ES2867032T3 - Portaherramientas de corte para una tuneladora y conjunto de corte asociado - Google Patents

Abstract

Conjunto de embridado (3) de un conjunto de corte (5) para una tuneladora configurado para ser montado sobre una moleta (10) de manera desmontable en una caja (2) y que comprende: - una base (32), adaptada para ser fijada sobre la moleta (10) en la caja (2), permaneciendo dicha moleta (10) libre en rotación alrededor de su eje de rotación (X), y - una cuña central (34) y dos cuñas laterales (36), estando el conjunto de embridado (3) caracterizado por que la cuña central (34) está montada móvil en la base (32), y por que las dos cuñas laterales (36) están montadas sobre la base (32) y la cuña central (34), estando articuladas con respecto a estas entre una posición escamoteada, en la que las cuñas laterales (36) se escamotean y permiten la retirada del conjunto de embridado (3) con respecto a la caja (2), y una posición de embridado, en la que las cuñas laterales (36) basculan y se acoplan en una cavidad (26) frente a la caja (2) con el fin de impedir la extracción del conjunto de embridado (3) de la caja (2).

Description

DESCRIPCIÓN

Portaherramientas de corte para una tuneladora y conjunto de corte asociado

Campo de la invención

La invención se refiere a un conjunto de corte para una tuneladora que comprende una moleta de tuneladora, a un procedimiento de sustitución de una moleta de tuneladora en el cabezal de corte de una tuneladora adaptado para dicho portaherramientas, así como a un dispositivo de manipulación de la moleta.

Antecedentes tecnológicos

Se conocen unas máquinas de excavación de túneles, o tuneladoras, que comprenden una estructura móvil de grandes dimensiones denominada escudo, que tiene una sección sustancialmente circular cuyo diámetro corresponde al diámetro del túnel del cual se realiza la excavación.

Una moleta, o disco de corte, es una herramienta de corte que gira libremente sobre un árbol solidario con el cabezal de corte de una tuneladora. Durante la rotación del cabezal y bajo la acción del empuje, la moleta rueda sobre el frente de corte y punzona la roca en forma de placas descascarilladas.

El cabezal de corte comprende así una pluralidad de moletas distribuidas regularmente sobre su superficie.

Las moletas están fijadas habitualmente en un portaherramientas de corte en el cabezal de corte por medio de calces bulonados. Para ello, el portaherramientas de corte comprende una caja, adaptada para ser fijada sobre el escudo de la tuneladora y que define una cámara dispuesta para alojar la moleta. Unos soportes de apriete están fijados o formados con unas caras externas de la moleta y comprenden dos superficies de bloqueo adaptadas para acoplarse con un sistema de enclavamiento manual. Este sistema de enclavamiento comprende en particular unas cuñas, adaptadas para acoplarse entre unas cavidades de la caja y unas superficies de bloqueo de los soportes de apriete. Estas cuñas están fijadas en posición en las cavidades con la ayuda de varios tornillos, bulones, etc. con el fin de impedir que las moletas se retiren de la caja, a pesar del entorno severo de utilización de la moleta.

El problema del cambio de las moletas se plantea particularmente en el caso de tuneladoras de frente cerrado, ya que el acceso al cabezal de corte y a las fijaciones de las moletas (cuñas, tornillos, etc.) es difícil y el entorno de trabajo es en condiciones hiperbáricas. En dichas tuneladoras, el cambio de moleta se efectúa por lo tanto, por razones de seguridad, por detrás del cabezal de corte, es decir por el lado del cabezal de corte opuesto al frente de corte.

El procedimiento de cambio de moleta exige con frecuencia ejercer unas fuerzas importantes para desprender la moleta usada de su caja, debido a los pinzamientos y a la ausencia de guiado de la moleta, lo cual es difícilmente compatible con un trabajo en condiciones hiperbáricas.

En la actualidad, el procedimiento de cambio de una moleta consiste en equipar la moleta con anillos de elevación, para levantarla con la ayuda de un aparejo deslizante a lo largo de un rail, para cargarla en un carro que atraviesa la esclusa de aire material y para devolverla hacia atrás al abrigo del escudo, a presión atmosférica. Durante el desmontaje, es necesario recoger asimismo poco a poco todos los elementos (cuñas, tornillos, bulones, etc.) necesarios para la fijación de la moleta y que serán reutilizados para el montaje de la nueva moleta.

Antes de introducir la nueva moleta en su caja, es preciso posicionarla adecuadamente, lo cual necesita una intervención manual delicada. Una vez empujada la moleta hacia su posición de utilización, entonces se colocan de nuevo las cuñas de bloqueo. Se podrá hacer referencia en particular a los documentos JP H10 140980, JP 2007/070825, JP H07 180488 y FR 2 758 853, que describen unas herramientas de corte que comprenden unas moletas fijadas en una caja sobre el cabezal de corte con la ayuda de unas cuñas mantenidas fijas en posición con respecto a la caja gracias a unos bulones, unos tornillos y/o unos muñones.

Se comprende por lo tanto que este procedimiento es largo y penoso para los operarios.

Se ha propuesto por lo tanto, en el documento WO 2011/076616 a nombre de la solicitante, una nueva moleta que comprende un órgano de enclavamiento adaptado para ser inmovilizado en la caja, de manera que la moleta constituya un bloque rígido con vistas a su manipulación, y unos medios de pretensado de la moleta que pueden comprender unos tornillos llevados de manera solidaria con la moleta. En un modo de realización particular, el órgano de enclavamiento comprende una bayoneta adaptada para cooperar con una cavidad de la caja y móvil en rotación entre una posición de inserción de la moleta en la caja y una posición de enclavamiento de la moleta en la caja.

Sin embargo, en utilización, la moleta sufre unas tensiones de presión y de vibración muy significativas que corren el riesgo de retirar la bayoneta. En efecto, es difícil aplicar una fuerza de pretensado suficiente para resistir a las vibraciones de la moleta en terreno duro.

Resumen de la invención

Un objetivo de la presente invención por lo tanto es proponer un portaherramientas de corte y un conjunto de corte para una tuneladora que comprende una moleta de tuneladora y un portaherramientas de corte asociado, capaces de soportar el entorno tan severo de las moletas, en particular la presión elevada y las vibraciones generadas por la rodadura de la moleta sobre el frente de corte, y que permita además reducir, incluso suprimir, cualquier intervención humana cuando tiene lugar la sustitución de una moleta.

Otro objetivo de la invención es proponer un procedimiento de sustitución de una moleta de dicho conjunto de corte, así como un dispositivo de manipulación de la moleta adaptado para la realización de este procedimiento, permitiendo en particular evitar cualquier pérdida de piezas.

Asimismo, el dispositivo de manipulación del conjunto de corte debe a su vez poder ser limpiado fácilmente y no comprender ninguna zona de retención de agua o de lodo.

Por último, este dispositivo debe poder ser utilizado en los cabezales de corte existentes, preferentemente sin necesitar modificaciones importantes de estos.

Para ello, la invención propone un portaherramientas de corte para una tuneladora, estando dicho portaherramientas de corte adaptado para alojar una moleta montada libre en rotación alrededor de un eje de rotación en dicho portaherramientas y que comprende:

- una caja, que define una cámara dispuesta para alojar la moleta, comprendiendo dicha caja dos cavidades formadas en las paredes opuestas de la cámara, y

- dos conjuntos de embridado, configurados para ser montados a uno y otro lado de la moleta de manera desmontable en la caja, y que comprenden cada uno una base, adaptada para ser fijada a la moleta en la caja, permaneciendo dicha moleta libre en rotación alrededor de su eje de rotación, y

- una cuña central y dos cuñas laterales,

estando el portaherramientas de corte caracterizado por que, para cada conjunto de embridado, la cuña central está montada móvil en la base y por que las dos cuñas laterales están montadas en la base y en la cuña central, estando articuladas con respecto a estas entre una posición escamoteada, en la que las cuñas laterales se escamotean y permiten la retirada del conjunto de embridado con respecto a la caja, y una posición de embridado, en la que las cuñas laterales basculan y se acoplan en la cavidad frente a la caja con el fin de impedir la extracción del conjunto de embridado de la caja.

Algunas características preferidas pero no limitativas del portaherramientas de corte descrito anteriormente son las siguientes:

- cada conjunto de embridado comprende además una espiga fileteada, montada en la base, y una tuerca de accionamiento, montada por un lado en la cuña central y por otro lado en la espiga fileteada, de manera que el enroscado o el desenroscado de dicha tuerca de accionamiento provoque la traslación de la cuña central con respecto a la base y el desplazamiento de las cuñas laterales entre su posición escamoteada y su posición de embridado,

- las cuñas laterales están montadas en rotación alrededor de un eje en la base o en la cuña central, y comprenden cada una un pasador de accionamiento, y dos gargantas de guiado están formadas en la cuña central o en la base respectivamente, definiendo dichas gargantas de guiado unas superficies de leva para los pasadores de accionamiento, estando cada pasador de accionamiento alojado en una garganta de guiado de manera que el desplazamiento de la cuña central con respecto a la base provoque el desplazamiento del pasador de accionamiento a lo largo de la garganta de guiado y por lo tanto la rotación de la cuña lateral con respecto a la base entre su posición escamoteada y su posición de embridado,

- las cuñas laterales están montadas en rotación en la base y las gargantas de guiado están formadas en la cuña central,

- el eje de rotación de las cuñas laterales es sustancialmente paralelo al eje de rotación de la moleta,

- las cuñas laterales y la cuña central comprenden unas caras de apoyo asociadas, configuradas para acoplarse cuando las cuñas laterales están en la posición de embridado con el fin de soportar las fuerzas que transitan por los conjuntos de embridado y conferir un estado estable a dichos conjuntos de embridado,

- las cuñas laterales se extienden de manera sustancialmente simétrica con respecto a la base, y - la caja comprende además cuatro cavidades suplementarias, cada una de ellas respectivamente en las paredes laterales opuestas entre las cavidades y la cara delantera de la caja, adaptadas para recibir cada una de ellas, una cuña lateral suplementaria separada de los conjuntos de embridado.

Según un segundo aspecto, la invención propone asimismo un conjunto de embridado de un portaherramientas de corte para una tuneladora como se ha descrito anteriormente, configurado para ser montado a uno y otro lado de una moleta de manera desmontable en una caja, y que comprende:

- una base, adaptada para ser fijada en la moleta (10) en la caja, permaneciendo dicha moleta libre en rotación alrededor de su eje de rotación, y

- una cuña central y dos cuñas laterales,

estando el conjunto de embridado caracterizado por que la cuña central está montada móvil en la base, y por que las dos cuñas laterales están montadas en la base y en la cuña central, estando articuladas con respecto a estas entre una posición escamoteada, en la que las cuñas laterales se escamotean y permiten la retirada del conjunto de embridado con respecto a la caja (2), y una posición de embridado, en la que las cuñas laterales (36) basculan y se acoplan en la cavidad frente a la caja con el fin de impedir la extracción del conjunto de embridado de la caja. Según un tercer aspecto, la invención propone asimismo un conjunto de corte para una tuneladora, que comprende una moleta, fijada en un portaherramientas de corte como se ha descrito anteriormente.

Según un cuarto aspecto, la invención propone asimismo un procedimiento de sustitución de una moleta de un conjunto de corte para una tuneladora como se ha descrito anteriormente, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

(i) extraer una moleta usada de la caja, que comprende las etapas siguientes:

- acercar y apoyar sobre la caja un dispositivo de manipulación adaptado para prender y guiar la moleta, - prender el conjunto de embridado y/o de la moleta mediante el dispositivo de manipulación,

- liberar el embridado aplicado a los conjuntos de embridado y a la caja,

- extraer la moleta de la caja,

- retirar el dispositivo de manipulación de la caja,

(ii) colocar en dicha caja una moleta de sustitución, que comprende las etapas siguientes:

- prender los conjuntos de embridado y/o la moleta mediante el dispositivo de manipulación,

- acercar y apoyar el dispositivo de manipulación sobre la caja,

- introducir la moleta en la caja, siendo dicha moleta guiada por el dispositivo de manipulación, - maniobrar los conjuntos de embridado de la moleta de manera que las cuñas laterales se alojen en las cavidades correspondientes de la caja.

Breve descripción de los dibujos

Otras características, objetivos y ventajas de la presente invención aparecerán mejor con la lectura de la descripción detallada siguiente, y con respecto a los dibujos adjuntos dados a título de ejemplos no limitativos y en los que:

las figuras 1 y 2 son unas vistas en perspectiva bajo diferentes ángulos de un ejemplo de realización de un conjunto de corte de tuneladora de acuerdo con la invención,

la figura 3 es una vista lateral parcialmente truncada del conjunto de corte de las figuras 1 y 2,

la figura 4a es una vista en sección de un primer ejemplo de realización de un portaherramientas de corte de tuneladora según la invención, en posición escamoteada, (listo para la extracción),

la figura 4b es una vista en sección del portaherramientas de corte de la figura 4a, en la posición de embridado, la figura 5 es una vista en sección según el eje A-A del conjunto de corte de las figuras 1 y 2,

la figura 6 es una vista en sección de un ejemplo de realización de una caja según la invención para un conjunto de corte de tuneladora, en el que la moleta está embridada por un ejemplo de sistema de enclavamiento convencional, y

la figura 7 es un organigrama que representa diferentes etapas de un ejemplo de realización del procedimiento de sustitución de una moleta de un conjunto de corte para una tuneladora de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de un modo de realización

Un conjunto de corte 5 comprende un portaherramientas 1 de corte para una tuneladora y una moleta 10, alojada en el portaherramientas 1.

Una moleta 10 presenta de manera conocida en sí la forma general de un disco que comprende dos caras laterales 12 unidas por un canto 14 sustancialmente circular. Durante la rotación del cabezal de la tuneladora y bajo la acción del empuje, el canto 14 de la moleta 10 rueda sobre el frente de corte, punzona la roca y forma unas placas descascarilladas.

La moleta 10 está montada en un portaherramientas 1 de manera que sea móvil libremente en rotación alrededor de su eje X de rotación.

Para ello, el portaherramientas 1 comprende una caja 2, adaptada para ser fijada sobre un escudo de la tuneladora y dos conjuntos de embridado 3 montados a uno y otro lado de la moleta 10 de manera desmontable en la caja 2 con el fin de embridar la moleta 10 en dicha caja 2.

La caja 2 comprende unas paredes laterales 20 unidas por una cara delantera 22 y una cara posterior 24 y que definen juntas una cámara 21 adaptada para recibir una moleta 10. La cara delantera 22 se define como la cara desde la cual desemboca la moleta 10, hacia el frente de corte, mientras que la cara posterior 24 de la caja 2 es la cara opuesta, mediante la cual se inserta la moleta 10.

La caja comprende dos cavidades 26 formadas en unas paredes laterales 20 opuestas, configuradas para enfrentarse a las caras laterales 12 de la moleta 10 cuando se introduce la moleta 10 en la cámara 21 de la caja. Estas dos paredes laterales 20 opuestas están atravesadas además por el árbol de accionamiento (no visible en las figuras) de dicha moleta 10 con el fin de permitir su rotación con respecto a la caja 2.

Cada conjunto de embridado 3 comprende una base 32, configurada para ser montada en la moleta 10 en la caja 2 dejándola al mismo tiempo libre en rotación alrededor de su eje de rotación X, una cuña central 34, montada móvil sobre la base 32, y dos cuñas laterales 36. Las cuñas laterales 36 están articuladas entre la base 32 y la cuña central 34 entre una posición escamoteada, en la que las cuñas laterales 36 se escamotean, y una posición de embridado, en la que las cuñas laterales 36 basculan transversalmente y se acoplan en la cavidad 26 frente a la caja 2 con el fin de impedir la extracción del conjunto de embridado 3 de la caja 2.

En el ejemplo de realización ilustrado en las figuras, las cuñas laterales 36 están montadas con pivotamiento sobre la base 3 alrededor de un eje Y sustancialmente paralelo al eje X de rotación de la moleta 10. Las cuñas laterales 36 son solidarias por lo tanto con la base 32 en cualquier momento. Por solidaria, se comprenderá en la presente memoria que los diferentes elementos están unidos mecánicamente, es decir que pueden tener unos movimientos relativos unos con respecto a los otros, pero que permanecen unidos mecánicamente unos a los otros sin posibilidad natural de separación. Generalmente, todas las piezas que forman el conjunto de embridado 3 son solidarias unas con las otras, directa o indirectamente, con el fin de permitir la manipulación del conjunto de embridado 3 mediante un dispositivo de manipulación automatizado. Así, las piezas que forman el conjunto de embridado 3 son imperdibles, lo cual simplifica claramente la utilización de dicho dispositivo de manipulación.

La base 32 puede estar fijada a la cara lateral 12 de la moleta 10 con la ayuda de tornillos. Por otro lado, la cuña central 34 es móvil en traslación con respecto a la base 32 y está adaptada para desplazar las cuñas laterales 36 entre su posición escamoteada y su posición de embridado según una cinemática adaptada para asegurar el bloqueo de la moleta 10 en la caja 2, y viceversa.

En una forma de realización, con el fin de desplazar las cuñas laterales 36 entre su posición escamoteada y su posición de embridado, cada conjunto de embridado 3 comprende un pasador de accionamiento 37, fijado solidariamente en cada cuña lateral 36 y alojado en una garganta de guiado 35 formada en la cuña central 34 de manera que sea móvil a lo largo de dicha garganta 35 de guiado. Por ejemplo, los pasadores de accionamiento 37 pueden estar formados de una pieza con la cuña lateral 36 correspondiente.

En el ejemplo de realización ilustrado en las figuras 4a y 4b, las gargantas de guiado 35 son de forma curva con el fin de definir cada una dos superficies de leva para el pasador de accionamiento 37 correspondiente. De esta manera, cuando tiene lugar el paso desde la posición escamoteada hacia la posición de embridado, la cuña central 34 se desplaza hacia la base 32 que desplaza los pasadores de accionamiento 37 a lo largo de una primera pared de las ranuras de guiado 35, preferentemente según un arco de círculo centrado sobre el eje Y Las cuñas laterales 36 basculan entonces transversalmente con el fin de acoplarse en la cavidad 26 frente a la caja, e impiden así la extracción del conjunto de embridado 3 de la caja 2.

A la inversa, cuando tiene lugar el paso desde la posición de embridado hacia la posición escamoteada, la cuña central 34 se aleja de la base 32, lo cual desplaza los pasadores de accionamiento 37 a lo largo de una segunda pared de las gargantas de guiado 35, preferentemente según un arco de círculo centrado sobre el eje Y. Las cuñas laterales 36 se escamotean acercándose entonces una a la otra y salen de la cavidad 26, liberando así el conjunto de embridado 3, y por lo tanto la moleta 10, de la caja 2.

En una forma de realización, las cuñas laterales 36 y la cuña central 34 de cada conjunto de embridado 3 comprenden unas caras de apoyo 36a, 34a asociadas, configuradas para acoplarse una contra la otra cuando las cuñas laterales 36 están en la posición de embridado. Para ello, las caras de apoyo 36a, 34a de las cuñas laterales 36 y de la cuña central 34 están conformadas y orientadas de manera que soporten las fuerzas que transitan por los conjuntos de embridado 3 formando un estado estable para dicho conjunto de embridado 3. Por estado estable, se comprenderá en la presente memoria que las caras de apoyo 34a, 36a permanecen en contacto a pesar de las fuertes vibraciones y la presión significativa sufridas por el conjunto de corte 5, y que se desacoplan únicamente por la aplicación de una fuerza sobre el accionador 38 con el fin de escamotear las cuñas laterales 36. De esta manera, cuando las cuñas laterales 36 están en su posición de embridado, las fuerzas de tensión se distribuyen entre las dos cuñas laterales 36 y no corren el riesgo de ser transferidas a solamente una de las dos cuñas laterales 36. Por otro lado, en la posición de embridado, la cooperación de las caras de apoyo 36a, 34a de las cuñas laterales 36 y de la cuña central 34 permite evitar que las fuerzas de tensión generadas por el entorno severo de los conjuntos de corte 5 transiten por los pasadores de accionamiento 37 y las gargantas de guiado 35. El efecto de leva entre los pasadores de accionamiento 37 y las gargantas de guiado 35 se vuelve por lo tanto inoperativo cuando las cuñas laterales 36 están en la posición de embridado, ya que son las caras de apoyo 34a, 36a de la cuña central 34 y de las cuñas laterales 36 las que soportan las fuerzas de tensión.

Evidentemente, se comprenderá que la invención cubre asimismo el caso de un conjunto de embridado 3 equivalente, en el que las cuñas laterales 36 están montadas solidaria y libremente en rotación en la cuña central 34, mientras que las gargantas de guiado 35 que forman la superficie de leva están formadas en la base 32. La traslación de la cuña central 34 provoca entonces el desplazamiento de los pasadores de accionamiento 37 a lo largo de las gargantas de guiado 35, preferentemente según unos arcos de círculo centrados en el eje Y, y por lo tanto la rotación de las cuñas laterales 36 con respecto a la cuña central 34 entre su posición escamoteada y su posición de embridado.

Con el fin de desplazar la cuña central 34 con respecto a la base 32, el conjunto de embridado 3 comprende además un accionador 38, montado en la base 32 y la cuña central 34.

Por ejemplo, el accionador puede comprender una espiga fileteada 39 anclada en la base 32, a nivel de cuyo extremo libre está roscada una tuerca 38 de accionamiento, en la presente memoria una tuerca con brida. La tuerca 39 está montada además en la cuña central 34 de manera que sea solidaria en traslación con esta última. El roscado/desenroscado de la tuerca 38 sobre la espiga fileteada 39 provoca entonces el desplazamiento de la tuerca 38 a lo largo de la espiga fileteada 39 y por lo tanto el de la cuña central 34 con respecto a la base 32. Preferentemente, el par de apriete en la tuerca 38 permite aplicar una fuerza suficiente a las cuñas laterales 36 para bloquear la moleta 10 con respecto a la caja 2 durante su trabajo de excavación, a pesar del entorno severo sufrido por el conjunto de corte 5.

Este ejemplo de realización del accionador 38 no es limitativo, pudiendo estar previstos otros tipos de accionadores 38 capaces de mandar la traslación de la cuña central 34 con respecto a la base 32 asegurando al mismo tiempo el mantenimiento en posición al final de la carrera de la moleta 10. Puede tratarse por ejemplo de un cilindro hidráulico.

En una variante de realización ilustrada en la figura 5, la caja 2 comprende además un sistema de calce lateral 40 adaptado para ajustar el calce de la moleta 10 y de los conjuntos de embridado 3 en la caja 2 a lo largo del eje X de rotación de la moleta 10. Este sistema de calce lateral 40 comprende una caja 42, aplicada sobre una de las paredes laterales 20 de la caja 2 y que comprende un alojamiento en el que están alojadas dos cuñas 44, 46 conectadas juntas como una cola de milano. Una primera 44 de las cuñas está fijada a la pared lateral 20 de la caja 2, y por lo tanto inmóvil con respecto a ésta, mientras que la segunda cuña 46 es susceptible de deslizarse sobre una superficie 45 de la primera cuña 44, que forma una superficie de leva. Preferentemente, las dimensiones de las cuñas 44, 46 son tales que la segunda cuña 46 está bloqueada en una dirección perpendicular a la pared lateral 20, pero móvil en una dirección de traslación T sustancialmente paralela a esta. Un tornillo 48, que se extiende según la dirección de traslación T, está fijado además en la segunda cuña 46. El atornillado del tornillo 48 provoca así el desplazamiento de la segunda cuña 46 hacia una posición de trabajo de la cuña, en la que las cuñas 44, 46 aplican una fuerza perpendicularmente a la pared lateral 20 de la caja 2, y una posición retraída, en la que las cuñas 44, 46 están en reposo.

Como variante, el tomillo 48 podría ser sustituido por un dedo de apoyo provisto de un resorte.

La caja 2 del conjunto de corte 5 puede estar configurada además para permitir el embridado de la moleta 10 con la ayuda de un sistema de enclavamiento manual convencional. Con este fin, la caja 2 puede comprender, en la cara interna de las paredes laterales 20 opuestas en las que están formadas las cavidades 26, dos cavidades suplementarias 28. Las cavidades suplementarias 28 están formadas preferentemente entre las cavidades 26 destinadas a recibir las cuñas laterales 36 de los conjuntos de embridado 3 y la cara delantera 22. Como se puede observar en la figura 6, cada cavidad suplementaria 28 está adaptada para alojar una cuña lateral suplementaria 40 del sistema de enclavamiento manual, separada de los conjuntos de embridado 3. Las cuñas laterales suplementarias 36 están mantenidas entonces acopladas en las cavidades suplementarias 28 con la ayuda de una cuña central suplementaria 42, atornillada sobre un soporte de apriete convencional, fijado a su vez en la cara lateral 12 de la moleta 10.

El portaherramientas 1 de corte de acuerdo con la invención permite por consiguiente, sin modificación de la moleta 10, embridar de manera sencilla, rápida, poco costosa y automatizada, una moleta 10. Llegado el caso, la caja del portaherramientas 1 puede permitir además el embridado mediante unos sistemas convencionales de la moleta 10.

Se describirá ahora un procedimiento de sustitución S de una moleta 10 en un portaherramientas 1 de acuerdo con la invención haciendo referencia a la figura 7.

En la puesta en servicio de la tuneladora, cada moleta 10 está instalada en su caja 2 estando sometida a un pretensado aplicado sobre las cuñas laterales 36 por el accionador 38 que le permite resistir a las fuerzas que sufre en funcionamiento (es decir, durante el arrancado). La reacción de esta tensión procede de las caras laterales de la base 32 que crea así un bucle de las fuerzas que permiten la inmovilización perfecta de la moleta 10 bajo cargas y cuando tiene lugar la relajación de las fuerzas de corte (rebote). Además, la variación de la fuerza en las espigas 38 permanece muy inferior a su valor de pretensado, lo cual garantiza la ausencia de desapriete.

Convencionalmente, la caja 2 está fijada por su parte al cabezal de corte, normalmente por soldadura.

El procedimiento de sustitución S comprende una primera etapa S1 de extracción de la moleta 10 usada de la caja 2, y una segunda etapa S2 de colocación en la caja 2 de una moleta 10 de sustitución.

La extracción S1 de la moleta 10 usada y la colocación de la moleta 10 de sustitución S2 se pueden realizar de manera automática, con la ayuda de un dispositivo de manipulación adaptado. En efecto, las diferentes piezas del conjunto de embridado 3 son solidarias unas con las otras y por lo tanto son imperdibles. Esta forma de realización es particularmente ventajosa en el caso de tuneladoras con frente cerrado, ya que el entorno de trabajo está en condiciones hiperbáricas. En dichas tuneladoras, el cambio de moleta 10 se efectúa, por motivos de seguridad, por la parte posterior del cabezal de corte, es decir, por el lado del cabezal de corte opuesto al frente de corte.

Como variante, las etapas de extracción S1 y de colocación S2 se pueden realizar de manera total o parcialmente manual.

En la continuación de la descripción, el procedimiento de sustitución S se describirá en el caso de un conjunto 5 de corte de tuneladora que comprende un portaherramientas 1 de corte que comprende dos conjuntos de embridado 3 fijados a uno y otro lado de la moleta 10, provistos cada uno de un accionador 38 que comprende una funda que aloja una espiga 39 fileteada. Por otro lado, cada conjunto de embridado 3 comprende, como se ilustra en las figuras 4a y 4b, dos cuñas laterales 36, montadas en rotación sobre la base 32 y accionables mediante traslación de la cuña central 34 por el accionador 38.

Sin embargo, esto no es limitativo, en la medida en que las cuñas laterales 36 podrían ser montadas en rotación en la cuña central 34, cuyo desplazamiento no sigue necesariamente un movimiento de traslación, y/o el accionador 38 podría comprender otros órganos diferentes de una espiga 39 y una funda 38.

El mecanismo de embridado y desembridado puede ser accionado entonces por simple atornillado o desatornillado de los accionadores 38 de los conjuntos de embridado 3, lo cual hace que la realización del procedimiento esté particularmente adaptada para la utilización de un dispositivo de manipulación automática.

La extracción de una moleta 10 usada de su caja 2 se realiza durante las etapas siguientes.

En un primer momento S11, se lleva un dispositivo de manipulación de la moleta 10 hasta la caja 2, por la cara posterior 24 del cabezal de corte (es decir, la cara opuesta a la frente de corte), y se fija a la caja 2 con el fin de permitir la extracción de la moleta 10.

Por ejemplo, el dispositivo de manipulación y la caja 2 pueden presentar unos alojamientos respectivos que cooperan para permitir el guiado y el acercamiento del dispositivo de manipulación a la caja 2.

El transporte del dispositivo de manipulación se puede efectuar de manera semiautomatizada por medio de un polipasto o bien de manera totalmente automatizada, gracias a un robot de manipulación.

Una vez en posición, unos elementos de enclavamiento del dispositivo de manipulación o del robot portador pueden ser accionados para asegurar el enclavamiento del dispositivo en la caja 2. Estos elementos de enclavamiento pueden comprender unos pasadores de retención móviles en un cuarto de vuelta dispuestos en el dispositivo de manipulación para retener unos alojamientos adecuados dispuestos en la caja 2.

En un segundo momento S12, el dispositivo de manipulación toma los conjuntos de embridado 3 y/o la moleta 10. Con este fin, el dispositivo de manipulación puede comprender un elemento de prensión dispuesto para tomar la moleta 10 e indexarla con total seguridad. Como variante, el elemento de prensión podría tomar e indexar los conjuntos de embridado 3.

En este momento, la moleta 10 está alojada todavía en la caja 2 y embridada en esta.

Unos dispositivos de mando se pueden acercar entonces a la caja 2 y maniobrar después S13 los conjuntos de embridado 3 con el fin de desplazar las cuñas laterales 36 desde su posición de embridado hacia su posición escamoteada acercándolas gracias a los accionadores 8. La moleta 10 y los conjuntos de embridado 3 se desacoplan entonces de la caja 2 y pueden ser extraídos S14 por un efecto de eyección generado por el final del movimiento de maniobra de los conjuntos de embridado 3. Este principio no es limitativo, pudiendo el movimiento de eyección proceder también de un accionador suplementario. Este movimiento de eyección puede ser generado en particular o bien por una reacción de apoyo sobre la estructura del cabezal de corte solidario con la caja 2, o bien sobre la caja 2, o bien por el dispositivo que soporta el dispositivo de manipulación.

Para que la moleta 10 sea manipulable para su extracción S13, el conjunto de los elementos solidarios con la moleta 10 deben estar preferentemente inmóviles unos con respecto a los otros para formar un bloque rígido. Con este fin, los conjuntos de embridado 3 pueden ser puestos en tensión de tal manera que las piezas de los conjuntos de embridado 3 se vuelvan inmóviles unos con respecto a los otros, por ejemplo manteniendo el accionador 38 en posición con respecto a la base 30 mientras que las cuñas laterales 36 están en posición escamoteada.

Cuando tiene lugar la extracción S14, puede ser necesaria una fuerza relativamente grande debido al apuntalado resultante principalmente de las tensiones en funcionamiento que calzan la moleta 10 en su caja 2.

El dispositivo de manipulación de la moleta 10 comprende por lo tanto unos elementos de extracción (por ejemplo unos cilindros o vibradores) que permiten ejercer la fuerza de extracción y de desprendimiento necesaria. Llegado el caso, se puede reducir el apuntalado formando unas caras de despulla en las paredes laterales 20 y las caras 21, 24 de la caja 2 en el camino de la moleta 10 cuando tiene lugar su movimiento de extracción.

Por último, se puede retirar S15 el dispositivo de manipulación y el ensamblaje que comprende los conjuntos de embridado 3 y la moleta 10 puede ser transportada hasta el taller donde se desmonta la moleta 10 usada.

Se observará que en cualquier momento, antes, durante o después de la etapa de extracción S1, se pueden realizar las subfases de limpieza, por ejemplo mediante unos chorros de agua a alta presión de manera que se pueda asegurar la limpieza de las caras de apoyo del portaherramientas 1 cuando tiene lugar la recepción de la nueva moleta 10.

Se puede proceder además a una limpieza del dispositivo de manipulación antes de reutilizarlo para colocar una nueva moleta 10.

La colocación S2 de una moleta 10 de sustitución en la caja 2 se puede realizar durante las etapas siguientes. En un primer momento, en el taller, se fijan los conjuntos de embridado 3 en la moleta 10, por ejemplo por atornillado de la base 32 en las caras laterales 12 de la moleta 10. El dispositivo de manipulación puede entonces tomar S21 la moleta 10 con el elemento de prensión del dispositivo de manipulación mencionado anteriormente. Para que la moleta 10 sea manipulable, las diferentes piezas de los conjuntos de embridado 3 se hacen preferentemente inmóviles unas con respecto a las otras para que constituyan un bloque rígido. Por otro lado, las cuñas laterales 36 son llevadas a la posición escamoteada, con el fin de no obstaculizar la introducción de la moleta 10 en la caja 2.

El dispositivo de manipulación que soporta la moleta 10 y los conjuntos de embridado 3 es llevado entonces frente a la cara posterior 24 de la caja 2.

Una vez en posición centrada en la caja 2, el dispositivo de manipulación es embridado S22 a esta mediante sus elementos de enclavamiento.

El elemento de prensión del dispositivo de manipulación avanza entonces S23 para insertar la moleta 10 provista de los conjuntos de embridado 3 en la cámara 21 de la caja 2 hasta que llegue a apoyarse contra la cara delantera 22 de la caja.

Opcionalmente, gracias a los alojamientos dispuestos en las caras internas de las paredes laterales 20 de la caja 2, la moleta 10 se centra automáticamente con respecto a esta. La forma de los alojamientos puede estar prevista además para procurar unas superficies de apoyo para los extremos del árbol de la moleta 10 en la parte delantera de la caja 2. Por otro lado, la caja 2 puede comprender además unos medios 30 que forman tope dispuestos en una zona adyacente a la cara delantera 12, adaptados para limitar la carrera de la moleta 10 en la caja 2 cuando tiene lugar su inserción S23. Por ejemplo, en las figuras 4a y 4b, los medios 30 que forman tope comprenden dos tornillos, fijados en las paredes laterales 20 opuestas de la caja 2 en las que están formadas las cavidades 26, cerca de la cara delantera 12. Los tornillos 30 están configurados para formar un tope de parada y entrar en contacto con las bases 32 cuando la moleta 10 está insertada S23 en la caja 32, lo cual permite garantizar que la moleta 10 no esté demasiado avanzada con respecto a la cara delantera 12 de la caja y que las cuñas laterales 36 se encuentren frente a su cavidad 26 correspondiente.

En una forma de realización, una vez que los medios 30 que forman tope son alcanzados por la moleta 10, esta puede ser retrocedida ligeramente con el fin de que no permanezca en contacto con dichos medios 30 cuando el conjunto de corte 5 está en funcionamiento, y evitar generar unas fuerzas susceptibles de perturbar el pretensado aplicado por los conjuntos de embridado 3 en posición de embridado. Como variante, este ligero retroceso puede ser generado por el perfil de los apoyos de los medios 30 que forman tope sobre las bases 32.

Unos dispositivos de mando pueden acercarse entonces a la caja 2 y maniobrar después los conjuntos de embridado 3 con el fin de desplazar las cuñas laterales 36 desde su posición escamoteada hacia su posición de embridado S24 haciendo que basculen transversalmente gracias a los accionadores 8. Con este fin, se aplica una fuerza de rotación a la tuerca 38, con el fin de llevar al final del recorrido y acoplar las cuñas laterales 36 en la cavidad 26 frente a la caja 2. Preferentemente, el par de apriete aplicado por la tuerca 38 en posición de embridado es suficiente para que las cuñas laterales 36 apliquen un pretensado a la caja 2 capaz de soportar las vibraciones severas, incluso en terreno duro.

La moleta 10 y los conjuntos de embridado 3 se acoplan entonces en la caja 2 y se mantienen firmemente en esta posición.

Una vez finalizada la colocación de la moleta 10 con pretensado, se suelta entonces el dispositivo de manipulación (dispositivos de mando, elemento de prensado y elementos de enclavamiento).

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Conjunto de embridado (3) de un conjunto de corte (5) para una tuneladora configurado para ser montado sobre una moleta (10) de manera desmontable en una caja (2) y que comprende:

- una base (32), adaptada para ser fijada sobre la moleta (10) en la caja (2), permaneciendo dicha moleta (10) libre en rotación alrededor de su eje de rotación (X), y

- una cuña central (34) y dos cuñas laterales (36),

estando el conjunto de embridado (3) caracterizado por que la cuña central (34) está montada móvil en la base (32), y por que las dos cuñas laterales (36) están montadas sobre la base (32) y la cuña central (34), estando articuladas con respecto a estas entre una posición escamoteada, en la que las cuñas laterales (36) se escamotean y permiten la retirada del conjunto de embridado (3) con respecto a la caja (2), y una posición de embridado, en la que las cuñas laterales (36) basculan y se acoplan en una cavidad (26) frente a la caja (2) con el fin de impedir la extracción del conjunto de embridado (3) de la caja (2).

2. Conjunto de embridado (3) según la reivindicación 1, que comprende además una espiga fileteada (39), montada en la base (32), y una tuerca de accionamiento (38), montada por un lado en la cuña central (34) y por otro lado en la espiga fileteada (39), de manera que el enroscado o el desenroscado de dicha tuerca de accionamiento (38) provoque la traslación de la cuña central (34) con respecto a la base (32) y el desplazamiento de las cuñas laterales (36) entre su posición escamoteada y su posición de embridado.

3. Conjunto de embridado (3) según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que:

- las cuñas laterales (36) están montadas en rotación alrededor de un eje (Y) en la base (32) o en la cuña central (34), y comprenden cada una de ellas un pasador de accionamiento (37), y

- dos gargantas de guiado (35) están formadas en la cuña central (34) o en la base (32) respectivamente, definiendo dichas gargantas de guiado (35) unas superficies de leva para los pasadores de accionamiento (37),

estando cada pasador de accionamiento (37) alojado en una garganta de guiado (35) de manera que el desplazamiento de la cuña central (34) con respecto a la base (32) provoque el desplazamiento del pasador de accionamiento (37) a lo largo de la garganta de guiado (35) y por lo tanto la rotación de la cuña lateral (36) con respecto a la base (30) entre su posición escamoteada y su posición de embridado.

4. Conjunto de embridado (3) según la reivindicación 3, en el que las cuñas laterales (36) están montadas en rotación en la base (32) y las gargantas de guiado (35) están formadas en la cuña central (34).

5. Conjunto de embridado (3) según una de las reivindicaciones 3 o 4, en el que el eje (Y) de rotación de las cuñas laterales (36) es sustancialmente paralelo al eje de rotación (X) de la moleta (10).

6. Conjunto de embridado (3) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las cuñas laterales (36) y la cuña central (34) comprenden unas caras de apoyo (36a, 34a) asociadas, configuradas para engancharse cuando las cuñas laterales (36) están en la posición de embridado con el fin de soportar los esfuerzos que transitan por los conjuntos de embridado (3) y conferir un estado estable a dichos conjuntos de embridado (3).

7. Conjunto de embridado (3) según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que las cuñas laterales (36) se extienden de manera sustancialmente simétrica con respecto a la base (32).

8. Portaherramientas de corte (1) para una tuneladora, estando dicho portaherramientas de corte (1) adaptado para alojar una moleta (10) montada libre en rotación alrededor de un eje de rotación (X) en dicho portaherramientas (1) y que comprende:

- una caja (2), que define una cámara (21) dispuesta para alojar la moleta (10), comprendiendo dicha caja (2) dos cavidades (26) formadas en unas paredes (20) opuestas de la cámara (21), y

- dos conjuntos de embridado (3) según una de las reivindicaciones 1 a 7, estando dichos conjuntos de embridado (3) configurados para ser montados a uno y otro lado de la moleta (10) de manera desmontable en la caja (2).

9. Portaherramientas de corte (1) según la reivindicación 8, en el que la caja (2) comprende además cuatro cavidades suplementarias (28) cada una de ellas respectivamente en las paredes laterales (20) opuestas entre las cavidades (26 ^{) y la cara delantera (22) de la caja (2), adaptadas para recibir cada una de ellas, una cuña lateral} (36) suplementaria separada de los conjuntos de embridado (3).

10. Portaherramientas de corte (1) según una de las reivindicaciones 8 o 9, en el que la caja comprende además un sistema de calce lateral (40), fijado en una de las paredes laterales (20) opuestas de la cámara (21), adaptado para aplicar una fuerza lateral sobre la caja (2).

11. Conjunto de corte (5) para una tuneladora, que comprende una moleta (10) y un portaherramientas de corte (1) según una de las reivindicaciones 8 a 10, estando la moleta (10) fijada en el portaherramientas de corte (1).

12. Procedimiento de sustitución (S) de una moleta (10) de un conjunto de corte (5) para una tuneladora según la reivindicación 11, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

(i) extraer (S1) una moleta (10) usada de la caja (2), que comprende las etapas siguientes:

- acoplar y apoyar (S11) sobre la caja (2) un dispositivo de manipulación adaptado para prender y guiar la moleta (10),

- prender (S12) el conjunto de embridado (3) y/o la moleta (10) mediante el dispositivo de manipulación, - liberar (S13) el embridado aplicado a los conjuntos de embridado (3) y a la caja (2),

- extraer (S14) la moleta (10) de la caja (2),

- retirar (S15) el dispositivo de manipulación de la caja (2),

(ii) colocar (S2) en dicha caja (2) una moleta (10) de sustitución, que comprende las etapas siguientes: - prender (S21) los conjuntos de embridado (3) y/o la moleta (10) mediante el dispositivo de manipulación, - acercar y apoyar (S22) el dispositivo de manipulación sobre la caja (2),

- introducir (S23) la moleta (10) en la caja (2), siendo dicha moleta (10) guiada por el dispositivo de manipulación,

- maniobrar (S24) los conjuntos de embridado (3) de la moleta (10), de manera que las cuñas laterales (36) se alojen en las cavidades correspondientes (26) de la caja (2).