ES2905851T3 - Grúa plegable - Google Patents

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Abstract

Una grúa plegable, preferiblemente una grúa sobre vehículo, que incluye una columna (12) giratoria, en la que se monta un brazo (1) elevador de forma pivotante a través de un punto (13) de acoplamiento, y un brazo (1) elevador y un brazo (2) articulado que están conectados entre sí de manera pivotante a través del punto (3) de acoplamiento, y un sistema hidráulico que opera entre el brazo (1) elevador y el brazo (2) articulado, y que contiene dos cilindros (4), que están posicionados simétricamente con respecto al eje longitudinal de simetría del brazo (1) elevador y el brazo (2) articulado, y acoplados lateralmente con respecto al brazo (1) elevador y al brazo (2) articulado en cada lado de la grúa, caracterizado por que cada cilindro (4) hidráulico de pistón incluye un juego de palancas correspondiente, y los dos juegos de palancas están conectados entre sí por un elemento (14) de unión a través de un acoplamiento (9) pivotante que conecta ambos elementos de palanca con el cilindro (4) hidráulico de pistón, y en donde cada uno de dichos juegos de palancas consiste en un primer elemento (5) de palanca que tiene dos extremos (5a, 5b) y un segundo elemento (6) de palanca que tiene dos extremos (6a, 6b), y el primer elemento (5) de palanca y el segundo elemento (6) de palanca están conectados de forma pivotante entre sí a través de los primeros extremos (5a) y (6a) mediante el punto (9) de acoplamiento y el primer elemento (5) de palanca está conectado de forma pivotante en su extremo (5b) con el brazo elevador (1) a través del punto (8) de acoplamiento, y el segundo elemento (6) de palanca está conectado de forma pivotante en su extremo (6b) con el brazo articulado (2) a través del punto (10) de acoplamiento, y el cilindro (4) hidráulico del pistón está conectado de manera pivotante en un extremo en el punto (9) de unión con los extremos (5a, 6a) del primer (5) y segundo (6) elemento de palanca, mientras que el cilindro (4) del pistón correspondiente está conectado de manera pivotante en su segundo extremo con el brazo (1) elevador a través del punto (7) de acoplamiento, y el brazo articulado (2) está acoplado centrado con el brazo (1) elevador, y en donde la longitud del primer elemento (5) de palanca es mayor que la longitud del segundo elemento (6) de palanca, y el punto (9) de acoplamiento que conecta ambos elementos (5, 6) de palanca con el cilindro (4) hidráulico de pistón se encuentra situado debajo del punto (10) de acoplamiento del extremo (6b) del segundo elemento (6) de palanca con el brazo (2) articulado, mientras la grúa se encuentra en posición operativa, y el punto (9) de acoplamiento está situado por encima del punto (10) de acoplamiento mientras la grúa se encuentra en su posición plegada, y en donde la distancia (x) entre el punto (3) de acoplamiento del brazo (1) elevador con el brazo (2) articulado, y el punto (7) de acoplamiento del extremo (4a) del cilindro (4) hidráulico del pistón con el brazo (1) elevador excede la distancia (y) entre el punto (3) de acoplamiento del brazo (1) elevador con el brazo (2) articulado y el punto (10) de acoplamiento del extremo (6b) del segundo elemento (6) de palanca con el brazo articulado (2), y la distancia (z) entre el punto (3) de acoplamiento del brazo (1) elevador con el brazo (2) articulado, y el punto (8) de acoplamiento del extremo (5b) del primer elemento (5) de palanca con el brazo (1) elevador es menor que la distancia (x) y menor que la distancia (y).

Description

DESCRIPCIÓN
Grúa plegable
El objeto de la invención consiste en una grúa plegable, preferiblemente una grúa montada sobre un camión que incluye una base de grúa, por ejemplo una columna giratoria, en la que se monta de forma pivotante un brazo elevador, y un brazo elevador y un brazo articulado que están conectados entre sí a través de un acoplamiento giratorio para moverse en un mismo plano. El brazo articulado puede tener forma de tubo, en el que se puede disponer un brazo telescópico articulado. Se utiliza un sistema hidráulico para accionar el brazo articulado con respecto al brazo elevador. El sistema hidráulico opera entre el brazo elevador y el brazo articulado que contiene al menos un cilindro hidráulico de pistón acoplado lateralmente con respecto al brazo elevador y al brazo articulado. La grúa contiene preferentemente dos cilindros hidráulicos de pistón que se acoplan simétricamente con respecto al eje de simetría longitudinal, y lateralmente con respecto al brazo elevador y al brazo articulado. El cilindro hidráulico de pistón está montado en un lado en un sistema de palanca, y en el otro lado directamente en el brazo elevador. La columna giratoria, el brazo elevador y el brazo articulado están dispuestos en forma de Z en el estado plegado de la grúa; el brazo articulado se pliega sobre el brazo elevador.
Las características de la grúa, por ejemplo su alcance máximo de trabajo y la conservación del par y la fuerza suficientes para elevar una carga cuando el brazo elevador y el brazo articulado están en una posición extendida, se definen por sus dimensiones. Dadas las dimensiones existentes de la base de la grúa, del brazo elevador y del brazo articulado, el alcance horizontal de la grúa debería extenderse, de forma deseable, hasta su máximo, a la vez que dicha grúa debería conservar suficiente par y fuerza para elevar una carga. Es deseable además que el brazo articulado se pliegue por encima del brazo elevador cuando la grúa se encuentre en un estado plegado.
Son conocidas en la técnica anterior unas grúas plegables, en las que el brazo elevador y el brazo articulado están conectados de forma pivotante entre sí, y en donde un cilindro hidráulico se encuentra acoplado en uno de sus extremos directamente al brazo elevador, y en otro de sus extremos directamente al brazo articulado. Todas estas grúas tienen limitaciones en cuanto a su alcance horizontal máximo, y limitaciones relacionadas con proporcionar una fuerza y un par suficientes para elevar una carga cuando la grúa se encuentra en la posición de mayor carga, es decir, cuando el brazo elevador está en posición horizontal y el brazo articulado se aproxima a un punto muerto o está en el punto muerto. El punto muerto es una posición en la que el eje longitudinal del cilindro hidráulico se superpone con el punto de conexión entre el brazo elevador y el brazo articulado. Esta es simultáneamente la posición más extendida del brazo articulado con respecto al brazo elevador. En la posición de mayor carga, el alcance del brazo elevador y del brazo articulado llega al punto más cercano a su valor máximo. El vástago del pistón del cilindro hidráulico se acerca más al eje de acoplamiento del brazo elevador y del brazo articulado, lo que tiene como resultado el hecho de que la grúa, en su posición extendida, carezca de la potencia suficiente para elevar una carga. Para que la grúa tenga la fuerza suficiente para elevar una carga es necesario que exista una cierta distancia entre el eje longitudinal del cilindro hidráulico del pistón o del vástago del pistón y el eje de acoplamiento del brazo elevador y el brazo articulado. La longitud de esta distancia define el par y la fuerza de la grúa e indirectamente también el alcance horizontal máximo de dicha grúa. Si se desea que se conserve la fuerza suficiente para elevar una carga, la grúa en su posición operativa no debe alcanzar el punto muerto, es decir, el brazo elevador y el brazo articulado no deben extenderse al máximo y esto significa un menor alcance de la grúa.
La patente europea N° EP1770050 describe una grúa plegable, en la que un cilindro hidráulico está acoplado en uno de sus extremos a un brazo elevador y en otro de sus extremos directamente a un brazo articulado. Para simplemente lograr un aumento del alcance horizontal máximo de la grúa se propone una solución que incluye un brazo articulado configurado en forma de tubo, en el que se monta un brazo telescópico de forma desplazable, en donde la zona de trabajo del brazo articulado para desplazar el brazo telescópico se extiende hasta la conexión articulada del brazo articulado con el brazo elevador. En este caso, se logra un mayor alcance de la grúa ampliando el espacio en el brazo articulado, de modo que la longitud del brazo telescópico que está dispuesto dentro del brazo articulado puede ser mayor.
La patente europea N° EP2683645 describe una grúa plegable, en la que un brazo articulado incluye un brazo telescópico para lograr un mayor alcance del área de trabajo de la grúa. Se utiliza un cilindro 6 hidráulico adicional para extender y replegar el brazo telescópico, en donde un extremo del cilindro 6 hidráulico se acopla al brazo telescópico de manera que se puedan elevar cargas más pesadas con el brazo telescópico estando extendido para evitar deformaciones. La figura 1 muestra un conjunto de palancas entre el brazo elevador y el brazo articulado, en donde el cilindro 10 hidráulico del pistón está acoplado centrado con un extremo del brazo elevador, y el brazo articulado no se puede plegar por encima del brazo elevador.
La patente europea N° EP066567 describe una grúa plegable que presenta un juego de palancas entre el brazo elevador y el brazo articulado, en donde el juego de palancas permite plegar el brazo articulado por debajo del brazo elevador, y el brazo elevador se sitúa transversalmente con respecto al bastidor de la grúa. El cilindro hidráulico del pistón está acoplado en uno de sus extremos al brazo articulado y en otro de sus extremos al brazo elevador a través de un juego de palancas, lo que significa que toda la masa del cilindro hidráulico del pistón se encuentra sobre el brazo articulado. El brazo articulado solo se puede plegar por debajo del brazo elevador.
También se describen grúas plegables en los documentos WO 92/04270 A1, WO 98/17576 A1, EP 2683645 A1 y EP 2789 566 A1. El documento EP 2248 753 A1 describe una grúa plegable de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Las desventajas mencionadas anteriormente se solucionan mediante la grúa de la invención, según se define en la reivindicación 1.
La grúa plegable de la invención incluye un juego adicional de palancas pertenecientes a cada cilindro hidráulico de pistón. El juego de palancas consiste en dos elementos de palanca cuyos primeros extremos están conectados de forma pivotante con el cilindro hidráulico del pistón y entre sí; un elemento de palanca se conecta simultáneamente de manera pivotante con el brazo elevador en su segundo extremo, mientras que el segundo elemento de palanca se conecta de manera pivotante con el brazo articulado en su segundo extremo. El cilindro hidráulico del pistón está acoplado de manera pivotante en uno de sus extremos al brazo elevador, mientras que se acopla al brazo articulado a través de un juego de palancas. La grúa contiene dos cilindros hidráulicos de pistón, los cuales están posicionados simétricamente con respecto al eje de simetría de los brazos, y lateralmente con respecto al brazo elevador y al brazo articulado en cada lado de la grúa. Los dos juegos de palancas se conectan entre sí a través de un elemento de unión mediante un montaje giratorio que conecta ambos elementos de palanca con el cilindro hidráulico del pistón. Con ello se consigue un juego de palancas más rígido.
Tal unión del cilindro hidráulico al brazo elevador y al brazo articulado aún conserva la suficiente distancia d entre el eje longitudinal del cilindro hidráulico del pistón o su vástago de pistón, y el eje de unión del brazo elevador y el brazo articulado. Como resultado, la grúa todavía tiene el par y la fuerza de elevación suficientes de la grúa en una posición en la que el alcance de trabajo del conjunto de brazo elevador y brazo articulado es máximo. De hecho, la grúa de la invención no alcanza nunca el punto muerto en su posición de trabajo. Debido a que los elementos de palanca se acoplan en la cara lateral del brazo articulado, el espacio interior del brazo articulado para recibir un brazo telescópico no resulta adicionalmente restringido, y el brazo telescópico puede extenderse a lo largo de toda la longitud interna del brazo articulado; en otras palabras, la longitud del brazo telescópico sólo se encuentra limitada por la posición de acoplamiento del brazo elevador y del brazo articulado. Además, dicha unión del cilindro hidráulico de pistón al brazo elevador y al brazo articulado permite que el brazo articulado se pliegue por encima del brazo elevador y que la grúa tenga forma de Z cuando se pliega.
La grúa plegable de la invención tiene una funcionalidad considerablemente mejorada ya que el par y la potencia de la grúa se ven incrementados en el alcance máximo de trabajo de la grúa. Esto permite elevar cargas más pesadas y elevar cargas de mayor altura; a una capacidad de carga determinada, se incrementa el alcance máximo de trabajo de la grúa. Una ventaja adicional se encuentra en el hecho de que el brazo articulado se eleva más fácilmente mediante una pinza más pesada para liberar la grúa de una posición de trabajo o ponerla en una posición de trabajo. El punto muerto de la grúa, cuando el brazo articulado se pliega por encima del brazo elevador, puede ser superado por la fuerza de gravedad, es decir, por el peso del brazo articulado.
La invención se describirá y se ilustrará a continuación en las figuras, las cuales muestran:
La Figura 1 - una grúa en posición plegada
La Figura 2 - un conjunto de brazo elevador y de brazo articulado en una posición parcialmente extendida en una variante preferida, en una vista lateral
La Figura 2a - conjunto de brazo elevador y brazo articulado en una posición parcialmente extendida en una variante preferida, en una vista desde arriba
La Figura 3 - conjunto de brazo elevador y brazo articulado en una posición de máxima extensión, es decir, en el alcance de trabajo máximo de la grúa, en una variante preferida, en una vista lateral
La Figura 4 - un conjunto de brazo elevador y brazo articulado en una posición plegada, en una vista lateral.
La grúa plegable que se muestra en las figuras incluye una columna 12 giratoria, en la que se monta de forma pivotante un brazo 1 elevador a través de un punto 13 de acoplamiento, un brazo 2 articulado, en el que se puede disponer un brazo 11 telescópico, en donde el brazo 1 elevador y el brazo 2 articulado se conectan de manera pivotante entre sí, de manera conocida, a través del punto 3 de acoplamiento, un cilindro 4 hidráulico de pistón que opera entre el brazo 1 elevador y el brazo 2 articulado, y un juego de palancas que consiste en un primer elemento 5 de palanca que tiene dos extremos 5a, 5b y un segundo elemento 6 de palanca que tiene dos extremos 6a, 6b. El primer elemento 5 de palanca y el segundo elemento 6 de palanca se conectan de manera pivotante entre sí a través de sus primeros extremos 5a y 6a, de forma conocida, mediante el punto 9 de acoplamiento. El brazo 2 articulado está montado centrado con respecto al brazo 1 elevador.
El cilindro 4 hidráulico de pistón está conectado con el punto 9 de acoplamiento en su extremo 4b, mientras que se conecta de manera pivotante en su extremo 4a, utilizando formas conocidas, con el brazo 1 elevador a través del punto 7 de acoplamiento. El primer elemento 5 de palanca se conecta en su extremo 5b, utilizando formas conocidas, con el brazo 1 elevador a través del punto 8 de acoplamiento. El segundo elemento 6 de palanca se conecta en su extremo 6b, utilizando formas conocidas, con el brazo 2 articulado a través del punto 10 de acoplamiento.
De acuerdo con la invención, la grúa plegable contiene dos cilindros 4 hidráulicos de pistón que están posicionados simétricamente con respecto al eje de simetría longitudinal, y lateralmente con respecto al brazo 1 elevador y al brazo 2 articulado, en cada lado de la grúa, en donde cada cilindro 4 hidráulico de pistón incluye un juego de palancas correspondiente. Los juegos de palancas están conectados de manera pivotante entre sí mediante un elemento 14 de unión a través del punto 9 de acoplamiento que conecta ambos elementos de palanca con el cilindro 4 hidráulico de pistón.
El primer elemento 5 de palanca es más largo que el segundo elemento 6 de palanca. La relación de las longitudes del primer elemento 5 de palanca y el segundo elemento 6 de palanca afecta a la potencia de elevación de la grúa y a la cinemática de la grúa, es decir, al ángulo a mínimo que se puede alcanzar entre el brazo 1 elevador y el brazo 2 articulado cuando la grúa está en el punto más bajo de su posición de trabajo, al alcance máximo de trabajo de la grúa, y al par de la grúa, es decir, a la longitud de la distancia d. Para alcanzar una cinemática óptima de la grúa, la longitud del primer elemento 5 de palanca es al menos el doble de la longitud del segundo elemento 6 de palanca, preferiblemente la longitud del primer elemento 5 de palanca es al menos tres veces mayor que la longitud del segundo elemento 6 de palanca.
Las relaciones entre la longitud del cilindro 4 de pistón y el primer y segundo elementos 5 y 6 de palanca también están definidas por las distancias x, y y z. La distancia x entre el punto 3 de acoplamiento del brazo 1 elevador con el brazo 2 articulado, y el punto 7 de acoplamiento del extremo 4a del cilindro 4 hidráulico del pistón con el brazo 1 elevador, debe exceder la distancia y entre el punto 3 de acoplamiento del brazo 1 elevador con el brazo 2 articulado, y el punto 10 de acoplamiento del extremo 6b del segundo elemento 6 de palanca con el brazo 2 articulado, en donde la distancia z entre el punto 3 de acoplamiento del brazo 1 elevador con el brazo 2 articulado, y el punto 8 de acoplamiento del extremo 5b del primer elemento 5 de palanca con el brazo 1 elevador debe ser menor que la distancia x, y menor que la distancia y, preferiblemente la distancia z es tan pequeña como sea posible.
El punto 8 de acoplamiento del extremo 5b del primer elemento 5 de palanca con el brazo 1 elevador y el punto 3 de acoplamiento del brazo 1 elevador con el brazo 2 articulado se encuentran situados a lo largo del brazo 1 elevador, en donde el punto 8 de acoplamiento se sitúa con respecto al punto 3 de acoplamiento más cercano a la columna 12 giratoria. El punto 10 de acoplamiento del extremo 6b del segundo elemento 6 de palanca con el brazo 2 articulado está posicionado en el brazo 2 articulado y alejado del punto 3 de acoplamiento en la dirección hacia el dispositivo de sujeción de la carga.
Debido a que el cilindro 4 hidráulico del pistón se acopla directamente al brazo 1 elevador, toda la masa del cilindro se distribuye en el brazo 1 elevador, con lo que se aumenta adicionalmente el límite de carga de la grúa y se pueden elevar cargas más pesadas.
Con la grúa en su posición de trabajo, el punto 9 de acoplamiento que conecta ambos elementos de palanca con el cilindro 4 hidráulico de pistón se encuentra siempre situado por debajo del punto 10 de acoplamiento del extremo 6b del segundo elemento 6 de palanca con el brazo 2 articulado. El alcance máximo de trabajo de la grúa se incrementa aún más, y la grúa tiene un mayor límite de carga en el alcance de trabajo máximo, debido a que la grúa no alcanza el punto muerto en su alcance de trabajo máximo. Con la grúa en la posición plegada, el punto 9 de acoplamiento siempre se encuentra situado por encima del punto 10 de acoplamiento. Por lo tanto, el brazo 2 articulado puede plegarse sobre el brazo 1 elevador y la grúa tiene forma de Z cuando está plegada.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Una grúa plegable, preferiblemente una grúa sobre vehículo, que incluye una columna (12) giratoria, en la que se monta un brazo (1) elevador de forma pivotante a través de un punto (13) de acoplamiento, y un brazo (1) elevador y un brazo (2) articulado que están conectados entre sí de manera pivotante a través del punto (3) de acoplamiento, y un sistema hidráulico que opera entre el brazo (1) elevador y el brazo (2) articulado, y que contiene dos cilindros (4), que están posicionados simétricamente con respecto al eje longitudinal de simetría del brazo (1) elevador y el brazo (2) articulado, y acoplados lateralmente con respecto al brazo (1) elevador y al brazo (2) articulado en cada lado de la grúa, caracterizado por que
cada cilindro (4) hidráulico de pistón incluye un juego de palancas correspondiente, y los dos juegos de palancas están conectados entre sí por un elemento (14) de unión a través de un acoplamiento (9) pivotante que conecta ambos elementos de palanca con el cilindro (4) hidráulico de pistón,
y en donde cada uno de dichos juegos de palancas consiste en un primer elemento (5) de palanca que tiene dos extremos (5a, 5b) y un segundo elemento (6) de palanca que tiene dos extremos (6a, 6b), y el primer elemento (5) de palanca y el segundo elemento (6) de palanca están conectados de forma pivotante entre sí a través de los primeros extremos (5a) y (6a) mediante el punto (9) de acoplamiento y el primer elemento (5) de palanca está conectado de forma pivotante en su extremo (5b) con el brazo elevador (1) a través del punto (8) de acoplamiento, y el segundo elemento (6) de palanca está conectado de forma pivotante en su extremo (6b) con el brazo articulado (2) a través del punto (10) de acoplamiento, y el cilindro (4) hidráulico del pistón está conectado de manera pivotante en un extremo en el punto (9) de unión con los extremos (5a, 6a) del primer (5) y segundo (6) elemento de palanca, mientras que el cilindro (4) del pistón correspondiente está conectado de manera pivotante en su segundo extremo con el brazo (1) elevador a través del punto (7) de acoplamiento, y el brazo articulado (2) está acoplado centrado con el brazo (1) elevador,
y en donde la longitud del primer elemento (5) de palanca es mayor que la longitud del segundo elemento (6) de palanca, y el punto (9) de acoplamiento que conecta ambos elementos (5, 6) de palanca con el cilindro (4) hidráulico de pistón se encuentra situado debajo del punto (10) de acoplamiento del extremo (6b) del segundo elemento (6) de palanca con el brazo (2) articulado, mientras la grúa se encuentra en posición operativa, y el punto (9) de acoplamiento está situado por encima del punto (10) de acoplamiento mientras la grúa se encuentra en su posición plegada,
y en donde la distancia (x) entre el punto (3) de acoplamiento del brazo (1) elevador con el brazo (2) articulado, y el punto (7) de acoplamiento del extremo (4a) del cilindro (4) hidráulico del pistón con el brazo (1) elevador excede la distancia (y) entre el punto (3) de acoplamiento del brazo (1) elevador con el brazo (2) articulado y el punto (10) de acoplamiento del extremo (6b) del segundo elemento (6) de palanca con el brazo articulado (2), y la distancia (z) entre el punto (3) de acoplamiento del brazo (1) elevador con el brazo (2) articulado, y el punto (8) de acoplamiento del extremo (5b) del primer elemento (5) de palanca con el brazo (1) elevador es menor que la distancia (x) y menor que la distancia (y).
2. Grúa según la reivindicación 1, caracterizada por que la longitud del primer elemento (5) de palanca es el doble de la longitud del segundo elemento (6) de palanca.
3. Grúa según la reivindicación 1, caracterizada por que la longitud del primer elemento (5) de palanca es al menos tres veces la longitud del segundo elemento (6) de palanca.
4. Grúa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el brazo (2) articulado se pliega por encima del brazo (1) elevador y la grúa tiene forma de Z cuando se encuentra plegada.
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