ES2381284T3 - Dispositivo de acoplamiento de una herramienta a la flecha de una máquina tal como una pala hidráulica - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de acoplamiento de una herramienta (5) al extremo de la flecha (2) de una máquina tal como una pala hidráulica, que comprende un acoplador (3) montado en el extremo de la flecha (2) alrededor de un eje (9) de pivotamiento, y una interfaz (4) montada sobre la herramienta (5), comprendiendo el acoplador (3) : - dos ganchos (13) separados lateralmente y destinados a recibir una barra (14) unida a la interfaz (4); - unos primeros medios de enclavamiento (41) asociados a los ganchos (13), que pueden ser desplazados por unos primeros medios de accionamiento (42) entre una posición de enclavamiento en la que la barra (14) queda retenida en los ganchos (13) y una posición de liberación en la que la barra (14) puede ser desplazada fuera de los ganchos (13); - una zona de acoplamiento (30) situada a distancia de los ganchos (13) y destinada a cooperar con una zona de acoplamiento (31) dispuesta sobre la interfaz (4); - unos segundos medios de enclavamiento (45) situados en la zona de acoplamiento, que pueden ser desplazados por unos segundos medios de accionamiento (46) entre una posición de enclavamiento en la que las zonas de acoplamiento se mantienen en posición acoplada, y una posición de liberación en la que las zonas de acoplamiento pueden estar desacopladas; caracterizado porque la abertura de los ganchos (13) está dirigida hacia el exterior del dispositivo, opuestamente a dichas zonas de acoplamiento (30, 31), en posición acoplada del acoplador (3) y de la interfaz (4), estando los ganchos (13) dispuestos de modo que el pivotamiento del acoplador (3) con respecto a la flecha (2) alrededor de su eje de pivotamiento (9) y en un sentido determinado, pueda provocar la inserción de la barra (14) unida a la herramienta (5) en dichos ganchos (13) y el acercamiento de las zonas de acoplamiento (30, 31) del acoplador (3) y de la interfaz (4) mediante la rotación alrededor del eje (34) de la barra (14) de la interfaz (4) con respecto al acoplador (3), y porque la zona de acoplamiento del acoplador (3) forma una cavidad (30) y la zona de acoplamiento de la interfaz (4) forma una parte saliente (31) apta para insertarse en dicha cavidad (30), presentando la parte saliente (31) y la cavidad (30) unos orificios pasantes (32, 33) alineados en posición acoplada, en los cuales es apto para ser insertado al menos un pestillo (45) que pertenece a los segundos medios de enclavamiento del acoplador (3), estando el pestillo (45) dispuesto para aplicar una cara extrema (50) de la parte saliente (31) de la interfaz (4) contra el fondo (51) de la cavidad (30) del acoplador (3) en posición de enclavamiento.
Description
Dispositivo de acoplamiento de una herramienta a la flecha de una máquina tal como una pala hidráulica.
La presente invención se refiere a un dispositivo de acoplamiento de una herramienta al extremo de la flecha de una máquina tal como una pala hidráulica.
El documento US2003/0175072 describe un dispositivo de enganche rápido que comprende unos alojamientos en los que se introduce un par de brochas.
El documento EP 1 477 615 describe un dispositivo de acoplamiento de este tipo, que comprende un acoplador montado en el extremo de la flecha alrededor de un eje de pivotamiento, y una interfaz montada sobre la herramienta, comprendiendo el acoplador:
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- dos ganchos separados lateralmente, destinados a recibir una barra unida a la herramienta;
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- unos primeros medios de enclavamiento asociados a los ganchos, que pueden ser desplazados por unos primeros medios de accionamiento entre una posición de enclavamiento en la que la barra queda retenida en los ganchos y una posición de liberación en la que la barra puede desplazarse fuera de los ganchos;
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- una zona de acoplamiento situada a distancia de los ganchos y destinada a cooperar con una zona de acoplamiento dispuesta en la interfaz;
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- unos segundos medios de enclavamiento situados en la zona de acoplamiento, que pueden ser desplazados por unos segundos medios de accionamiento entre una posición de enclavamiento en la que las zonas de acoplamiento se mantienen en posición acoplada, y una posición de liberación en la que las zonas de acoplamiento pueden estar desacopladas.
No obstante, este dispositivo de acoplamiento adolece de ciertos inconvenientes.
Por un lado, dado que los ganchos están abiertos hacia el interior del dispositivo, el asido de la herramienta colocada en el suelo para su acoplamiento impone un movimiento alternativo del acoplador. En efecto, en un primer momento, el acoplador debe estar cerca de la flecha para que los ganchos agarren la barra unida a la herramienta y, en un segundo momento, el acoplador debe estar alejado de la flecha para acercarse a la interfaz y permitir el enclavamiento. Para el operario, este movimiento alternativo es relativamente complejo y largo de realizar. Esto se ve acentuado por el hecho de que la visibilidad del operario durante esta operación está reducida, ya que el acoplador oculta la zona de los ganchos y del sistema de enclavamiento. Además, existe un riesgo importante de perder la herramienta en la fase de enclavamiento, ya que el alejamiento del acoplador con respecto a la flecha puede provocar que la barra de la herramienta se salga de los ganchos.
Por otra parte, desde un punto de vista mecánico, la reanudación de las reacciones principales se realiza en el sistema de enclavamiento, lo cual genera la aparición prematura de juegos y rebordeados.
La presente invención prevé evitar los inconvenientes mencionados anteriormente.
Con este fin y, según un primer aspecto, la invención se refiere a un dispositivo de acoplamiento del tipo mencionado anteriormente, en el que la abertura de los ganchos está dirigida hacia el exterior del dispositivo, opuestamente a las zonas de acoplamiento, en posición acoplada del acoplador y de la interfaz. Los ganchos están dispuestos de modo que el pivotamiento del acoplador con respecto a la flecha alrededor de su eje de pivotamiento, y en un sentido determinado, pueda provocar la inserción de la barra unida a la herramienta en dichos ganchos y el acercamiento de las zonas de acoplamiento mediante rotación alrededor del eje de la barra de la interfaz con respecto al acoplador.
Además, según la invención, la zona de acoplamiento del acoplador forma una cavidad y la zona de acoplamiento de la interfaz forma una parte saliente apta para insertarse en dicha cavidad, presentando la parte saliente y la cavidad unos orificios pasantes alineados en posición acoplada, en los que puede insertarse al menos un pestillo que pertenece a los segundos medios de enclavamiento del acoplador, estando el pestillo dispuesto para aplicar una cara extrema de la parte saliente de la interfaz contra el fondo de la cavidad del acoplador en posición de enclavamiento.
De este modo, gracias a la disposición de la abertura del gancho, la operación de acoplamiento de la interfaz y del acoplador no necesita ningún movimiento alternativo y no comprende ningún riesgo de pérdida de la herramienta. En efecto, "el arrollamiento" de los ganchos alrededor de la barra provoca el desplazamiento relativo de la interfaz y del acoplador hacia la posición acoplada.
Además, la configuración según la invención, en la que el acoplamiento se obtiene, por un lado, mediante un
conjunto de ganchos-barras y, por otro lado, mediante un conjunto de estructura diferente, a saber parte salientecavidad, presenta varias ventajas:
- -
- posibilidad de adaptarse a diferentes geometrías, independientemente de la separación entre los dos ejes previstos originalmente en la herramienta o el brazo (por ejemplo) inicialmente previstos para conectarse directamente a la flecha, estando las posiciones de la parte saliente y de la cavidad adaptadas a una gama predeterminada de varias máquinas seleccionadas. Se debe observar que el acoplador está montado en el extremo de la flecha y, por consiguiente, la interfaz está montada en el extremo del brazo que soporta el cangilón, y no directamente en el cangilón;
- -
- en posición montada, el mantenimiento eficaz de la herramienta con respecto a la flecha y la recuperación de los esfuerzos están garantizados en parte, por los primeros medios de enclavamiento asociados a los ganchos y en parte, por la cooperación entre la cara extrema de la parte saliente de la interfaz y el fondo de la cavidad del acoplador. De este modo, a nivel de los ganchos, se garantiza evidentemente un asido pero también un mantenimiento y un enclavamiento. La recuperación de esfuerzos se obtiene mediante un diseño simple, y resulta más eficaz sobre todo porque los ganchos están separados lateralmente uno del otro de manera relativamente importante. Por otra parte, a nivel de la cavidad, se realiza una transmisión de esfuerzos mediante el contacto entre dos superficies simples, por ejemplo, sustancialmente planas, evitando así las dificultades de posicionamiento relativo.
Según un modo de realización posible, cada gancho presenta, sustancialmente, la forma de una U de la que cada rama comprende una superficie de entrada en forma de arco de círculo centrado sustancialmente sobre el eje de pivotamiento del acoplador, estando dichas superficies de entrada desplazadas angularmente una con respecto a la otra y destinadas a guiar la barra hacia el fondo del gancho cuando el acoplador pivota con respecto a la flecha alrededor de su eje de pivotamiento. La superficie superior situada en la zona más delantera permite así el posicionamiento inicial del acoplador con respecto a la herramienta y después su guiado, mientras que la superficie inferior situada en la zona más trasera permite, cuando la barra se apoya sobre ella, levantar la herramienta después del pivotamiento del acoplador.
La cara lateral interior de cada gancho puede comprender una primera parte sustancialmente plana y paralela al plano longitudinal mediano del acoplador, destinada a cooperar con una cara lateral de la interfaz, prolongada por una segunda parte inclinada hacia dicho plano longitudinal mediano al acercarse a la primera parte plana. Esto permite guiar el movimiento de inserción de la barra en los ganchos, así como el centrado lateral de la interfaz con respecto al acoplador. Esta geometría es interesante sobre todo porque el operario sólo dispone de dos grados de libertad en rotación (flecha y acoplador) para realizar la maniobra de acoplamiento de la herramienta a la flecha, y no ya tres (el tercer grado de libertad corresponde a la rotación del cangilón con respecto al brazo en el caso típico de un enganche rápido de cangilón fijado en el extremo del brazo).
Los primeros medios de enclavamiento del acoplador pueden comprender un pestillo que, en posición de enclavamiento, atraviesa el gancho formando un alojamiento de retención de la barra contra el fondo del gancho.
Por otra parte, los primeros y/o los segundos medios de enclavamiento pueden ser móviles en traslación entre su posición de enclavamiento y su posición de liberación. En cuanto a los medios de enclavamiento móviles en rotación, se obtiene un sistema mucho más compacto, que necesita menos piezas, y un sistema de mando simplificado.
De manera ventajosa, una cara del pestillo destinada a entrar en contacto con la interfaz o la barra, enfrente del acoplador, está inclinada con respecto a su dirección de desplazamiento, de modo que el desplazamiento de dicho pestillo hacia la posición de enclavamiento aplica una cara de la interfaz o una cara de la barra contra una cara del acoplador. Gracias a esta estructura, se puede recuperar el juego que existe entre las diferentes piezas y obtener un enclavamiento satisfactorio.
Según un modo de realización posible, cada uno de los extremos de la barra, destinados a ser insertados en los ganchos, está rodeado por un manguito, pudiendo el manguito presentar una superficie plana destinada a cooperar con la cara inclinada del pestillo de los primeros medios de enclavamiento.
Según un segundo aspecto, la invención se refiere a una maquina tal como una pala hidráulica, que comprende por un lado una flecha en cuyo extremo está montado un dispositivo de acoplamiento como el descrito anteriormente, estando el eje de pivotamiento del acoplador situado sustancialmente en la parte central del acoplador y, por otro lado, un gato montado sobre la flecha y unido a una primera parte extrema del acoplador para hacerlo pivotar con respecto a la flecha, estando los ganchos dispuestos en la segunda parte extrema del acoplador.
De manera ventajosa, la abertura de los ganchos está dirigida hacia la flecha, lo cual permite obtener una muy buena visibilidad para el operario que debe realizar el asido de la herramienta.
A modo de ejemplos no limitativos, se describen a continuación varios modos de realización posibles de la
invención, haciendo referencia a las figuras adjuntas:
la figura 1 es una vista lateral de una máquina que comprende un dispositivo de acoplamiento según la invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva ampliada del dispositivo de acoplamiento, estando la interfaz y el acoplador en posición acoplada y estando los primeros medios de enclavamiento en posición desenclavada;
la figura 3 es una vista en perspectiva, desde abajo, del acoplador, estando los primeros y los segundos medios de enclavamiento en posición desenclavada;
la figura 4 es una vista en perspectiva, desde arriba, del acoplador acoplado a la interfaz montada sobre una herramienta, estando los primeros medios de enclavamiento en una posición intermedia;
la figura 5 es una vista parcial en sección del acoplador y de la interfaz, según un plano vertical longitudinal que pasa por el eje de los primeros medios de enclavamiento;
la figura 6 es una vista lateral del dispositivo de acoplamiento, estando el acoplador visto en sección según un plano vertical longitudinal que pasa por el eje de los segundos medios de enclavamiento, estando la interfaz y el acoplador en posición acoplada y estando los segundos medios de enclavamiento en posición enclavada;
la figura 7 es una vista en sección de la interfaz, según un plano vertical que pasa por el eje de la barra unida a la interfaz;
las figuras 8 a 10 ilustran diferentes etapas del montaje de la herramienta sobre la flecha de la máquina por medio del dispositivo según la invención;
las figuras 11 a 13 ilustran diferentes etapas del enclavamiento de la interfaz y del acoplador, a nivel de los segundos medios de enclavamiento;
las figuras 14 a 16 ilustran diferentes etapas de la colocación en el suelo de la herramienta montada sobre la flecha de la máquina por medio del dispositivo según la invención; y
la figura 17 es una vista lateral de una máquina que comprende un dispositivo de acoplamiento según una variante de la invención.
La figura 1 representa una máquina 1 tal como una pala hidráulica, que comprende una flecha 2. En el extremo libre de la flecha 2 está montado un acoplador 3, destinado a ser acoplado a una interfaz 4, montada a su vez sobre una herramienta 5, con el fin de permitir el acoplamiento de esta herramienta a la flecha. La herramienta 5 ilustrada en la figura 1 comprende un brazo 6 y un cangilón 7, pero la invención se aplica al acoplamiento de otras herramientas tales como los martillos, las pinzas hidráulicas, etc.
El acoplador 3, ilustrado más particularmente en las figuras 3 y 4, comprende, sustancialmente en su parte central, un cojinete 8 de eje 9 que permite el montaje del acoplador 3 en el extremo libre de la flecha 2 de manera pivotante alrededor del eje 9. En una primera parte extrema, el acoplador 3 comprende un cojinete 10 de eje 11 sustancialmente paralelo al eje 9, destinado a cooperar con un gato 12 montado en la flecha 2, para permitir el pivotamiento del acoplador 3 alrededor del eje 9. En su segunda parte extrema, el acoplador 3 comprende dos ganchos laterales 13.
En posición instalada sobre la flecha 2, los ejes 9, 11 son sustancialmente horizontales y ortogonales a la flecha 2. Es con respecto a estos ejes cuando se utilizan los términos "transversal" y "lateral". Por otra parte, se define el plano longitudinal mediano de la máquina 1 y del acoplador 3 como su plano vertical de simetría, ortogonal a los ejes 9, 11.
Los ganchos 13 están destinados a recibir las partes laterales de una barra 14 unida a la herramienta 5, pudiendo la barra 14 estar o bien fijada directamente a la herramienta 5 (figura 1), o bien formar parte de la interfaz 4 (figuras 6 y 7).
Como se ilustra en la figura 5, cada gancho 13 presenta sustancialmente la forma de una U que comprende una primera y una segunda rama 15, 16 así como un fondo 17. La primera rama 15 está situada más cerca del eje 9 que la segunda rama 16 y es más larga que esta última.
Las ramas 15, 16 comprenden, en su parte extrema opuesta al fondo 17, una superficie de entrada 18, 19 en forma de arco de círculo centrado sustancialmente sobre el eje de pivotamiento 9 del acoplador 3. Las superficies de entrada 18, 19 están desplazadas angularmente una con respecto a la otra en un ángulo a del orden de 15 a 25º, estando la superficie de entrada 18 de la primera rama más alejada del fondo 17 que la superficie de entrada 19 de la segunda rama 16.
Además, la primera rama 15 puede comprender, en su extremo libre, una superficie de apoyo 23 curvada hacia el interior del gancho 13.
El fondo 17 de cada gancho 13 presenta sustancialmente un perfil semicilíndrico de eje 20 y forma una superficie de soporte de la barra 14 en posición acoplada del acoplador 3 y de la interfaz 4. El fondo 17 del gancho 13 está unido a las superficies de entrada 18, 19 por dos superficies de unión 21, 22 sustancialmente planas y tangentes a dicho fondo 17. De manera ventajosa, las superficies de unión 21, 22 están inclinadas de arriba hacia abajo desde la abertura del gancho 13 en dirección del fondo 17, durante unas etapas que conducen al acoplamiento del acoplador 3 y de la interfaz 4.
Cuando se observa el acoplador 3 lateralmente (véanse las figuras 1 y 6), si se traza una línea entre el eje 11 del cojinete 10 y el eje 20 del fondo 17, la abertura de cada gancho 13 está dirigida hacia el lado de la línea que contiene el eje 9 de pivotamiento del acoplador 3. Además, en la forma de realización representada, las ramas 15, 16 de cada gancho 13 se extienden perpendicularmente a esta línea.
Los ganchos 13 forman dos alojamientos de recepción una parte extrema de la barra 14, como se ilustra en particular en la figura 4. Cada alojamiento está delimitado por el fondo 17 del gancho 13, así como las ramas 15, 16 que están unidas y cerradas lateralmente por una pared 24 sustancialmente longitudinal. Por otra parte, el alojamiento de recepción de la barra 14 está provisto de aberturas que permiten la entrada de dicha barra en el alojamiento.
Unos orificios 27 están dispuestos en la primera y segunda rama 15, 16. Su función se indicará más adelante.
La cara lateral interior de cada rama 15, 16 comprende una parte sustancialmente plana 28 y paralela al plano longitudinal mediano del acoplador 3, en este caso sustancialmente en forma de corona (figuras 3 y 4), prolongada por una parte inclinada 29 hacia dicho plano longitudinal mediano al acercarse a la parte plana 28. Se obtiene por ello una forma convergente que facilita la inserción de la barra 14 en los ganchos 13.
El acoplador 3 comprende asimismo, además de los ganchos 13, una zona de acoplamiento situada cerca del cojinete 10, destinada a cooperar con una zona de acoplamiento dispuesta en la interfaz 4. La zona de acoplamiento del acoplador 3 forma una cavidad 30 abierta opuestamente a los ganchos 13 y de forma sustancialmente paralelepipédica.
Según la invención, la abertura de cada gancho 13 está dirigida hacia el exterior del dispositivo de acoplamiento que comprende el acoplador 3 y la interfaz 4. En otras palabras, cada gancho 13 está abierto opuestamente a la zona de acoplamiento dispuesta en el acoplador 3. Ventajosamente, la abertura de cada gancho 13 está dirigida hacia la flecha 2, al menos durante la fase de asido de una herramienta 5 colocada en el suelo, lo cual permite que el operario tenga una excelente visibilidad para realizar los movimientos durante esta fase.
La zona de acoplamiento de la interfaz 4 forma una parte saliente 31, apta para insertarse en la cavidad 30 del acoplador 3 (figura 6) y por lo tanto presenta, preferentemente, una forma complementaria a la de dicha cavidad 30. La parte saliente 31 y la cavidad 30 comprenden unos orificios pasantes longitudinalmente, respectivamente 32, 33, alineados en posición acoplada del acoplador 3 y de la interfaz 4.
La interfaz 4 comprende asimismo una barra 14 de eje 34 que se extiende transversalmente a distancia de la parte saliente 31. La barra 14 comprende una varilla cilíndrica 25 cuyas partes extremas sobresalen lateralmente de la interfaz 4 para poder insertarse en los ganchos 13. Cada una de estas partes extremas laterales está cubierta por un manguito 35 que presenta una pared cilíndrica 36 que presenta por un lado un fondo 37 adyacente al extremo correspondiente a la varilla cilíndrica 25 y, por el otro lado, una brida 38 anular que se apoya contra la cara lateral de la interfaz 4. Los manguitos 35 están fijados a la varilla cilíndrica 25, por ejemplo, por medio de tornillos 39.
Los manguitos 35 son unas piezas de adaptación cuyo diámetro exterior es generalmente idéntico para un tamaño de máquinas determinado, mientras que su diámetro interior varía. De este modo, el manguito 35 adapta el diámetro de la varilla cilíndrica 25 impuesto por la herramienta al diámetro del fondo 17 propio de los ganchos 13. Además, las aristas de los manguitos 35 están redondeadas para facilitar la entrada de la barra 14 en los ganchos 13. Como se ilustra en las figuras 5 y 6, cada manguito 35 presenta, además, en su pared cilíndrica 36, una superficie plana 40 dispuesta para ser sustancialmente ortogonal a las superficies de unión 21, 22 de los ganchos 13 cuando la barra 14 está alojada en los ganchos 13.
A continuación, se describirán los medios de enclavamiento previstos en el acoplador 3.
Unos primeros medios de enclavamiento están dispuestos lateralmente y asociados a los ganchos 13 para permitir el enclavamiento de la barra 14 en estos ganchos 13. A cada lado del acoplador 3, está previsto un pestillo 41 para ser trasladado por un accionador 42 según una dirección de desplazamiento 43 globalmente longitudinal, entre:
- -
- una posición de enclavamiento en la que el pestillo 41 atraviesa el gancho 13 al ser insertado en los orificios 27 dispuestos en la primera y la segunda rama 15, 16 del gancho 13, lo cual permite retener la barra 14 entre el fondo 17 de los ganchos 13 y dicho pestillo 41:
- -
- y una posición de liberación, en la que el pestillo 41 está retraído y ya no obstruye la apertura de los ganchos 13, pudiendo por lo tanto la barra 14 ser desplazada fuera de los ganchos 13.
La dirección de desplazamiento 43 es globalmente perpendicular a las ramas 15, 16 del gancho 13, como se ilustra en la figura 5. El pestillo 41 presenta una cara de apoyo 44 que está inclinada con respecto a esta dirección 43 en el mismo ángulo que la superficie plana 40 dispuesta en el manguito 35. Esta inclinación está prevista para que, cuando el pestillo 41 se desplace según la dirección 43 hacia su posición de enclavamiento, disminuya el juego entre el pestillo 41 y el manguito 35. En posición de enclavamiento, el pestillo 41 aplica el manguito 35 contra el fondo 17 del gancho 13, garantizando así un mantenimiento eficaz.
Unos segundos medios de enclavamiento (figuras 11 a 13) están dispuestos sustancialmente en el plano longitudinal mediano, para permitir el enclavamiento de la parte saliente 31 de la interfaz 4 en la cavidad 30 dispuesta en el acoplador 3. Se prevé al menos un pestillo 45 para ser trasladado por un accionador 46 según una dirección de desplazamiento 47 globalmente longitudinal, entre:
- -
- una posición de enclavamiento en la que el pestillo 45 está insertado en los orificios 32, 33, dispuestos en la parte saliente 31 de la interfaz 4 y la cavidad 30 del acoplador 3, lo cual permite retener la interfaz 4 en su posición acoplada al acoplador 3;
- -
- y una posición de liberación, en la que el pestillo 45 está retraído y ya no obstruye la cavidad 30, pudiendo por lo tanto la parte saliente 31 desplazarse fuera de la cavidad 30.
El pestillo 45 presenta una cara de apoyo 48 inclinada con respecto a la dirección de desplazamiento 47, como se ilustra en las figuras 11 a 13, estando la cara de apoyo 49 correspondiente de la interfaz 4, destinada a entrar en contacto con la cara de apoyo 48 del pestillo 45, inclinada en el mismo ángulo con respecto a esta dirección 47. Esta inclinación está prevista para que, cuando el pestillo 45 se desplaza según la dirección 47 hacia su posición de enclavamiento, disminuya el juego j entre el pestillo 45 y la interfaz 4. En posición de enclavamiento, el pestillo 45 aplica la cara extrema 50 de la parte saliente 31 de la interfaz 4 contra el fondo 51 de la cavidad 30 del acoplador 3, garantizando así un mantenimiento eficaz.
A continuación, se describen las etapas del montaje de la herramienta 5 sobre la flecha 2 de la máquina, haciendo referencia a las figuras 8 a 10.
Inicialmente, (figura 8) la herramienta 5 solidaria a la interfaz 4 está colocada sobre el suelo, estando los pestillos 41, 45 en posición de liberación. El operario posiciona el acoplador 3 de modo que la primera rama 15 de cada gancho 13 se apoye sobre un manguito 35, a nivel de la superficie de apoyo 23 o de la superficie de entrada 18. Como la superficie de entrada 18 presenta una forma de arco de círculo centrado sobre el eje 9, el simple pivotamiento del acoplador 3 alrededor de su eje 9, con ayuda del gato 12, según la flecha de la figura 8, provoca la inserción de los manguitos 35 en los ganchos 13.
A medida que el acoplador 3 pivota alrededor de su eje 9, cada gancho 13 gira alrededor del manguito 35 correspondiente, siendo guiado por la superficie de entrada 18 de la primera rama 15, hasta que la segunda rama 16 pase debajo del manguito 35 y permita por tanto que éste se eleve. La figura 9 corresponde al inicio del ascenso de la herramienta 5 mediante la flecha 2, en particular por medio de la superficie de entrada 19 de la segunda rama 16 y de la superficie de unión 22.
A continuación, debido a la inclinación de las superficies de unión 21, 22 hacia abajo, el movimiento ascendente de la flecha (figura 10) conduce al desplazamiento guiado de cada manguito 35 hacia el fondo 17 del gancho 13 a su posición definitiva. En esta posición, la pared cilíndrica 36 del manguito 35 y el fondo 17 coinciden perfectamente, lo cual permite crear una unión de pivote perfecta entre la interfaz 4 y el acoplador 3. Además, la inclinación de las superficies de unión 21, 22 impide que la barra 14 se salga de los ganchos 13.
La inserción de los manguitos 35 en los ganchos 13 está facilitada por la parte inclinada 29 y convergente de la cara lateral interior de las ramas 15, 16 de estos ganchos 13 y las aristas redondeadas de los manguitos 35. Cuando los manguitos 35 están situados contra el fondo 17 de los ganchos 13, la cara lateral de cada brida 38 se apoya contra la parte sustancialmente plana 28 de la cara lateral interior de la rama 15, 16 del gancho 13 correspondiente. Además, hay un juego lateral entre el borde redondeado de cada manguito 35 y la pared lateral 24 del gancho 13. Estas disposiciones permiten garantizar un excelente centrado de la interfaz 4 con respecto al acoplador 3 (y por lo tanto, posteriormente, permitir la conexión hidráulica entre la flecha 2 y la herramienta 5 mediante el empalme de los conductos de fluido) y un bloqueo en esta posición.
La figura 10 muestra la herramienta 5 parcialmente despegada del suelo y los manguitos 35 completamente
colocados en los ganchos 13. Por el movimiento combinado del ascenso de la flecha 2 y del pivotamiento del acoplador 3 alrededor de su eje 9 bajo la acción del gato 12, siempre en el mismo sentido, la herramienta 5 y la interfaz 4 pueden girar alrededor del eje 34 de la barra 14 en un ángulo � hasta que la parte saliente 31 de la interfaz 4 se inserte en la cavidad 30 del acoplador 3 (no obstruida por el pestillo 45), haciendo tope la cara extrema 50 de la parte saliente 31, por la rotación de la interfaz 4, contra el fondo 51 de la cavidad 30. El dispositivo de acoplamiento se encuentra entonces en posición acoplada (similar a la figura 6) pero no enclavada aún. El peso de la herramienta 5 mantiene siempre en contacto la cara extrema 50 con el fondo 51.
Se observará que el gato 12 será accionado siempre en el mismo sentido en todas las fases de esta operación de asido de la herramienta 5, lo cual simplifica el manejo de la máquina.
Una vez que la interfaz 4 está correctamente posicionada contra el acoplador 3, puede empezar el proceso de enclavamiento, como aparece representado en las figuras 11 a 13, para los segundos medios de enclavamiento (siendo el funcionamiento para los primeros medios de enclavamiento idéntico). El accionador 46 provoca la traslación del pestillo 45 inicialmente retraído según su dirección de desplazamiento 47. Cuando comienza el enclavamiento (figura 12), las caras de apoyo 48, 49 del pestillo 45 y del acoplador 3, respectivamente, se acercan debido a su inclinación con respecto a la dirección 47, disminuyendo progresivamente el juego j con el avance del pestillo 45.
Cuando el pestillo 45 está en posición de enclavamiento (figura 13), la interfaz 4 queda inmovilizada contra el acoplador 3 por la unión entre las superficies 50, 51, por un lado, y 48, 49, por otro lado. El accionador 46 garantiza una acción hidráulica constante en el sentido del enclavamiento, estando así completamente garantizado el mantenimiento de la interfaz 4 hacia el acoplador 3.
Del mismo modo, los manguitos 35 están inmovilizados con respecto a los ganchos 13.
Así acoplado, el dispositivo según la invención, permite una recuperación de los esfuerzos más frecuentes y más importantes desarrollados por el lado pistón del gato 12 y las reacciones de la herramienta en el suelo mediante las superficies (17, 36) y (50, 51) que pertenecen a la estructura del acoplador y a la interfaz respectivamente, ganchos 13 y barra 14, y cavidad 30 y parte saliente 31. Transitando respectivamente la recuperación de los esfuerzos más débiles desarrollados por el lado varilla del gato 12 y las reacciones de la herramienta, por las superficies (40, 44) y (48, 49) con respecto a los primeros y segundos medios de enclavamiento (41, 45). De este modo, se incrementa la fiabilidad del dispositivo y su evolución en el tiempo.
A continuación, se describen las etapas de colocación en el suelo de la herramienta 5 montada sobre la flecha 2, haciendo referencia a las figuras 14 a 16.
La figura 14 representa la máquina 1 en la primera fase de colocación de la herramienta 5 (en este caso un brazo 6). El brazo 6 se coloca sustancialmente en contacto con el suelo accionando sobre los gatos de los brazos de la máquina 1. Los pestillos 41, 45 están en posición de enclavamiento, y la máquina se encuentra a una distancia d1 de una marca en el suelo. En esta posición, los pestillos 41, 45 pueden desplazarse hacia su posición de liberación sin el riesgo de que se caiga la herramienta, estando ésta en contacto con los ganchos 13 del acoplador 3 por la interfaz 4.
En la segunda fase de apoyo de la herramienta, el brazo 6 se desplaza actuando sobre los gatos de la máquina 1 y desplazando hacia delante la máquina 1, hasta entrar en contacto completamente con el suelo (figura 15). Los medios de enclavamiento están en posición de liberación y tiene lugar la rotación de la interfaz 4 con respecto al acoplador 3. La máquina 1 está a una distancia d2 inferior a d1 de una marca en el suelo.
Por último, el brazo 6 está completamente desprendido del acoplador 3 y apoyado en el suelo, actuando sobre los gatos de la máquina 1 (figura 16). La máquina 1 está a una distancia d3 inferior a d2 de una marca en el suelo.
La figura 17 ilustra una variante en la que el gato 12, que acciona el acoplador 3, está colocado bajo la flecha 2 y no por encima de ésta como en el caso de las figuras 1 a 16. Esta disposición está particularmente adaptada a las herramientas 5 utilizadas para trabajos en altura. En este caso, los ganchos 13 están situados en la parte alta del acoplador 3 (el dispositivo de enganche es similar al descrito anteriormente, pero está dispuesto simétricamente con respecto a un plano horizontal).
De este modo, la invención aporta una mejora determinante a la técnica anterior, proporcionando un dispositivo de acoplamiento que permite la sustitución rápida de una herramienta por otra sobre la flecha de una máquina. Gracias a la orientación particular de los ganchos, esta sustitución resulta muy fácil, ya que se efectúa gracias a un pivotamiento del acoplador en un solo sentido. La orientación de la abertura de los ganchos hacia la máquina permite, además, que el operario tenga una visibilidad muy buena.
Por otra parte, las superficies de contacto entre la interfaz 4 y el acoplador 3 están dispuestas de tal modo que absorben directamente los esfuerzos más importantes resultantes del gato 12. A la inversa, los esfuerzos más débiles resultantes del gato 12 son recuperados por el sistema de enclavamiento. Por el contrario, en la técnica anterior, es el sistema de enclavamiento, es decir una parte móvil, el que recuperaba los esfuerzos máximos, lo cual no resulta óptimo desde el punto de vista mecánico.
Claims (11)
- REIVINDICACIONES1. Dispositivo de acoplamiento de una herramienta (5) al extremo de la flecha (2) de una máquina tal como una pala hidráulica, que comprende un acoplador (3) montado en el extremo de la flecha (2) alrededor de un eje (9) de pivotamiento, y una interfaz (4) montada sobre la herramienta (5), comprendiendo el acoplador (3):
- -
- dos ganchos (13) separados lateralmente y destinados a recibir una barra (14) unida a la interfaz (4);
- -
- unos primeros medios de enclavamiento (41) asociados a los ganchos (13), que pueden ser desplazados por unos primeros medios de accionamiento (42) entre una posición de enclavamiento en la que la barra (14) queda retenida en los ganchos (13) y una posición de liberación en la que la barra (14) puede ser desplazada fuera de los ganchos (13);
- -
- una zona de acoplamiento (30) situada a distancia de los ganchos (13) y destinada a cooperar con una zona de acoplamiento (31) dispuesta sobre la interfaz (4);
- -
- unos segundos medios de enclavamiento (45) situados en la zona de acoplamiento, que pueden ser desplazados por unos segundos medios de accionamiento (46) entre una posición de enclavamiento en la que las zonas de acoplamiento se mantienen en posición acoplada, y una posición de liberación en la que las zonas de acoplamiento pueden estar desacopladas;
caracterizado porque la abertura de los ganchos (13) está dirigida hacia el exterior del dispositivo, opuestamente a dichas zonas de acoplamiento (30, 31), en posición acoplada del acoplador (3) y de la interfaz (4), estando los ganchos (13) dispuestos de modo que el pivotamiento del acoplador (3) con respecto a la flecha (2) alrededor de su eje de pivotamiento (9) y en un sentido determinado, pueda provocar la inserción de la barra (14) unida a la herramienta (5) en dichos ganchos (13) y el acercamiento de las zonas de acoplamiento (30, 31) del acoplador (3) y de la interfaz (4) mediante la rotación alrededor del eje (34) de la barra (14) de la interfaz (4) con respecto al acoplador (3), y porque la zona de acoplamiento del acoplador (3) forma una cavidad (30) y la zona de acoplamiento de la interfaz (4) forma una parte saliente (31) apta para insertarse en dicha cavidad (30), presentando la parte saliente (31) y la cavidad (30) unos orificios pasantes (32, 33) alineados en posición acoplada, en los cuales es apto para ser insertado al menos un pestillo (45) que pertenece a los segundos medios de enclavamiento del acoplador (3), estando el pestillo (45) dispuesto para aplicar una cara extrema (50) de la parte saliente (31) de la interfaz (4) contra el fondo (51) de la cavidad (30) del acoplador (3) en posición de enclavamiento. -
- 2.
- Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque cada gancho (13) presenta sustancialmente la forma de una U de la que cada rama (15, 16) comprende una superficie de entrada (18, 19) en forma de arco de círculo centrado sustancialmente sobre el eje de pivotamiento (9) del acoplador (3), estando dichas superficies de entrada (18, 19) desplazadas angularmente una con respecto a la otra y destinadas a guiar la barra (14) hacia el fondo del gancho (13) cuando el acoplador (3) pivota alrededor de su eje de pivotamiento (9) con respecto a la flecha (2).
-
- 3.
- Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el fondo (17) de cada gancho (13) presenta sustancialmente un perfil semicilíndrico y forma una superficie de soporte de la barra (14) en posición acoplada del acoplador (3) y de la interfaz (4), estando el fondo (17) del gancho (13) unido a las superficies de entrada (18, 19) por dos superficies de unión (21, 22) sustancialmente planas y tangentes a dicho fondo (17), estando las superficies de unión (21, 22) inclinadas de arriba hacia abajo desde la abertura del gancho (13) en dirección al fondo (17), durante las etapas que conducen al acoplamiento del acoplador (3) y de la interfaz (4).
-
- 4.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la cara lateral interior de cada gancho
- (13)
- comprende una primera parte sustancialmente plana (28) y paralela al plano longitudinal mediano del acoplador (3), destinada a cooperar con una cara lateral (38) de la interfaz (4), prolongada por una segunda parte inclinada
- (29)
- hacia dicho plano longitudinal mediano, al acercarse a la primera parte plana (28).
-
- 5.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los primeros y/o los segundos medios de enclavamiento (41, 45) son móviles en traslación entre su posición de enclavamiento y su posición de liberación.
-
- 6.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los primeros medios de enclavamiento del acoplador (3) comprenden un pestillo (41) que, en posición de enclavamiento, atraviesa el gancho (13) de manera que se forma un alojamiento de retención de la barra (14) contra el fondo (17) del gancho (13).
-
- 7.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque una cara (44, 48) del pestillo (41, 45) destinada a entrar en contacto con una cara (40, 49) de la interfaz (4) o de la barra (14), frente al acoplador (3), está inclinada con respecto a su dirección de desplazamiento (43, 47) de modo que el desplazamiento de dicho pestillo (41, 45) hacia la posición de enclavamiento aplica una cara (50) de la interfaz (4) o una cara (36) de la barra (14) contra una cara (51, 17) del acoplador (3).
-
- 8.
- Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la barra (14) comprende una varilla
cilíndrica cuyas partes extremas laterales, destinadas a insertarse en los ganchos (13) están rodeadas por un manguito (35). - 9. Dispositivo según las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque el manguito (35) presenta una superficie plana 5 (40) destinada a cooperar con la cara inclinada (44) del pestillo (41) de los primeros medios de enclavamiento.
- 10. Máquina tal como una pala hidráulica, que comprende por un lado una flecha (2) en cuyo extremo está montado un dispositivo de acoplamiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, estando el eje de pivotamiento (9) del acoplador (3) situado sustancialmente en la parte central del acoplador (3) y, por otro lado, un gato (12) montado10 sobre la flecha (2) y unido a una primera parte extrema del acoplador (3) para hacerlo pivotar con respecto a la flecha (2), estando los ganchos (13) dispuestos en la segunda parte extrema del acoplador (3).
- 11. Máquina según la reivindicación 10, caracterizada porque la abertura de los ganchos (13) está dirigida hacia la flecha (2).
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