ES2367492B1 - Máquina perforadora autónoma. - Google Patents

Máquina perforadora autónoma. Download PDF

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Abstract

Máquina perforadora autónoma.#La máquina comprende un chasis (1) provisto de unas orugas motorizadas (2) y de un brazo extensible (3) sobre el que se encuentra montada con posibilidad de giro e inclinación una columna de elevación (4) a la que se encuentra asociada una columna de perforación (7) por medio de un ?roll-over? o corona de giro (6) regulable en atura. La columna de perforación comprende unos medios de accionamiento (71) para el desplazamiento lineal de un martillo neumático o un motor de rotación (72) provisto de la correspondiente barrena o corona de perforación (73), y de un centrador extremo (74) para la mencionada barrena o corona de perforación (73). La máquina comprende unos generadores (9, 10) de potencia hidráulica y neumática para el accionamiento autónomo de las diferentes partes móviles, y un dispositivo (12) de control remoto para el manejo a distancia de la máquina perforadora.

Description

sean mediante barrena de perforación accionada por
Máquina perforadora autónoma.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a una máquina perforadora autónoma aplicable en obra civil o pública para la realización de perforaciones tipo: taladros
o anclajes de conexionado de armaduras, pasapantallas o pasamuros en estructuras de hormigón armado, barrenos para colocación de explosivos, cemento expansivo, cartuchos pirotécnicos, anclajes para inyecciones, etc.
Antecedentes de la invención
En las obras de infraestructuras, públicas y/ civiles, es habitual la realización de un elevado número de taladros o anclajes para la conexión de armaduras
o elementos diversos.
Estos orificios o anclajes se realizan mediante una barrena de perforación accionada por un martillo neumático de roto-percusión, o mediante una corona diamantada de perforación accionada por un motor de rotación, siendo soportadas y manejadas estas herramientas por el propio operario, lo que requiere un esfuerzo importante y conlleva un elevado riesgo de accidentes, sin tener en cuenta rendimientos de producción, por tanto costes de ejecución.
De otra parte, el manejo de la herramienta de perforación por el operario dificulta notablemente la práctica de orificios o anclajes con una misma orientación, especialmente cuando el operario debe de trabajar en posiciones incómodas y soportar el peso de la herramienta de perforación.
Esto constituye un problema, ya que en la ejecución manual de los taladros es muy difícil conseguir la perpendicularidad con el elemento constructivo: muro pantalla, muro, forjado, pilar, etc.
Como antecedentes de la invención cabe destacar el modelo de utilidad ES 1 065 957 U del mismo titular, en el que se describe una máquina perforadora que consta de un conjunto estructural montado sobre unas ruedas y que es portador de un martillo neumático posibilitado de desplazamiento en tres direcciones perpendiculares y que puede situarse enfrentado a cualquier punto de un área del costado de la máquina.
Esta máquina, si bien aporta unas ventajas de uso, entre las que cabe destacar el soporte de la herramienta de perforación durante la práctica de orificios, tiene unas prestaciones limitadas ya que ésta no puede realizar taladros a partir de una cierta inclinación ni verticalmente, y todos ellos limitados a la altura de trabajo de la máquina que en este caso es de un metro. Otras limitaciones de la mencionada máquina perforadora son la necesidad de transportar separadamente equipos auxiliares para el suministro de la potencia neumática de trabajo necesaria, pudiendo verse inutilizada la máquina cuando no se dispone de dichos equipos auxiliares, o la utilización para el desplazamiento de la máquina de ruedas de goma, que pueden trabarse con facilidad en terrenos irregulares, habituales en las zonas de obras. Descripción de la invención
Para solventar los problemas mencionados anteriormente se ha ideado la máquina perforadora autónoma objeto de la invención que presenta unas particularidades técnicas orientadas a proporcionarle un carácter autónomo, mediante un mando por control remoto. Esta máquina perforadora autónoma, ha sido martillo neumático de rotopercusión, en el caso de hormigón, o corona de perforación diamantada accionada por un motor de rotación hidráulico en el caso de hormigón armado.
Por tanto la máquina perforadora autónoma objeto de esta invención ha sido diseñada especialmente para su utilización en grandes obras de infraestructuras en las que es preciso realizar gran cantidad de anclajes, eliminando el trabajo manual de los operarios, con independencia de la profundidad, diámetro e inclinación, con una altura máxima de trabajo de hasta 2,8 metros.
En consecuencia esta máquina perforadora autónoma proporciona unas ventajas importantes entre las que cabe destacar un mayor rendimiento y una reducción del riesgo de accidentalidad, sin tener en cuenta costes, acortar los tiempos de construcción y eliminación del polvo de perforación.
Para ello, y de acuerdo con la invención, la máquina perforadora autónoma comprende un chasis provisto de unas orugas motorizadas para el desplazamiento de la máquina perforadora, un brazo extensible en dirección frontal, provisto de unos medios de accionamiento y fijado por uno sus extremos al chasis de la máquina, una columna de elevación montada sobre el extremo libre del brazo extensible con posibilidad de giro lateral y de inclinación respecto a dicho brazo extensible por medio de un soporte intermedio y de unos medios de accionamiento, una columna de perforación montada sobre la columna de elevación por medio de un “roll-over” (corona de giro de 360º), posicionable en altura a lo largo de la columna de elevación por parte de unos medios de accionamiento, disponiendo dicho “roll-over” o corona de giro, a la columna de perforación con cualquier ángulo de inclinación lateral respecto a la columna de elevación y comprendiendo dicha columna de perforación unos medios de accionamiento para el desplazamiento lineal de un martillo neumático o un motor de rotación provisto de la correspondiente barrena o corona de perforación, y de unos centradores extremos para la mencionada barrena o corona de perforación, unos generadores de potencia hidráulica y neumática dispuestos sobre el chasis, para el accionamiento autónomo de las diferentes partes móviles de la máquina perforadora y, un dispositivo de control remoto para el manejo a distancia de la máquina perforadora.
Mediante el mando de control remoto el operario acciona los movimientos del brazo extensible, la columna de elevación, la columna de perforación, traslación mediante orugas de goma y el avance o retroceso de la herramienta o útil de perforación, realizando en cada caso un agujero con la orientación deseada y sin esfuerzo ninguno por parte del operario.
El control hidráulico o neumático de los diferentes elementos o partes móviles de la máquina permite realizar orificios con gran rapidez y trasladar la máquina mediante las orugas de goma por terrenos accidentados y delicados sin dañarlos.
La combinación de movimientos posibles de los diferentes elementos o partes móviles de la máquina permite realizar perforaciones a distintos niveles: 2,8 metros de altura, profundidades, diámetros, direcciones e inclinaciones.
Entre el brazo extensible y la columna de elevación se encuentra un soporte intermedio que permite un giro lateral de 180º, mediante dos cilindros hidráulicos, y otro cilindro hidráulico que regula la inclinación de la columna de elevación.
En una realización de la invención dicho soporte intermedio dispone de un eje vertical para el giro lateral de la columna de elevación respecto al brazo extensible y un eje horizontal la inclinación de dicha columna de elevación respecto al soporte intermedio.
De acuerdo con la invención, el “roll-over” o corona de giro de 360º, se encuentra montado sobre la columna de elevación con posibilidad de desplazamiento longitudinal a lo largo de dicha columna, estando asociado el mencionado “roll-over”, por medio de una cadena, a un cilindro hidráulico de desplazamiento lineal que permite disponerlo a una mayor o menor altura sobre la columna.
Este “roll-over” permite girar la columna de perforación entre 0º y 360º, posicionándolo consiguientemente con cualquier inclinación lateral.
De acuerdo con la invención la máquina perforadora autónoma comprende adicionalmente una bomba de agua para la proyección de agua a presión sobre la zona de trabajo de la herramienta de perforación, con el fin de conseguir el aplacado del polvo generado por la rotopercusión cuando se utiliza una barrena de perforación o para refrigerar la corona de diamante cuando se utiliza el motor de rotación.
En una realización de la invención el chasis comprende una capota de protección y aislamiento acústico-térmico. Descripción de las figuras
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
-
La figura 1 muestra una vista esquemática en alzado de un ejemplo de realización de la máquina perforadora autónoma objeto de la invención.
-
La figura 2 muestra una vista en planta superior de la máquina perforadora autónoma.
-
La figura 3 muestra una vista frontal de la máquina objeto de la invención. Realización preferente de la invención
Como se puede observar en las figuras adjuntas la máquina perforadora autónoma de la invención comprende un chasis (1) provisto de unas orugas motorizadas (2) para el desplazamiento de la máquina, encontrándose fijado al chasis un brazo extensible
(3)
orientado frontalmente y provisto interiormente de unos medios de accionamiento, no representados, concretamente un cilindro hidráulico.
Sobre el extremo libre del brazo extensible (3) se encuentra montada una columna de elevación (4) por medio de un soporte intermedio (5) que permite el giro lateral y la inclinación de la columna de elevación
(4)
respecto al brazo extensible (3).
El mencionado soporte intermedio (5) se encuentra montado sobre el extremo anterior del brazo extensible (3) por medio de un eje vertical (51), disponiendo adicionalmente de unos cilindros hidráulicos (52) encargados de provocar el giro lateral de dicho soporte intermedio (5) y consiguientemente de la columna de elevación (4) asociada a la misma.
Tal como se representa en la figura 2, la columna de elevación (4) puede girar lateralmente en un ángulo de 180º.
El soporte intermedio (5) dispone adicionalmente de un eje horizontal (53) para la inclinación de la columna de elevación por medio del cilindro hidráulico (54), según la figura 1.
Sobre la columna de elevación (4) se encuentra montado, con posibilidad de desplazamiento longitudinal, un “roll-over” o corona de giro (6), incorporando dicha columna de elevación (4) entre los perfiles conformantes de la misma un cilindro hidráulico (41), representado en la figura 3, conectado por medio de una cadena (42) al “roll-over” (6), siendo dicho cilindro hidráulico (41) en encargado de posicionar el “roll-over” (6) a diferentes alturas.
El mencionado “roll-over” (6) es el encargado de disponer la columna de perforación (7) con cualquier ángulo de inclinación lateral, es decir entre 0º y 360º.
La columna de perforación (7) se encuentra fijada al “roll-over” o corona de giro (6) por medio de un cilindro hidráulico (71) encargado de desplazar longitudinalmente la columna de perforación.
La herramienta de perforación (72) puede tratarse de un martillo neumático provisto de la correspondiente barrena de perforación o, como se muestra en la figura 1 de un motor de rotación provisto de la correspondiente corona de perforación (73).
Esta columna de perforación dispone en su extremo de anterior de un centrador (74) de la barrena o corona de perforación (73).
La combinación de movimientos del brazo extensible (3), la columna de elevación (4), el “roll-over”
(6)
y la columna de perforación (7) permiten posicionar la herramienta de perforación (72) en múltiples posiciones para la práctica de anclajes o taladros.
El chasis (1) dispone superiormente de una capota
(8)
de protección y aislamiento térmico acústico que cubre los generadores de potencia hidráulica y neumática (9,10) necesarios para el accionamiento autónomo de las diferentes partes de la máquina.
La máquina también dispone sobre el chasis de una bomba de agua (11) para el suministro de agua a presión a la zona de trabajo de la herramienta de perforación (73).
Tal como se ha mencionado anteriormente esta máquina perforadora autónoma comprende un dispositivo de control remoto para su control a distancia representado por una centralita receptora (12) controlar y pilotar las válvulas hidráulicas y neumáticas de la máquina en función de las señales procedentes de un mando por control remoto. En la realización mostrada todos los movimientos son hidráulicos, excepto el movimiento de roto-percusión del martillo neumático.
En una realización concreta de la invención el peso con carga máxima de la máquina es de 4.400 Kg. con los depósitos de agua, combustible y aceites llenos (230 l. de agua, 70 l. de combustible, 30 l. aceites), y el peso sin carga es de aproximadamente 4.000 Kg..
Adicionalmente cabe mencionar que la máquina incorpora otros elementos habituales en máquinas de accionamiento hidráulico neumático, tales como luz frontal y trasera para la iluminación de la zona de trabajo, enganches para la carga y descarga de la máquina mediante grúa, y un cuadro de control con indicadores de temperaturas, presiones, combustible y otros parámetros de funcionamiento de la máquina.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que cuando ello no suponga una alteración de las caractelos materiales, forma, tamaño y disposición de los ele-rísticas esenciales de la invención que se reivindican mentos descritos podrán ser modificados, siempre y a continuación.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    accionamiento autónomo de las diferentes partes mó
    1. Máquina perforadora autónoma; del tipo de las que comprenden un bastidor o chasis (1) provisto de unos medios de apoyo para su desplazamiento y una herramienta de perforación desplazable respecto al chasis; caracterizada porque:
    -
    el chasis (1) comprende unas orugas motorizadas
    (2) para el desplazamiento de la máquina perforadora,
    -
    un brazo extensible (3) en dirección frontal, provisto de unos medios de accionamiento y fijado por uno de sus extremos al chasis (1) de la máquina,
    -
    una columna de elevación (4) montada sobre el extremo libre del brazo extensible (3) con posibilidad de giro lateral y de inclinación respecto a dicho brazo extensible(3), por medio de un soporte intermedio (5) y de unos medios de accionamiento (52, 54),
    -
    una columna de perforación (7) montada sobre la columna de elevación (4) por medio de un “rollover” o corona de giro (6), posicionable en altura a lo largo de la columna de elevación (4) mediante unos medios de accionamiento provistos de un cilindro hidráulico (41), y que dispone a la columna de perforación (7) con cualquier ángulo de inclinación lateral respecto a la columna de elevación (4); comprendiendo dicha columna de perforación (7) unos medios de accionamiento (71) para el desplazamiento lineal de un martillo neumático o un motor de rotación
    (72) provisto de la correspondiente barrena o corona de perforación (73), y de un centrador extremo (74) para la mencionada barrena o corona de perforación (73).
    -
    unos generadores (9, 10) de potencia hidráulica y neumática, dispuestos sobre el chasis (1) para el viles de la máquina perforadora, y,
    -
    un dispositivo (12) de control remoto para el manejo a distancia de la máquina perforadora.
  2. 2.
    Máquina, según la reivindicación 1, caracterizada porque el soporte intermedio (5) encargado de relacionar la columna de elevación (4) con el brazo extensible (3) comprende: un eje vertical (51) montado con posibilidad de giro sobre el extremo libre del brazo extensible (3), unos cilindros hidráulicos (52) encargados de provocar el giro lateral del soporte intermedio (5) y de la columna de elevación (4) respecto al brazo extensible (3), un eje horizontal (53) para unir la columna de elevación y dotarla de una inclinación para posicionarla según el trabajo a realizar.
  3. 3.
    Máquina, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el “roll-over” (6), se encuentra montado entre los dos perfiles que constituyen la columna de elevación (4), con posibilidad de desplazamiento longitudinal y asociado a un cilindro hidráulico (41) de desplazamiento, unido a una cadena (42) encargada de conectar el cilindro hidráulico (41) de elevación con el “roll-over” (6).
  4. 4.
    Máquina, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende una bomba de agua (11) para el suministro de agua a presión, desde un depósito de agua incorporado en el mismo chasis de la máquina, contra la herramienta de perforación (72).
  5. 5.
    Máquina, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el chasis (1) comprende una capota (8) de protección y aislamiento acústico-térmico, para proteger todos los elementos electro-hidráulicos y neumáticos, motor, compresor y bombas.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200803243
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 13.11.2008
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : E21B7/02 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    US 5018588 A (HABERER JOHANN) 28.05.1991, columna 2, línea 13 – columna 4, línea 16; figuras. 1,3,5
    A
    DE 3509921 A1 (BAUER SPEZIALTIEFBAU) 25.09.1986, página 11, párrafo 3 – página 13; figura. 1,3,5
    A
    US 2832567 A (ROBERT FLETCHER JAMES et al.) 29.04.1958, columna 2, línea 36 – columna 6, línea 41; figuras 1-6. 1,3,5
    A
    US 6076615 A (DALLAND KNUT et al.) 20.06.2000, columna 6, línea 34 – columna 7, línea 17; figuras 5-7. 1-2
    A
    US 4067398 A (FRANZEN SVEN MAURITZ et al.) 10.01.1978, todo el documento. 1
    A
    US 4676322 A (RAJAKALLIO PAULI et al.) 30.06.1987, todo el documento. 1
    A
    US 5954143 A (MCCABE HOWARD WENDELL et al.) 21.09.1999, resumen; columna 6, línea 57 – columna 7, línea 10; figuras. 1
    A
    WO 2007073327 A1 (ATLAS COPCO ROCK DRILLS AB et al.) 28.06.2007, resumen; figuras. 1
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 20.10.2011
    Examinador J. Angoloti Benavides Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200803243
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) E21B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200803243
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 20.10.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200803243
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 5018588 A (HABERER JOHANN) 28.05.1991
    D02
    US 2832567 A (ROBERT FLETCHER JAMES et al.) 29.04.1958
    D03
    US 6076615 A (DALLAND KNUT et al.) 20.06.2000
  6. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La invención se refiere a una “máquina perforadora autónoma; del tipo de las que comprenden un bastidor o chasis (1) provisto de unos medios de apoyo para su desplazamiento y una herramienta de perforación desplazable respecto al chasis; caracterizada porque: el chasis (1) comprende unas orugas motorizadas (2) para el desplazamiento de la máquina perforadora, un brazo extensible (3) en dirección frontal, provisto de unos medios de accionamiento y fijado por uno de sus extremos al chasis (1) de la máquina, una columna de elevación (4) montada sobre el extremo libre del brazo extensible (3) con posibilidad de giro lateral y de inclinación respecto a dicho brazo extensible(3), por medio de un soporte intermedio (5) y de unos medios de accionamiento (52. 54), una columna de perforación (7) montada sobre la columna de elevación (4) por medio de un “roll-over” o corona de giro (6). posicionable en altura a lo largo de la columna de elevación (4) mediante unos medios de accionamiento provistos de un cilindro hidráulico (41). y que dispone a la columna de perforación (7) con cualquier ángulo de inclinación lateral respecto a la columna de elevación (4); comprendiendo dicha columna de perforación
    (7) unos medios de accionamiento (71) para el desplazamiento lineal de un martillo neumático o un motor de rotación (72) provisto de la correspondiente barrena o corona de perforación (73), y de un centrador extremo (74) para la mencionada barrena o corona de perforación (73), unos generadores (9, 10) de potencia hidráulica y neumática, dispuestos sobre el chasis (1) para el accionamiento autónomo de las diferentes partes móviles de la máquina perforadora, y, un dispositivo (12) de control remoto para el manejo a distancia de la máquina perforadora.”
    Se conocen máquinas perforadoras autónomas de D01, D02 y D03.
    Así, D01 muestra una máquina perforadora autónoma con un chasis montado sobre sendas orugas (12) con una columna de elevación (17) por donde desliza en sentido vertical un carro (19) en el que se monta con capacidad de giro la columna de perforación (18) (columna 2, líneas 13-23). Comprende también medios de centrado (32). Este documento no divulga un brazo extensible frontal ni la posibilidad de giro e inclinación de la columna de elevación. Tampoco se divulga el control remoto, el cual por otra parte es habitual en la maquinaria pesada de uso subterráneo.
    D02 divulga una máquina perforadora que permite realizar una serie de perforaciones paralelas, para lo que dispone de una columna tumbada (14) donde se fija con posibilidad de movimiento la columna de perforación (17). Esta columna tumbada
    (14) no corresponde con la columna de elevación, ni se fija de forma similar a la reivindicada.
    Por su parte, D03 ofrece una máquina perforadora con un brazo (11, 12, 15, 16) frontal extensible, y que posee (figura 5) una columna de elevación (51) sobre la que puede deslizar la columna de perforación (17) por medio de un carro (56). El brazo extensible se conecta a la columna de elevación por medio de un soporte intermedio (52) que permite la inclinación, pero no el giro. Tampoco comprende un “roll-over” entre la columna de elevación y la de perforación.
    No se ha encontrado ningún documento, o combinación evidente de documentos, que anticipe de forma suficiente las características de la reivindicación independiente. Por ello, se concluye que la invención, según todas las reivindicaciones, parece poseer novedad y actividad inventiva según los artículos 6 y 8 de la Ley 11/1986 de Patentes.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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