ES2807179T3 - Sistema y método de apertura y cierre de compuertas de contenedores - Google Patents

Sistema y método de apertura y cierre de compuertas de contenedores Download PDF

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Abstract

Sistema que incluye un brazo elevador con un cabezal de asido, dotado de un accionador de apertura/cierre que tiene un miembro de interferencia, el cual se desplaza en un plano vertical en una trayectoria circular, siendo el cabezal de asido acoplable a un asidero fijado a un contenedor para permitir su elevación. Un cabezal de apertura/cierre integrado en el asidero del contenedor y mecánicamente conectado con un mecanismo que controla la apertura y el cierre de unas compuertas inferiores del contenedor dispone de un resalte, de modo que estando el asidero unido al cabezal de asido, el miembro de interferencia colisiona, en su trayectoria circular, con el resalte del cabezal de apertura/cierre, produciendo su arrastre y el accionamiento del mecanismo de apertura/cierre.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método de apertura y cierre de compuertas de contenedores
Campo de la técnica
La presente invención se refiere a un sistema de apertura y cierre de compuertas de contenedores según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un método de apertura y cierre de compuertas de contenedores según la reivindicación 6.
Estado de la técnica
Son conocidos sistemas de apertura y cierre de compuertas de contenedores para la descarga de su contenido en un vehículo de recogida.
Por ejemplo el documento DE 29905551 U1 describe un sistema de recogida de contenedores y su vaciado dentro de un vehículo, que incluye un brazo elevador con un cabezal de asido apto para acoplarse a un asidero previsto en un contenedor, y un accionador de apertura/cierre de las compuertas del contenedor apto para acoplarse y desplazar un cabezal de apertura/cierre integrado en el asidero, accionando así la apertura o cierre de las compuertas del contenedor. En este documento el desplazamiento del accionador de apertura/cierre es axial en vertical, necesitando un largo recorrido para el correcto accionamiento de las compuertas, esto implica un cabezal de asido muy alto y poco compacto.
Otro inconveniente adicional de este documento es que el asido del asidero no se efectúa mediante unos medios de asido activos, sino mediante una configuración de horquilla fija situada en el cabezal de asido que debe ser encajada lateralmente al asidero, lo que complica las operaciones de asido y desasido.
También se conocen documentos que anticipan el enrollado parcial de unos cables, que forman parte del mecanismo de apertura/cierre de las compuertas del contenedor, alrededor de una canal situada en la periferia de un disco giratorio, como es el caso del documento ES2397999, pero en este caso, el disco giratorio está integrado en el interior de cada contenedor, incrementando su coste, y además el mencionado disco está en posición horizontal, girando alrededor de un eje vertical, de modo que el mecanismo accionador integrado en el cabezal de asido del brazo elevador requiere un accionamiento rotatorio del mencionado eje vertical del disco giratorio.
El documento FR2970470A1 también integra en el interior del contenedor un mecanismo de canales situados alrededor de unos segmentos de disco situados verticales, alrededor de ejes horizontales. Dichos segmentos de discos se accionan mediante un mecanismo de palancas que convierten un movimiento axial vertical en un accionamiento rotatorio de los segmentos de disco. Esta solución debe repetirse en cada contenedor del sistema, lo que incrementa el coste y la complejidad total, y requiere de un accionador integrado en el cabezal de asido que realice una desplazamiento axial vertical.
El documento de patente DE4441551C1 describe un cabezal de asido adecuado para ser acoplado a un mango proporcionado en un contenedor, incluyendo dicho cabezal de asido mordazas montadas en un carro desplazable verticalmente para el accionamiento vertical del cabezal de apertura y cierre del contenedor. Este documento describe un sistema que comprende todas las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Breve descripción de la invención
Según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un sistema de apertura y cierre de contenedores como se define en la reivindicación 1.
El sistema propuesto es para abrir y cerrar las compuertas de los contenedores, cada uno provisto con al menos un asidero firmemente unido al contenedor en su mitad superior y configurado para soportar el peso del contenedor completamente cargado y con compuertas en su mitad inferior accionables por u mecanismo de abertura y de cierre unido mecánicamente a las compuertas y a un cabezal de apertura y cierre que tiene al menos un resalte y está integrado en el asidero.
Se prevé que el o los asideros puedan ser acoplables al cabezal de asido, de modo que el brazo elevador pueda elevar el contenedor quedando el peso de dicho contenedor y de su carga soportado por el asidero y por su unión con el cabezal de asido.
Dicho asidero integra un cabezal de apertura/cierre que está mecánicamente unido a las compuertas del contenedor mediante un mecanismo de apertura/cierre que conforma una cadena cinemática flexible que permite transmitir un desplazamiento axial de dicho cabezal de apertura/cierre a las compuertas. A modo de ejemplo no limitativo dicho mecanismo de apertura/cierre lo conformará un sistema de cables o cadenas unidas por su extremo superior al cabezal de apertura/cierre, y por su extremo inferior a las compuertas, de modo que si el cabezal de apertura/cierre es estirado verticalmente el citado sistema de cables o cadenas quedará en tensión y se mantendrán las compuertas cerradas, y de modo inverso se producirá su apertura. Un mecanismo de apertura/cierre alternativo que mantuviera las compuertas abiertas siendo el cabezal de apertura/cierre estirado, y cerradas al liberar dicha tensión también se contempla.
Según la invención, el actuador de apertura y cierre tiene un miembro de interferencia complementario al resalte y giratorio alrededor de un eje horizontal en una trayectoria circular en un plano vertical, dicho miembro de interferencia, movible por los medios de actuación en la trayectoria circular, interfiere con dicho resalte cuando el cabezal de asido está en la posición de asido y acciona y mueve el cabezal de apertura y cierre y con él, controlando así el mecanismo de apertura y cierre en dicha trayectoria circular la apertura y cierre de las puertas.
En una realización, el accionador de apertura y cierre es una placa circular que incluye un canal dispuesto en una periferia de dicha placa circular, siendo el canal paralelo a la trayectoria circular alrededor del eje horizontal, estando dicho canal proporcionado para alojar una fracción de un sistema de cadenas o cables del mecanismo de apertura y cierre, dicho sistema de cadenas o cables se acciona junto con el cabezal de apertura y cierre debido al movimiento del miembro de interferencia, el tamaño y la posición del canal se proporcionan de modo que el punto de tangencia entre la vertical y dicho canal coinciden con la vertical del mango cuando el cabezal de asido está en la posición de asido. De este modo, se garantiza que la tracción del sistema de cadenas y cables que forman el mecanismo de apertura o cierre siempre se aplique verticalmente, aunque la trayectoria del movimiento sea circular.
Esta configuración permite reducir considerablemente la altura del accionador de apertura/cierre, y por lo tanto la altura del cabezal de asido, lo que significa que el brazo elevador necesitará menor altura de elevación para situar un contenedor asido encima del vehículo de recogida.
El citado cabezal de asido puede disponer de un mecanismo de giro que le permita rotar respecto a un eje vertical, pudiendo así alterar la posición angular del contenedor elevado para facilitar la descarga.
Se puede incluir una cédula de carga en dicho cabezal de asido. Dicha cédula de carga permite detectar alteraciones en la carga sostenida por dicho cabezal de asido, pudiendo así inferirse problemas, como el contacto entre el contenedor elevado y un obstáculo durante el traslado del contenedor, y para comprobar el correcto y total vaciado del contenedor, o comprobar si la carga del contenedor es excesiva para ser elevada por el brazo elevador, a la distancia del vehículo a la que se encuentra. También permite conocer la cantidad de residuos contenidos en cada contenedor, y el total recogido por un vehículo de recogida.
Dicha célula de carga puede ser una, o pueden ser varias, para permitir un registro más preciso, y evitar desviaciones debidas al movimiento o balanceo del contenedor durante su manipulación. Este sistema también permite incluir mecanismos automáticos de seguridad para detener el movimiento automatizado del sistema, en caso de detectar mediante dichas células de carga, que una persona u objeto interfiere en la trayectoria del contenedor con riesgo de resultar aplastada por el contenedor.
El mencionado accionador de apertura/cierre es activado por unos medios de accionamiento, y el brazo elevador es activado también por unos medios de accionamiento. Dichos medios de accionamiento pueden ser uno cualquiera de los siguientes, u otro equivalente, como resultará obvio para un experto en la materia: motor, servomotor, solenoide, electroimán, motor lineal, pistón, etc.
Algunos de los mismos admiten igualmente un accionamiento eléctrico, neumático o hidráulico. Se entiende que dichos medios de accionamiento requieren de una fuente externa de energía, y pueden ser controlados eléctrica o electrónicamente, por ejemplo mediante un sistema de interruptores o controles remotos, o mediante un circuito impreso, un ordenador, u otro dispositivo electrónico. Los medios de accionamiento pueden incluir sensores que aportan información para el correcto control eléctrico o electrónico y seguridad de la operativa.
El acoplamiento entre el cabezal de asido y el asidero puede lograrse mediante unos medios de asido, que pueden ser uno cualquiera de los siguientes, u otro equivalente, como resultará obvio para un experto en la materia: una configuración de pinza o de abrazadora, un tetón con aletas retráctiles, una rosca, un pasador retráctil, una horquilla, etc.
Según un segundo aspecto, la presente invención trata sobre un método según la reivindicación 6 para abrir y cerrar las puertas de contenedores con el sistema descrito anteriormente, incluyendo el método:
asir dicha al menos un asidero dispuesta en la mitad superior de un contenedor con el cabezal de asido; activar el accionador de apertura y cierre integrado en el cabezal de asido para mover el miembro de interferencia por los medios de accionamiento; y
interferir el resalte del cabezal de apertura y cierre con el miembro de interferencia y accionar el cabezal de apertura y cierre con el miembro de interferencia causando la apertura o cierre de dichas compuertas.
Se entenderá que las referencias a posiciones geométricas, como por ejemplo paralelo, perpendicular, tangente, vertical, horizontal, etc. admiten desviaciones de hasta ±5° respecto a la posición teórica definida por dicha nomenclatura.
Otras características de la invención aparecerán en la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización. Breve descripción de las figuras
Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que:
la Fig. 1 muestra una vista axonométrica de una porción de un brazo elevador dotado de un cabezal de asido en su extremo distal, y de un contenedor en donde se muestra en trazo discontinuo el mecanismo de apertura/cierre alojado en su interior;
la Fig. 2 muestra una sección de dicho cabezal de asido por un plano vertical perpendicular a la trayectoria circular del miembro de interferencia;
la Fig. 3 muestra una sección de dicho cabezal de asido por un plano vertical coplanar con la canal que sigue la trayectoria circular del miembro de interferencia;
la Fig. 4 muestra una sección vertical del asidero, del cabezal de apertura/cierre y del resalte, unidos a una porción superior de un contenedor;
la Fig. 5 muestra la misma vista que las Figs. 3 y 4, estando ambas acopladas, habiéndose introducido dicho cabezal de apertura/cierre a través de una abertura de acceso existente en la cara inferior del cabezal de asido; la Fig. 6 muestra la misma vista que la Fig. 5, habiéndose completado la posición de asido en la que los medios de asido han sido accionados para fijar el asidero al cabezal de asido y permitir así la elevación del contenedor, también se muestra una primera etapa del movimiento circular del miembro de interferencia, en el que entra en contacto con el resalte;
la Fig. 7 muestra la misma vista que la Fig. 6, habiéndose iniciado el arrastre del cabezal de apertura/cierre por la interferencia geométrica entre el miembro de interferencia y el resalte que se han desplazado en giro, produciendo el accionamiento del mecanismo de apertura/cierre;
la Fig. 8 muestra la misma vista que la Fig. 7, habiéndose completado el movimiento circular del miembro de interferencia, y encontrándose el miembro de interferencia en la posición de arrastre máximo.
Descripción detallada de un ejemplo de realización
La figura 1 muestra un contenedor 30 dotado de dos puertas 34 articuladas en la mitad inferior o cara inferior del mismo, y con un asidero 35 firmemente unida y dispuesta en la mitad superior de dicho contenedor 30, preferiblemente en el centro de la cara superior de dicho contenedor 30. De acuerdo con una realización preferida, no limitativa, dicho asidero 35 está formado por un segmento que tiene un cuello tubular hueco que atraviesa dicha cara superior verticalmente y termina con una pestaña en su extremo superior.
Un mecanismo de apertura o cierre 33 formado, por ejemplo, por un sistema de cadenas y cables, une las puertas 34 y una cabeza de apertura o cierre 32 insertada en dicho cuello hueco del mango 35 entre sí y transmite fuerzas entre ellas.
Según una realización preferida, el mecanismo de apertura/cierre 33 se compone de unas barras verticales, adyacentes a las caras laterales del contenedor 30 por su cara interior, articuladas con las compuertas 34 por su extremo inferior y a un travesaño por su extremo superior, y de un cable que atraviesa dicho travesaño y dispone de un contrapeso 33a que hace también la función de tope.
El cable está unido al cabezal de apertura/cierre 32, de manera que al ser dicho cabezal accionado el cable se tensa hasta que el contrapeso 33a hace tope con el travesaño, y produce el arrastre de las barras que accionan las compuertas, manteniéndolas cerradas al levantar el contenedor.
De un modo inverso, al decaer el accionamiento del cabezal de apertura/cierre 32 el cable se destensa, y las compuertas 34 se abren por gravedad, arrastrando las barras.
Si el contenedor se encuentra sobre el suelo, impidiendo la apertura de las compuertas 34, las barras y el travesaño no varían su posición al decaer el accionamiento del cabezal de apertura/cierre 32, pero el contrapeso 33a desciende por gravedad, separándose del travesaño, permitiendo mantener cierta tensión en el cable, lo que asegura su correcta recogida.
En esa misma Fig. 1 se muestra un brazo elevador 20 activado mediante unos medios de accionamiento 24, que pueden ser controlados manual o automáticamente para conseguir un posicionado preciso del cabezal de asido 25 dispuesto en el extremo distal de dicho brazo elevador 20, para su acoplamiento con el asidero 35 del contenedor. De modo preferido, dichos medios de accionamiento son hidráulicos.
Dicho cabezal de asido 25 dispone, a modo de ejemplo, de una cavidad con una abertura de acceso 27 en su cara inferior, suficiente para introducir el asidero 35 a su través, mostrado en las Fig. 2 y 3. Una vez introducido del modo mostrado en la Fig. 5 unos medios de asido 28, por ejemplo unas pinzas accionadas por un accionador 40 hidráulico, sujetan el asidero 35 por su cuello, de forma en sí conocida, y permiten una firme unión entre ambos para permitir una elevación segura del contenedor 30 (Fig. 6). En esta posición de asido, el cabezal de asido 25 arriba descrito recibiría en su interior al cabezal de apertura/cierre 32.
El citado cabezal de asido 25 dispone asimismo de un accionador de apertura/cierre 22, el cual integra un miembro de interferencia 21 previsto para ser desplazado, mediante unos medios de accionamiento 23, siguiendo una trayectoria circular en un plano vertical alrededor de un eje horizontal. Dicha trayectoria circular está prevista de modo tal que en su desplazamiento el miembro de interferencia 21 interfiera y entre en contacto con el cabezal de apertura/cierre 32, estando en cabezal de asido 25 unido al asidero 35, del modo mostrado en la Fig. 6. Esta interferencia provoca que el miembro de interferencia 21 arrastre el cabezal de apertura/cierre 32, y con él el mecanismo de apertura/cierre 33, como se aprecia en las Figs. 7 y 8, controlando así la apertura y el cierre de las compuertas 34.
Dicho cabezal de apertura/cierre 32 dispone, en su extremo superior, de al menos un resalte 31. El mencionado resalte 31 es preferiblemente al menos parcialmente una esfera o una fracción esférica, de modo que tenga simetría radial para facilitar que pueda ser acoplado con dicho miembro de interferencia 21 indistintamente desde cualquier dirección.
El miembro de interferencia 21 tendrá una configuración complementaria al resalte 31, de modo que dispondrá de al menos una superficie cóncava. La interacción entre la mencionada superficie cóncava y la esfera o casquete esférico del resalte 31 permite que el acoplamiento sea óptimo sea cual sea el ángulo de ataque en el momento de la interferencia, y permite también una rotación mutua manteniendo en todo momento un óptimo contacto, al ir cambiando el ángulo de ataque a medida que el miembro de interferencia 21 gira alrededor del eje de giro.
Opcionalmente dicho miembro de interferencia tiene configuración de cuchara, y puede estar formada por dos segmentos separados por una entalladura, permitiendo los segmentos interferir con el resalte, y evitando la entalladura la interferencia con el cuerpo del cabezal de apertura/cierre 32.
Al producir el arrastre del cabezal de apertura/cierre 32 por medio de su resalte 31, este se desacoplará del asidero 35, y arrastrará a su vez una fracción del mecanismo de apertura/cierre 33, preferiblemente formado por un cable o cadena, fuera del contenedor, a través del cuello hueco del asidero 35. Es preferible mantener al menos la fracción del mecanismo de apertura/cierre 33 que atraviesa el asidero 35 vertical, por ello se dispone de una canal 26 dispuesta en la periferia de un plato, que sigue la trayectoria circular del miembro de interferencia 21, prevista para alojar la fracción del mecanismo de apertura/cierre 33 que ha sido extraída del contenedor, siguiendo la trayectoria circular. Esta canal 26 se encuentra posicionada de manera que uno de sus puntos de tangencia 29 con la vertical se encuentra situado encima del cuello del asidero 35. Como puede verse en la Fig. 8, cuando el cabezal de apertura/cierre 32 se encuentra en la posición de arrastre máximo, el segmento del mecanismo de apertura/cierre 33 que es extraído del contenedor a través del citado cuello del asidero 35, entrar en contacto con la canal 26 en dicho punto de tangencia 29, quedando así en posición de carga, soportando el peso de las compuertas 34 y de todo el contenido del contenedor 30, sin producir rozaduras entre dicho segmento extraído del mecanismo de apertura/cierre 33 con el mencionado cuello del asidero 35.
En la Fig. 7 puede verse como en una etapa intermedia del arrastre sí que puede producirse un contacto entre el segmento del mecanismo de apertura/cierre 33 extraído y dicho cuello del asidero 35, pero en dicha etapa intermedia el mecanismo de apertura/cierre 33 no soporta más peso que el del contrapeso 33a y/o el de las compuertas 34, pero en ningún caso el peso del contenido del contenedor, con lo que ese rozamiento no produciría desgaste sobre el citado mecanismo de apertura/cierre 33.
Según una realización preferida, mostrada en las Fig. 2 a 8, todo el cabezal de asido 25 puede girar respecto a un eje vertical, gracias a un mecanismo de giro 40 accionado por un motor, lo que permite alterar la posición angular del contenedor.
Dicho cabezal de asido 25 puede incluir de forma preferida, al menos una cédula de carga 41, permitiendo conocer el peso y las variaciones de carga del contenedor. Mediante este sensor se puede detectar la correcta elevación del contenedor, el peso de su contenido, si se ha efectuado correctamente su vaciado, y durante las operaciones de descenso del contenedor, detectar si algún obstáculo interfiere con el contenedor antes de que este alcance el suelo, pudiendo así detener su desplazamiento impidiendo accidentes por aplastamiento de personas, vehículos, u otros elementos.
De forma preferida se colocarán tres células de carga con una disposición triangular, permitiendo así obtener una lectura conjunta mucho más fiable y constante.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. - Sistema de apertura y cierre de compuertas de contenedores para la apertura y cierre de contenedores (30) dotados cada uno de al menos un asidero (35) en su mitad superior firmemente unido al contenedor (30) y configurado para soportar el peso del contenedor lleno de carga (30) y con unas compuertas (34) en su mitad inferior accionables mediante un mecanismo de apertura/cierre (33) mecánicamente unido a las compuertas (34) y a un cabezal de apertura/cierre (32) que dispone de al menos un resalte (31) y se encuentra integrado en el asidero (35), incluyendo dicho sistema:
un brazo elevador (20), accionable con precisión mediante unos medios de accionamiento (24) controlados manual o automáticamente;
un cabezal de asido (25) dispuesto en el extremo distal del brazo elevador (20), configurado para ser acoplable a dicho asidero (35) y para quedar firmemente unido al mismo en posición de asido, para producir la elevación del contenedor (30); y
un accionador de apertura y cierre (22) activado por medios de actuación (23) e integrado en dicho cabezal de asido (25) , dicho actuador de apertura y cierre (22) puede acoplarse mecánicamente al cabezal de apertura y cierre (32) para mover el cabezal de apertura y cierre (32) y para accionar la apertura o cierre de las compuertas (34) cuando el cabezal de asido (25) está en la posición de asido,
caracterizado porque:
el actuador de apertura y cierre (22) tiene un miembro de interferencia (21) complementario al resalte (31) y giratorio alrededor de un eje horizontal en una trayectoria circular en un plano vertical, dicho miembro de interferencia (21), movible por los medios de actuación (23) en la trayectoria circular, interfiere con dicha proyección (31) cuando el cabezal de sujeción (25) está en la posición de sujeción y acciona y mueve el cabezal de apertura y cierre (32) y con él, el mecanismo de apertura y cierre (33) en dicha trayectoria circular, controlando así la apertura y cierre de las compuertas.
2. - Sistema según la reivindicación 1 caracterizado porque el miembro de interferencia (21) dispone de al menos una superficie cóncava.
3. - Sistema según la reivindicación 2 caracterizado porque la superficie cóncava tiene forma de cuchara.
4. - Sistema según la reivindicación 2 o 3 caracterizado porque el miembro de interferencia (21) consta de dos porciones separadas por una entalladura.
5. - Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el accionador de apertura y cierre (22) es una placa circular que incluye un canal (26) dispuesto en una periferia de dicha placa circular, siendo el canal (26) paralelo a la trayectoria circular alrededor del eje horizontal, estando dicho canal (26) proporcionado para alojar una fracción de un sistema de cadenas o cables del mecanismo de apertura y cierre (33), dicho sistema de cadenas o cables se acciona junto con el cabezal de apertura y cierre (32) debido al movimiento del miembro de interferencia (21), se proporciona el tamaño y la posición del canal (26) de modo que el punto de tangencia entre la vertical y dicho canal (26) coincida con la vertical del mango (35) cuando el cabezal de sujeción (25) está en la posición de sujeción.
6. - Método de apertura y cierre de la compuerta de un contenedor para abrir y cerrar las compuertas de los contenedores (30) con el sistema descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, incluyendo el método: asir dicha al menos un asidero (35) dispuesta en la mitad superior de un contenedor (30) con el cabezal de asido (25);
activar el accionador de apertura y cierre (22) integrado en el cabezal de asido (25) para mover el miembro de interferencia (21) por los medios de accionamiento (23); y
interferir el resalte (31) del cabezal de apertura y cierre (32) con el miembro de interferencia (21) y accionar el cabezal de apertura y cierre (32) con el miembro de interferencia (21) causando la apertura o cierre de dichas compuertas.
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