ES2465240T3 - Ripper percutor hidráulico para máquinas excavadoras - Google Patents

Abstract

Ripper percutor hidráulico para máquinas excavadoras del tipo utilizado para romper y arrancar elementos duros del terreno, como piedra, hormigón, asfalto o similar que comprende un rejón (1 ) unido al cabezal (5) de la máquina excavadora por medio de una pluralidad de elementos de unión (6) y que comprende, al menos, un rejón (1 ), con unos medios de accionamiento (2,3) solidariamente unidos a un acumulador de energía (4) en donde el conjunto formado por el rejón (1 ), los medios de accionamiento (2,3) y el acumulador de energía (4) están solidariamente unidos a dicho rejón (1 ) y situados en el eje (7) longitudinal del rejón (1 ) en donde dicho eje (7) es sobre el que se efectúa el ataque al terreno entre las posiciones replegada (A) y desplegada (B) del rejón (1).

Description

Ripper percutor hidraulico para maquinas excavadoras. El objeto de la presente invenci6n es un ripper percutor hidraulico como implemento para una maquina excavadora que arranca y rompe piedra, hormig6n, asfalto, etc., y que consiste, esencialmente, en un motor hidraulico que recibe presi6n y caudal de aceite desde la maquina excavadora y que se encarga de accionar una serie de elementos que arrastran un rej6n, imprimiendole el movimiento adecuado para atacar el suelo. Antecedentes de la invencion. Actualmente, los rippers para maquinas excavadoras consisten, esencialmente, en una pluralidad de rejones solidariamente unidos entre si y accionados directamente desde la maquina excavadora por medios hidraulicos, tal y como se contempla en la patente estadounidense US2005189125 de K0MATSU, en donde las variaciones de funcionamiento y optimizaci6n de dicho funcionamiento radican en el disefo del propio rej6n y la combinaci6n del esfuerzo de los distintos cilindros para un mejor ataque al terreno. No obstante, dichos sistemas carecen de medios para optimizar el ataque al terreno, directamente en cada uno de los rejones, mediante la percusi6n de cada rej6n con un mecanismo independiente que imprima un movimiento de martilleo del terreno por parte del propio rej6n. El documento W02009/022762 describe un sistema de vibraci6n para un rej6n en donde a dicho rej6n se le transmite la frecuencia de la vibraci6n, pero donde no se aprovecha la inercia del rej6n para obtener un impacto contra el terreno. Esto implica que con dicho sistema de vibraci6n no se obtiene un rendimiento alto dado que la aplicaci6n de la vibraci6n implica que el rej6n no golpea el suelo desaprovechando la energia generada. Asi mismo, la uni6n entre el cabezal y el conjunto rej6n-vibrador implica un elemento pasivo de amortiguaci6n del tipo silentblock que, aunque absorbe el impacto en la maquina excavadora, no permite re-aprovechar la energia de las vibraciones para atacar el suelo. Por lo tanto, el documento W02009/0022762 solo describe un ripper percutor hidraulico para maquinas excavadoras del tipo utilizado para arrancar y romper elementos duros del terreno, tales como piedra, hormig6n, asfalto o similares; el ripper comprende un rej6n unido por medio de un conjunto de elementos de uni6n a un cabezal conectable a una maquina excavadora; el ripper consiste en un rej6n con medios de accionamiento, pero sin un acumulador de energia. Descripcion de la invencion. Para solucionar el problema tecnico de la optimizaci6n del ataque al terreno por un ripper, se presenta el ripper de percusi6n hidraulica para maquinas excavadoras, objeto de esta invenci6n, en donde dicho ripper es del tipo utilizado para romper y arrancar elementos duros del terreno, tales como piedra, hormig6n, asfalto o similar y que comprende un rej6n unido al cabezal de la maquina excavadora por medio de una pluralidad de elementos de uni6n y que consiste, esencialmente, en un rej6n, con medios de accionamiento solidariamente unidos a un acumulador de energia en donde el conjunto formado por el rej6n, los medios de accionamiento y el acumulador de energia estan solidariamente unidos a dicho rej6n y montados sobre el eje longitudinal del rej6n que efectua el ataque al terreno, por medio de las posiciones replegada y desplegada del rej6n. La principal ventaja de esta invenci6n frente al estado de la tecnica es que en los rippers actualmente en uso, la fuerza del ripper es la suministrada por la maquina excavadora donde este instalada, por el tiro de esta, ya que simplemente clava y arrastra, mientras que en esta invenci6n, la fuerza del ripper es suministrada por la suma de los esfuerzos de percusi6n sobre el propio ripper con la participaci6n del acumulador de energia, como sumatorio de fuerzas sobre el eje longitudinal del rej6n que ataca el terreno, clavandose el mismo en el terreno, mas el tiro de la maquina arrastrando el terreno. Breve descripcion de las figuras. A continuaci6n se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invenci6n y que se relacionan expresamente con un modo de realizaci6n de dicha invenci6n que se presenta como un ejemplo no limitativo de esta. FIG. 1 muestra una vista esquematizada del ripper de percusi6n hidraulica para maquinas excavadoras de acuerdo

con la presente invenci6n, mostrandose en detalle los accionamientos internos. FIG. 2 muestra una vista esquematizada del ripper percutor hidraulico para maquinas excavadoras objeto de la presente invenci6n, mostrandose en detalle el eje de actuaci6n del rej6n. FIG. 3 muestra un diagrama de fuerzas en los medios de accionamiento del ripper percutor hidraulico para maquinas excavadoras, de acuerdo con la presente invenci6n. FIG. 4 es una vista en perspectiva de un modo de realizaci6n practico del ripper percutor hidraulico para maquinas excavadoras, de acuerdo con la presente invenci6n. 2

FIG. 5 es una versi6n en despiecede la vista proporcionada en la FIG. 4.

FIG. 6 es una perspectiva inferior de la vista en despiece proporcionada en la FIG. 7, que muestra los diversos

componentes del ripper percutor hidraulico para maquinas excavadoras, de acuerdo con la presente

invenci6n.

Realizacion preferentede la invencion.

Tal y como se puedeobservaren las figuras adjuntas, el ripper percutor hidraulico para maquinas excavadorasdel tipo utilizado para romper y arrancar elementos duros del terreno, tales como piedra, hormig6n, asfalto o similar comprende, al menos, un rej6n (1), con unos medios de accionamiento (2,3) consistentes en dos levas solidariamente unidas a un acumulador de energia (4), preferentemente un cilindro con amortiguaci6n de aire o neumatico y, en general, cualquiermedio quepermita la acumulaci6n deenergia, por lo quecuando el rej6n (1) esta siendo elevado dicho acumulador (4) secarga (secomprimeen el caso deun cilindro neumatico o de amortiguaci6n de aire), mientras que cuando desciende, dicho acumulador (4) se descarga (se descomprime en el caso de un cilindro neumatico o de amortiguaci6n de aire), en donde el conjunto formado por el rej6n (1) y los medios de accionamiento (2,3) y el acumulador deenergia (4) esta unido al cabezal (5) dela maquina excavadora por medio deuna pluralidad deuniones (6), preferentemente, bielas de anclaje.

Los medios de accionamiento (2,3) estan conectados con un motor hidraulico que recibe la presi6n y un caudal de aceite desde la propia maquinaexcavadora, que seencarga de hacer que la primera leva (2) y lasegunda leva (3) queconforman los citadosmedios deaccionamiento giren en sentidos opuestos una con respecto a la otra.

Eje de vector (7) es el nombre asignado al vector de esfuerzos generado por los medios de accionamiento (2,3) cuando giran. Existen diferentes opciones para la posici6n deestos medios deaccionamiento en relaci6n a dicho eje de vector (7). Una primera opci6n es que la posici6n de la primera leva (2) y de la segunda leva (3) sea siempre simetrica respecto del eje de vector (7) del rej6n (1), definido porlalinea que parte desde el vertice del diente del rej6n (1) y que pasa por los puntos de giro de dicho rej6n (1). Esta simetria viene dada porque el eje de cada leva (2,3) esta engranado con el ejede la otra leva. Esteengranajesignifica quela primera leva (2) y la segunda leva (3) giran en sentidos opuestos y no pierdan sus respectivas posiciones angulares. En otras palabras, el ejedevector (7) es perpendicular al plano ocupado porlos ejes de giro en los medios de accionamiento (2,3). Porconsiguiente, el extremo del rej6n (1) describeuna linea deataquedeacuerdo al ejereal, como se observa en lasfiguras 2 y 3.

Asi pues, y refiriendonos a las posiciones angulares de las levas (2,3), cuando estas levas (2,3) estan en una posici6nangular de 0°(definida dentro del sistema dereferencia formadoporel eje (7)del rej6n (1) como eje de ordenadas y el definido por las levas (2,3) como eje de abcisas, segun se observa en la FIG.3), la fuerza centrifuga generada porla primera leva (2) anulala fuerzacentrifuga de la segunda leva, dado que ambas levas (2,3) son de la misma masa e igual centro de gravedad (situado en el eje (7) del rej6n (1)). Estemismo efecto se consigue cuando el angulo entre levas (2,3) es de 180°.

No obstante, con una posici6n angular de-90°, las fuerzas centrifugas sesuman en sentido descendente(A), y dada la uni6n con el rej6n (1), arrastran a este, generandose el mayor vector de fuerza descendente sobre el eje (7) del rej6n (1), impactando sobreel terreno. El efecto contrario ocurre con una posici6nangular de90° entre levas (2,3) dadoquelas fuerzas se combinan en sentido ascendente (8), arrastrando al rej6n (1), el cual esta solidariamente unidoconel acumulador deenergia(4), comprimiendoloyaumentando su presi6ninterna. Es entonces cuando el rej6n (1) sesepara del terreno.

La energia acumulada en el acumulador (4) seliberara en el paso de las levas (2,3) de la posici6n angular +90° a la posici6nangular de-90°, es decir, durante el descenso del rej6n (1) al terreno, ayudando amejorar el impacto del rej6n (1).

Ejemplopracticodelusodelainvencion

La figura 7 es una vista en perspectiva del ripper montado con un percutor hidraulico y listo para ser unido a la maquina excavadora.La figura muestra tanto el rej6n (1) como las bielas de anclaje(6) y la conexi6n al cabezal (5) en la maquina excavadora.

La figura 8 en una vista en despiece de la figura 7, muestra c6mo se realiza la conexi6n con el cabezal (5) en la excavadora con las bielasde anclaje (6), una delantera y unatrasera, mientrasqueen el propio cabezal, el cabezal

(5) se distingue de la cubierta (51) que proporciona soporte para la conexi6n con el cabezal. Sobre este, e integrados con el rej6n (1),se pueden observarlos mediosde accionamiento (2,3) que comprenden esencialmente dos levas engranadas entre si, loque se puede ver mas claramente en lafigura 9,yaccionadas por un motor(21) que esta montado asimismo en el eje del rej6n (1). El acumulador de energia (4) esta conectado al cabezal (5), y en este ejemplo practico existe un amortiguador de aire que esta unido solidariamente tanto al cabezal (5) como a la montura (41) del rej6n (1).

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES

   1. Ripper percutor hidraulico para maquinas excavadoras del tipo utilizado para romper y arrancar elementos duros del terreno, tales como piedra, hormig6n, asfalto o similar que comprende un rej6n (1) unido por medio de un conjunto de elementos de uni6n (6) al cabezal (5) conectable con una maquina excavadora, comprendiendo la el ripper un rej6n(1) conmedios de accionamiento (2,3);

   caracterizada porque

   los medios de accionamiento (2,3) estan solidariamente unidos a un acumulador de energia (4); y en donde el conjunto formado por el rej6n (1), los medios de accionamiento (2,3) y el acumulador de energia (4) esta montado en el eje longitudinal del rej6n (1) que efectua el ataque al terreno por medio de que el rej6n (1) asuma posiciones replegada (A) y desplegada (8);

   y en donde cuando el rej6n es elevado dicho acumulador de energia (4) se carga, mientras que cuando es descendido, dicho acumulador (4) se descarga;

   en donde los medios de accionamiento (2,3) estan conectados a un motor hidraulico que recibe presi6n y caudal de aceite desde la maquina excavadora, que asegura que los medios de accionamiento (2,3) giran en direcciones opuestas entre si, generando un eje de vector de fuerza (7) cuando giran;

   y en donde los medios de accionamiento consisten en una primera leva (2) y una segunda leva (3) que estan dispuestas simetricamente con respecto al eje de vector de fuerza (7) del rej6n (1) definido por la linea que parte desde el vertice de la punta del rej6n (1) y pasa a traves de puntos de giro en dicho rej6n (1); y en donde un eje de la primera leva (2) esta engranado con un eje de la segunda leva (3) tal que el rej6n (1) puede asumir posiciones replegada (A) y desplegada (8) a lolargo de dicho eje de vector de fuerza (7).

2. 2.

   Ripper percutor hidraulico segun las reivindicaciones anteriores, en donde en la posici6n desplegada (8) del rej6n (1) las levas (2,3) estan situadas en una posici6n angular de-90°, arrastrando al rej6n (1) descendentemente.

3. 3.

   Ripper percutor hidraulico segun las reivindicaciones anteriores, en donde en la posici6n replegada (A) del rej6n (1) las levas (2,3) estan situadas en una posici6n angular de 90°, arrastrando al rej6n (1) ascendentemente y comprimiendo al acumulador de energia (4).

4. 4.

   Ripper percutor hidraulico segun las reivindicaciones 1 a 3, en donde la energia acumulada en el acumulador de energia (4) se libera durante el descenso del rej6n (1) al terreno.

5. 5.

   Ripper percutor hidraulico segun las reivindicaciones anteriores, en donde el acumulador de energia (4) es un cilindro de amortiguaci6n de aire o neumatico.