ES2367207T3

ES2367207T3 - Conjunto de escalera sobre plataforma giratoria con un dispositivo de nivelación para superestructura giratoria.

Info

Publication number: ES2367207T3
Application number: ES08166880T
Authority: ES
Inventors: Sebastian Tilp
Original assignee: Iveco Magirus AG
Current assignee: Iveco Magirus AG
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2011-10-31
Anticipated expiration: 2028-10-17
Also published as: JP5660732B2; JP2012505805A; EP2177709A1; ATE511594T1; EP2177709B1; WO2010043695A1

Abstract

Conjunto de escalera sobre plataforma giratoria, que comprende una escalera, un dispositivo de nivelación y una estructura inferior a la que se monta dicha escalera por medio de dicho dispositivo de nivelación (10), comprendiendo el dispositivo de nivelación (10) un marco giratorio multipieza (11), una de cuyas piezas se forma por una base (14), que se monta en dicha estructura inferior por medio de una primera plataforma giratoria (20), que se puede hacer girar alrededor de un eje vertical por medio de una unidad de giro (26) unida a la estructura inferior, y una pieza adicional formada por una superestructura (12) que soporta dicha escalera, que se conecta a la base (14) de tal manera que se puede hace pivotar en torno a un eje de conexión que se inclina con respecto al eje vertical, pudiendo dicha superestructura (12) pivotar en relación con la base (14) por medio de una unidad de pivote (38), teniendo dicha base (14) una sección transversal aproximadamente con forma de cuña, y montándose dicha superestructura (12) en la base (14) por medio de una segunda plataforma giratoria (32), que descansa en un plano (E1) que se inclina con respecto a la primera plataforma giratoria (20): el conjunto caracterizándose porque dicha unidad de pivote (38) comprende al menos una varilla de empuje que se extiende telescópicamente (40), que se extiende entre un primer punto de contacto (62) en dicha base (14) y un segundo punto de contacto (66) en dicha superestructura (12).

Description

Campo técnico

[0001] La presente invención se refiere a un conjunto de escalera sobre plataforma giratoria que comprende una escalera, un dispositivo de nivelación, y una estructura inferior de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

[0002] Los dispositivos de nivelación de este tipo se utilizan, por ejemplo, en vehículos equipados con escaleras sobre plataforma giratoria. Con su ayuda, se puede asegurar que, incluso si el vehículo está estacionado en una pendiente, el plano de montaje en el que se erige el conjunto de escalera en torno a un eje pivotante se mantenga en vertical en todos los modos de operación.

[0003] Un dispositivo de este tipo se describe, por ejemplo, en el modelo de utilidad alemán DE 21 35 341 U1. Se compone de un marco giratorio de dos piezas que consiste en una base y una superestructura que se conecta de forma que pueda pivotar a la base, y soporta la escalera sobre plataforma giratoria. La base se monta en la estructura inferior del vehículo por medio de una plataforma giratoria que se puede hacer girar, por medio de una unidad de giro unida a la estructura inferior, alrededor de un eje vertical, que es perpendicular a la estructura inferior. La conexión de pivote entre la superestructura y el remolque se consigue por medio de un eje de conexión horizontal. Una unidad de pivote controlada por una unidad de regulación asegura que cuando la base gire en relación con la estructura inferior, el plano de montaje se mantenga vertical, compensando de este modo cualquier inclinación del vehículo causada por una pendiente.

[0004] Este dispositivo no es adecuado para escaleras telescópicas pesadas debido a las grandes fuerzas que tienen que absorberse y las relaciones desfavorables de transmisión de fuerza. Dispositivos alternativos de nivelación, como se han descrito, por ejemplo, en el documento DE 35 40 666 C2, comprenden con marcos giratorios con dos piezas bases, de los que cada pieza base está concebida para tener aproximadamente forma de cuña y se puede girar en relación con la otra pieza base, a través de una plataforma giratoria. La superestructura de escalera se monta sobre esta base por medio de una plataforma giratoria superior, cuya inclinación en relación con una plataforma giratoria inferior, utilizada para montar la base en la estructura inferior, se puede modificar haciendo girar los elementos de base unos con respecto a los otros.

[0005] En total, se requieren tres conexiones de unidad operadas independientemente. Una vez que se completa la nivelación, sólo se utilizan la unidad de giro más superior y la plataforma giratoria; por lo que no sólo el plano de montaje, sino también el eje alrededor del que gira el plano de montaje durante el posicionamiento de la escalera, se posicionan verticalmente. Esta es una construcción compleja y costosa, ya que ofrece más que el grado de libertad necesario. Además, el peso de este sistema es elevado y aumenta con el peso de la escalera sobre plataforma giratoria para el guiado.

[0006] De acuerdo con una solución más conocida, como se describe por ejemplo en el documento EP 566833A1, un dispositivo de nivelación se define como un marco giratorio multipieza, una pieza del que se forma por una base, que se monta en una estructura inferior del vehículo por medio de una primera plataforma giratoria, que se puede hacer girar alrededor de un eje vertical por medio de un dispositivo giratorio unido a la estructura inferior, y una pieza adicional formada por una superestructura que soporta una escalera sobre plataforma giratoria, que se conecta a la base de tal forma que se puede hacer pivotar alrededor de un eje de conexión inclinado con relación al eje vertical. La base de la solución mencionada tiene una sección transversal con forma aproximadamente de cuña y la superestructura mencionada se monta en la base por medio de una segunda plataforma giratoria, que descansa en un plano inclinado en relación con la primera plataforma giratoria, y que se puede hacer pivotar en relación con la misma base por medio de una unidad de pivote.

[0007] Otros dispositivos de nivelación conocidos para la escalera sobre plataforma giratoria de los tipos mencionados anteriormente se describen también, por ejemplo, en el documento DE 3435833 A1 y en el documento FR 871 927 A.

[0008] La tarea de la presente invención es crear un dispositivo de nivelación del tipo antes mencionado, que sea adecuado para conseguir la compensación de nivel en superestructuras grandes y pesadas en combinación con un peso propio relativamente bajo, alta estabilidad y a costes relativamente bajos.

[0009] Esta tarea se resuelve de acuerdo con la invención por medio de un dispositivo de nivelación con las características de la reivindicación 1.

[0010] De acuerdo con la invención, la propia base tiene una sección transversal aproximadamente con forma de cuña. La superestructura se monta en la base por medio de una segunda plataforma giratoria posicionada en un plano que se inclina en relación con la primera plataforma giratoria para hacer girar la base en la estructura inferior. Esto significa que la base se puede formar por un solo elemento con forma de cuña.

[0011] Para accionar la segunda plataforma giratoria se puede proporcionar una unidad de pivote simplificada en forma de, por ejemplo, un sistema de varilla de empuje. Esto significa que la superestructura se puede hacer pivotar, por medio de la unidad de pivote, alrededor del eje de giro de la plataforma giratoria superior, inclinándose dicho eje de giro con respecto al eje de giro de la plataforma giratoria inferior. Como la escalera gira en relación con la estructura inferior, la unidad de pivote tiene que hacer una serie continua de correcciones para mantener el plano de montaje vertical. Un giro suave para mover la escalera sobre plataforma giratoria se puede conseguir compensando los movimientos de la unidad de pivote por medio de la unidad de giro.

[0012] En comparación con la construcción descrita en el documento DE 21 35 341, la ventaja es que la superestructura se soporta directamente por la base, de modo que se pueden absorber fuerzas aún mayores. El eje de pivote de la superestructura con respecto a la base y al eje vertical en torno al que gira la primera plataforma giratoria no son verticales, sino que forman un ángulo relativamente pequeño entre sí, que, sin embargo, tiene que ser mayor que la inclinación a compensarse. Esto ha demostrado ser suficiente para el funcionamiento de la presente invención. Además, existen ventajas obvias que se derivan de la simplicidad de la construcción y de las relaciones positivas de transmisión de fuerza. No hay necesidad de construcciones pesadas y costosas de la unidad como las que se utiliza en el contexto del documento DE 35 40 666 C2.

[0013] En una realización preferida de esta invención, el dispositivo de nivelación comprende una segunda varilla de empuje que se extiende entre un tercer punto de contacto en la base, que descansa directamente adyacente al primer punto de contacto de la primera varilla de empuje, o que coincide con esta última, y un cuarto punto de contacto en la superestructura.

[0014] Estas dos varillas de empuje se pueden disponer simétricamente alrededor del eje central de la segunda plataforma giratoria entre la superestructura y la base. Si una de las dos varillas de empuje se extiende, la otra varilla de empuje se acorta automáticamente. En general, esto da como resultado una disposición aproximadamente con forma de V en la que un lado de la V se acorta durante el movimiento de giro, mientras que el otro se extiende.

[0015] Las varillas de empuje son preferentemente cilindros telescópicos de accionamiento hidráulico.

[0016] El dispositivo de nivelación de acuerdo con la invención comprende preferentemente un sensor para medir la inclinación lateral del plano de montaje de la superestructura en relación con las verticales, y una unidad de control para controlar la unidad de pivote y la unidad de giro, que está ahí para garantizar que, cuando la superestructura gire en relación con la estructura inferior, se haga cero la inclinación lateral del plano de montaje. Utilizando la señal medida por el sensor, la unidad de control puede por tanto convertir un movimiento giratorio diana especificado por un operario en un movimiento complejo que se realiza por la unidad de pivote y la unidad de giro, y, en definitiva, proporciona el movimiento de escalera deseado en tanto mantiene el plano de montaje vertical en todo momento.

[0017] En una realización preferida, la unidad de control se proporciona para generar una velocidad de giro específica de la superestructura en relación con la estructura inferior mediante la superposición de dos velocidades de giro variables de la unidad de pivote y de la unidad de giro. La velocidad de giro se compensa después por la velocidad de pivote.

[0018] Una realización preferida de la invención se describirá con más detalle a continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

La Figura1: es una vista lateral esquemática de una realización del dispositivo de nivelación de acuerdo con la

invención, y

La Figura 2: es una vista del dispositivo de nivelación de la Figura 1 desde la pieza inferior, y

La Figura 3: es un diagrama que muestra las posiciones angulares de varias piezas del dispositivo de

nivelación de las Figuras 1 y 2.

[0019] El dispositivo de nivelación 10 mostrado en la Figura 1 sirve para orientar el plano de montaje de una escalera sobre plataforma giratoria, una pluma, un mástil telescópico o similar, en posición vertical. En este caso particular, es un conjunto de escalera de un vehículo de extinción de incendios, montada de forma que pueda girar en una estructura inferior fijada al vehículo y que no se muestra con más detalle.

[0020] El dispositivo de nivelación 10 comprende un marco giratorio de esencialmente dos piezas 11, formado por una base 14 como la pieza inferior, que se monta de forma que pueda girar en la estructura inferior del vehículo, y una superestructura 12 como la pieza superior que soporta el conjunto de la escalera y que a su vez se soporta por la base 14. La superestructura 12 se monta de forma que pueda pivotar en la base 14, como se ilustrará con más detalle a continuación. La base 14 se materializa como un anillo de cuña, es decir, tiene una sección transversal lateral con forma de cuña. Por tanto, el borde superior 16 de la base 14 se encuentra en un plano E1 que está inclinado con respecto al plano E2 del borde inferior con forma de anillo 18 de la base 14.

[0021] La base 14 se monta en la estructura inferior por medio de una plataforma giratoria inferior 20. Esta última es un engranaje anular 22, que se fija en el borde inferior 18 de la base 14, y se monta de forma que pueda girar en un rodamiento con forma de anillo 24 unido a la estructura inferior. El engranaje anular 22 se puede accionar y hacerse girar por una unidad de giro inferior 26, también unida a la estructura inferior. Esta unidad de giro 26 comprende un motor 28, en cuyo eje de salida se fija un piñón 30 que se acopla en el anillo anular 22, en el interior. Por lo tanto el giro del piñón 30 conduce al giro del engranaje anular 22 dentro de su rodamiento 24. La base 14 se hace girar después junto con el anillo anular 22, que se fija a la misma. La superestructura 12 se monta en la base 14 por medio de una segunda plataforma giratoria 32. Esta última comprende un anillo externo 34, que se fija a la superestructura 12 y que se monta concéntricamente alrededor de un anillo interno 36, que se conecta a la base 14. La plataforma giratoria superior 32 descansa en el plano E1, que está inclinado en relación con la plataforma giratoria inferior 20 en el plano E2.

[0022] La plataforma giratoria superior 32 se hace girar en relación con la base 14 por medio de una unidad de pivote 38. La unidad de pivote 38 comprende dos cilindros telescópicos de accionamiento hidráulico 40, de los cuales sólo un cilindro telescópico 40 se puede observar en la Figura 1. Como suele ser habitual los cilindros telescópicos 40 comprenden una varilla interna 44, que se monta de forma que pueda extenderse en un manguito del pistón 46. El extremo de la varilla interna 44 se conecta con la pared interna de la base 14 por medio de una bisagra 48 en el lado en que la pared de base 14 es la más alta. El extremo del manguito del pistón 46 se conecta a su vez con la plataforma giratoria superior 32 por medio de otra bisagra 50, es decir, se une al anillo externo 34 de la superestructura 12.

[0023] La bisagra 48 se forma esencialmente por un bucle 52 en el extremo de la varilla interna, que es atravesado por un perno que no se muestra con más detalle en la Figura 1, que se sujeta en sus extremos con dos bridas paralelas 54 que sobresalen de la pared interior de la base 14, y que encierran el bucle 52 en ambos lados. Por lo tanto, el cilindro telescópico 40 se puede hacer girar alrededor del perno. De manera similar, un bucle 56 se materializa al extremo del manguito del pistón 46, y es atravesado por otro perno 58 que se conecta al anillo externo 36 de la plataforma giratoria superior 32.

[0024] En la vista mostrada en la Figura 2, la disposición con forma de V de los dos cilindros telescópicos 40, 42 se puede observar claramente. Los dos puntos de contacto base-lateral 60, 62 de los cilindros telescópicos 40, 42, que se forman por medio de bisagras 48, por medio de los que las varillas internas 44 se conectan a la base 14, están muy próximos entre sí, mientras que el resto de los puntos de contacto 64, 66 en la superestructura 12, que se forman por medio de las bisagras 50 para conectar los manguitos del pistón 46 con el anillo externo 34 de la plataforma giratoria superior 32 están relativamente distanciados entre sí. En la situación que se muestra aquí, la superestructura 12 ocupa una posición intermedia entre dos posiciones de giro más externas en relación con la base

14.

[0025] Si, a partir de esta posición, por ejemplo, el cilindro telescópico superior 42 mostrado en la Figura 2 se extiende, los dos puntos de contacto 60,64 se alejan uno del otro, y el anillo externo 34 de la plataforma giratoria superior 32 se hace girar en relación con el anillo interno 36. Al mismo tiempo, los dos puntos de contacto 62,66 del cilindro telescópico inferior 44 se acercan entre sí, y la varilla interna 44 de este último se introduce en el manguito del pistón 46. Esta extensión y retracción se puede conseguir fácilmente por medio de una unidad hidráulica. En general, esta disposición de dos cilindros telescópicos 40, 42 significa que la superestructura 12 se puede hacer girar 60º aproximadamente en relación con la base 14.

[0026] Haciendo pivotar la superestructura 12 en relación con la base 14 por medio de la unidad de pivote 38, la inclinación lateral del plano de montaje de la escalera sobre plataforma giratoria, en relación con la que el eje de montaje S (Figura 1) es perpendicular, se puede cambiar y corregir cuando sea necesario. Si, por ejemplo, el vehículo se estaciona en un terreno que está inclinado con respecto al plano horizontal, esto se traduce en una inclinación del plano E2 de la plataforma giratoria inferior 20, que puede conllevar al plano de montaje del conjunto de escalera que es+ inclinada en relación con el plano vertical. Para compensar esta inclinación, una de las varillas telescópicas 40 ó 42 se extiende ligeramente, es decir, la unidad de pivote 38 se activa mientras que la unidad de giro 26 fijada a la estructura inferior se activa en el sentido contrario. Mientras esto sucede, la orientación de la escala en relación con la estructura inferior se mantiene prácticamente constante, sin embargo, el plano de inclinación se inclina hacia la izquierda o derecha en relación con el plano vertical. Con un control adecuado de la unidad de pivote 38 y de la unidad de giro 26, se puede por lo tanto asegurar que el plano de montaje se oriente absolutamente de forma vertical. Durante esta acción, la base con forma de cuña 14 se hace girar entre la estructura inferior y la superestructura 12, por así decirlo.

[0027] La inclinación del plano de montaje que requiere la compensación se puede detectar mediante, por ejemplo, un sensor. El resultado de la medición de este sensor se puede introducir en una unidad de control correspondiente que controla la unidad de pivote 38 y la unidad de giro 26 en la forma descrita anteriormente. Si el vehículo está estacionado en una pendiente y se requiere un movimiento de giro del conjunto de escalera en relación con la estructura inferior, este movimiento se puede completar en tanto la orientación del plano de montaje se mantenga vertical. Esto consigue que la unidad de control represente una velocidad de giro diana de la superestructura 12 en relación con la estructura inferior en una sola dirección mediante la superposición de dos velocidades de giro variables de la unidad de pivote 38 y de la unidad de giro 26. En la Figura 3, el ángulo de torsión de la plataforma

giratoria inferior 20 γposicionamiento y la plataforma giratoria superior 32 γnivelación se muestra en grados frente al tiempo en segundos. En este ejemplo, la superestructura 12 y el conjunto de escalera completan un giro total de 360ºC en 60 segundos. Sin embargo, este giro se representa por una superposición de dos movimientos de giro distintos, en concreto, un giro de la plataforma giratoria superior 32 y de la plataforma giratoria inferior 20. En el diagrama de la 5 Figura 3 se puede observar que durante un giro continuo de la plataforma giratoria inferior 20, es decir, de la base 14 en la estructura inferior, la unidad de pivote 38 completa un movimiento pendular entre la base 14 y la superestructura 12, en un intervalo de 60º. Este movimiento hacia adelante y atrás consigue compensar la inclinación lateral del plano de montaje de la superestructura 12. Para cada posición de la plataforma giratoria inferior 20 se puede calcular qué posición debe adoptar la plataforma giratoria superior 32, es decir, la

10 superestructura 12 en relación con la base 14 para que el plano de montaje permanezca vertical. Por lo tanto, se puede calcular una función de pivote S como una función de la formación de la cuña 14 y el ángulo de inclinación de la estructura inferior en la pendiente. Si γnivelación es la posición angular de la plataforma giratoria superior 32 y γposicionamiento es la posición de la plataforma giratoria inferior 20, γnivelación se puede expresar como

15 γnivelación = S (γposicionamiento) (1)

[0028] La derivación de la función de pivote S de acuerdo con el ángulo de posicionamiento proporciona una función de precontrol V, lo que representa una relación entre las velocidades de giro de los ángulos de posicionamiento y de giro.

20 V = dS (2)

dγposicionamiento

[0029] Utilizando la aproximación que la velocidad de giro total ωSPD es el total de las velocidades de giro parciales

25 de las dos plataformas giratorias ωposicionamiento y ωnivelación, la velocidad de rotación de las plataformas giratorias inferior y superior se puede calcular como en función de la velocidad de giro total y la posición de giro.

ωnivelación = V ? ωposicionamiento (3)

30 ωSPD = ωnivelación + ωposicionamiento (4)

[0030] Esto es:

ωposicionamiento = ωSPD (5)

1+V

ωnivelación = V ? ωSPD (6)

1+V

35 [0031] De esta manera se puede trabajar con un método de control en base a la posición y a la regulación de la velocidad, que controle ambas plataformas giratorias en función de una velocidad de giro diana ωSPD especificada por un operario.

[0032] El máximo ángulo de giro necesario γnivelación max. se puede estimar mediante la siguiente ecuación (7). 40

γnivelación max ≥αpendiente (7)

Sen(αcuña)

[0033] Aquí, αpendiente es el ángulo de inclinación del plano E2 de la plataforma giratoria inferior 20, y por tanto del vehículo, y αcuña es el ángulo de la cuña de la base 14 entre el plano E1 y el plano E2.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es sólo para la comodidad del lector. No forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en la compilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patentes citados en la descripción

imagen1

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Conjunto de escalera sobre plataforma giratoria, que comprende una escalera, un dispositivo de nivelación y una estructura inferior a la que se monta dicha escalera por medio de dicho dispositivo de nivelación (10), comprendiendo el dispositivo de nivelación (10) un marco giratorio multipieza (11), una de cuyas piezas se forma por una base (14), que se monta en dicha estructura inferior por medio de una primera plataforma giratoria (20), que se puede hacer girar alrededor de un eje vertical por medio de una unidad de giro (26) unida a la estructura inferior, y una pieza adicional formada por una superestructura (12) que soporta dicha escalera, que se conecta a la base (14) de tal manera que se puede hace pivotar en torno a un eje de conexión que se inclina con respecto al eje vertical, pudiendo dicha superestructura (12) pivotar en relación con la base (14) por medio de una unidad de pivote (38), teniendo dicha base (14) una sección transversal aproximadamente con forma de cuña, y montándose dicha superestructura (12) en la base (14) por medio de una segunda plataforma giratoria (32), que descansa en un plano (E1) que se inclina con respecto a la primera plataforma giratoria (20): el conjunto caracterizándose porque dicha unidad de pivote (38) comprende al menos una varilla de empuje que se extiende telescópicamente (40), que se extiende entre un primer punto de contacto (62) en dicha base (14) y un segundo punto de contacto (66) en dicha superestructura (12).
2.

El conjunto de escalera de la reivindicación 1, caracterizado por una segunda varilla de empuje que se extiende telescópicamente (42), que se extiende entre un tercer punto de contacto (60) en dicha base (14), que se encuentra inmediatamente adyacente al primer punto de contacto (62) de la primera la varilla de empuje (40), o que coincide con esta última, y un cuarto punto de contacto (64) en dicha superestructura (12).
3.

El conjunto de escalera de una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha varilla o varillas de empuje (40, 42) son materializadas como cilindros telescópicos de accionamiento hidráulico.
4.

El conjunto de escalera de una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un sensor para medir la inclinación lateral del plano de montaje de la superestructura en relación con las verticales, y por una unidad de control para controlar la unidad de pivote (38) y la unidad de giro (26), que se proporciona para hacer cero la inclinación lateral del plano de montaje cuando dicha superestructura (12) se hace girar en relación con la estructura inferior.
5.

El conjunto de escalera de la reivindicación 5, caracterizado porque dicha unidad de control se proporciona para generar una velocidad de giro especifica de la superestructura (12) en relación con la estructura inferior por medio de la superposición de dos velocidades de giro variables de la unidad de pivote (38) y de la unidad de giro (26).