ES2326344T3 - Dispositivo de traslacion oscilante, particularmente para un aparato de perforacion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de traslación oscilante, particularmente para un aparato de perforación, con - un chasis (80), - dos mecanismos de rodadura (81, 81''), que se disponen lateralmente en el chasis (80) y se alojan de forma rotatoria, - dos cilindros de oscilación (1, 1'') para la rotación de los mecanismos de rodadura (81, 81'') con respecto al chasis (80), donde a cada mecanismo de rodadura (81, 81'') se asigna un cilindro de oscilación (1, 1'') y - conductos hidráulicos (21, 22; 21'', 22''), que se disponen en los cilindros de oscilación (1, 1'') para la activación de los cilindros de oscilación (1, 1''), donde los conductos hidráulicos (21, 22; 21'', 22'') están unidos entre sí para una rotación en sentido opuesto de los mecanismos de rodadura (81, 81''), - en el que se proporciona en al menos un conducto hidráulico (21, 22; 21'', 22'') para cada cilindro de oscilación (1, 1'') un equipo de protección (11) para el protección contra rotura del conducto, - en el que cada equipo de protección (11) presenta al menos una válvula de bloqueo (5) que se puede activar a distancia para el bloqueo del respectivo conducto hidráulico (21, 22; 21'', 22'') durante una rotura de conducto, que se dispone en el conducto hidráulico (21, 22; 21'', 22'') y - en el que se proporciona un equipo de activación a distancia para la abertura simultánea de las válvulas de bloqueo (5) durante el funcionamiento normal, caracterizado por que el equipo de activación a distancia está en conexión de señal de forma electrónica con las válvulas de bloqueo (5) y por que las válvulas de bloqueo (5) se pueden desbloquear de forma eléctrica.
Description
Dispositivo de traslación oscilante,
particularmente para un aparato de perforación.
La invención se refiere a un dispositivo de
traslación oscilante, particularmente para un aparato de
perforación, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Un
dispositivo de traslación oscilante de este tipo presenta un
chasis, dos mecanismos de rodadura que se disponen lateralmente en
el chasis y se alojan de forma rotatoria, dos cilindros de
oscilación para la rotación de los mecanismos de rodadura con
respecto al chasis, donde se asigna un cilindro de oscilación a
cada mecanismo de rodadura, y conductos hidráulicos, que se disponen
en los cilindros de oscilación para la activación de los cilindros
de oscilación, en el que los conductos hidráulicos se unen entre sí
para una rotación en sentido opuesto de los mecanismos de rodadura,
en el que en al menos un conducto hidráulico se proporciona para
cada cilindro de oscilación un equipo de protección para la
protección contra rotura de conducto, en el que cada equipo de
protección presenta al menos una válvula de bloqueo que se puede
activar a distancia para el bloqueo del respectivo conducto
hidráulico durante una rotura de conducto, y en el que se
proporciona un equipo de activación a distancia para la abertura
simultánea de las válvulas de bloqueo durante el funcionamiento
normal.
Los aparatos de perforación para las obras
subterráneas especiales, explotación de canteras y/o minería se
tienen que emplear con frecuencia en terreno desnivelado y/o en
terreno de fundación poco estable. Para la mejora de la aptitud de
marcha sobre terreno y la capacidad ascensional, estos aparatos de
perforación están equipados en la mayoría de los casos con
dispositivos de traslación de cadena de oruga.
Para la mejora adicional de la aptitud de marcha
sobre terreno y/o la reducción de presiones de superficie
puntualmente elevadas y, por lo tanto, para la reducción del riesgo
de hundimiento de la cimentación, se conocen dispositivos de
traslación, en los que los dos mecanismos de rodadura no están
unidos con las cadenas de oruga de forma rígida, sino que pueden
realizar, de forma independiente entre sí, un movimiento de cabeceo
alrededor de un eje que tiene un recorrido horizontal y transversal
con respecto a la dirección de traslación de los mecanismos de
rodadura. Para esto, los mecanismos de rodadura se alojan en el
chasis de forma rotatoria alrededor del eje y poseen
respectivamente un punto de articulación para un cilindro hidráulico
con cierta separación con respecto al eje, donde el cilindro, a su
vez, se articula en su lado alejado del mecanismo de rodadura en el
chasis. En una disposición de este tipo, las fuerzas y los momentos
de funcionamiento se transmiten del chasis en forma de un par de
fuerzas a los mecanismos de rodadura. Por prolongación y
acortamiento de un cilindro hidráulico, el respectivo mecanismo de
rodadura se puede situar en diferentes posiciones angulares con
respecto al chasis.
El movimiento de cabeceo que se produce por la
rotación de los mecanismos de rodadura con frecuencia se denomina
con el término "oscilación". De acuerdo con esto, el
dispositivo de traslación correspondiente se denomina dispositivo
de traslación oscilante, el eje alrededor del que se produce una
rotación, eje de oscilación, y los cilindros hidráulicos
proporcionados para la generación del movimiento, cilindros de
oscilación.
Un vehículo de oruga de perforación con un
dispositivo de traslación oscilante se conoce, a modo de ejemplo, a
partir del documento EP 0 332 883 A1.
Los dos cilindros de oscilación, por regla
general, están conectados entre sí de manera que tanto las dos
cámaras del fondo del pistón como las dos cámaras de superficie
anular de los dos cilindros de oscilación se unen respectivamente
de forma hidráulica entre sí. Cuando en una disposición de este
tipo, durante la traslación en terreno desnivelado se presentan
diferentes presiones de superficie en los mecanismos de rodadura, se
efectúa con movimiento de los mecanismos de rodadura una
compensación de presión automática en las cámaras de cilindros que
se comunican respectivamente entre sí. El movimiento en sentido
opuesto resultante a partir de esto se denomina oscilación
"pasiva" o "automatismo de oscilación".
Para la ampliación de la funcionalidad del
dispositivo de traslación oscilante se puede proporcionar un equipo
de transporte, con el que se puede suministrar simultáneamente
aceite desde el exterior a dos cámaras unidas entre sí, mientras
que se evacua aceite de las cámaras que se sitúan enfrente. En
cuanto se proporcionan a ambos lados de los pistones de los
cilindros superficies de pistón de diferente tamaño, se suministra
aceite en general al sistema o se evacua aceite del sistema. El
movimiento del bastidor que se ejecuta se denomina oscilación
"activa". Durante la oscilación activa, los cilindros de
oscilación se accionan en el mismo sentido, de manera que el chasis
se puede bajar o levantar con respecto a ambos mecanismos de
rodadura. Esto puede ser ventajoso particularmente en procesos de
carga y/o en la traslación en rampas de obra empinadas.
Cuando en un dispositivo de traslación oscilante
se produce excepcionalmente un daño en los conductos hidráulicos, a
modo de ejemplo, a causa de una influencia externa durante el
funcionamiento duro de perforación, se puede producir un vaciado
brusco de los cilindros de oscilación, unido a un volteo brusco de
todo el chasis, en un caso dado, junto con un mástil de perforación
dispuesto en el mismo. A causa del peligro potencial que se produce
con esto, hay que evitar un estado de este tipo.
Se conoce cómo insertar en los conductos de
alimentación de los cilindros de oscilación llaves esféricas. Sin
embargo, durante la traslación, en caso de una rotura del conducto,
estas llaves por regla general no se pueden cerrar lo
suficientemente rápido y, por lo tanto, no pueden servir para la
protección contra rotura del conducto.
Además, se conocen las denominadas protecciones
contra rotura de la manguera o tubo, que se inician estimuladas por
el flujo con un caudal crítico. Sin embargo, tales protecciones
trabajan en comparación dependiendo de la viscosidad, es decir,
dependiendo de la temperatura y en determinadas circunstancias
pueden conmutar solamente con un retraso no tolerable, de manera
que estas protecciones para la protección de un dispositivo de
traslación oscilante contra rotura del conducto se pueden emplear a
lo sumo de forma limitada.
Durante la traslación de un dispositivo de
traslación oscilante en el terreno, además de esto, en el caso
excepcional de una situación del centro de gravedad excesivamente
descentrado del aparato de perforación, por ejemplo, a causa de un
mástil de perforación ajustado de forma extremadamente descentrado,
el movimiento de oscilación pasivo puede conducir a un
desplazamiento del centro de gravedad aún más inadecuado, que a su
vez puede aumentar la presión de superficie y acelerar el proceso de
oscilación. El sistema puede, por lo tanto, en el caso excepcional
inestabilizarse, lo que en un caso extremo podría conducir a un
vuelco del aparato.
Se conoce cómo proporcionar en los conductos de
conexión para los cilindros de oscilación válvulas de retención que
se pueden desbloquear, que durante la traslación del aparato de
perforación se someten automáticamente a una presión, que anula el
desbloqueo y permite una oscilación de los mecanismos de rodadura.
Con el aparato parado, la oscilación se detiene. Sin embargo, un
vuelco durante la traslación con un aparato de este tipo no se
puede evitar sin más.
El documento US 5.806.616 describe un mecanismo
genérico para el control de los movimientos de vibración de un
equipo de perforación de roca. El mecanismo presenta dos cilindros,
que actúan entre un chasis y dos orugas. En los cilindros se
proporcionan válvulas, que evitan el derrame de fluido de presión de
los cilindros en el caso de un daño de la manguera y bloquean las
orugas y el chasis con respecto a un movimiento relativo.
El documento US 4.284.150 describe un equipo de
toma de muestras accionado hidráulicamente, que presenta válvulas
controladas a distancia eléctricamente.
Es objetivo de la invención indicar un
dispositivo de traslación oscilante que, con una rentabilidad y
fiabilidad particularmente elevadas, presente particularmente una
seguridad de funcionamiento especialmente elevada.
El objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención por un dispositivo de traslación oscilante con las
características de la reivindicación 1. Se indican ejemplos de
realización preferidos en las reivindicaciones dependientes.
En el dispositivo de traslación oscilante de
acuerdo con la invención esta previsto que se proporcione en al
menos un conducto hidráulico para cada cilindro de oscilación una
protección contra rotura de conducto, donde cada equipo de
protección presenta al menos una válvula de bloqueo que se puede
activar a distancia para el bloqueo del respectivo conducto
hidráulico durante una rotura del conducto, y que se proporcione un
equipo de activación a distancia para la abertura simultánea de las
válvulas de bloqueo durante el funcionamiento normal.
Un concepto básico de la invención puede
considerarse disponer en los conductos hidráulicos en la zona de
los dos cilindros hidráulicos respectivamente al menos una válvula
de bloqueo. Mediante estas válvulas de bloqueo, el respectivo
conducto hidráulico se puede cerrar en caso de una rotura del
conducto y, por lo tanto, se puede evitar que el cilindro de
oscilación asignado se vacíe bruscamente por el conducto hidráulico
roto. Además, por el cierre de las válvulas de cierre se puede
evitar un movimiento de oscilación excesivo y/o inestable del
dispositivo de traslación. Por lo tanto, se puede contrarrestar de
forma eficaz el peligro de un vuelco del dispositivo de
traslación.
Las válvulas de bloqueo, de acuerdo con la
invención, se pueden activar mediante un equipo de activación a
distancia. Esto posibilita bloquear las válvulas en caso de peligro
de modo particularmente rápido, de manera que se puede
contrarrestar un movimiento de oscilación no controlado ya de forma
anticipada y, por lo tanto, se aumenta adicionalmente la seguridad
de funcionamiento. El equipo de activación a distancia se
proporciona para la abertura simultánea de las válvulas de bloqueo
durante el funcionamiento normal, es decir, particularmente cuando
no hay ni una rotura del conducto ni un movimiento de oscilación
inestable. Esto posibilita un funcionamiento particularmente
económico, ya que las válvulas de bloqueo dispuestas en un caso dado
en zonas inaccesibles, se pueden abrir fácilmente y rápidamente
durante el funcionamiento normal cotidiano. El equipo de activación
a distancia se puede proporcionar fundamentalmente para bloquear las
válvulas de bloqueo de forma individual. Sin embargo un
funcionamiento particularmente eficaz tiene lugar por que se
proporciona el equipo de activación a distancia para el cierre
simultáneo de todas las válvulas de bloqueo en caso de avería,
particularmente con una rotura del conducto. En una disposición de
este tipo, el dispositivo de traslación oscilante también se puede
fijar de forma segura cuando la causa de la avería al principio
todavía es desconocida. Por los equipos de protección de acuerdo
con la invención se crean medios de retención de carga
particularmente eficaces para los cilindros de oscilación, que se
disponen de forma adecuada en proximidad inmediata de los cilindros
de oscilación.
El dispositivo de traslación de acuerdo con la
invención se proporciona preferiblemente para un aparato de
perforación. En este caso se puede disponer en el chasis, que
también se puede denominar superestructura giratoria, un elemento
de mástil de perforación, en el que particularmente se proporciona
una herramienta de perforación. En el dispositivo de traslación de
acuerdo con la invención se puede tratar particularmente de un
dispositivo de traslación de orugas, en el que se dispone en cada
mecanismo de rodadura al menos una cadena de oruga.
Durante la oscilación ocurre por regla general
un movimiento de los dos cilindros de oscilación de forma relativa
entre sí y/o con respecto al chasis. Particularmente para conseguir
también durante un movimiento de este tipo una unión sencilla y
fiable entre los dos cilindros de oscilación, es ventajoso que al
menos uno de los conductos hidráulicos presente una sección de tubo
flexible.
Una construcción particularmente sencilla tiene
lugar por que todos los conductos hidráulicos que se proporcionan
para la activación de los cilindros de oscilación tienen un
recorrido por zonas de forma fija en el chasis, donde
particularmente se pueden proporcionar un abastecimiento de fluido
hidráulico y/o otros medios de funcionamiento hidráulico. En este
caso es apropiado que las secciones flexibles de manguera se
proporcionen entre las secciones de conducto que tienen el
recorrido en el chasis y los respectivos cilindros de
oscilación.
En cuanto que un conducto hidráulico de un
cilindro de oscilación presente una sección de manguera, de acuerdo
con la invención es particularmente ventajoso que el equipo de
protección se disponga entre el respectivo cilindro de oscilación y
la sección de manguera. En esta realización se tiene en cuenta que
las secciones de manguera se pueden dañar comparativamente
fácilmente, a modo de ejemplo, por aplastamiento, cizalla y/o por
porosidad debida a la vejez, de manera que el peligro de una rotura
del conducto en las secciones de manguera es comparativamente alto.
Por la disposición del equipo de protección entre la sección de
manguera y el cilindro de oscilación se puede separar la zona de
manguera con riesgo de rotura comparativamente alto en caso de
rotura sencillamente y de forma fiable del cilindro de
oscilación.
La zona de conducto hidráulico entre los
cilindros de oscilación y el equipo de protección que
respectivamente se sitúa más próximo en el recorrido del conducto
se configura preferiblemente de forma fija, es decir, inmóvil y/o
de forma entubada, ya que esta zona en caso de rotura por regla
general no se puede bloquear por el equipo de protección. Sin
embargo, por la realización inmóvil, entubada, se proporciona una
seguridad contra rotura pasiva particularmente elevada. Para el
aumento adicional de la seguridad de funcionamiento, los elementos
de construcción hidráulicos de un equipo de protección se unen de
forma adecuada de manera fija entre sí.
La seguridad de funcionamiento se puede aumentar
adicionalmente por que el equipo de activación a distancia presenta
un pulsador, particularmente un pulsador de pie, donde el equipo de
activación a distancia se configura preferiblemente de tal modo que
las válvulas de bloqueo se cierran con el pulsador liberado. Por lo
tanto, en caso de una rotura del conducto solamente es posible un
movimiento del cilindro, mientras que el pulsador esté activado.
Una realización de este tipo del equipo de activación a distancia
tiene en cuenta que en caso de emergencia, particularmente con el
bastidor volteando, por regla general corresponde al instinto de
retroceder del bastidor y, por tanto, de los elementos de manejo y,
por lo tanto, liberar el pulsador. De acuerdo con la realización
ventajosa, durante una liberación de este tipo se cierran todas las
válvulas de bloqueo de forma automática y, por lo tanto, se
bloquean los cilindros, de manera que el movimiento de oscilación
indeseado se inmoviliza. Adicionalmente, el equipo de activación a
distancia se puede configurar de tal manera, que las válvulas de
bloqueo se abren con el pulsador presionado.
De forma apropiada, el pulsador se dispone en la
cabina del conductor. El equipo de activación a distancia está en
conexión por señal de forma electrónica con las válvulas de
bloqueo.
En vista a la seguridad de funcionamiento es
además ventajoso que la válvula de bloqueo se realice de tal manera
que esté cerrada en estado sin señal. Con esta realización se
proporciona una función de tipo fail safe, que puede asegurar que
en caso de fallo energético no planeado, la oscilación del
dispositivo de traslación se bloquee y, por lo tanto, no se pueda
adoptar ningún estado de oscilación crítico.
La seguridad de funcionamiento en vista a una
posible rotura del conducto se puede aumentar de acuerdo con la
invención además por que al menos uno de los equipos de protección
presenta un equipo de regulación que se dispone para la limitación
de un flujo de fluido hidráulico del respectivo cilindro de
oscilación en el respectivo conducto hidráulico. De forma adecuada,
cada uno de los equipos de protección presenta un equipo de
regulación de este tipo, que particularmente se puede configurar
como válvula reguladora de corriente. Por un equipo de regulación
de este tipo se puede limitar y particularmente ajustar la velocidad
máxima de ex- y/o retracción del vástago del pistón del cilindro de
oscilación. Particularmente, mediante un equipo de regulación se
puede evitar que en caso de una rotura del conducto por fuerzas que
actúan desde el exterior, la cámara del cilindro afectada se vacíe
bruscamente y, por lo tanto, posiblemente no se disponga de tiempo
suficiente para el bloqueo de las válvulas de bloqueo.
La válvula reguladora de corriente, que de forma
preferida forma el equipo de regulación, se puede equipar
particularmente para una regulación de corriente de salida, por la
que el aceite hidráulico sale independientemente de la viscosidad y
la carga externa. Por esto, con el dispositivo de traslación
oscilante de acuerdo con la invención se proporciona un
funcionamiento seguro esencialmente independiente de la viscosidad,
es decir, de la temperatura de funcionamiento del aceite
hidráulico. Particularmente se puede proporcionar por esto una
menor dependencia de la viscosidad o la temperatura que en las
denominadas protecciones contra rotura de manguera o tubo, que,
estimuladas por el flujo, solamente se inician a partir de un caudal
crítico.
En el equipo de regulación se puede proporcionar
un conducto de derivación con una válvula de retención que
particularmente deja pasar una corriente de fluido hidráulico que se
dirige hacia el respectivo cilindro hidráulico. Por esto se puede
disminuir, a modo de ejemplo, el gasto de energía durante la
oscilación activa, ya que el fluido hidráulico suministrado
adicionalmente durante la oscilación activa puede evitar el equipo
de regulación por el conducto de derivación.
Adicionalmente es ventajoso de acuerdo con la
invención que al menos uno de los equipos de protección para la
protección contra sobrecarga del respectivo cilindro de oscilación
presente una válvula limitadora de presión, que se dispone en un
conducto de sobrecarga, que se bifurca del respectivo conducto
hidráulico. Por esto, los cilindros se pueden proteger contra
sobrecarga por fuerzas que actúan desde el exterior y, por lo tanto,
se pueden evitar daños mecánicos. La presión que se ajusta
preferiblemente de forma fija en la válvula limitadora de presión
puede situarse particularmente por encima de la máxima presión de
funcionamiento tolerable del cilindro y asciende preferiblemente a
aproximadamente 1,3 veces la máxima presión de funcionamiento.
Para un funcionamiento de oscilación
particularmente fiable, de acuerdo con la invención es ventajoso que
los cilindros de oscilación se configuren como cilindros de doble
efecto, en los que se disponen respectivamente dos conductos
hidráulicos. De forma apropiada, los conductos hidráulicos se unen
por pares entre sí para una rotación en sentido opuesto de los
mecanismos de rodadura. Particularmente se unen respectivamente
entre sí cámaras respectivamente en el mismo sentido de los dos
cilindros por los conductos hidráulicos. Una disposición
constructivamente particular-
mente fácil y económica se proporciona por que en los cilindros de oscilación se trata de cilindros diferenciales.
mente fácil y económica se proporciona por que en los cilindros de oscilación se trata de cilindros diferenciales.
En cuanto que se configuren los cilindros de
oscilación de doble efecto respectivamente con dos conductos
hidráulicos, para una seguridad de funcionamiento particularmente
elevada se proporciona preferiblemente en cada uno de los dos
conductos hidráulicos por cilindro un equipo de protección, de
manera que se proporcionan por cilindro dos, en total, cuatro
equipos de protección. Sin embargo, para un mecanismo
particularmente económico también se puede prever que se
proporcione solamente un equipo de protección en uno de los dos
conductos de cada cilindro de doble efecto y, de hecho,
particularmente en el conducto que se asigna al lado del cilindro
cargado principalmente. Se puede tratar del lado del cilindro que
por el peso del chasis está sometido a presión. En una realización
de este tipo se requiere solamente la mitad del número de equipos de
protección, en total dos.
Para un dispositivo de traslación de manejo
particularmente fácil y que se puede emplear de forma versátil, de
acuerdo con la invención es ventajoso que se proporcione un equipo
de transporte que está en conexión con los conductos hidráulicos y
con el que se puede, para la rotación en el mismo sentido de los
mecanismos de rodadura, suministrar y/o evacuar fluido hidráulico a
o desde los cilindros hidráulicos. Por esto se puede realizar una
función de oscilación activa. De forma adecuada, el equipo de
transporte presenta una bomba hidráulica con la que por una válvula
distribuidora 4/3 se puede suministrar recíprocamente fluido a ambas
cámaras de superficie anular o a ambas cámaras de superficie del
pistón de los dos cilindros de oscilación, donde por la válvula
distribuidora simultáneamente se puede evacuar fluido de las dos
cámaras de sentido opuesto a una zona de evacuación del equipo de
transporte.
En cuanto que se proporcione un equipo de
transporte, para un funcionamiento particularmente fiable es
ventajoso que se proporcione un equipo de retención de carga para
la separación de una unión de fluido entre el equipo de transporte
y los conductos hidráulicos. El equipo de retención de carga, que
presenta preferiblemente al menos una válvula de retención de
carga, posibilita bloquear los cilindros de oscilación del
suministro de aceite necesario para la oscilación activa. Ya que
durante la oscilación activa los dos cilindros de oscilación se
exponen siempre simultáneamente y deben responder de la misma forma,
se requieren para la unión del equipo de transporte con los
conductos hidráulicos de los cilindros de oscilación solamente dos
conductos de funcionamiento, de los que, dependiendo de la posición
de válvula de la válvula distribuidora, uno sirve como conducto de
suministro y el otro, como conducto de evacuación. Ya que solamente
se requieren dos conductos de funcionamiento, para un
funcionamiento fiable del equipo de retención de carga en total
solamente se requieren dos válvulas de retención de carga.
Ya que, de acuerdo con la invención, no se
proporciona solamente un único equipo de retención de carga central
sino que con los equipos de protección se facilita una pluralidad de
medios adicionales, que pueden servir para la retención de carga y
que se pueden disponer particularmente en proximidad directa de los
cilindros de oscilación, se produce de acuerdo con la invención una
seguridad de funcionamiento particularmente elevada. Por una
válvula de bloqueo se puede entender particularmente de acuerdo con
la invención una válvula, con la que el respectivo conducto se
puede bloquear en ambas direcciones de flujo. Fundamentalmente
también podría ser suficiente una válvula que se bloquea por un
lado.
El equipo de transporte y/o el equipo de
retención de carga se pueden proporcionar particularmente de forma
fija en el chasis. Particularmente, de acuerdo con la invención se
pueden proporcionar secciones flexibles de manguera entre el equipo
de retención de carga y los cilindros de oscilación con una
seguridad de funcionamiento todavía elevada, ya que, de acuerdo con
la invención, se puede contrarrestar una salida incontrolada de
fluido no sólo por el equipo de retención de carga, sino también
por los equipos de protección dispuestos en proximidad del
cilindro.
En vista a la seguridad de funcionamiento es
ventajoso además que los equipos de protección se dispongan en el
respectivo cilindro de oscilación particularmente de manera fija. A
modo de ejemplo, se pueden proporcionar los equipos de protección
en una cubierta de cilindro del respectivo cilindro de oscilación.
Por una disposición de los equipos de protección directamente en el
respectivo cilindro de oscilación pueden mantenerse cortas las
zonas de conducto que, por regla general, no están protegidas, entre
el equipo de protección y el cilindro de oscilación. Los equipos de
protección se pueden disponer particularmente de manera fija en las
conexiones del cilindro del respectivo cilindro de oscilación, por
lo que se producen secciones de conducto particularmente cortas no
protegidas.
Además, de acuerdo con la invención es ventajoso
que los equipos de protección presenten respectivamente una
cubierta, en la que se disponen la válvula de bloqueo, en un caso
dado, la válvula limitadora de presión y/o, en un caso dado, el
equipo de regulación. Al alojar todos los elementos hidráulicos
relevantes para la seguridad de cada equipo de protección
respectivamente en una cubierta común, se reduce la propensión al
fallo y, por lo tanto, se aumenta adicionalmente la seguridad de
funcionamiento. En cuanto en un cilindro se disponen varios equipos
de protección, los mismos pueden presentar cubiertas separadas. Para
una forma de construcción particularmente compacta, los dos equipos
de protección de un cilindro pueden presentar también una cubierta
común, que particularmente puede estar unida de manera fija con las
conexiones del cilindro.
Una máquina de construcción de acuerdo con la
invención se caracteriza por que se proporciona un dispositivo de
traslación de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones
precedentes. Por esto se pueden realizar las ventajas que se han
explicado en relación con el dispositivo de traslación. En la
máquina de construcción se puede tratar particularmente de un
aparato de perforación del suelo.
La invención se explicará con más detalle en lo
sucesivo mediante ejemplos de realización preferidos, que se
representan esquemáticamente en los dibujos. En los dibujos se
muestran:
En la Figura 1, el plano hidráulico de un equipo
de oscilación de un dispositivo de traslación oscilante de acuerdo
con la invención;
En la Figura 2, un aparato de perforación con un
dispositivo de traslación oscilante de acuerdo con la invención con
el equipo de oscilación de la Figura 1;
En la Figura 3, el aparato de perforación de la
Figura 2 durante la oscilación activa; y
En la Figura 4, el aparato de perforación de la
Figura 2 durante la oscilación pasiva.
Un equipo de oscilación para un dispositivo de
traslación oscilante de acuerdo con la invención se representa en
la Figura 1. El equipo de oscilación presenta dos cilindros de
oscilación 1, 1', que sirven para la rotación de los mecanismos de
rodadura 81 ó 81' representados en las Figuras 2 a 4. Los dos
cilindros de oscilación 1, 1' se configuran como cilindros
diferenciales de doble efecto. En los mismos se dispone
respectivamente un primer conducto hidráulico 21 ó 21', que está en
conexión con la respectiva cámara del fondo del pistón 3 ó 3' de
los cilindros 1, 1'. Además se dispone en los cilindros de
oscilación 1 y 1' respectivamente un segundo conducto hidráulico 22
ó 22', que está en conexión con la respectiva cámara de superficie
anular 2 ó 2' de los cilindros 1, 1'. Los dos primeros conductos
hidráulicos 21 y 21' de las cámaras del fondo del pistón 3, 3'
están unidos entre sí. De la misma forma, los dos segundos conductos
22 y 22' de las cámaras de superficie anular 2, 2' están unidos
entre sí. Esto posibilita un movimiento de oscilación pasivo en
sentido opuesto de los dos cilindros de oscilación 1, 1' de tal
forma que una retracción de uno de los dos cilindros de oscilación
1, 1' en una distancia conduce a una extracción del segundo cilindro
de oscilación 1' ó 1 en la misma distancia.
Los cuatro conductos hidráulicos 21, 22, 21',
22' presentan respectivamente una sección flexible de manguera 24,
24', 24'' ó 24'''. Estas secciones flexibles de manguera 24, 24',
24'', 24''' pueden servir para la compensación de movimientos de
los cilindros de oscilación 1, 1', que ocurren durante el
funcionamiento de oscilación. Particularmente pueden servir para la
compensación de movimientos relativos entre zonas del conducto
hidráulico 51, 51' unidas de manera fija con los cilindros de
oscilación 1, 1' o zonas del conducto 52 unidas de manera fija con
un chasis 80.
Para la protección contra rotura de manguera se
proporciona en los conductos hidráulicos 21, 22, 21', 22'
respectivamente un equipo de protección 11, 11', 11'', 11'''. Por
motivos de claridad, se marcan solamente los componentes del equipo
de protección 11 proporcionado en el conducto hidráulico 21 con
referencias. Los tres equipos de protección restantes 11', 11'',
11''' se estructuran de forma análoga.
Los equipos de protección 11, 11'', 11', 11''',
que también se pueden denominar combinaciones de válvulas de
protección, están abridados de manera fija en el lado del fondo del
pistón o en el lado del vástago del pistón en el respectivo
cilindro de oscilación 1, 1'. Se disponen en el recorrido del
conducto de los respectivos conductos hidráulicos 21, 22, 21', 22'
entre los cilindros de oscilación 1, 1' y la respectiva sección
flexible de manguera 24, 24', 24'', 24''' situada más próxima.
Los equipos de protección 11, 11', 11'', 11'''
presentan respectivamente una válvula de bloqueo 5, que se puede
cerrar en caso de una rotura de la sección flexible de manguera 24,
24', 24'', 24''' situada más próxima, por lo que se puede evitar
que se vacíe de forma indeseada la cámara asignada 3, 2, 3' ó 2' a
través de la sección de manguera 24, 24', 24'', 24''' rota. Estas
válvulas de bloqueo 5 están continuamente bloqueadas en estado sin
señal. Se pueden desbloquear eléctricamente de forma conjunta por
presión de un pulsador 8, que se proporciona separado de los
equipos de protección 11, 11', 11'', 11''', a modo de ejemplo, en la
cabina de un conductor.
En el ejemplo de realización de la Figura 1 se
proporciona adicionalmente al pulsador 8 un interruptor de parada
de emergencia 55. Durante la activación del interruptor de parada de
emergencia 55 se interrumpe la unión del conducto entre el pulsador
8 y las válvulas de bloqueo 5, de modo que las válvulas de bloqueo 5
están sin señal y, por tanto, bloqueadas, también en una posición
presionada del pulsador 8.
Además, los equipos de protección 11, 11', 11'',
11''' presentan respectivamente un conducto de sobrecarga 9, que se
bifurca del respectivo conducto hidráulico 21, 22, 21', 22'. En
estos conductos de sobrecarga 9 se dispone respectivamente una
válvula limitadora de presión 4, que se abre con una superación de
una presión hidráulica predefinida, de modo que puede salir fluido
hidráulico de las correspondientes cámaras de cilindros 3, 2, 3',
2'. Por esto, los cilindros de oscilación 1, 1' se protegen contra
sobrecarga por fuerzas que actúan desde el exterior. Para permitir
una protección contra sobrecarga también con la válvula de bloqueo 5
bloqueada, el conducto de sobrecarga 9 se bifurca respectivamente
entre la válvula de bloqueo 5 y el cilindro de oscilación 1, 1'
situado más próximo del respectivo conducto hidráulico 21, 22, 21',
22'.
Sobre el lado del conducto alejado del cilindro
de la válvula de bloqueo 5, los equipos de protección 11, 11',
11'', 11''' presentan además respectivamente una válvula reguladora
de corriente 6. Esta válvula reguladora de corriente 6 posibilita
ajustar el caudal máximo de la cámara de cilindro 3, 2, 3', 2'
respectivamente asignada y, con ello, la máxima velocidad del
vástago del pistón de los cilindros de oscilación 1, 1' en la rotura
del conducto. Por esto se puede garantizar que en caso de una
rotura del conducto se disponga de tiempo suficiente para activar
las válvulas de bloqueo 5 de los equipos de protección 11, 11',
11'', 11'''.
La válvula reguladora de corriente 6 de cada
equipo de protección 11, 11', 11'', 11''' está rodeada por un
conducto de derivación 61, en el que se dispone una válvula de
retención 62. Esta válvula de retención 62 permite un flujo de
fluido que se orienta desde las zonas centrales del conducto 52
hacia el cilindro de oscilación 1, 1' respectivamente asignado
situado más próximo.
Los equipos de protección 11, 11', 11'', 11'''
presentan respectivamente una cubierta 44 común, en la que se
disponen la respectiva válvula de bloqueo 5, la respectiva válvula
limitadora de presión 4, la respectiva válvula reguladora de
corriente 6, el respectivo conducto de derivación 61 y la respectiva
válvula de retención 62.
Para la oscilación activa, el equipo de
oscilación de la Figura 1 está provisto de un equipo de transporte
30. El equipo de transporte 30 está unido por un primer conducto de
funcionamiento 31, que desemboca en los dos primeros conductos
hidráulicos 21, 21' de las cámaras del fondo del pistón 3, 3', y un
segundo conducto de funcionamiento 32 que desemboca en los segundos
conductos hidráulicos 22, 22' de las cámaras de superficie anular
2, 2', con los conductos hidráulicos 21, 21', 22, 22'. Los puntos de
embocadura se sitúan en las zonas de conducto 52 unidas de manera
fija con el chasis 80.
El equipo de transporte 30 presenta una bomba
34, que se puede poner en conexión por una válvula distribuidora 39
de manera alterna con el primer conducto de funcionamiento 31 o con
el segundo conducto de funcionamiento 32, en el que el respectivo
otro conducto de funcionamiento 32 ó 31 está unido por la válvula
distribuidora 39 con un conducto de salida 36 del equipo de
transporte 30. Por esto, los dos cilindros de oscilación 1, 1' se
pueden extraer o retraer en el mismo sentido para la oscilación
activa.
A modo de ejemplo, por un ajuste adecuado de la
válvula distribuidora 39 se puede transportar aceite desde la bomba
34 al conducto de funcionamiento 31, desde donde llega a las cámaras
del fondo del pistón 3, 3'. En consecuencia, se desplaza aceite en
las cámaras de superficie anular 2, 2' que llega por el conducto 32
al conducto de salida 36 y nuevamente al tanque. Se extraen
simultáneamente los dos cilindros de oscilación 1, 1'. La posición
de conmutación de la válvula distribuidora 39 indica si los
cilindros de oscilación 1, 1' se retraen o extraen en el mismo
sentido y cuál de los conductos 31 ó 32 representa el avance o el
retroceso.
Para mantener el sistema de los dos cilindros de
oscilación 1, 1' en sí cerrado durante la oscilación pasiva, se
proporciona en los conductos de funcionamiento 31, 32 un equipo de
retención de carga 7, que presenta para cada conducto de
funcionamiento 31, 32 una válvula de retención de carga. Mediante
este equipo de retención de carga 7 se pueden desacoplar los
conductos hidráulicos 21, 21', 22, 22' del suministro externo de
aceite, particularmente desde la bomba 34 y el conducto de salida
36.
La Figura 2 muestra un aparato de perforación
90, que presenta un bastidor con un equipo de oscilación de la
Figura 1. El aparato de perforación 90 presenta un chasis 80, en el
que se dispone un elemento de mástil 79 con un accionamiento de
perforación. Para el movimiento horizontal del chasis 80 se disponen
en el mismo dos mecanismos de rodadura 81, 81' configurados como
mecanismos de rodadura de oruga, en los que el segundo mecanismo de
rodadura 81' en la Figura 2 está oculto por el primer mecanismo de
rodadura 81 y solamente se puede reconocer en la Figura 4.
Los dos mecanismos de rodadura 81, 81' se alojan
en el chasis 80 de forma que pueden rotar alrededor de un eje de
rotación 78 que tiene un recorrido transversal con respecto a la
dirección de traslación de los mecanismos de rodadura 81, 81'. Para
el giro activo de los dos mecanismos de rodadura 81, 81' alrededor
del eje de rotación 78 y, por lo tanto, para realizar un movimiento
de oscilación, se articula en los mecanismos de rodadura 81, 81'
respectivamente uno de los dos cilindros de oscilación 1, 1', donde
los cilindros de oscilación 1, 1' se articulan en su lado opuesto
en el chasis 80.
El modo de funcionamiento del equipo de
oscilación de la Figura 1 y de los equipos de protección 11, 11',
11'', 11''' proporcionados en el mismo se describe a continuación
con referencia a diferentes modos de funcionamiento del aparato de
perforación 90 y su bastidor.
Con la maquina parada, las válvulas de bloqueo 5
de los equipos de protección 11, 11', 11'', 11''' están sin energía
de control, particularmente sin corriente y, por lo tanto, cerradas.
Una rotura de una o más de las secciones flexibles de manguera 24,
24', 24'', 24''', por lo tanto, no tiene efectos sobre los cilindros
de oscilación 1, 1' y el aparato de perforación 90 se detiene.
Si el pulsador 8 no se activa durante la
traslación del dispositivo de traslación, las válvulas de bloqueo 5
están sin energía y cerradas, de modo que los dos cilindros de
oscilación 1, 1' se separan hidráulicamente. Como en el dispositivo
de traslación inactivo, las válvulas de bloqueo 5 cerradas evitan un
movimiento incontrolado del aparato durante una rotura de manguera
en una o más de las secciones flexibles de manguera 24, 24', 24'',
24'''.
Si se activa el pulsador 8 durante la traslación
del aparato de perforación 90, se abren las válvulas de bloqueo 5 y
los cilindros de oscilación 1, 1' se liberan mutuamente. Las
relaciones de presión en los dos cilindros de oscilación 1, 1' se
pueden compensar, por lo tanto, por conductos 21, 21', 22, 22', lo
que posibilita una adaptación al terreno del aparato 90. El equipo
de retención de carga 7 mantiene cerrado el sistema hidráulico.
Cuando el aparato de perforación sube, como se
representa en la Figura 4, a modo de ejemplo, con el dispositivo de
traslación izquierdo a un obstáculo, se extrae el vástago del pistón
del cilindro de oscilación izquierdo 1. El volumen desplazado de
este modo desde la cámara de superficie anular 2 del cilindro de
oscilación izquierdo 1 llega a la cámara de superficie anular del
cilindro de oscilación derecho 1' y hace que este se retraiga en la
misma medida, hasta que en los dos cilindros 1, 1' existan de nuevo
las mismas relaciones de presión. Los dos cilindros de oscilación
1, 1' presentan, a causa del intercambio de fluidos entre los
cilindros 1, 1' longitudes de extracción distintas en \DeltaZ. Si
se suelta esta posición el pulsador 8, se cierran las válvulas de
bloqueo 5, lo que provoca que el dispositivo de traslación se
inmovilice en la posición.
Si durante la oscilación pasiva con las válvulas
de bloqueo 5 abiertas se rompen una o más de las secciones
flexibles de manguera 24, 24', 24'', 24''', se ralentiza un volteo
del aparato por la respectiva válvula reguladora de corriente 6
hasta que el operario de la máquina tiene suficiente tiempo para
soltar el pulsador 8, de modo que las válvulas de bloqueo 5 se
cierran y el dispositivo de traslación oscilante se detiene
inmediatamente. Alternativamente, el movimiento del dispositivo de
traslación oscilante se puede bloquear por la activación del
interruptor de parada de emergencia 55, lo que tiene como
consecuencia asimismo un cierre de las válvulas de bloqueo 5.
Para la oscilación activa, es decir, para poder
extraer o retraer los dos cilindros de oscilación 1, 1' en el mismo
sentido, se acciona en primer lugar el pulsador 8. Por esto se abren
las cuatro válvulas de bloqueo 5. A continuación en primer lugar,
el automatismo de oscilación pasivo compensa desniveles del terreno
en los mecanismos de rodadura 81, 81'. La compensación no tiene
lugar bruscamente, si no que se frena, al igual que durante la
oscilación pasiva, por las válvulas reguladoras de corriente 6.
En la segunda etapa se activa la válvula
distribuidora 39 representada en la Figura 1 de manera que, a modo
de ejemplo, se transfiere aceite desde la bomba 34 a las cámaras del
fondo del pistón 3, 3' y simultáneamente se evacua aceite de las
cámaras de superficie anular 2, 2'. Por esto se extraen en el mismo
sentido los dos cilindros de oscilación 1, 1' como se representa en
la Figura 3, por lo que la parte trasera 75 del aparato de
perforación 90 se eleva con respecto al suelo; en la posición
opuesta de conmutación de la válvula distribuidora 39 se retraen
los cilindros 1, 1' en el mismo sentido y la parte trasera 75
desciende.
Si a continuación se rompe una sección flexible
de manguera 24, 24', 24'', 24''', se ralentiza un volteo del
aparato 90 por la respectiva válvula reguladora de corriente 6 hasta
que el operario de la máquina puede volver a soltar el pulsador 8.
Por esto se detiene instantáneamente el movimiento indeseado. De
forma alternativa, el movimiento de la máquina también se puede
bloquear por activación del interruptor de parada de emergencia
9.
Claims (10)
1. Dispositivo de traslación oscilante,
particularmente para un aparato de perforación, con
- -
- un chasis (80),
- -
- dos mecanismos de rodadura (81, 81'), que se disponen lateralmente en el chasis (80) y se alojan de forma rotatoria,
- -
- dos cilindros de oscilación (1, 1') para la rotación de los mecanismos de rodadura (81, 81') con respecto al chasis (80), donde a cada mecanismo de rodadura (81, 81') se asigna un cilindro de oscilación (1, 1') y
- -
- conductos hidráulicos (21, 22; 21', 22'), que se disponen en los cilindros de oscilación (1, 1') para la activación de los cilindros de oscilación (1, 1'), donde los conductos hidráulicos (21, 22; 21', 22') están unidos entre sí para una rotación en sentido opuesto de los mecanismos de rodadura (81, 81'),
- -
- en el que se proporciona en al menos un conducto hidráulico (21, 22; 21', 22') para cada cilindro de oscilación (1, 1') un equipo de protección (11) para el protección contra rotura del conducto,
- -
- en el que cada equipo de protección (11) presenta al menos una válvula de bloqueo (5) que se puede activar a distancia para el bloqueo del respectivo conducto hidráulico (21, 22; 21', 22') durante una rotura de conducto, que se dispone en el conducto hidráulico (21, 22; 21', 22') y
- -
- en el que se proporciona un equipo de activación a distancia para la abertura simultánea de las válvulas de bloqueo (5) durante el funcionamiento normal,
caracterizado
por que el equipo de activación a distancia está
en conexión de señal de forma electrónica con las válvulas de
bloqueo (5) y
por que las válvulas de bloqueo (5) se pueden
desbloquear de forma eléctrica.
2. Dispositivo de traslación de acuerdo con la
reivindicación 1,
caracterizado
por que al menos uno de los conductos
hidráulicos (21, 22; 21', 22') presenta al menos una sección
flexible de manguera (24) y
por que el equipo de protección (11) se dispone
entre el respectivo cilindro de oscilación (1, 1') y la sección de
manguera (24).
3. Dispositivo de traslación de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
- -
- por que el equipo de activación a distancia presenta un pulsador (8), particularmente un pulsador de pie,
- -
- en el que el equipo de activación a distancia se configura preferiblemente de modo que las válvulas de bloqueo (5) se cierran con el pulsador (8) liberado.
4. Dispositivo de traslación de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
por que la válvula de bloqueo (5) se configura
de modo que está cerrada en el estado sin señal.
5. Dispositivo de traslación de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
por que al menos uno de los equipos de
protección (11) presenta un equipo de regulación, particularmente
una válvula reguladora de corriente (6), que se dispone en el
respectivo conducto hidráulico (21, 22; 21', 22') para la
limitación de un flujo de fluido hidráulico desde el respectivo
cilindro de oscilación (1, 1').
6. Dispositivo de traslación de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
por que al menos uno de los equipos de
protección (11) para la protección contra sobrecarga del respectivo
cilindro de oscilación (1, 1') presenta una válvula limitadora de
presión (4), que se dispone en un conducto de sobrecarga (9) que se
bifurca del respectivo conducto hidráulico (21, 22, 21', 22').
\newpage
7. Dispositivo de traslación de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
por que los cilindros de oscilación (1, 1') se
configuran como cilindros de doble efecto, en los que se disponen
respectivamente dos conductos hidráulicos (21, 22; 21', 22') y
por que los conductos hidráulicos (21, 22; 21',
22') están unidos entre sí por pares para una rotación en sentido
opuesto de los mecanismos de rodadura (81, 81').
8. Dispositivo de traslación de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
- -
- por que se proporciona un equipo de transporte (30), que está en conexión con los conductos hidráulicos (21, 22; 21', 22') y con el que, para la rotación en el mismo sentido de los mecanismos de rodadura (81, 81'), se puede suministrar a los cilindros de oscilación (1, 1') y/o evacuar de los mismos fluido hidráulico y
- -
- por que se proporciona preferiblemente un equipo de retención de carga (7) para la separación de una unión de fluido entre el equipo de transporte (30) y los conductos hidráulicos (21, 22; 21', 22').
9. Dispositivo de traslación de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
- -
- por que los equipos de protección (11) se disponen de manera fija en el respectivo cilindro de oscilación (1, 1') y/o
- -
- por que los equipos de protección (11) presentan respectivamente una cubierta (44), en la que se disponen la válvula de bloqueo (5), en un caso dado, la válvula limitadora de presión (4) y/o, en un caso dado, el equipo de regulación.
10. Máquina de construcción, particularmente
aparato de perforación de suelo,
caracterizado
por que se proporciona un dispositivo de
traslación de acuerdo con una de las reivindicaciones
precedentes.
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