ES2293843B2 - Banco de homologacion de enganches. - Google Patents
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Abstract
Banco de homologación de enganches, para dispositivos mecánicos de acoplamientos de vehículos de motor, sus remolques y su sujeción a dichos vehículos, llevándose a cabo ensayos de resistencia y de funcionamiento. En los dispositivos de acoplamiento se comprobará la resistencia mediante el ensayo dinámico (ensayo de resistencia). El ensayo dinámico se llevará a cabo con carga aproximadamente senoidal (alternativa o pulsátil), con el número de ciclos que resulte adecuado para el material, no debiéndose producir grietas ni fracturas. El banco comprende una estructura rígida que sustenta el cabezal de transmisión de movimientos al enganche, proporcionando mediante un servocilindro la fuerza en módulo y dirección indicada en la directiva 94/20/CE. El sistema también es capaz de controlar los movimientos y leer de los distintos sensores, a través de un computador central, que además hace de interfaz con el usuario.
Description
Banco de homologación de enganches.
La presente invención se encuadra en el sector
de la automoción, más concretamente en el campo de dispositivos
para pruebas de componentes de automóviles.
En los ensayos de los dispositivos mecánicos de
acoplamiento se comprueban la resistencia y funcionamiento de los
mismos. No obstante, el servicio técnico puede eximir del ensayo de
resistencia a un dispositivo, siempre que debido a su diseño simple
sea posible llevar a cabo una comprobación teórica. En tal caso,
los ensayos teóricos garantizan la misma calidad en los resultados
que la correspondiente a las pruebas dinámicas o estáticas. En caso
de duda, predominan los resultados de los ensayos dinámicos.
En los ensayos dinámicos se coloca el ejemplar
en una instalación de pruebas adecuada dotada de un medio adecuado
para aplicar fuerzas, de manera que dicho ejemplar no esté sometido
a ninguna fuerza o momento que no sean la fuerza de ensayo
específicas. En el caso de los ensayos alternantes, la dirección de
la aplicación de la fuerza no debe desviarse en más \pm1º de la
dirección específica. La frecuencia del ensayo no debe superar los
35 Hz. La frecuencia seleccionada debe estar totalmente separada de
las frecuencias de resonancia de los aparatos de ensayos, incluido
el dispositivo que esté siendo ensayado. En el caso de los
dispositivos de acoplamiento hechos de acero, el número de ciclos
de fuerza debe ser de 2 x 10^{6}.
Los dispositivos de acoplamiento que se estén
ensayando deben estar instalados normalmente de la forma más firme
posible en las instalaciones de prueba, colocados en la posición
real en la cual serán utilizados en el vehículo. Igualmente, es
preferible que los acoplamientos se ensayen en la situación
original para la carretera. Queda a discreción el neutralizar los
elementos flexibles, siempre que fuera necesario, para llevar a cabo
los ensayos y cuando no haya peligro de que ejerzan una influencia
desvirtuadora sobre los resultados de los ensayos.
De lo expuesto anteriormente, se refleja la
importancia de tener un banco de ensayos muy versátil dada la
diversidad de enganches (tantos como vehículos haya en el mercado),
así como la de realizar los ensayos lo más fidedignamente posible a
las condiciones de utilización de los enganches y según lo
estipulado en la directiva de la comunidad europea 94/20/CE. Es por
esto que, a pesar de existir dispositivos anteriores relacionados
(US3575046, US5024102, ES2246132) e incluso aproximaciones
distintas (DE4308774), se requiere un equipo versátil y de elevadas
prestaciones, a la par que simple en su diseño y funcionamiento.
El banco de homologación de enganches aquí
propuesto comprende un bastidor en el que se fijan una serie de
perfiles en los que a su vez se fijan posteriormente unos soportes
laterales que sostendrán finalmente el ejemplar objeto del ensayo.
En la parte posterior del bastidor se han fijado igualmente una
columna vertical donde se ubicará el sistema de desplazamiento y
sujeción del servocilindro hidráulico y los distintos sensores de
medida.
Un sistema de desplazamiento permite posicionar
el soporte del servocilindro a distintas alturas, el cual
finalmente tiene un dispositivo para fijarlo e inmovilizarlo en la
columna vertical durante la realización del ensayo. Igualmente,
tanto la columna vertical como todo el dispositivo de
desplazamiento deben ser extremadamente rígidos. Para permitir las
distintas inclinaciones del servocilindro hidráulico se ha fijado
al soporte móvil de la columna vertical una junta cardan simple, en
la que mediante un acoplamiento se sujeta una célula de carga y
posteriormente el servocilindro.
El banco está dotado de sensores o células con
los que se permite conocer en todo momento la fuerza de aplicación
del servocilindro, el desplazamiento total, así como la inclinación
del mismo. Estos sensores permiten controlar y registrar
automáticamente y de forma continua un importante número de
parámetros operativos de los ensayos, dentro de un amplio rango de
variación. El sistema informático subyacente controla además el
movimiento del servocilindro en el ensayo en función de las
condiciones del mismo.
Figura 1. Esquema general del banco de
homologación de enganches. Se indican los componentes principales
de la máquina: bancada o bastidor (a), guías de sujeción (b),
soportes laterales (c), columna vertical (d), soporte del
servocilindro (e), accionamiento del soporte del servocilindro (f)
y servocilindro (g).
Figura 2. Esquema del sistema de fijación del
soporte del servocilindro y de los soportes laterales del enganche,
indicando las grapas de soporte (h) y (i).
Figura 3. Esquema del sistema de fijación del
soporte del servocilindro, indicando el acoplamiento (1) para el
enganche, el acoplamiento (k) del servocilindro, y la junta cardan
simple (j).
Figura 4. Representación del sistema de
acoplamiento (1) al enganche.
Figura 5. Esquema general del sistema
hidráulico, que comprende la válvula reductora de presión (o) y la
válvula reguladora de caudal (p).
Figura 6. Esquema de la ubicación de los
sensores de desplazamiento (m) y de inclinación (n).
A continuación se describen detalladamente cada
una de las partes y el funcionamiento del banco en una realización
preferida del mismo que no excluye aquellas otras compatibles con
los principios básicos del mismo.
El banco de homologación de enganches (fig. 1)
está formado por un bastidor (a), construido con perfiles metálicos
UPN 300 soldados entre sí, de dimensiones 2065 mm. de ancho y 2750
mm. de largo. En la parte superior del bastidor se colocan 21
perfiles IPE 120 los cuales sirven de guías (b) para desplazar y
finalmente fijar los soportes laterales (c) del enganche,
permitiendo infinidad de posiciones en función del tipo de enganche
a ensayar. La fijación final de los soportes laterales (c) se
realiza mediante la colocación de grapas [(h) e (i)] y tornillos a
las referidas guías, quedando todo el conjunto unido rígidamente
(fig. 2).
En la parte trasera de la bancada se monta una
columna vertical (d) formada por dos perfiles UPN 200 y un refuerzo
trasero conformado igualmente por UPN 200; todo ello soldado a la
bancada (a) confiriendo rigidez a la referida unión mediante la
colocación de dos cartelas, consiguiéndose de esta manera tener un
conjunto extremadamente rígido.
En la referida columna vertical (d) se posiciona
un soporte (e) en el que se fija el servocilindro (g) encargado de
introducir las cargas del ensayo así como los distintos sensores de
medida y control. Este soporte (e) se desplaza verticalmente a lo
largo de la columna (d) mediante un husillo con un volante de
accionamiento (f) en su extremo superior. Una vez posicionado el
soporte (e) a la altura correcta se fija a la columna vertical (d)
atornillando dos grapas laterales y una grapa trasera [(h) e
(i)].
Para la realización del ensayo dinámico del
enganche es necesario aplicar la carga en una dirección de 15º
\pm 1º con respecto a la horizontal, por lo que para permitir
posicionar el servocilindro (g) en esta dirección se fija al
soporte instalado en la columna vertical una junta cardan simple
(l), en la que posteriormente se instala una célula de carga, sensor
que nos permite conocer el valor de la carga que se está aplicando
en todo momento. A su vez, se fija a la célula de carga el
servocilindro (g) mediante un acoplamiento metálico (k) diseñado
especialmente para ello, ya que debe alojar el vástago del
servocilindro (g) cuando éste está en su posición más retraída.
Por último, en el extremo del vástago de
servocilindro (g) se ha diseñado un acoplamiento para la bola del
enganche (j), consistente en un cilindro de acero roscado en su
interior y en el que se han mecanizado dos ranuras. En el interior
del cilindro se introducen dos casquillos semiesféricos de teflón
(los cuáles están en contacto con la bola del enganche) que se
desplazan mediante el empuje de dos macizos roscados a cada lado del
cilindro, consiguiendo crear un apriete y fijación adecuado de la
bola al cilindro, posteriormente quedando inmovilizados ambos
macizos roscados mediante el apriete de tuercas y contratuercas. Con
este sistema de acoplamiento se consigue tener una buena fijación
durante la totalidad del ensayo, así como un fácil montaje y
desmontaje del mismo (fig. 4).
En lo que respecta al diseño hidráulico, el
banco cuenta con un sistema con el que se aplica una carga máxima
de \pm 10000 Newtons a una frecuencia máxima de 10 Hz, ambos
parámetros regulables, pudiéndose seleccionar el tipo de función de
fuerza (senoidal, cuadrada, diente de sierra, o triangular). Los
valores de alimentación del sistema hidráulico son de 150 bares y
de 22 l/min, dotándose al sistema de una válvula reguladora de
caudal y de una válvula reductora de presión para no sobrepasar los
límites (o). Los distintos componentes que forman el sistema [(o) y
(p)] quedan reflejados en el esquema representado en la figura 5.
Para garantizar que la fuerza que ejerce el servocilindro (g) en
ambas direcciones de desplazamiento sean iguales se ha instalado un
cilindro de vástago pasante, por lo que las dos cámaras del mismo
tienen el mismo volumen y sección interior.
En las tirantas del servocilindro (g) se fija un
soporte para instalar dos sensores, un medidor de desplazamiento
tipo LVDT (m) y un inclinómetro (n), ambos regulables. Con ambos
sensores se consiguen conocer en cada instante la inclinación del
servocilindro (dirección de la fuerza aplicada); así como el
desplazamiento del vástago del cilindro (deformación sufrida por el
enganche).
El banco de homologación de enganches cuenta con
un sistema de adquisición de datos y control. Este sistema
comprende dos subsistemas:
- 1)
- Sistema de adquisición de datos: comprende tarjetas de tratamiento y acondicionamiento de las señales producidas por los sensores descritos anteriormente, y una tarjeta de adquisición, conectada al ordenador principal, por lo que en todo momento podemos conocer el valor de estas señales, grabándolas si son necesarias.
- 2)
- Sistema de control: comprende una tarjeta de tratamiento de señal para controlar la posición o presión del servocilindro (g) en cada instante, siendo esta tarjeta retroalimentada con la señal de la célula de carga requerida en cada caso, y controlada por una servoválvula electrónica incorporada, que es la encargada de realizar los lazos de control oportunos, la cuál se comunica con el ordenador principal, del que recibe las órdenes a ejecutar en cada ensayo.
Igualmente, el banco cuenta con un sistema
informático para su control y realización de los ensayos. Este
sistema está compuesto de un ordenador principal, en el cual se ha
desarrollado una aplicación informática que consta de varios
procesos que se ejecutan simultáneamente cuando el ensayo está
realizándose. Cuando se ejecuta un ensayo que previamente se ha
diseñado, la aplicación principal crea en el programa varios
"hilo" o procesos que se realizan simultáneamente. Cada uno de
ellos tiene una función que realizar. un primer proceso se encarga
de la ejecución de los movimientos que se ha programado para la
realización del ensayo, los tipos de ensayos a realizar son
programados dentro de la aplicación, y las funciones de variación
de las variables son guardadas y este proceso se encarga de realizar
éstas en tiempo real. Un segundo proceso es el encargado de leer
físicamente las señales de los sensores, los datos de estas señales
son pasados a los procesos de monitorización y control de parámetros
erróneos, los cuáles se encargan de procesarlos.
El banco de homologación de enganches propuesto
permite realizar los ensayos de distintos ejemplares de
dispositivos mecánicos de acoplamientos de vehículos de motor, de
sus remolques y de su sujeción a dichos vehículos, llevándose a
cabo ensayos de resistencia y de funcionamiento mediante el ensayo
dinámico de los mismos (ensayo de resistencia), proporcionando
mediante un servocilindro la fuerza en módulo y dirección indicada
en la directiva 94/20/CE, que marca las directrices para el ensayo
de este tipo de elementos. Todo esto se realiza en un entorno
controlado, de una forma repetitiva y sin la influencia de
condiciones externas que perturben el ensayo; además, la realización
de los ensayos se puede realizar como se comentó anteriormente
sobre distintos tipos de enganches, demostrando una gran
versatilidad a la hora de instalar cualquier enganche.
Claims (16)
1. Banco de homologación de enganches que
comprende una bancada o bastidor rígido (a), unas guías de sujeción
(b) para desplazar y fijar unos soportes laterales (c), una columna
vertical (d) anclada en la bancada o bastidor (a), un servocilindro
(g) fijado a la columna vertical (d) a través de un soporte móvil
(e), una junta cardan (j) que permite posicionar el servocilindro
(g), una célula de carga que permite conocer el valor de la carga
que se aplica, un dispositivo mecánico de acoplamiento (1) para
enganches de vehículos de motor, y unos sensores de desplazamiento
(m) y de inclinación (n); y que permite realizar el ensayo de
resistencia y de funcionamiento mediante la aplicación de una
fuerza determinada según las especificaciones de la directiva
94/20/CE.
2. Banco de homologación de enganches según
reivindicación anterior caracterizado porque al soporte (e)
del servocilindro (g) instalado en la columna vertical (d) se fija
una junta cardan simple (j) que permite posicionar el servocilindro
(g) en una dirección de 15º \pm 1º con respecto a la horizontal,
sirviéndose para ello del sensor de inclinación o inclinómetro
(n).
3. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque el soporte (e) del servocilindro (g) es desplazable de forma
rápida y precisa a lo largo de la columna vertical (d) mediante un
husillo y un volante de accionamiento (f), y puede ser inmovilizado
rígidamente, lo que es esencial para el desarrollo de los oportunos
ensayos.
4. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque los valores de alimentación del sistema hidráulico son de 150
bares y de 22 l/min, dotándose al sistema de una válvula reguladora
de caudal (p), y de una válvula reductora de presión (o) para no
sobrepasar los límites.
5. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
por disponer de un acoplamiento (k) para el servocilindro (g) que
permite conectar al mismo una célula de carga, y pasar por su
interior un vástago en cuyo extremo existe un acoplamiento (1) para
la bola del enganche.
6. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque incluye un cilindro de vástago pasante, presentando las dos
cámaras del mismo volumen y sección interior, que permite que la
fuerza que ejerce el servocilindro (g) en ambas direcciones de
desplazamiento sea la misma, alojándose dicho vástago en el
acoplamiento (k) que fija el servocilindro (g) y la célula de
carga.
7. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque el acoplamiento (1) para la bola del enganche consiste en un
cilindro de acero roscado en su interior en el que se han
mecanizado dos ranuras, introduciéndose en el interior del cilindro
dos casquillos semiesféricos de teflón, los cuáles están en contacto
con la bola del enganche, y que se desplazan mediante el empuje de
dos macizos roscados a cada lado del servocilindro (g),
consiguiendo crear un apriete y fijación de la bola del enganche al
servocilindro (g), pudiendo ser inmovilizados ambos macizos roscados
mediante el apriete de tuercas y contratuercas, lo que asegura una
firme fijación a la vez que facilita el montaje y desmontaje del
mismo.
8. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
por disponer de un sistema de acoplamiento de sensores en las
tirantas del servocilindro (g).
9. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque los sensores de desplazamiento (m) y de inclinación (n) son
regulables, siendo el sensor de desplazamiento (m) un medidor de
desplazamiento tipo LVDT.
10. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
por incluir un sistema de adquisición de datos y control.
11. Banco de homologación de enganches según
reivindicación anterior caracterizado porque el sistema de
adquisición de datos y control comprende dos subsistemas, subsistema
de adquisición de datos y subsistema de control.
12. Banco de homologación de enganches según
reivindicación anterior caracterizado porque el subsistema
de adquisición de datos comprende tarjetas de tratamiento y
acondicionamiento de las señales producidas por los sensores, y una
tarjeta de adquisición conectada a un ordenador principal, pudiendo
almacenarse el valor de dichas señales en el mismo; y el subsistema
de control comprende una tarjeta de tratamiento de señal para
controlar la posición o presión del servocilindro (g) en cada
instante, estando dicha tarjeta realimentada con la señal de la
célula de carga, y controlada por una servoválvula electrónica en
comunicación con el ordenador.
13. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
por incluir un sistema informático para el control de los ensayos, y
que comprende un ordenador principal en el que se ejecuta una
aplicación informática que genera varios procesos que se
desarrollan simultáneamente durante el ensayo, como los movimientos
del banco de homologación durante los ensayos o la lectura de las
señales de los
sensores.
sensores.
14. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque el bastidor (a) está construido con perfiles metálicos UPN
300 soldados entre sí, de dimensiones 2065 mm de ancho y 2750 mm de
largo; las guías de sujeción (b) consisten en 21 perfiles IPE 120;
y los soportes laterales (c) se fijan a las anteriores mediante
grapas [(h) e (i)] y tornillos.
15. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque la columna vertical (d) está formada por dos perfiles UPN 200
y un refuerzo trasero conformado igualmente por UPN 200, todo ello
fijado a la bancada (a) mediante la colocación de dos cartelas.
16. Banco de homologación de enganches según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque el soporte (e) del servocilindro (g) es inmovilizado sobre la
columna vertical (d) atornillando dos grapas laterales y una grapa
trasera [(h) y (i)].
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602343A ES2293843B2 (es) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Banco de homologacion de enganches. |
| PCT/ES2007/000518 WO2008031909A1 (es) | 2006-09-15 | 2007-09-14 | Banco de homologación de enganches |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602343A ES2293843B2 (es) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Banco de homologacion de enganches. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2293843A1 ES2293843A1 (es) | 2008-03-16 |
| ES2293843B2 true ES2293843B2 (es) | 2009-02-01 |
Family
ID=39166518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200602343A Active ES2293843B2 (es) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Banco de homologacion de enganches. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2293843B2 (es) |
| WO (1) | WO2008031909A1 (es) |
Family Cites Families (6)
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| AU8776882A (en) * | 1981-09-08 | 1983-03-17 | Goldworth Industrial Engineering Co. Pty. Ltd. | Load testing device |
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| ES2246132B1 (es) * | 2004-03-31 | 2007-04-01 | Francisco Betancor Bethencourt | Maquina de diagnostico para el enganche a un vehiculo tractor de un semirremolque. |
-
2006
- 2006-09-15 ES ES200602343A patent/ES2293843B2/es active Active
-
2007
- 2007-09-14 WO PCT/ES2007/000518 patent/WO2008031909A1/es active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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