ES2326558T3 - Torno. - Google Patents

Abstract

Torno (1) con - un cojinete giratorio del tambor (20), en el que se aloja el tambor (10) de forma giratoria alrededor de un eje de giro (13), - un dispositivo de soporte (50), en el que el cojinete giratorio del tambor (20) con el tambor (10) se aloja de forma rotatoria alrededor de un eje de rotación (43) mediante al menos una articulación de rotación (40) y - un accionamiento de ajuste (30) para la rotación activa del tambor (10) alrededor del eje de rotación, caracterizado por - por que el eje de rotación (43) tiene un recorrido en el interior del tambor (10) y - por que el accionamiento de ajuste (30) se dispone al menos parcialmente en el interior del tambor (10).

Description

Torno.

La invención se refiere a un torno con un tambor, un cojinete giratorio del tambor, en el que se aloja el tambor de forma giratoria alrededor de un eje de giro, un dispositivo de soporte, en el que se aloja el cojinete giratorio del tambor con el tambor de forma que puede rotar alrededor de un eje de rotación por al menos una articulación de rotación, así como un accionamiento de ajuste para la rotación activa del tambor alrededor del eje de rotación, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

A partir del estado de la técnica se conocen máquinas de construcción con una pluralidad de tornos de tambor diferentes. En las herramientas de tratamiento de tierra, a modo de ejemplo, un tornillo sin fin de perforación, una fresadora de muro pantalla, un varillaje de mezclar tierra o un varillaje de perforación, los mismos se conducen en un poste y se sostienen por un cable de elevación. Para el accionamiento del cable de elevación se proporciona un
torno.

Además, se pueden utilizar tornos para tubos flexibles de transporte, tubos flexibles hidráulicos o cables eléctricos. En particular, en tubos flexibles de transporte con un diámetro de tubo flexible relativamente grande, un arrollamiento preciso del tubo flexible es determinante para el desgaste.

Para una vida útil prolongada es determinante un arrollamiento preciso sobre el tambor. Para esto se conoce rotar el tambor para ajustar un ángulo deseado de entrada del tubo flexible o del cable. La entrada también es importante para un arrollamiento preciso sobre el tambor, lo que a su vez influye en el desgaste.

Un torno genérico se conoce a partir del documento DE 103 43 079 B3, que se corresponde al preámbulo de la reivindicación independiente 1. Este documento describe un torno para el accionamiento de un cable de elevación para el sostén de una herramienta de tratamiento de tierra para una máquina de construcción con un tambor, un armazón de torno, en el que se aloja el tambor de forma giratoria alrededor de un eje de giro, un caballete de torno, frente al que se aloja el armazón de torno con el tambor de forma rotatoria alrededor de un eje de rotación mediante una articulación de rotación. Además se proporciona un accionamiento de ajuste para la rotación activa del tambor alrededor del eje de rotación.

El documento WO 03/053821 A1 describe una disposición del torno con un tambor que puede rotar alrededor de un eje de rotación. El eje de rotación corta el eje del tambor, de manera que el eje del tambor, con la rotación del tambor, realiza un movimiento de tambaleo alrededor del eje de rotación. Para la rotación activa del tambor se proporcionan cilindros hidráulicos.

El documento GB 2 296 001 A, el documento US 4.002.321, el documento FR 2 278 619 A así como el documento GB 21 32 971 A describen otras disposiciones de torno con respectivamente un tambor que puede rotar alrededor de un eje de rotación. En estos casos se proporcionan accionadores hidráulicos para la rotación activa del tambor.

También el documento GB 882 874 y el documento GB 1249 405 se refieren a dispositivos de torno con tambores que pueden rotar, en los que la rotación se provoca en estos documentos por la fuerza del cable. A este respecto se proporcionan elementos adicionales para la amortiguación y/o limitación del movimiento de rotación.

Es objetivo de la invención proporcionar un torno con un tambor que pueda rotar activamente, que se disponga de modo compacto y con ahorro de espacio y trabaje de forma fiable.

La invención resuelve el objetivo por un torno con las características de la reivindicación 1. Se indican realizaciones preferidas en las reivindicaciones respectivamente dependientes.

El torno de acuerdo con la invención se caracteriza, entre otras cosas, por que el eje de rotación tiene un recorrido en el interior del tambor, y el accionamiento de ajuste se dispone al menos parcialmente en el interior del tambor.

Un concepto básico de la invención consiste en aprovechar el espacio interior del tambor por alojamiento de elementos diferentes, particularmente del accionamiento de ajuste. De esto resulta una disposición del torno particularmente compacta y con ahorro de espacio. Además, los elementos dispuestos en el espacio interior del tambor están protegidos particularmente contra alteraciones externas, como acciones mecánicas e influencias atmosféricas y, por lo tanto, expuestos a un desgaste más reducido. De este modo se aumenta la vida útil, particularmente del accionamiento de ajuste sensible, de manera que se pueden reducir costes de mantenimiento y reparación para averías originadas por desgaste. Además, el funcionamiento fiable del torno posibilitado de este modo permite también una utilización continua más prolongada sin tiempos de avería que requieren tiempo y caros.

Por la disposición compacta y robusta del torno, el mismo se puede utilizar eficazmente también en situaciones de espacios reducidos. En particular se ofrece disponer el torno en un soporte de transporte móvil con dimensiones limitadas.

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El torno de acuerdo con la invención es particularmente ventajoso para tubos flexibles, pero también es adecuado para todo tipo de cables y cables eléctricos o de datos. A continuación, por motivos de simplicidad se hará referencia a un tubo flexible, sin que la invención se limite al mismo.

El alojamiento del tambor que se puede rotar alrededor de un eje de rotación posibilita optimizar considerablemente un ángulo de entrada del tubo flexible al tambor. De manera apropiada, para esto se puede elegir o modificar el ángulo de entrada de manera que se garanticen un bobinado exacto, particularmente fiable, con un arrollamiento de uno o varios estratos y, al mismo tiempo, un desgaste particularmente reducido.

El accionamiento de ajuste se puede realizar de diferentes maneras. Es particularmente ventajoso que el accionamiento de ajuste presente un elemento hidráulico, particularmente un cilindro hidráulico. Con un elemento de este tipo se pueden ejercer fuerzas relativamente grandes en el espacio más reducido. De este modo se pueden mover de forma fiable incluso tambores particularmente pesados y completamente cargados. Además, los cilindros hidráulicos se caracterizan por un modo de trabajar muy favorable al mantenimiento y fiable. Alternativamente, sin embargo, el accionamiento de ajuste también se puede accionar de modo neumático o con un accionamiento lineal eléctrico, a modo de ejemplo, con una cremallera.

Ventajosamente, el accionamiento de ajuste se articula por un lado en el cojinete giratorio del tambor y, por otro lado, en el dispositivo de soporte. A este respecto se puede articular el accionamiento de ajuste, a modo de ejemplo, en un disco de cubo del cojinete giratorio del tambor. De este modo se puede realizar de manera particularmente sencilla un eje de rotación, que tiene un recorrido en el interior del tambor. A este respecto, al mismo tiempo, también el accionamiento de ajuste se puede disponer adecuadamente en el interior del tambor. Además, de este modo se reducen los recorridos que el accionamiento de ajuste tiene que cubrir para la rotación del tambor. De este modo se reducen el consumo energético y posibles efectos de desgaste.

Básicamente, el ángulo entre el eje de rotación y el eje de giro puede ser un ángulo agudo o un ángulo obtuso. Es ventajoso que el eje de rotación esté orientado transversalmente con respecto al eje de giro. Sin embargo, de forma adecuada, el ángulo entre el eje de rotación y el eje de giro comprende aproximadamente 90º. Esto posibilita una estructura simétrica de un alojamiento del tambor, que es particularmente bien apropiado para la absorción de fuerzas de tracción, como las que pueden presentarse durante el funcionamiento de una máquina de construcción. Preferiblemente, el eje de rotación tiene un recorrido aproximadamente perpendicular con respecto a un plano de entrada del tubo flexible, en el que el tubo flexible se mueve, particularmente durante el enrollamiento y desenrollamiento en o del tambor. Con una disposición de este tipo se puede optimizar el ángulo de entrada con ángulos de giro del tambor alrededor del eje de rotación particularmente reducidos.

El torno de acuerdo con la invención se caracteriza, entre otras cosas, por que el eje de rotación tiene un recorrido en el interior del tambor. Una disposición de este tipo se puede realizar muy de forma compacta y con ahorro de espacio. A este respecto, el cojinete giratorio del tambor con el tambor se aloja mediante una articulación de rotación en un dispositivo de soporte. Una articulación de rotación de este tipo puede servir para la absorción de una parte considerable de las fuerzas de tracción del torno, de manera que una rotación del tambor alrededor del eje de rotación es posible con un esfuerzo particularmente reducido. Preferiblemente, a lo largo del eje de rotación se proporcionan para el alojamiento del cojinete giratorio del tambor en el dispositivo de soporte dos articulaciones de rotación.

De acuerdo con la invención, el accionamiento de ajuste se dispone al menos parcialmente en el interior del tambor. Una disposición de este tipo permite una estructura particularmente compacta del torno con una protección particular del accionamiento de ajuste sensible contra influencias mecánicas externas.

De acuerdo con la invención, además, es apropiado que se proporcione un dispositivo de medición de rotación para la medición de una rotación, particularmente de un ángulo de rotación del tambor con respecto al dispositivo de soporte. De modo adecuado, el dispositivo de medición de rotación presenta un codificador de valores de ajuste y/o un codificador incremental.

El accionamiento de ajuste que se proporciona de acuerdo con la invención para la rotación activa del tambor en el eje de rotación garantiza un enrollamiento y/o desenrollamiento particularmente fiable con un desgaste reducido.

Básicamente, el accionamiento de ajuste puede presentar, a modo de ejemplo, un engranaje, que transforma una inclinación del poste mecánicamente en un ángulo de rotación. Sin embargo, es particularmente adecuado que el accionamiento de ajuste presente al menos un cilindro hidráulico, que, por un lado, puede estar articulado en un disco de cubo del cojinete giratorio del tambor, y por otro lado, en el dispositivo de soporte. Con esto se proporciona un accionamiento de ajuste particularmente fiable y de poco mantenimiento. Preferiblemente, el accionamiento de ajuste presenta dos cilindros hidráulicos, que se articulan diametralmente opuestos respectivamente en el disco de cubo del cojinete giratorio del tambor y en el dispositivo de soporte. Una disposición diametral de este tipo, particularmente de cilindros hidráulicos que actúan uno opuesto al otro, posibilita una rotación particularmente fiable y segura con fuerzas de tracción altas.

Una realización particularmente útil de un torno de acuerdo con la invención se caracteriza por que se proporciona un dispositivo de medición de longitudes para la medición de una longitud del tubo flexible que enrollado y/o desenrollado del tambor. Con dimensiones conocidas del torno y/o del tubo flexible, a partir de una medición de longitudes de este tipo se puede deducir la posición de un arrollamiento pendiente, es decir, un punto de entrada, con respecto a un eje longitudinal del tambor. A su vez, a partir de esto se puede determinar el ángulo de rotación momentáneamente óptimo y rotar el tambor correspondientemente mediante el accionamiento de ajuste. De esta manera también se puede conseguir un arrollamiento de particularmente poco desgaste en tambores particularmente anchos.

Una rotación particularmente precisa del tambor se posibilita de acuerdo con un perfeccionamiento de la invención finalmente por que se proporciona un dispositivo de control para el control del accionamiento de ajuste, que está particularmente en conexión con el dispositivo de medición de rotación. Para una optimización particularmente eficaz del ángulo de entrada, el dispositivo de medición de rotación puede, alternativamente o adicionalmente, también estar en conexión con el dispositivo de medición de longitudes.

En el torno de acuerdo con la invención se trata ventajosamente de un torno de marcha libre o de un torno de caída libre con tracción residual y/o dispositivo automático de cable de arrastre.

Es ventajoso que el dispositivo de soporte presente un corte transversal con forma de C con dos brazos de sujeción, en los que mediante respectivamente un perno giratorio se sujeta el cojinete giratorio del tambor. Con esta disposición se puede realizar, con un consumo de material reducido, una estructura muy resistente del torno. En la zona abierta del dispositivo de soporte se puede extraer muy fácilmente el tubo flexible. Los dos brazos de sujeción, que se articulan mediante respectivamente un perno giratorio en el disco de cubo del cojinete giratorio del tambor, garantizan una distribución uniforme de las cargas mecánicas sobre toda la superficie del disco de cubo. De este modo se reducen estados de tensión que pueden conducir a defectos. La disposición de los dos pernos giratorios para la formación de las articulaciones de rotación y una articulación en el disco de cubo por un lado, así como en el dispositivo de soporte por otro lado, permiten un recorrido del eje de rotación en el interior del tambor, de manera que las articulaciones de rotación sensibles están considerablemente apantalladas contra influencias externas y se aumenta su
fiabilidad.

Se prefiere que se proporcione una acometida de tubo flexible o de cable, que, al menos parcialmente, tenga esencialmente un recorrido por el eje de giro del tambor. En una acometida de este tipo se pueden acoplar tubos flexibles para el transporte de medios fluidos, a modo de ejemplo, de suspensiones, o para el abastecimiento de fluidos hidráulicos o refrigerantes. También es posible la acometida de cables para la transmisión de información o el abastecimiento eléctrico. Una denominada conducción giratoria proporciona una unión fiable entre la parte fija y la rotatoria.

Por la disposición axial con respecto al eje de rotación del tambor, incluso con otro giro del tambor no puede efectuarse ningún enredo del tubo flexible o del cable conectado. Además, la acometida en esta posición es muy fácilmente accesible para un montador y simplifica de esta manera el acoplamiento de conductos o equipos correspondientes.

Con respecto a la máquina de construcción, la invención se caracteriza por que se proporciona un torno de acuerdo con la invención.

Con respecto a esto, particularmente ventajosamente se proporciona el torno para el accionamiento de un cable para el sostén de una herramienta de tratamiento de tierra o para el sostén de un tubo flexible o un cable para el transporte de material o para el abastecimiento hidráulico o eléctrico.

Un perfeccionamiento de una máquina de construcción de acuerdo con la invención consiste en que se proporciona un dispositivo de inclinación, con el que se puede inclinar transversalmente un poste con respecto a un cuerpo básico, particularmente con respecto a una dirección de recorrido del tubo flexible y/o un eje que tiene un recorrido por el poste y el cuerpo básico. Un dispositivo de inclinación de este tipo permite inclinar el poste con respecto al cuerpo básico con un ángulo de inclinación transversal de hasta 10º, preferiblemente hasta 5º, y elaborar perforaciones y, en un caso dado, mástiles con una inclinación correspondiente con respecto a la horizontal.

De acuerdo con la invención además se prefiere que se proporcione un dispositivo de medición de inclinación para la medición de una inclinación transversal del poste con respecto al cuerpo básico, que está en conexión con un dispositivo de control de un accionamiento de ajuste del torno, donde el accionamiento de ajuste puede servir para la rotación de acuerdo con la invención del tambor. De este modo se posibilita una rotación del tambor que depende del ángulo de inclinación transversal alrededor de un eje de rotación de tal manera, que se reduce considerablemente un esfuerzo de flexión del cable a la entrada en el tambor.

Para poder proporcionar fuerzas de tracción particularmente grandes, se prefiere de acuerdo con la invención que el torno se disponga en el cuerpo básico. De forma apropiada, el torno se dispone en una parte del cuerpo básico, que no se puede inclinar por el dispositivo de inclinación con respecto al cuerpo básico.

La invención se explica con más detalle a continuación mediante un ejemplo de realización preferido, que se representa esquemáticamente en los dibujos. Los dibujos muestran:

En la Figura 1, una vista frontal oblicua de un torno de acuerdo con la invención;

En la Figura 2, una vista posterior del torno de la Figura 1;

En la Figura 3, una vista superior del torno de acuerdo con la invención en el estado rotado; y

En la Figura 4, una vista superior del torno de acuerdo con la invención en el estado no rotado.

Las Figuras 1 a 4 muestran un torno 1 de acuerdo con la invención. El torno 1 presenta un tambor cilíndrico 10 para el alojamiento de un tubo flexible o similares. En la superficie del tambor 10 se proporciona un perfil 12 en forma de un estriado sobresaliente para la conducción y el arrollamiento definidos del tubo flexible (no mostrado). Cerca de sus lados frontales 14, 14' se configuran en el tambor 10 paredes de bobina circulares 15, 15' para la delimitación lateral de los arrollamientos del tubo flexible. El tambor 10 se puede accionar mediante un motor de accionamiento no mostrado, que está abridado a un zócalo excéntrico 17, de forma rotatoria alrededor de un eje de giro 13, donde el eje de giro 13 coincide con el eje longitudinal del tambor cilíndrico 10.

Mediante una salida del tambor 39 mostrada en la Figura 2, el tubo flexible sale lateralmente del tambor 10 y entra en un conducto de conexión 37. El conducto de conexión 37 lleva a un paso rotatorio 36 en el eje de giro 13 del tambor 10. El paso rotatorio 36 que rota junto con el tambor 10 forma una transición directa a una acometida fija 35, mediante la que el tubo flexible se puede conectar con dispositivos externos, a modo de ejemplo, una bomba. Mediante un cojinete giratorio del tambor 20 se aloja el tambor 10 en un disco de cubo 25 de modo giratorio. En el disco de cubo 25 se fija un dispositivo de soporte 50, que se configura como una horquilla con corte transversal con forma de C y dos brazos de sujeción 55, 55', mediante dos articulaciones de rotación 40, 40'. Las articulaciones 40, 40' se configuran respectivamente en los brazos de sujeción 55, 55' como articulación de bisagra con perno giratorio. El dispositivo de soporte 50 se articula de modo rotatorio mediante las articulaciones de rotación 40, 40' en el disco de cubo 25. El eje de rotación 43 se forma por la línea de comunicación entre las articulaciones de rotación 40, 40' y se coloca perpendicularmente con respecto al eje de giro 13 del tambor 10. Las articulaciones de rotación 40, 40' así como el eje de rotación 43 se sitúan en el interior del tambor 10. Además se proporciona entre el dispositivo de soporte 50 y el disco de cubo 25 un accionamiento de ajuste 30, que se configura como cilindro hidráulico. El vástago de émbolo del cilindro hidráulico se articula en el dispositivo de soporte 50 y en el disco de cubo 25.

En el estado del torno 1 mostrado en la Figura 3, el vástago de émbolo del cilindro hidráulico está retraído con respecto al estado no rotado del tambor 10 por un recorrido de retracción, de manera que el eje de rotación 13 del tambor 10 está rotado con respecto al dispositivo de soporte 50 por el ángulo de rotación \alpha alrededor del eje de rotación 43. En el estado del torno 1 representado en la Figura 4, el vástago de émbolo del cilindro hidráulico está extraído de la cubierta de émbolo, y el tambor 10 se sitúa frente al dispositivo de soporte 50 en un estado no rotado.

Claims (10)

1. Torno (1) con

-

un tambor (10),

-

un cojinete giratorio del tambor (20), en el que se aloja el tambor (10) de forma giratoria alrededor de un eje de giro (13),

-

un dispositivo de soporte (50), en el que el cojinete giratorio del tambor (20) con el tambor (10) se aloja de forma rotatoria alrededor de un eje de rotación (43) mediante al menos una articulación de rotación (40) y

-

un accionamiento de ajuste (30) para la rotación activa del tambor (10) alrededor del eje de rotación,

caracterizado por

-

por que el eje de rotación (43) tiene un recorrido en el interior del tambor (10) y

-

por que el accionamiento de ajuste (30) se dispone al menos parcialmente en el interior del tambor (10).

2. Torno de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado por que

el accionamiento de ajuste (30) presenta al menos un cilindro hidráulico.

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3. Torno de acuerdo con la reivindicación 2,

caracterizado por que

el cilindro hidráulico por un lado se articula en el disco de cubo (25) del cojinete giratorio del tambor (20) y, por otro lado, en el dispositivo de soporte (50).

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4. Torno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado por que

el eje de rotación (43) está orientado transversalmente con respecto al eje de giro (13), particularmente, por que el ángulo entre el eje de rotación (43) y el eje de giro (13) comprende aproximadamente 90º y/o el por que el eje de rotación (43) tiene un recorrido aproximadamente perpendicular con respecto a un plano de entrada de un tubo flexible o similares.

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5. Torno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado por que

se proporciona un dispositivo de medición de rotación para la medición de un ángulo de rotación (\alpha) del tambor (10) con respecto al dispositivo de soporte (50), que preferiblemente presenta un codificador de valores de ajuste.

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6. Torno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado por que

se proporciona un dispositivo de medición de longitudes para la medición de una longitud de tubo flexible enrollado y/o desenrollado del tambor (10).

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7. Torno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizado por que

se proporciona un dispositivo de control para el control del accionamiento de ajuste (30), que está particularmente en conexión con el dispositivo de medición de rotación y/o el dispositivo de medición de longitudes.

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8. Torno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizado por que

el dispositivo de soporte (50) presenta un corte transversal con forma de C con dos brazos de sujeción (55, 55'), en los que mediante respectivamente un perno giratorio se sujeta el cojinete giratorio del tambor (20).

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9. Torno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizado por que

se proporciona una acometida de tubo flexible o de cable (35), que, al menos parcialmente tiene esencialmente un recorrido en el eje de giro (13) del tambor (10).

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10. Máquina de construcción, particularmente para obras subterráneas, caracterizada por que se proporciona un torno (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.