ES2907619T3 - Máquina de potencia con una pluma, un actuador de pluma, un implemento y un tope para evitar el contacto entre el actuador de pluma y el implemento - Google Patents

Abstract

Una máquina (400) de potencia que comprende: un marco (410) que comprende una porción (412) de marco inferior y una porción (411) de marco superior, la porción de marco superior montada de forma giratoria sobre la porción de marco inferior y configurada para ser girada con respecto a la porción de marco inferior; una primera estructura (430) de brazo de elevación que tiene una pluma (432) acoplada de forma pivotante a la porción superior del marco en una primera junta (417) de pivote ; un actuador (433B) de pluma acoplado de forma pivotante entre la pluma y la porción superior del marco en una segunda junta (419) de pivote y operable para elevar y bajar la pluma con respecto a la porción superior del marco a lo largo de una primera pista (437) a medida que el actuador de la pluma eleva y baja la pluma, estando la segunda junta de pivote situada más abajo que la primera junta de pivote; un segundo brazo (530) elevador acoplado de forma pivotante a la porción inferior del marco; un actuador (532) de brazo elevador inferior acoplado entre el segundo brazo elevador y la porción inferior del marco y configurado para elevar y bajar el segundo brazo elevador con respecto a la porción inferior del marco; un implemento (534) montado en el segundo brazo elevador y configurado para ser subido y bajado con el brazo elevador inferior por el actuador del brazo elevador inferior, moviéndose una superficie (550) del implemento a lo largo de una segunda pista (535) cuando el segundo brazo elevador es subido y bajado por el actuador del brazo elevador inferior, en el que la primera pista del brazo y la segunda pista de la superficie del implemento pueden intersecarse; y un tope (450) colocado y orientado para recibir el contacto entre la pluma y la superficie del implemento cuando la pluma se mueve a lo largo de la primera pista y la superficie del implemento se mueve a lo largo de la segunda pista para evitar el contacto entre el actuador de la pluma y el implemento.

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina de potencia con una pluma, un actuador de pluma, un implemento y un tope para evitar el contacto entre el actuador de pluma y el implemento

ANTECEDENTES

Esta divulgación está dirigida a las máquinas de potencia. Más particularmente, esta divulgación está dirigida a máquinas de potencia, tales como excavadoras, con un brazo de elevación que incluye una pluma.

Las máquinas de potencia, para efectos de esta divulgación, incluyen cualquier tipo de máquina que genere potencia con el fin de realizar una tarea particular o una variedad de tareas. Un tipo de máquina de potencia es el vehículo de trabajo. Los vehículos de trabajo son generalmente vehículos autopropulsados que tienen un dispositivo de trabajo, tal como un brazo elevador (aunque algunos vehículos de trabajo pueden tener otros dispositivos de trabajo) que pueden ser manipulados para realizar una función de trabajo. Los vehículos de trabajo incluyen excavadoras, cargadoras, vehículos utilitarios, tractores y zanjadoras, por nombrar algunos ejemplos.

En las excavadoras y vehículos de trabajo que tienen un brazo de elevación, un actuador de cilindro hidráulico (un "cilindro de pluma") que eleva y baja la parte de la pluma del brazo de elevación puede resultar dañado por el impacto con el material manipulado, los escombros, la caída de objetos o la colisión con otras estructuras de la máquina. Por ejemplo, en las excavadoras y algunos otros vehículos de trabajo, se proporciona un implemento de cuchilla separado además del brazo de elevación. El contacto entre la cuchilla y el cilindro de la pluma puede dañar el cilindro de elevación.

El documento EP 1482096 A2 divulga una excavadora hidráulica provista con un dispositivo topador que comprende un brazo que tiene un extremo posterior conectado a una porción de fulcro provista en un marco inferior de un cuerpo de desplazamiento inferior, una cuchilla topadora provista en un extremo del brazo, y un cilindro topador para girar el brazo en dirección vertical. El cilindro topador y el brazo están dispuestos en un estado para formar dos lados de un triángulo visto desde el lado, el brazo se balancea verticalmente para que el cilindro topador no interfiera con una parte inferior de un cuerpo giratorio superior montado rotatoriamente en el cuerpo de desplazamiento inferior, y un ángulo de aproximación cuando la cuchilla topadora movida verticalmente por el brazo se coloca en la posición más alta se establece en 35 grados o más, por lo tanto capaz de asegurar la capacidad de desplazamiento igual a una excavadora sin un dispositivo topador.

La discusión anterior se proporciona meramente como información general de fondo y no pretende utilizarse como ayuda para determinar el alcance del objeto reivindicado.

SUMARIO

Se divulgan excavadoras y máquinas de potencia. En una realización, una máquina de potencia incluye un marco con una porción inferior y una porción superior del marco. La porción superior del marco está montada de forma giratoria en la parte inferior del marco y está configurada para girar con respecto a la porción inferior del marco. Una primera estructura de brazo elevador que tiene una pluma está acoplada de forma pivotante a la porción superior del marco en una primera junta de pivote. Un actuador de pluma está acoplado de forma pivotante entre la pluma y la parte superior del marco en una segunda junta de pivote. El actuador de pluma está acoplado de forma pivotante entre la pluma y la porción superior del marco en una segunda junta de pivote y es operable para subir y bajar la pluma en relación con la parte superior del marco.

Un segundo brazo de elevación está acoplado pivotantemente a la porción inferior del marco y tiene un brazo de elevación inferior. Un actuador del brazo de elevación inferior está acoplado entre el brazo de elevación inferior y la porción inferior del marco y es operable para subir y bajar el brazo de elevación inferior en relación con la porción inferior del marco. Un implemento está montado en el segundo brazo de elevación y configurado para ser elevado y bajado con el segundo brazo de elevación por el actuador del brazo de elevación inferior. Una superficie del implemento se desplaza a lo largo de una segunda trayectoria cuando el brazo de elevación inferior se eleva y desciende por el actuador del brazo de elevación inferior. La primera trayectoria de la pluma y la segunda trayectoria de la superficie del implemento se cruzan. Un tope está colocado y orientado para recibir el contacto entre la pluma y la superficie del implemento cuando la pluma se mueve a lo largo de la primera trayectoria y la superficie del implemento se mueve a lo largo de la segunda trayectoria para evitar el contacto entre el actuador de la pluma y el implemento.

Este Sumario y el Resumen se proporcionan para introducir una selección de conceptos de forma simplificada que se describen más adelante en la Descripción Detallada. Este Sumario no pretende identificar las características clave o esenciales del objeto reivindicado, ni pretende utilizarse como ayuda para determinar el alcance del objeto reivindicado. Más bien, la invención está definida por la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes definen las realizaciones preferidas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 es un diagrama de bloques que ilustra los sistemas funcionales de una máquina eléctrica representativa en la que se pueden practicar las realizaciones de la presente divulgación.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva frontal izquierda de una máquina eléctrica representativa en forma de excavadora en la que se pueden practicar las realizaciones divulgadas.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva trasera derecha de la excavadora de la FIG. 2.

La FIG. 4 es una ilustración de vista lateral de otra máquina de energía representativa en la forma de una excavadora en la que las realizaciones divulgadas pueden ser practicadas.

La FIG. 5 es una ilustración de una vista lateral diagramática de porciones de la máquina de potencia mostrada en la FIG. 4.

La FIG. 6 es otra ilustración de una vista lateral diagramática de porciones de la máquina de potencia mostrada en la FIG.4 y mostrando además características adicionales de acuerdo con algunas realizaciones. La FIG. 7 es una vista en perspectiva diagramática de porciones de un montaje de oscilación y del actuador de pluma de la máquina de potencia ilustrada en la FIG. 4 y mostrando además características adicionales de acuerdo con algunas realizaciones.

La FIG. 8 es una ilustración diagramática de una porción del cilindro de la pluma mostrado en la FIG. 7 de acuerdo con algunas realizaciones ejemplares.

La FIG. 9 es un diagrama esquemático que ilustra aspectos de las características del cilindro de pluma mostradas en las FIGs. 7 y 8.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Los conceptos divulgados en esta discusión se describen e ilustran con referencia a realizaciones ejemplares. Estos conceptos, sin embargo, no están limitados en su aplicación a los detalles de construcción y la disposición de los componentes en las realizaciones ilustrativas y son capaces de ser practicados o llevados a cabo de diversas otras maneras. La terminología de este documento se utiliza con fines descriptivos y no debe considerarse limitativa. Palabras como "incluyendo", "comprendiendo" y "teniendo" y sus variaciones, tal y como se utilizan en el presente documento, abarcan los elementos enumerados a continuación, sus equivalentes, así como otros elementos adicionales.

Las realizaciones divulgadas incluyen conceptos de protección del cilindro de la pluma en los que un brazo de pluma 0 de la elevación incluye una porción de tope configurada y colocada para prevenir el daño al cilindro de la pluma o de la elevación previniendo la colisión del cilindro de la pluma con un implemento más bajo tal como una cuchilla del dozer o previniendo el impacto entre el cilindro de la pluma y el material manejado, los escombros, los objetos que caen, el etc. Además, en algunas realizaciones, el cilindro de pluma incluye un dispositivo de anulación configurado para permitir el descenso de la pluma en caso de accidente, tal como la rotura de una manguera hidráulica.

Estos conceptos pueden practicarse en diversas máquinas de potencia, como se describirá a continuación. Una máquina de potencia representativa en la que se pueden practicar las realizaciones se ilustra en forma de diagrama en la FIG. 1 y ejemplos de dicha máquina de potencia se ilustran en las FIGs. 2-4 y se describen a continuación antes de divulgar cualquier realización. En aras de la brevedad, sólo se comentan algunas máquinas de potencia. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, las realizaciones a continuación pueden ser practicadas en cualquiera de un número de máquinas de potencia, incluyendo máquinas de potencia de diferentes tipos de la máquina de potencia representativa mostrada en las FIGs. 2-4. Las máquinas de potencia, a efectos de esta discusión, incluyen un marco, al menos un elemento de trabajo, y una fuente de energía que es capaz de proporcionar potencia al elemento de trabajo para llevar a cabo una tarea de trabajo. Un tipo de máquina de potencia es un vehículo de trabajo autopropulsado. Los vehículos de trabajo autopropulsados son una clase de máquinas motorizadas que incluyen un marco, un elemento de trabajo y una fuente de potencia capaz de proporcionar potencia al elemento de trabajo. Al menos uno de los elementos de trabajo es un sistema de tracción para mover la máquina de potencia bajo potencia.

Refiriéndose ahora a la FIG. 1, un diagrama de bloques ilustra los sistemas básicos de una máquina 100 de potencia a la que se pueden incorporar ventajosamente las realizaciones que se discuten a continuación y que puede ser cualquiera de un número de diferentes tipos de máquinas de potencia. El diagrama de bloques de la FIG. 1 identifica diversos sistemas en la máquina 100 de potencia y la relación entre diversos componentes y sistemas. Como se mencionó anteriormente, en el nivel más básico, las máquinas de potencia para los fines de esta discusión incluyen un marco, una fuente de potencia y un elemento de trabajo. La máquina 100 de potencia tiene un marco 110, una fuente 120 de potencia y un elemento 130 de trabajo. Debido a que la máquina 100 de potencia mostrada en la FIG.

1 es un vehículo de trabajo autopropulsado, también tiene elementos 140 de tracción, que son a su vez elementos de trabajo provistos para mover la máquina de potencia sobre una superficie de soporte y una estación 150 de operador que proporciona una posición de operación para controlar los elementos de trabajo de la máquina de potencia. Un sistema 160 de control se proporciona para interactuar con los otros sistemas para realizar diversas tareas de trabajo al menos en parte en respuesta a las señales de control proporcionadas por un operador.

Algunos vehículos de trabajo tienen elementos de trabajo capaces de realizar una tarea específica. Por ejemplo, algunos vehículos de trabajo tienen un brazo de elevación al que se sujeta un implemento tal como un cubo, por ejemplo, mediante una disposición de pasadores. El elemento de trabajo, es decir, el brazo elevador, puede ser manipulado para posicionar el implemento con el fin de realizar la tarea. El implemento, en algunos casos, puede ser posicionado en relación con el elemento de trabajo, tal como, girando un cubo en relación con un brazo de elevación, para posicionar aún más el implemento. En el funcionamiento normal de un vehículo de trabajo de este tipo, el cubo está destinado a estar acoplado y en uso. Estos vehículos de trabajo pueden aceptar otros implementos desmontando la combinación implemento/elemento de trabajo y volviendo a montar otro implemento en lugar del cubo original. Otros vehículos de trabajo, sin embargo, están destinados a ser utilizados con una amplia variedad de implementos y tienen una interfaz de implementación tal como la interfaz 170 de implemento mostrada en la FIG. 1. En su forma más básica, la interfaz 170 de implemento es un mecanismo de conexión entre el marco 110 o un elemento 130 de trabajo y un implemento, que puede ser tan simple como un punto de conexión para fijar un implemento directamente al marco 110 o a un elemento 130 de trabajo o más complejo, como se discute a continuación.

En algunas máquinas de potencia, la interfaz 170 de implemento puede incluir un portador de implemento, que es una estructura física unida de forma móvil a un elemento de trabajo. El portador de implemento tiene características de enganche acoplamiento y bloqueo para aceptar y asegurar cualquiera de los implementos al elemento de trabajo. Una de las características de dicho portador de implemento es que, una vez que se le acopla un implemento, queda fijado al implemento (es decir, no es móvil con respecto al implemento) y cuando el portador de implemento se mueve con respecto al elemento de trabajo, el implemento se mueve con el portador de implemento. El término portador de implemento no es simplemente un punto de conexión pivotante, sino un dispositivo dedicado específicamente para aceptar y ser asegurado a diversos implementos diferentes. El propio portador de implemento se puede montar en un elemento 130 de trabajo, tal como un brazo elevador o el marco 110. La interfaz 170 de implemento 170 también puede incluir una o más fuentes de energía para proporcionar potencia a uno o más elementos de trabajo en un implemento. Algunas máquinas de potencia pueden tener una pluralidad de elementos de trabajo con interfaces de implementos, cada uno de los cuales puede, pero no es necesario, tener un portador de implementos para recibirlos. Algunas otras máquinas de potencia pueden tener un elemento de trabajo con una pluralidad de interfaces de implemento, de modo que un solo elemento de trabajo puede aceptar una pluralidad de implementos simultáneamente. Cada una de estas interfaces de implemento puede, pero no es necesario, tener un portador de implemento.

El marco 110 incluye una estructura física que puede soportar diversos otros componentes que están unidos a este o posicionados sobre el mismo. El marco 110 puede incluir cualquier número de componentes individuales. Algunas máquinas de potencia tienen marcos que son rígidos. Es decir, ninguna parte del marco es móvil con respecto a otra parte del marco. Otras máquinas de potencia tienen al menos una porción que es capaz de moverse con respecto a otra porción del marco. Por ejemplo, las excavadoras pueden tener una porción de marco superior que gira con respecto a una porción de marco inferior. Otros vehículos de trabajo tienen marcos articulados, de manera que una porción del bastidor pivota con respecto a otra para realizar funciones de dirección.

El marco 110 soporta la fuente 120 de potencia, que es capaz de proporcionar potencia a uno o más elementos 130 de trabajo, incluyendo uno o más elementos 140 de tracción, así como, en algunos casos, proporcionar energía para su uso por un implemento conectado a través de la interfaz 170 de implemento. La potencia de la fuente 120 de potencia puede suministrarse directamente a cualquiera de los elementos 130 de trabajo, los elementos 140 de tracción y las interfaces 170 de implementos. Alternativamente, la potencia de la fuente 120 de potencia puede ser proporcionada a un sistema 160 de control, que a su vez proporciona selectivamente potencia a los elementos que pueden utilizarla para realizar una función de trabajo. Las fuentes de potencia para las máquinas de potencia suelen incluir un motor, tal como un motor de combustión interna, y un sistema de conversión de potencia, tal como una transmisión mecánica o un sistema hidráulico que es capaz de convertir la salida de un motor en una forma de potencia que es utilizable por un elemento de trabajo. Se pueden incorporar otros tipos de fuentes de potencia a las máquinas de potencia, incluyendo las fuentes eléctricas o una combinación de fuentes de potencia, conocidas generalmente como fuentes de potencia híbridas.

La FIG. 1 muestra un solo elemento de trabajo designado como elemento 130 de trabajo, pero diversas máquinas de potencia pueden tener cualquier número de elementos de trabajo. Los elementos de trabajo suelen estar fijados al marco de la máquina de potencia y son móviles con respecto al marco cuando se realiza una tarea de trabajo. Además, los elementos 140 de tracción son un caso especial de elemento de trabajo en el sentido de que su función de trabajo consiste generalmente en desplazar la máquina 100 de potencia sobre una superficie de soporte. Los elementos 140 de tracción se muestran separados del elemento 130 de trabajo debido a que muchas máquinas de potencia tienen elementos de trabajo adicionales además de los elementos de tracción, aunque no siempre es así. Las máquinas de potencia pueden tener cualquier número de elementos de tracción, algunos o todos los cuales pueden recibir potencia de la fuente 120 de potencia para propulsar la máquina 100 de potencia. Los elementos de tracción pueden ser, por ejemplo, ruedas unidas a un eje, ensamblajes de orugas y similares. Los elementos de tracción pueden estar montados de forma rígida en el marco de manera que el movimiento del elemento de tracción se limite a la rotación alrededor de un eje, o montados de forma dirigible en el marco para lograr la dirección pivotando el elemento de tracción con respecto al marco.

La máquina 100 de potencia incluye una estación 150 de operador, que proporciona una posición desde la cual un operador puede controlar la operación de la máquina de potencia. En algunas máquinas eléctricas, la estación 150 de operador está definida por una cabina cerrada o parcialmente cerrada. Algunas máquinas eléctricas en las que se pueden practicar las realizaciones divulgadas pueden no tener una cabina o un compartimento para el operador del tipo descrito anteriormente. Por ejemplo, una pala cargadora con conductor a pie puede no tener una cabina o un compartimento para el operador, sino un puesto de operador que sirve como estación del operador desde la que se maneja adecuadamente la máquina de potencia. En términos más generales, las máquinas de potencia que no son vehículos de trabajo pueden tener puestos de operador que no son necesariamente similares a los puestos de operador y compartimentos de operador mencionados anteriormente. Además, algunas máquinas de potencia tal como la máquina 100 de potencia y otras, tengan o no compartimentos o puestos de operador, pueden ser capaces de ser operadas remotamente (es decir, desde una estación de operador ubicada remotamente) en lugar de o además de una estación de operador adyacente o en la máquina de potencia. Esto puede incluir aplicaciones en las que al menos algunas de las funciones controladas por el operador de la máquina motriz pueden ser operadas desde una posición de operación asociada con un implemento que está acoplado a la máquina de potencia. Alternativamente, con algunas máquinas eléctricas, se puede proporcionar un dispositivo de control remoto (es decir, remoto tanto de la máquina de potencia como de cualquier implemento al que esté acoplada) que sea capaz de controlar al menos algunas de las funciones controladas por el operador en la máquina de potencia.

Las FIGs. 2-3 ilustran una excavadora 200, que es un ejemplo particular de una máquina de potencia del tipo ilustrado en la FIG. 1, en el que se pueden emplear las realizaciones divulgadas. A menos que se indique específicamente lo contrario, las realizaciones divulgadas a continuación pueden practicarse en una variedad de máquinas de potencia, siendo la excavadora 200 sólo una de esas máquinas de potencia. La excavadora 200 se describe a continuación con fines ilustrativos. No es necesario que todas las excavadoras o máquinas de potencia en las que se pueden practicar las realizaciones ilustrativas tengan todas las características o se limiten a las características que tiene la excavadora 200. La excavadora 200 tiene un marco 210 que soporta y encierra un sistema 220 de potencia (representado en las FIGs. 2-3 como un bloque, ya que el sistema de potencia real está encerrado dentro del marco 210). El sistema 220 de potencia incluye un motor que proporciona una salida de potencia a un sistema hidráulico. El sistema hidráulico actúa como un sistema de conversión de potencia que incluye una o más bombas hidráulicas para proporcionar selectivamente fluido hidráulico presurizado a los actuadores que están operablemente acoplados a los elementos de trabajo en respuesta a las señales proporcionadas por los dispositivos de entrada del operador. El sistema hidráulico también incluye un sistema de válvulas de control que proporciona selectivamente fluido hidráulico presurizado a los actuadores en respuesta a las señales proporcionadas por los dispositivos de entrada del operador. La excavadora 200 incluye una pluralidad de elementos de trabajo en forma de una primera estructura 230 de brazo elevador y una segunda estructura 330 de brazo elevador (no todas las excavadoras tienen una segunda estructura de brazo elevador). Además, la excavadora 200, al ser un vehículo de trabajo, incluye un par de elementos de tracción en forma de ensamblajes 240A y 240B de oruga izquierdo y derecho, que están dispuestos en lados opuestos del marco 210.

Un compartimento para el operador 250 está definido en parte por una cabina 252, que está montada en el marco 210. La cabina 252 mostrada en la excavadora 200 es una estructura cerrada, pero otros compartimentos del operador no necesitan estar cerrados. Por ejemplo, algunas excavadoras tienen una carapa que proporciona un techo, pero no está cerrado. Se proporciona un sistema de control, que se muestra como el bloque 260, para controlar los diversos elementos de trabajo. El sistema 260 de control incluye dispositivos de entrada del operador, que interactúan con el sistema 220 de potencia para proporcionar selectivamente señales de potencia a los actuadores para controlar las funciones de trabajo en la excavadora 200.

El marco 210 incluye una porción de marco superior o casa 211 que está montada pivotantemente en una porción de marco inferior o tren 212 de aterrizaje a través de una junta giratoria. La junta giratoria incluye un rodamiento, una corona dentada y un motor de giro con un engranaje de piñón (no representado) que se acopla a la corona dentada para girar la máquina. El motor de giro recibe una señal de potencia del sistema 260 de control para girar la casa 211 con respecto al tren 212 de aterrizaje. La casa 211 es capaz de girar ilimitadamente alrededor de un eje 214 de giro bajo potencia con respecto al tren 212 de aterrizaje en respuesta a la manipulación de un dispositivo de entrada por parte de un operador. Los conductos hidráulicos se alimentan a través de la junta giratoria por medio de una rótula hidráulica para suministrar fluido hidráulico presurizado a los elementos de tracción y a uno o más elementos de trabajo, tales como el brazo 330 elevador, que están acoplados de forma operable al tren 212 de aterrizaje.

La primera estructura 230 de brazo elevador está montada en la casa 211 a través de un montaje 215 oscilante. (Algunas excavadoras no disponen de un soporte giratorio del tipo descrito aquí) La primera estructura 230 de brazo elevador es un brazo elevador de pluma del tipo que se emplea generalmente en las excavadoras, aunque ciertas características de esta estructura del brazo elevador pueden ser exclusivas del brazo elevador ilustrado en las FIGs.

2-3. El montaje 215 oscilante incluye una porción 215A de marco y una porción 215B de brazo elevador que está montada rotacionalmente a la porción 215A de marco en un pivote 231A de marco de montaje. Un actuador 233A de oscilación está acoplado a la casa 211 y a la porción 215B de brazo elevador del montaje. El accionamiento del actuador 233A de oscilación hace que la estructura 230 de brazo elevador pivote u oscile alrededor de un eje que se extiende longitudinalmente a través del pivote 231A de marco de montaje.

La primera estructura 230 de brazo elevador incluye una primera porción, conocida generalmente como pluma 232 y una segunda porción conocida como brazo o cazo 234. La pluma 232 está unida pivotantemente en un primer extremo 232A al montaje 215 en el montaje 231B de pivote de pluma . Un actuador 233B de pluma está unido al montaje 215 y a la pluma 232. El accionamiento del actuador 233B de pluma hace que la pluma 232 pivote sobre el montaje 231B de pivote de pluma, lo que efectivamente hace que un segundo extremo 232B de la pluma se eleve y baje con respecto a la casa 211. Un primer extremo 234A del brazo 234 está unido pivotantemente al segundo extremo 232B de la pluma 232 en un pivote 231C de montaje de brazo. Un actuador 233C de brazo está unido a la pluma 232 y al brazo 234. El accionamiento del actuador 233C de brazo hace que el brazo gire alrededor del pivote 231C de montaje de brazo. Cada uno de los actuadores 233A oscilantes, el actuador 233B de pluma y el actuador 233C de brazo pueden ser controlados independientemente en respuesta a las señales de control de los dispositivos de entrada del operador.

En un segundo extremo 234B del brazo 234 se proporciona una interfaz 270 de implemento ejemplar . La interfaz 270 de implemento incluye un portador 272 de implemento que es capaz de aceptar y asegurar una variedad de implementos diferentes al brazo 230 elevador . Dichos implementos tienen una interfaz de máquina que está configurada para acoplarse con el portador 272 de implemento. El portador 272 de implemento está montado pivotantemente en el segundo extremo 234B del brazo 234. Un actuador 233D de portador de implemento está acoplado de forma operativa al brazo 234 y a un ensamblaje 276 de enganche. El ensamblaje de enganche incluye un primer enlace 276A y un segundo enlace 276B. El primer enlace 276A está montado pivotantemente en el brazo 234 y en el actuador 233D de portador de implemento. El segundo enlace 276B está montado pivotantemente al portador 272 de implemento y al primer enlace 276A. El ensamblaje 276 de enganche se proporciona para permitir que el portador 272 de implemento pivote sobre el brazo 234 cuando se acciona el actuador 233D de portador de implemento.

La interfaz 270 de implemento también incluye una fuente de potencia de implemento (no mostrada en las FIGs. 2-3) disponibles para la conexión de un implemento en la estructura 230 de brazo elevador. La fuente de potencia del implemento incluye un puerto de fluido hidráulico presurizado al que se puede acoplar un implemento. El puerto de fluido hidráulico presurizado proporciona selectivamente fluido hidráulico presurizado para alimentar una o más funciones o actuadores en un implemento. La fuente de potencia del implemento también puede incluir una fuente de potencia eléctrica para alimentar los actuadores eléctricos y/o un controlador electrónico en un implemento. La fuente de potencia eléctrica también puede incluir conductos eléctricos que están en comunicación con un bus de datos en la excavadora 200 para permitir la comunicación entre un controlador en un implemento y los dispositivos electrónicos en la excavadora 200. Hay que tener en cuenta que la fuente de energía específica del implemento en la excavadora 200 no incluye una fuente de energía eléctrica.

El marco 212 inferior soporta y tiene unidos a este un par de elementos 240 de tracción, identificados en las FIGs. 2­ 3 como ensamblaje 240A de accionamiento de oruga izquierda y ensamblaje 240B de accionamiento de oruga derecha. Cada uno de los elementos 240 de tracción tiene un marco 242 de oruga que está acoplado al marco 212 inferior. El marco 242 de oruga soporta y está rodeado por una oruga 244 sin fin, que gira con fuerza para propulsar la excavadora 200 sobre una superficie de soporte. Diversos elementos están acoplados o soportados de otra manera por la oruga 242 para enganchar y soportar la oruga 244 y hacerla girar sobre el marco de oruga. Por ejemplo, una rueda 246 dentada es soportada por el marco 242 de oruga y engancha la oruga244 sin fin para hacer que la oruga sin fin gire alrededor del marco de la oruga. Una polea 245 loca se sujeta contra la oruga 244 mediante un tensor (no mostrado) para mantener la tensión adecuada en la oruga. El marco 242 de oruga también soporta una pluralidad de rodillos 248, que enganchan la oruga y, a través de la oruga, la superficie de soporte para soportar y distribuir el peso de la excavadora 200. Una guía 249 de oruga superior está provista para proporcionar tensión a la oruga 244 y evitar que la oruga roce con el marco 242 de oruga.

Un segundo brazo 330 elevador inferior está unido de forma pivotante al marco 212 inferior. Un actuador 332 de brazo elevador inferior está acoplado pivotantemente al marco 212 inferior en un primer extremo 332A y al brazo 330 elevador inferior en un segundo extremo 332B. El brazo 330 elevador inferior está configurado para llevar un implemento 334 inferior. El implemento 334 inferior puede ser fijado rígidamente al brazo 330 elevador inferior de manera que sea integral al brazo de elevación. Alternativamente, el implemento inferior puede estar unido pivotantemente al brazo elevador inferior a través de una interfaz de implemento, que en algunas realizaciones puede incluir un portador de implemento del tipo descrito anteriormente. Los brazos elevadores inferiores con interfaces para implementos pueden aceptar y asegurar diversos tipos de implementos en ellos. El actuador 332 de brazo elevador inferior, en respuesta a la entrada del operador, hace que el brazo 330 elevador inferior pivote con respecto al marco 212 inferior, elevando y bajando así el implemento 334 inferior.

La porción 211 de marco superior soporta la cabina 252, que define, al menos en parte, el compartimento o estación 250 de operador . Dentro de la cabina 252 hay un asiento 254 en el que se puede sentar un operador mientras maneja la excavadora. Mientras está sentado en el asiento 254, un operador tendrá acceso a una pluralidad de dispositivos 256 de entrada de operador que el operador puede manipular para controlar diversas funciones de trabajo, tal como la manipulación del brazo 230 elevador, el brazo 330 elevador inferior, el sistema 240 de tracción, el pivoteo de la casa 211, los elementos 240 de tracción, etc.

La excavadora 200 proporciona una variedad de diferentes dispositivos 256 de entrada de operador para controlar diversas funciones. Por ejemplo, se proporcionan palancas de mando hidráulicas para controlar el brazo 230 elevador, y el giro de la casa 211 de la excavadora. Se proporcionan pedales con palancas adjuntas para controlar el desplazamiento y el giro del brazo de elevación. Los interruptores eléctricos están situados en las palancas de mando para controlar el suministro de potencia a un implemento unido al portador 272 de implemento. Otros tipos de entradas para el operador que se pueden utilizar en la excavadora 200 y otras excavadoras y máquinas de potencia incluyen, pero no se limitan a, interruptores, botones, perillas, palancas, deslizadores variables y similares. Los ejemplos de control específicos proporcionados anteriormente son de naturaleza ejemplar y no pretenden describir los dispositivos de entrada para todas las excavadoras y lo que controlan.

Los dispositivos de visualización se proporcionan en la cabina para dar indicaciones de la información relacionada con el funcionamiento de las máquinas de energía en una forma que pueda ser percibida por un operador, tal como, por ejemplo, indicaciones audibles y/o visuales. Las indicaciones audibles pueden hacerse en forma de zumbadores, campanas y similares o mediante comunicación verbal. Las indicaciones visuales pueden hacerse en forma de gráficos, luces, iconos, indicadores, caracteres alfanuméricos y similares. Las pantallas pueden ser dedicadas para proporcionar indicaciones dedicadas, tales como luces de advertencia o indicadores, o dinámicas para proporcionar información programable, incluyendo dispositivos de visualización programables tales como monitores de diversos tamaños y capacidades. Los dispositivos de visualización pueden proporcionar información de diagnóstico, información para la resolución de problemas, información instructiva y diversos tipos de información que ayudan a un operador a operar la máquina de potencia o un implemento acoplado a la máquina de potencia . También se puede proporcionar otra información que pueda ser útil para un operador.

La descripción de la máquina 100 de potencia y de la excavadora 200 que figura más arriba se proporciona con fines ilustrativos, para ofrecer entornos ilustrativos en los que se pueden practicar las realizaciones que se comentan a continuación. Mientras que las realizaciones discutidas pueden ser practicadas en una máquina de potencia como la descrita generalmente por la máquina 100 de potencia mostrada en el diagrama de bloques de la FIG. 1 y más concretamente en una excavadora tal como la excavadora 200, a menos que se indique lo contrario, los conceptos que se exponen a continuación no pretenden limitarse en su aplicación a los entornos específicamente descritos anteriormente.

La FIG. 4 ilustra una excavadora 400, que es otro ejemplo particular de una máquina de potencia del tipo ilustrado en la FIG. 1, en el que se pueden emplear las realizaciones divulgadas. A menos que se indique específicamente lo contrario, las realizaciones divulgadas a continuación pueden practicarse en una variedad de máquinas de potencia, siendo la excavadora 400 sólo una de esas máquinas de potencia. La excavadora 400 se describe a continuación con fines ilustrativos. No todas las excavadoras o máquinas eléctricas en las que se pueden practicar las realizaciones ilustrativas necesitan tener todas las características o estar limitadas a las características que tiene la excavadora 400. En algunas realizaciones ejemplares, la excavadora 400 incluye los diversos componentes y características discutidos anteriormente con referencia a la excavadora 200 mostrada en las FIGs. 2-3. Como tal, no todos estos componentes se describen por separado con referencia a la excavadora 400 mostrada en la FIG. 4.

La excavadora 400 tiene un marco 410 que soporta diversos componentes descritos anteriormente con referencia a la excavadora 200, tal como un sistema de potencia, sistemas de control, etc. El marco 410 incluye una porción 411 de marco superior o casa que está montada pivotantemente en una porción de marco inferior o tren 412 de aterrizaje a través de una junta giratoria (no mostrada). La parte superior del marco soporta una cabina 452 y otros componentes como se ha descrito anteriormente. La excavadora 400 incluye una pluralidad de elementos de trabajo en forma de una primera estructura 430 de brazo elevador y un segundo brazo 530 elevador . Además, la excavadora 400 incluye un par de elementos de tracción en forma de ensamblajes de oruga izquierda y derecha (representados generalmente en 440), que están dispuestos en lados opuestos del marco 410.

Un compartimento para el operador está definido, al menos en parte, por la cabina 452, que está montada en el marco 410. Como en el caso de las realizaciones anteriores, la cabina 452 mostrada en la excavadora 400 es una estructura cerrada, pero otros compartimentos del operador no necesitan estar cerrados. El sistema de control de la máquina 400 de potencia, que controla los diversos elementos de trabajo e incluye dispositivos de entrada del operador que interactúan con un sistema de potencia para proporcionar selectivamente señales de potencia a los actuadores para controlar las funciones de trabajo, no se discute por separado con referencia a la excavadora 400.

La estructura 430 de brazo elevador incluye una pluma o primera porción 432 de brazo y una cazo o segunda porción 434 de brazo. La pluma 432 está acoplada pivotantemente al marco 410 en la junta 417 de pivote. En otras realizaciones, se pueden incluir porciones o secciones de brazo adicionales entre la pluma 432 y la segunda porción 434 de brazo. Un actuador 433B de pluma está unido a un montaje 415 oscilante en la junta 419 de pivote que está posicionada debajo de la junta 417 de pivote (y una superficie 422 superior de la pluma 432) en un extremo y a la pluma 432 en la junta 421 de pivote en otro extremo. El accionamiento del actuador 433B de pluma hace que la pluma pivote hacia arriba y hacia abajo en relación con el marco 410 sobre la junta 417 de pivote en una trayectoria representada por la flecha 437. A medida que el actuador 433B de pluma se extiende y se retrae para subir y bajar la pluma 432, el actuador 433B de pluma pivota sobre la junta 419 de pivote (que está en el montaje 415 oscilante) a lo largo de una trayectoria representada por la flecha 435. Un actuador 433C de brazo está acoplado entre la pluma 432 y la segunda porción 434 de brazo, y el accionamiento del actuador 433C hace que la segunda porción 434 de brazo gire con respecto a la pluma 432 para posicionar un implemento, tal como un cubo.

El segundo brazo 530 elevador o inferior está unido pivotantemente a la porción inferior del marco 412. Un actuador 532 de brazo elevador inferior está acoplado de forma pivotante a la porción 412 inferior de marco y al brazo 430 elevador inferior y está configurado para hacer que un extremo distal del brazo 530 elevador inferior se eleve y baje en relación con el marco. El brazo 530 elevador inferior está configurado para llevar un implemento 534 inferior, tal como un implemento de cuchilla. Como se ha comentado anteriormente con referencia a la excavadora 200, el implemento 534 inferior puede estar fijado de forma rígida al brazo 530 elevador inferior, o puede estar unido de forma pivotante al brazo de elevación inferior a través de una interfaz de implemento.

A medida que el actuador 532 de brazo elevador inferior es controlado para elevar el brazo 530 elevador inferior, y/o a medida que el actuador 433B de pluma es controlado para bajar la pluma 432, una superficie del implemento 534 inferior se mueve a lo largo de una pista 535 que puede cruzar o intersecar con la pista 435 del actuador 433B de pluma, creando el potencial de contacto entre un borde superior o superficie 550 del implemento 534 inferior y el actuador 433B de pluma. Para proteger el actuador 433B de pluma de los daños causados por dicho contacto, en las realizaciones ejemplares, la pluma 432 está configurada para incluir una porción 450 de tope o detención colocada y orientada para recibir cualquier contacto entre la pista ascendente del borde superior o superficie 550 del implemento 534 inferior y el actuador 433B de pluma y/o la pluma 432. Las FIGs. 5 y 6 ilustran partes de la excavadora 400, con otras porciones retiradas, para mostrar el brazo 530 elevador inferior en una posición elevada y la pluma 432 en una posición bajada, demostrando la colocación del tope 450 en una posición que intercepta la pista del borde o superficie 550 para evitar el contacto entre el implemento 534 inferior y el actuador 433B.

En algunas realizaciones ejemplares, el tope 450 es una estructura asegurada a la pluma 432 en la posición que intercepta la pista del borde o superficie 550 del implemento 534 inferior. Sin embargo, en otras realizaciones, el tope 450 está formado integralmente como parte de la pluma 432, por ejemplo, con el actuador 433B colocado al menos parcialmente en el interior de porciones de la pluma. En algunas realizaciones, una porción extendida del actuador 433B puede colocarse en el interior de porciones de la pluma 432 para proteger el actuador 433B no sólo del impacto con el implemento 534, sino también del impacto con el material manipulado, los desechos u otros objetos.

Refiriéndose ahora a la FIG. 7, se muestra una vista en perspectiva diagramática de partes del montaje 415 oscilante y del actuador 433B de pluma, que está montado pivotantemente al montaje de oscilación en la conexión 602 de pivote. Si una manguera que conecta el actuador 433B de pluma a otros componentes o vías hidráulicas, tal como a una válvula de control u otras válvulas, está dañada, la pluma 432 puede quedar atascada en una posición elevada. En algunas realizaciones ejemplares, para ayudar en tales circunstancias, se incluye un dispositivo 605 de anulación en comunicación fluida con un extremo del actuador 433B con el fin de permitir el descenso de la pluma. Por ejemplo, el dispositivo 605 de anulación puede incluirse en comunicación fluida con el extremo de la base del actuador 433B.

Refiriéndose a las FIGs. 8 y 9, el dispositivo 605 de anulación puede incluir una válvula 610 controlada manualmente que acopla el extremo 612 de base del actuador 433B al tanque 620. En una posición predeterminada o no accionada, la válvula 610 no permite el flujo de fluido hidráulico desde el extremo 612 de base a través de la válvula 610. En esta posición predeterminada de la válvula 610, el flujo de fluido hidráulico hacia y desde el actuador 433B se controla normalmente, utilizando una válvula 615 de control u otros componentes hidráulicos. En el caso de un accidente o de un fallo de un componente que impida la bajada de la pluma 432 de forma normal, la válvula 610 puede ser accionada, por ejemplo, utilizando una herramienta para hacer girar un mecanismo de accionamiento, para permitir un flujo controlado de fluido hidráulico desde el actuador 433B hasta el depósito 620, de forma que la pluma 432 se baje lentamente. Aunque no se ilustra en la FIG. 9, los expertos en la técnica entenderán que pueden incluirse otras válvulas, vías de fluido y componentes hidráulicos entre el actuador 433B, la válvula 615 de control, la válvula 610 y el depósito 620.

Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones preferidas, los trabajadores expertos en la técnica reconocerán que se pueden realizar cambios en la forma y en los detalles sin apartarse del ámbito de la discusión, estando la invención definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Una máquina (400) de potencia que comprende:

un marco (410) que comprende una porción (412) de marco inferior y una porción (411) de marco superior, la porción de marco superior montada de forma giratoria sobre la porción de marco inferior y configurada para ser girada con respecto a la porción de marco inferior;

una primera estructura (430) de brazo de elevación que tiene una pluma (432) acoplada de forma pivotante a la porción superior del marco en una primera junta (417) de pivote ;

un actuador (433B) de pluma acoplado de forma pivotante entre la pluma y la porción superior del marco en una segunda junta (419) de pivote y operable para elevar y bajar la pluma con respecto a la porción superior del marco a lo largo de una primera pista (437) a medida que el actuador de la pluma eleva y baja la pluma, estando la segunda junta de pivote situada más abajo que la primera junta de pivote;

un segundo brazo (530) elevador acoplado de forma pivotante a la porción inferior del marco;

un actuador (532) de brazo elevador inferior acoplado entre el segundo brazo elevador y la porción inferior del marco y configurado para elevar y bajar el segundo brazo elevador con respecto a la porción inferior del marco;

un implemento (534) montado en el segundo brazo elevador y configurado para ser subido y bajado con el brazo elevador inferior por el actuador del brazo elevador inferior, moviéndose una superficie (550) del implemento a lo largo de una segunda pista (535) cuando el segundo brazo elevador es subido y bajado por el actuador del brazo elevador inferior, en el que la primera pista del brazo y la segunda pista de la superficie del implemento pueden intersecarse; y

un tope (450) colocado y orientado para recibir el contacto entre la pluma y la superficie del implemento cuando la pluma se mueve a lo largo de la primera pista y la superficie del implemento se mueve a lo largo de la segunda pista para evitar el contacto entre el actuador de la pluma y el implemento.

2. La máquina de potencia de la reivindicación 1, en la que la pluma está acoplada de forma pivotante a la porción superior del marco mediante un montaje (415) oscilante en la porción superior del marco.

3. La máquina de potencia de la reivindicación 2, en la que el actuador de la pluma está acoplado a la porción superior del marco en el montaje de oscilación.

4. La máquina de potencia de la reivindicación 1, en la que el implemento es una cuchilla.

5. La máquina de potencia de la reivindicación 1, en la que el tope está fijado a la pluma en una posición que intercepta la segunda pista de la superficie del implemento.

6. La máquina de potencia de la reivindicación 1, en la que el tope está formado integralmente en la pluma en una posición que intercepta la segunda pista de la superficie del implemento.

7. La máquina de potencia de la reivindicación 1, en la que el actuador de la pluma está colocado, al menos parcialmente, en el interior de una porción de la pluma.

8. La máquina de potencia de la reivindicación 1, en la que la máquina de potencia comprende una excavadora.