies
correspondientes del armazón 2 del elemento de mástil 1.
Las dos caras laterales interiores 22 del fondo 7
tienen en su base, un espesor E superior a la de las alas
interiores correspondientes del armazón 2 del elemento de mástil 1.
Este espesor E más importante permite compensar la dispersión de
las dimensiones transversales del armazón 2, especialmente en el
caso en que éste está formado por la unión de dos angulares, y
garantiza una sección de soldadura óptima para la soldadura por
chisporroteo del fondo 7 sobre la cara superior terminal del
armazón 2 del elemento de mástil 1 inferior.
Estando cuatro eclisas 5 soldadas por sus fondos
7 sobre las partes superiores de los armazones 2 del elemento de
mástil 1 inferior, se obtiene un elemento de mástil 1 provisto, en
su parte superior, de cuatro espigas 6 orientadas hacia arriba.
En el momento del montaje de la grúa, el elemento
de mástil 1 superior se trae encima del elemento de mástil 1
inferior, de tal manera que las cuatro espigas 6 del elemento de
mástil 1 inferior se introducen en las extremidades inferiores de
los cuatro armazones 2 correspondientes del elemento de mástil 1
superior. La cara inferior terminal de cada armazón 2 del elemento
de mástil 1 superior se apoya sobre la cara superior 19 del fondo 7
de la eclisa 5 correspondiente, soldada a un armazón 2 del elemento
de mástil 1 inferior.
Cuando las extremidades inferiores de los
armazones 2 del elemento de mástil 1 superior están así encajados
sobre las espigas 6 de las eclisas 5 del elemento de mástil 1
inferior, los taladros 10 y 11 de estas espigas 6 están alineados
con unos taladros correspondientes 23 practicados en las alas de los
armazones 2 del elemento de mástil 1 superior, hacia la extremidad
inferior de estos armazones 2, donde unos planos de mateado 24 que
sirven de refuerzos están soldados alrededor de los taladros 23. El
ensamblaje entre la espiga 6 de una eclisa 5, y la extremidad
inferior del armazón 2 correspondiente del elemento de mástil 1
superior, se realiza mediante dos ejes de unión 25 y 26 (ver también
figura 1). El primer eje de unión 25 se introduce en el taladro
inferior 10 de la espiga 6, y atraviesa también los taladros 23 del
armazón 2, alineados entonces con el taladro 10. El segundo eje de
unión 26. ortogonal al primero, se introduce en el taladro superior
11 de la espiga 6, y atraviesa también los taladros 23 del armazón
2, alineados entonces con el taladro 10.
Cada eje de unión 25 ó 26 comprende
sucesivamente, de una extremidad a otra: una cabeza ensanchada, una
parte cilíndrica de mayor diámetro (correspondiendo a la parte de
mayor diámetro del taladro 10 ó 11 de la espiga 6), una parte
cilíndrica de menor diámetro (correspondiendo a la parte de menor
diámetro del taladro 10 ó 11), y una parte terminal troncocónica.
Unos órganos amovibles están también previstos para la
inmovilización en translación y eventualmente en rotación de cada
eje de unión 10 ó 11. Una descripción más detallada de estas
disposiciones pueden encontrarse en la solicitud de patente francesa
precitada nº 2 680 813.
Una vez el montaje realizado, el ahuecamiento en
forma de ojiva troncada 18 del fondo 7 permite obtener un gradiente
de esfuerzos homogéneo, entre la sección horizontal más débil (a la
base del fondo) y la sección horizontal más fuerte (en la parte
superior del fondo).
Evidentemente, en el marco del montaje de una
grúa de torre, las mismas operaciones de ensamblaje se repiten para
todos los elementos de mástil superpuestos, comprendiendo cada
elemento de mástil 1, como descrito arriba, cuatro eclisas cuyos
fondos 7 están soldados a las partes superiores de los cuatro
armazones 2 de este elemento de mástil 1.
Para separar en la obra dos elementos de mástil 1
superpuestos, se desmontan los ejes de unión 25 y 26, después de
retirar sus medios de inmovilización, lo que permite el
levantamiento de los armazones 2 perteneciendo al elemento de mástil
1 superior, y su desencajonamiento relativamente a las espigas 6 de
las eclisas 5, las cuales quedan en su sitio en las partes
superiores de los armazones 2 del elemento de mástil 1
inferior.
No se apartaría del marco de la invención tal
como definida en las reivindicaciones:
- modificando el detalle de las formas de la
eclisa;
- realizando la soldadura del fondo de la eclisa
sobre la parte superior del armazón del elemento de mástil inferior
por cualquier otro procedimiento de soldadura apropiado, tal como
soldadura por arco eléctrico, soldadura por resistencia o soldadura
con láser.
Claims (7)
1. Dispositivo de ensamblaje desmontable,
destinado a asegurar la unión "uno detrás de otro" entre los
armazones (2) de elementos de mástil (1) de una grúa de torre,
siendo los armazones (2) de configuración hueca,
caracterizado porque está constituido por unas eclisas (5)
comprendiendo cada una una parte superior (6) en forma de espiga, y
una parte inferior (7) en forma de fondo, teniendo la parte
superior formando espiga (6) una sección transversal adaptada a la
sección interior hueca de los armazones (2), y comprendiendo al
menos dos taladros transversales (10, 11) desplazados, y realizados
según unas direcciones ortogonales, que están previstos para estar
atravesados por unos ejes de unión desmontables (25, 26), también
introducidos a través de taladros (23) practicados en la parte
inferior de un armazón (2) perteneciente a un elemento de mástil
(1) superior, y previsto para encajarse sobre la espiga (6),
mientras que la parte inferior en forma de fondo (7), se sección
transversal mayor que la de la espiga (6), está prevista para
soldarse por su cara inferior (20), sobre la parte superior de un
armazón (2) perteneciente a un elemento de mástil (1) inferior.
2. Dispositivo de ensamblaje desmontable de
armazones de mástil de una grúa de torre según la reivindicación 1,
caracterizado porque el fondo (7) de la eclisa (5) presenta
un ahuecamiento central (18), en forma de ojiva troncada, que
desemboca a la base del fondo (7), de manera que este fondo (7)
tenga una sección de materia que decrece de su parte superior a su
base, teniendo así las caras laterales (21, 22) del fondo (7) un
espesor decreciente de arriba abajo.
3. Dispositivo de ensamblaje desmontable de
armazones de mástil de una grúa de torre según la reivindicación 2,
caracterizado porque las caras laterales del fondo (7) de la
eclisa (5) comprenden dos caras laterales exteriores (21) cuyo
espesor mínimo (e), medida a la base del fondo (7) está previsto
para ser idéntico al de las alas correspondientes del armazón (2),
perteneciente al elemento de mástil (1) inferior, sobre el cual
está soldado este fondo (7), y dos caras laterales interiores (22),
cuyo espesor mínimo (E), medido a la base del fondo (7) está
previsto para ser superior al de las alas del mismo armazón
(2).
4. Dispositivo de ensamblaje desmontable de
armazones de mástil de una grúa de torre según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la cara
superior (19) del fondo (7) de la eclisa (5) forma, para las alas
interiores del armazón (2) perteneciente al elemento de mástil (1)
superior, una superficie de apoyo de anchura (L) superior al
espesor (e) de las alas interiores de dicho armazón (2).
5. Dispositivo de ensamblaje desmontable de
armazones de mástil de una grúa de torre según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la espiga (6)
de la eclisa (5) comprende en su zona de empalme al fondo (7), una
garganta periférica (17) de perfil redondeado, empalmándose a la
cara superior (19) del fondo (7) que sirve de apoyo a la cara
inferior terminal del armazón (2) perteneciente al elemento de
mástil (1) superior.
6. Dispositivo de ensamblaje desmontable de
armazones de mástil de una grúa de torre según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la eclisa (5)
es una pieza moldeada o forjada de acero mecánico soldable.
7. Dispositivo de ensamblaje desmontable de
armazones de mástil de una grúa de torre según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el fondo (7) de
la eclisa (5) está previsto para estar soldado sobre la parte
superior del armazón (2), perteneciente al elemento de mástil (1),
por soldadura por chisporroteo.
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