WO2013144402A1 - Soporte adaptativo - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
- B60P7/00—Securing or covering of load on vehicles
- B60P7/06—Securing of load
- B60P7/08—Securing to the vehicle floor or sides
- B60P7/12—Securing to the vehicle floor or sides the load being tree-trunks, beams, drums, tubes, or the like
Definitions
- Metallurgical industry in particular the processing of wind turbine structures (aeronautical, for the support of the blades); of the prefabricated construction of both segments and concrete wind turbines; agri-food (transport and storage of deposits), as well as where it is necessary to make a smooth, progressive and uniform support on the largest possible surface.
- wind turbine structures aeronautical, for the support of the blades
- agri-food transport and storage of deposits
- a specific design is used that can be modified and adapted for use in sectors with similar needs, being applicable on both curved, polygonal or irregular surfaces.
- Wooden cradle provided with semi-rigid protective coating for support against the section. They usually do not have a curved surface, but are made in an angled manner and are made up of several parts due to their size.
- Recycling and reuse is more complicated than if it were a metal, since it only allows crushing pressed or subsequent incineration.
- Friction occurs between the treated surfaces of the section, the bolts and the "T" -metalized and painted- and the tension face is subjected to the flange face. At the time this face suffers an accumulation of moisture during collection.
- the length of the "T" is usually lm so that sufficient support is not guaranteed in the face of a possible overturn, both by inclination and accidental hitting with another section.
- the soul of the commercial profile sometimes it suffers dent, due to the inadequate thickness in front of the load - to the soul of an IPE-450 it can be 10mm.
- Support at a single point often involves the use of a central horizontal tie on the face of the flange to avoid deformation.
- the mooring is done by means of a ratchet and if the pressure is not distributed, notches and deformations in the holes of the flanges originate.
- Transport of sections by platform consists of a body in which the platform adjusts to the length of the section in question.
- the support of the section is made with two front and two rear wedges that are adjusted by means of studs against the lateral stops of the body.
- This system does not guarantee a uniform support, it is rigid in the support against the sheet which makes it susceptible to dents both in its mooring and during transport.
- the platform manufacturer does not carry out a specific design for this type of transport, therefore it is usual to see "homemade” adaptations for the support of the cribs.
- Transport of sections by tube holder consists of a body designed for the purpose that allows a longitudinal adjustment by means of rigid lateral extensions, as well as a width adjustment by means of a hydraulic drive.
- a rear support is made by means of wedges on the final platform and in the front area two species of nails are placed that rest on the beams of the body, thus allowing to reduce the final height of the transport.
- an adjustable rocker is also used as a rocker to support.
- a wind turbine in most cases, consists of: -Palas: responsible for transmitting the energy of the air to the boat.
- -Nacelle or wafer responsible for transforming in a turn through an axis the force transmitted by the blades and thus produce electricity.
- This section receives the processing of boilermaking to later be shot blasting, hung, painted, baked, retouched and mounted its internal components to be ready for assembly in the park.
- the section takes off the fasteners and is retouched.
- plastic protections are placed on the section to prevent the taps, on which it will rest to mount certain parts that involve rotating the section, mark the paint.
- the "Adaptive Support” aims to make a smooth, progressive and uniform support on the largest possible surface, without displacement between the load and the band.
- the reception of the load is made with the placement of the "Receiving Band (1)" in its maximum diameter, that is, with the "Articulated Arms (3)" open to avoid friction with the surface of the load.
- the "Articulated Arms (3)" are adjustable in length by means of a central pin.
- Articulated (3) At its ends it makes the anchoring of the" Springs (7) “by means of rings, others are distributed for the lifting, handling and transport of the" Adaptive Support ". It has different reinforced holes for connection by means of bolt of the "Articulated Arms (3)", in order to be able to adjust to the variety of perimeters and increase its versatility. It has a width complemented with brackets that prevents - lengthwise - the natural overturning of the section. To guide the operator of the final centered position of the load, has a small plastic strap thus avoiding slippage between the load and "Receiving Band (1)". design, the support in the field practically does not exert flexion on the profiles due to its proximity. Optionally by means of adjustable wheels, which allows the manipulation in interiors by a single operator.
- Adaptive Support The mechanics of the "Adaptive Support” can be seen from the assembly of the components within the main drawing: support of the section on support (Fig-1), detail (Fig-2), symmetry detail (Fig-3), detail of components ( 2) (3) (4) (Fig-4), Strut assembly (8) (Fig-5) and Strut detail (8) (Fig-6).
- the final geometry of the components may differ by adapting to the requirements of load, market economy or customer, although the main function will remain the same.
- Tilting Head (2) is a metallic body with specific geometry, its central part houses the axis of the bolt; the contact surface with the "Receiving Band (1) is divided into two parts, a cylindrical for a correct distribution of tensions in the" Receiver Band (1) "and another rectilinear that allows tangential support towards the perimeter of the load The cylindrical body houses its corresponding greasers The width will be in accordance with that required by the "Receiving Band (1)".
- the "Tilting Head (2) is integrated together with this first one, being able to modify to reach the length of welding required for the mechanical solicitation.
- Pin bolts are obtained from round turned profiles, with a quality according to the final request.
- the screws, washers, rings, shackles, tensioners ... used are supplied by commercial houses.
- the adaptation of the bench is carried out on the main chassis structure, thus avoiding the aforementioned cracks that appear on anchoring holes of bodywork pillars and ribs since a compression effort appears at all times.
- the geometry may vary depending on the final application, dimensions, weight, material, ... although as a whole the main functions of the components remain constant.
- the quality of the materials will also be adapted to the requested mechanical requirements. At all times you will have a data sheet, where your capabilities are collected.
- Adaptive Support has a specific application in all those processes in which a soft, progressive and uniform support is required to keep the technical properties under the one that designed and manufactured the product, both in its assembly, storage or transport; at the same time it allows correct labor safety conditions during handling of loads for the operator.
- An example is the manufacture of sections and blades for wind turbines, deposits -agroalimentary or not-, tank, boilers, dovelas, etc.
Landscapes
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Abstract
Soporte Adaptativo capaz de realizar un apoyo suave, progresivo y uniforme sobre la mayor superficie posible, sin deslizamientos entre carga y soporte; evitando tiempos innecesarios de exposición frente a cargas suspendidas y garantizando al operario en todo momento la seguridad laboral. Desmontable y plegable. Pudiendo ofrecer una instrucción de trabajo sencilla, fácil de cumplir y con medidas de calidad verificables en todo momento respecto a sus componentes. Especialmente indicados para la fabricación de tramos y palas de aerogeneradores, entre otros.
Description
DESCRIPCIÓN
Soporte adaptativo
Sector de la técnica
Industria metalúrgica, en particular el procesado de estructuras de aerogeneradores (aeronáutico, para el apoyo de las palas); de la construcción prefabricada, tanto de dovelas como de aerogeneradores de hormigón; agroalimentaria (transporte y acopio de depósitos) , asi como donde se precise realizar un apoyo suave, progresivo y uniforme sobre la mayor superficie posible. Para ello se utiliza un diseño especifico que podrá ser modificado y adaptado para su uso en sectores con necesidades similares, siendo aplicable tanto en superficies curvas, poligonales ó irregulares.
Estado de la técnica
En este apartado nos centraremos principalmente en el sector de las energías renovables, si bien resulta extrapolable .
Para la manipulación, acopio y transporte de los diferentes tramos y palas de los que se componen las estructuras de los aerogeneradores y teniendo en cuenta que dicha manipulación se realiza siempre en posición horizontal, contamos con dos tipos de apoyos para los tramos:
Cuna de madera, provistas de recubrimiento protector semi- rígido para el apoyo contra el tramo. Por lo general no disponen de una superficie curva, sino que se realizan de forma angulada y se componen de varias partes debido a su tamaño .
No se adaptan al diámetro específico del tramo (ya que éste es troncocónico ) , pues la curvatura es diferente para cada posición dentro de cada tramo.
El hecho de que no se adapten implica que el apoyo lo realiza en un solo punto -dos como máximo- que a su vez implica la deformación de la virola-brida y el consiguiente desperfecto en el tratamiento superficial del tramo.
Cuando el apoyo se realiza fuera de las bridas existe el riesgo de abollar la virola durante la carga, amarre -ya que se realiza por medio de trinquetes, que suman un peso extra
para la virola- ó transporte a parque (cabe decir que no siempre los tramos discurren por vías totalmente adecuadas y que en muchas ocasiones la llegada a parque implica un terreno bacheado) .
Por muy lento que se realice el apoyo, generará un impacto que puede dañar el tratamiento superficial o incluso llegar a ocasionar abolladura en el tramo. Si origina daño en el tratamiento superficial habrá que retocar de nuevo en cada carga .
Por ser de madera, se puede llegar a agrietar si el terreno no está por completo plano. No soporta impactos durante su manipulación. Es susceptible de ser atacada por hongos, humedad... lo cual no garantiza una certificación estricta de sus propiedades mecánicas.
Su elevado peso dificulta su manipulación debido a la densidad mínima de la madera.
Resulta muy difícil ó poco fiable la sujeción al piso ó incluso contra el propio tramo ya que no permite soldaduras.
El reciclado y reutilización se complica más que si se tratase de un metal, ya que sólo permite la trituración prensado ó posterior incineración.
Debido a los requerimientos mecánicos no se hace imposible la utilización de la madera prensada -también por sus propiedades higrométricas- .
En ocasiones existe una variante de cuna metálica que no resulta práctica ya que si ésta es resistente su peso será muy elevado de lo contrario sus paredes se abollan, del mismo modo sólo es útil un único diámetro.
"T" invertida metálica . Debido a la geometría de la unión de la torre, la conexión entre tramos se realiza mediante bridas, las cuales disponen de una serie de agujeros -paralelos al eje de la torre- a los que se atornilla la "T". Ésta suele proceder del corte longitudinal de un perfil comercial de gran sección al que se le practican dos agujeros ranurados con el fin de adaptarse a varios diámetros de brida. Cuando la "T" se utiliza para embarque se obtiene de la soldadura de dos
planchas y distribuyendo un mayor número de agujeros (en vez de un perfil convencional.
El funcionamiento del perno nunca deberá ser a cortante, más aún si el perno es de elevada calidad como este caso (10.9 y 12.9) ya que producirá una rotura frágil, éste trabajará a tracción generando una fricción entre las caras de contacto evitando asi el desplazamiento.
La disposición de los pernos, junto con una incorrecta colocación y manipulación puede llegar a guillotinarlos, debido a la tolerancia existente.
Normalmente durante la fabricación y acopio sólo se utilizan dos pernos .
Se producen roces entre las superficies tratadas del tramo, los pernos y la "T" -metalizado y pintura- y se somete a la cara de la brida a una concentración de tensiones. Al tiempo esta cara sufre una acumulación de humedad durante el acopio.
La utilización sucesiva de un mismo perno o de un perno inadecuado junto con un movimiento relativamente "rápido", provoca entallas en los agujeros de las bridas. El peso de algunos tramos llega a las 70Tm y las normas del fabricante limitan determinados defectos superficiales en zonas de alta tensión mecánica.
Entendemos que estamos supeditados al buen hacer de los operarios, es decir: implica la manipulación del tramo suspendido y un correcto apriete de los pernos -uso de llave dinamométrica que generalmente no se dispone-.
Los operarios no pueden mantener la distancia de seguridad mínima, al igual que una postura ergonómica correcta ya que el trabajo se realiza a unos 30 cm del suelo.
La posible rotura de un perno, debido a una velocidad excesiva de descenso, ocasiona a su vez que la cabeza de éste salga despedida a gran velocidad, pudiendo dañar así tanto al operario como a materiales adyacentes.
Implica el retoque de la zona donde se coloca la "T", variando el micraje con respecto del conjunto de la brida.
Implica la utilización de antiguas traviesas de tren para distribuir la presión sobre el terreno, elevarlo para que no toque el centro inferior si el terreno es irregular y evitar deslizamientos .
La longitud de la "T" suele ser de lm por lo que no se garantiza un apoyo suficiente frente a un posible vuelco, tanto por inclinación como por golpeo accidental con otro tramo. Del mismo modo el alma del perfil comercial, en ocasiones sufre abolladura, por el inadecuado espesor frente a la carga -al alma de un IPE-450 puede ser lOmm-.
El apoyo en un solo punto implica muchas veces la utilización de un tirante horizontal central sobre la cara de la brida para evitar deformaciones.
El elevado peso de la "T" de embarque hace imprescindible el empleo de maquinaria para su izado y colocación. Por igual razón eleva muy por encima el precio final frente la "T" de perfil comercial.
Para transportar los tramos por carretera hasta parque o puerto, se utilizan diferentes sistemas: bien directos de casas carroceras comerciales, bien realizando acoples sobre las plataformas y porta-tubos en sus diferentes variantes. Esto hace necesario acoples especiales para cada tipo de transporte ya que los diámetros oscilan desde l,50m hasta los 4,40m según tramos y fabricante.
Está prohibido transportar el tramo apoyado directamente sobre la "T" de perfil comercial debido a que en un bache junto con la tensión de los amarres, los pernos pueden sesgar ó entallar con la consiguiente caída o deterioro del tramo, lo que supone un riesgo importante.
Recordemos que no siempre los tramos discurren por vías totalmente adecuadas y que en muchas ocasiones la llegada a parque implica un terreno bacheado.
El amarre se realiza por medio de trinquete y si la presión no está distribuida se originan entallas y deformaciones en los agujeros de las brida.
Transporte de tramos mediante plataforma, consiste en una carrocería en la que la plataforma se ajusta a la longitud del tramo en cuestión. El apoyo del tramo se realiza con dos cuñas delanteras y dos traseras que se ajustan mediante tacos contra los topes laterales de la carrocería.
Este sistema no garantiza un apoyo uniforme, resulta rígido en el apoyo contra la chapa lo que lo hace susceptible de abolladuras tanto en su amarre como durante el transporte.
Resulta engorroso y no fiable ya que la mayoría de las plataformas fisuran por el anclaje.
Se hace necesario llevar varios juegos de cuñas para los diferentes tramos.
Necesitan de un acolchado extra para evitar abolladuras.
El fabricante de plataformas no realiza un diseño específico para este tipo de transporte, por tanto e usual ver adaptaciones "caseras" para el apoyo de las cunas.
Transporte de tramos mediante porta-tubos, consiste en una carrocería diseñada al efecto que permite un ajuste tanto longitudinal mediante extensiones rígidas laterales, como un ajuste del ancho mediante un accionamiento hidráulico. En este caso se realiza un apoyo trasero mediante cuñas sobre la plataforma final y en la zona delantera se colocan dos especies de uñas que apoyan sobre las vigas de la carrocería, permitiendo así reducir la altura final del transporte. En ocasiones si la longitud del tramo lo permite, éste se aloja entre las vigas laterales. Para determinados tramos también se utiliza una plancha orientable a modo de balancín para apoyar.
Este tipo de apoyo sobre uña se realiza directamente con pernos sobre la brida, ello implica la utilización de una llave dinamométrica que no lleva el transportista.
Implica una manipulación por parte de los operarios con el tramo suspendido, ya que no siempre la colocación se hace eficiente .
No permite mantener las distancias de seguridad a la carga suspendida.
Supone una tensión puntual sobre la brida a la que hay que sumar la generada por el amarre de trinquete.
Implica un retoque posterior al transporte.
Existe el riesgo de un fallo hidráulico, por el hecho de que el apoyo se realice sobre la viga y que esta sufra un esfuerzo constante hacia afuera por parte de la carga, sobre todo cuando utilizan los balancines.
Transporte de tramos mediante amarres sobre brida, existen diseños específicos que utilizan el tramo como estructura portante y parten en dos la carrocería. Básicamente se resume en que las conexiones entre tramo y carrocería se realizan de forma hidráulica por medio de tres brazos extensibles que ajustan en la cara interna de la brida (como si fuere una mordaza de un tornero cuando abre) .
Existe un alto riesgo de deformación de la brida. Sólo válido para determinados tramos no esbeltos. Su colocación resulta lenta y peligrosa. Se han dado casos de fallo hidráulico durante el transporte y colocación. Implica retocar los apoyos contra las bridas. Puede llegar a eliminar el tratamiento de metalizado. No permite la utilización de la lona sobre el tramo.
Con objeto de superar las deficiencias indicadas en los dispositivos de soporte actuales dentro del sector de las energías renovables especialmente, y dada la importancia tanto de la calidad del producto final, así como en la necesidad de seguir unas directrices correctas de seguridad laboral y técnica durante la manipulación, acopio y transporte. Se busca realizar un apoyo suave, progresivo y uniforme sobre la mayor superficie posible, que a su vez evite los tiempos innecesarios de exposición frente a cargas suspendidas. Al tiempo se pretende poder ofrecer una instrucción de trabajo sencilla, fácil de cumplir y con medidas de calidad verificables en todo momento
Estos procesos existentes en la actualidad, aún cuando realizan en cierta medida su cometido, presentan importantes deficiencias no resueltas por sus tecnologías. Siendo el
"Soporte adaptativo" objeto de la presente descripción un mecanismo para la mejora muy sustancial del estado de la técnica existente y previamente descrito.
Explicación
A raíz del estado de la técnica anteriormente descrito, realizaremos la explicación referente al sector de las energías renovables.
Un aerogenerador, en la mayoría de los casos, se compone de: -Palas: encargadas de transmitir la energía del aire a la barquilla.
-Nacelle o barquilla: encargada de transformar en un giro a través de un eje la fuerza transmitida por las palas y así producir electricidad.
-Estructura de la torre: compuesto por varios tramos unidos entre sí mediante bridas, a la parte superior por con la barquilla y a la parte inferior con la cimentación. También transporta y conecta todos los servicios de instalaciones de tensión y acceso.
-Cimentación: encargada de aportar estabilidad suficiente al conjunto.
Para el procesado de un tramo -que genera un volumen troncocónico- se parte de una brida inferior que es unida a una sucesión de chapas curvadas según fabricante y cerrada en su parte superior por otra brida de menor diámetro.
Dicho tramo recibe el procesado de calderería para posteriormente ser granallado, colgado, pintado, horneado, retocado y montados sus componentes internos para quedar listo para el ensamblaje en parque.
Una vez pintado y horneado, el tramo se descuelga de las sujeciones y es retocado. A su vez, sobre el tramo se colocan unas protecciones de plástico para evitar que los viradores, sobre los que se apoyará para montar ciertas partes que implican rotar el tramo, marquen la pintura.
Por último se atornilla una "T" en la brida -ya que el uso de una cuna marcaría la pintura reciente en el proceso de curado- para bajar el tramo a piso firme y completar su montaje,
validarlo, colocar lonas y ser acopiado ó transportado a su destino .
Proceso que se puede consultar en la web de algunos fabricantes, para posibles dudas.
Observamos pues que para una correcta entrega del producto y poder asegurar la garantía del mismo al tiempo que la seguridad del operario, precisamos que:
•El conjunto del tramo debe cumplir los requisitos de calidad establecidos por el cliente. Primero, en acabado superficial, evitando así concentración de tensiones que originarían inicio de grietas por fatiga y a su vez no garantizan un correcto mieraje en las aristas creadas. Segundo, en tratamiento superficial, pues una incorrecta protección origina puntos de inicio de oxidación al tiempo que no garantiza las propiedades mecánicas con el paso del tiempo.
Tercero, evitar incidencias en parque pues una vez montado el tramo cualquier reparación se hace sumamente costosa.
•Durante su manipulación los apoyos deben realizarse de manera óptima, pues una vez validado el tramo, cualquier incidencia posterior supone un sobrecoste.
•Garantizar la seguridad del operario y agilizar el proceso. Una vez completado el tramo, incluso en su montaje final ó en operaciones intermedias donde se precise manipularlo. Debido mayormente al elevado peso de éste, unido a su geometría dificulta un apoyo suave, progresivo y uniforme sobre la mayor superficie posible. También hace difícil mantener las normas de seguridad durante su manipulación.
Cabe resaltar que:
•Determinados tramos reciben un tratamiento de metalizado tanto en sus bridas como en una superficie contigua, que es donde mayores incidencias de corrosión se presenta en parque. Éste puede ser dañado tanto por impacto sobre superficies puntuales concentradas ó por la colocación de pernos en su manipulación. Un número reducido de pernos produce el mismo efecto.
El apoyo prematuro sobre una superficie concentrada puede dañar el acabado superficial ó variar el micraje especificado por el cliente. El roce con elementos metálicos ó suficientemente rígidos elimina localmente la pintura.
•La colocación de utillajes implica una manipulación del tramo suspendido y necesita de estrictas directrices, tanto técnicas -par de apriete-, como de seguridad laboral - postural, perímetro seguro, etc.- y que no siempre se pueden garantizar .
•El proceso debe ser fiable, es decir, debe evitar en la medida de lo posible el fallo humano. Ello implica reducir el número de operaciones de manipulación así como las imprecisiones de los operarios, al tiempo ha de reducirse el periodo de suspensión del tramo.
•Los utillajes de sujeción deben permitir el mantenimiento y verificación, ofreciendo así fiabilidad estructural objetiva en cada momento, imposibles de ofrecer con materiales como la madera, pernos usados ó útiles caseros.
•Debe disponer de una base amplia y fiable que además permita tanto el amarre útil/tramo como útil/piso (p.e. transporte marítimo) .
•Debe permitir el reciclado en la medida de lo posible.
•Su manipulación deber rápida y práctica tanto manual como mecánicamente .
El "Soporte Adaptativo" pretende realizar un apoyo suave, progresivo y uniforme sobre la mayor superficie posible, sin desplazamientos entre la carga y la banda.
Suave, ya que parte de la posición de máxima de apertura de los "Brazos Articulados ( 3 ) " , gracias a los "Muelles ( 7 )" . Progresiva, puesto que el acople al perímetro de la "Banda Receptora" se completa por el giro de los "Brazos Articulados ( 3 )" . Uniforme, pues el "Cabezal Basculante (2 ) " asegura el apoyo tangencial de la "Banda Receptora ( 1 )" . La acción conjunta del proceso asegura la ausencia de desplazamiento o roces en la recepción de la carga. Así el conjunto del resto de componentes -"Bancada ( 4 ) , Tirantes (5) ,
Tensores (6), Muelles (7), Puntal (8) y Aliviador de carga (9)" - asegura el correcto funcionamiento del "Soporte Adaptativo"
Al tiempo permite que su utilización resulte rápida, eficaz y segura para el operario; evitando asi los problemas anteriormente citados.
Observando de la Fig-1 a la Fig-5, vemos que el "Soporte Adaptativo" consigue su objetivo debido al ensamblaje de sus componentes :
•"Banda Receptora ( 1 ) " ; su función es la de recibir la carga. Se adapta a la superficie/perímetro de la carga de forma suave, progresiva y uniforme hasta recibir el peso completo, sin realizar desplazamientos entre la carga y la banda.
La recepción de la carga se realiza con la colocación de la "Banda Receptora ( 1 ) " en su máximo diámetro, es decir, con los "Brazos Articulados (3) " abiertos para evitar roces con la superficie de la carga.
El ancho y longitud de la misma está supeditado a la carga a la que se destine. A su vez disponemos de dos opciones: Textil que ofrece mejor acople, flexibilidad y mayor grado de regulación de su longitud; Metálica tipo fleje con la cara superior protegida para situaciones donde requiere un menor mantenimiento en exteriores.
•"Cabezal Basculante (2) "; transmite el esfuerzo de la "Banda Receptora ( 1 ) " a los "Brazos Articulados (3) " por medio de un bulón y confiere en los extremos de la "Banda Receptora ( 1 ) " un apoyo tangencial ya que tiene permitido el giro, asegurando asi una distribución de tensiones uniforme sobre la carga. La geometría en forma de "gota", permite por una parte la tangencia con la cara de la carga y por otro asegura una transición suave de tensiones en el extremo de enganche de la "Banda Receptora ( 1 )" .
•"Brazos Articulados ( 3 ) " ; conectado en su parte superior con el "Cabezal Basculante (2 ) " -a su vez éste a la "Banda Receptora ( 1 ) "- y en su parte inferior anclado a la "Bancada (4)" ambos por medio de bulones pasadores que le dan giro libre, se encargan de realizar el giro que permite el que
la "Banda Receptora ( 1 ) " se adapte al perímetro de la carga.
Para evitar la oscilación lateral de los "Brazos Articulados ( 3 ) " , en el extremo superior interno, éstos se encuentran arriostrados por medio de los "Tirantes (5) " y ajustados a su vez por medio de los "Tensores (6) ". A la recepción de la carga los "Brazos Articulados (· 3 ) " se encuentran en la posición de máxima apertura, permitido por los "Muelles (7)" conectado mediante una argolla a la cara exterior del "Brazo articulado (3)" y por otra a la "Bancada ( 4 )" . A lo largo del "Brazo Articulado ( 3 ) " se disponen una serie de agujeros para poder regular la longitud de la "Banda Receptora ( 1 ) " .
Para cargas elevadas (Fig-5) , existe una modificación, "Puntal (8)", en la que el "Brazo Articulado ( 3 ) " recibe un apoyo extra en la cara exterior complementaria al "Tirante (5) .
Como complemento a la regulación del agujero inferior con la "Bancada ( 4 )" , cuando es preciso, los "Brazos Articulados (3) " son regulables en su longitud mediante pasador central.
• "Bancada ( 4 ) " ; encargada de transmitir y distribuir la presión ejercida por los "Brazos Articulados ( 3 ) " hacia el terreno; mediante agujeros reforzados y bulones permite el pivote de éstos, para el acople de la "Banda Receptora ( 1 ) " a la carga. Dispone de una distribución específica de agujeros que anclan la base de los "Tirantes (5) " utilizando así una sola longitud de éstos para arriostrar los "Brazos
Articulados ( 3 )" . En sus extremos realiza el anclaje de los "Muelles (7)" por medio de argollas, otras son distribuidas para el izado, manipulación y transporte del "Soporte Adaptativo". Dispone de diferentes agujeros reforzados para la conexión mediante bulón de los "Brazos Articulados (3) ", con el fin de poder ajustarse así a la variedad de perímetros y aumentar su versatilidad. Tiene una anchura complementada con ménsulas que impide -longitudinalmente- el vuelco natural del tramo. Para guiar al operario de la posición final centrada de la carga, dispone de un pequeño fleje plástico evitando así deslizamientos entre carga y "Banda Receptora ( 1 )" . Por su
diseño, el apoyo en el terreno no ejerce prácticamente flexión sobre los perfiles debido a su proximidad. Opcionalmente mediante ruedas regulables, lo que permite la manipulación en interiores por un solo operario.
En la citada modificación (Fig-5) en la que los
"Tirantes ( 5 ) " que actúan a la cara interior del "Brazo Articulado ( 3 ) " reciben una colaboración con un apoyo a la cara exterior; bien mecánica ó hidráulica, la "Bancada (4)" se modificará con una prolongación paralela a la máxima apertura de los "Brazos Articulados ( 3 ) " , de la cual nacerá dicha actuación del apoyo; con ello se reducirá la carga del "Tirante (5)" en tramos muy pesados. Lógicamente sólo se trabajará en terrenos adaptados, es decir, planos para evitar sobresfuerzos en "Tirantes (5) " y "Tensores (6) ".
Su parte central inferior, alberga el "Aliviador de
Carga (9)"; empleado en cargas muy pesadas.
• "Tirantes ( 5 ) " ; arriostran los "Brazos Articulados ( 3 ) " impidiendo el desplazamiento lateral de éstos. Nacen de la cabeza superior de los "Brazos articulados (3) " y se anclan a la "Bancada ( 4 )" . Según la tipología de la carga se optará por un diseño apropiado del tirante -cable comercial o bisagra a partir de perfil laminado-; cuando la carga a recibir sea elevada, se empleará el sistema de poleas y reenvío, para reducir la tensión final del "Tirante (5)" y por tanto del "Tensor (6)".
• "Tensores ( 6 ) " ; realizan el ajuste y proporcionan la tensión final de los "Tirantes (5) , regulando su longitud final efectiva. Se colocan entre el "Tirante (5)" y el "Brazo Articulado (3) " .
· "Muelles ( 7 ) " ; mantienen los "Brazos Articulados ( 3 ) " en su posición de máxima apertura, de este modo se evitan deslizamientos entre la "Banda Receptora ( 1 ) " y la superficie de la carga. Se encuentran anclados desde la cara exterior del "Brazo Articulado ( 3 ) " a la "Bancada ( 4 )" .
· "Puntal ( 8 ) " ; es la barra que realiza el apoyo exterior en colaboración con el "Tirante (5)" para cargas pesadas. Se
regula en sus extremos mediante pasadores en "Brazos
Articulados ( 3 ) " y "Bancada ( 4 )" , y en su cuerpo mediante husillo .
•"Aliviador de Carga (9)"; utilizado para cargas pesadas, es un dispositivo colocado en la parte central de la "Bancada (4) con el fin de disminuir la carga final que ha de soportar la "Banda Receptora ( 1 ) " y por consiguiente el resto de componentes. Su presión es controlada y reducida, evitando asi abolladuras .
Cuando se trata de realizar el transporte de la carga, la distribución de los elementos es la misma solo que la "Bancada (4)" en este caso pasa a ser una adaptación sobre el chasis del transporte (góndola, plataforma ó porta-tubos), optimizando a su vez los esfuerzos sobre la carrocería. Al tiempo, el amarre del tramo al transporte, será tal que se combine con la acción de los "Tirantes (5) " y "Tensores (6) " del "Soporte Adaptativo" (tiro cruzado para impedir desplazamiento lateral) .
De ésta manera se consigue un apoyo suave progresivo y uniforme, al tiempo que solventa la problemática anteriormente citada. Este hecho lo hace especialmente indicado para la manipulación de tramos y palas de aerogeneradores , sin por ello hacerlo menos eficaz para el resto de aplicaciones de los útiles de apoyo.
Descripción de los dibujos
La mecánica del "Soporte Adaptativo" se desprende del ensamblaje de los componentes dentro del dibujo principal: apoyo del tramo sobre soporte (Fig-1 ) , detalle (Fig-2), detalle de simetría (Fig-3) , detalle de componentes (2) (3) (4) (Fig-4), conjunto Puntal (8) (Fig-5) y detalle Puntal (8) (Fig-6) . La geometría final de los componentes puede diferir al adaptarse a los requisitos de carga, economía de mercado ó cliente, si bien la función principal seguirá siendo la misma.
•"Banda Receptora (1)"; en función de su aplicación y requerimiento final, permite dos soluciones: Textil, eslinga plana con ó sin recubrimiento protector, difiere de las
eslingas estándar en su anchura final y el número de garzas para su regulación; Se adapta a todo el perímetro independientemente de su geometría o peso. Metálica compuesta tipo fleje, su cuerpo principal es metálico y sobre él lleva un recubrimiento que protege la superficie de la carga; en este caso la "Banda Receptora ( 1 ) " y "Cabezal Basculante (2 ) " forman una única pieza, indicada para elevadas cargas y perímetros de carga curvos, reduce el mantenimiento con respecto a la textil.
-"Cabezal Basculante (2)"; es un cuerpo metálico con geometría específica, su parte central alberga el eje del bulón; la superficie de contacto con la "Banda Receptora (1) se divide en dos partes, una cilindrica para una distribución correcta de tensiones en la garza de la "Banda Receptora ( 1 ) " y otra rectilínea que permite el apoyo tangencial hacia el perímetro de la carga. El cuerpo cilindrico aloja sus correspondientes engrasadores. La anchura será acorde con la requerida por la "Banda Receptora (1) " . Cuando el cuerpo de la "Banda Receptora ( 1 ) " es metálico, el "Cabezal Basculante (2 ) " se encuentra integrado junto con ésta primera, pudiéndose modificar para alcanzar la longitud de soldadura requerida para la solicitación mecánica.
•"Brazos Articulados (3)"; su geometría busca aportar la esbeltez necesaria al esfuerzo de compresión que recibe y por tanto variable con la carga. Su parte superior une mediante bulón con el "Cabezal Basculante (2 ) " y del mismo modo se conecta con la bancada, ambos disponen de engrasadores. Entre las dos conexiones de los extremos nos encontramos con: a la cara interna y a la altura casi del "Cabezal Basculante (2 ) " dispone del anclaje del "Tensor (6)"; a la cara exterior, dispone de una serie de agujeros para albergar el pasador que regula en longitud la "Banda Receptora ( 1 ) " y cercano a la bancada, un pasador para el enganche del "Muelle (7)". La disposición es simétrica dentro del "Soporte Adaptativo". Cuando recibe la colaboración del "Puntal (8)", dispone de dos pletinas que albergan los agujeros que lo anclan. La
regulación en longitud de los "Brazos Articulados (3) ", necesaria cuando la "Banda Receptora ( 1 ) " es metálica , se hace mediante perfiles encajados deslizantes y pasadores.
• "Bancada ( 4 ) " ; es la base inferior del conjunto, su cuerpo principal está compuesto de dos perfiles dispuestos en paralelo que cuentan con una serie de agujeros simétricos y reforzados convenientemente para recibir los bulones que anclan los "Brazos Art iculados ( 3 ) " . De igual modo cuenta con los agujeros de anclaje de los tensores, distribuidos para ajustarse al diámetro final de la carga; en los extremos se anclan los tensores para mantener abiertos los "Brazos Art iculados ( 3 )" ; también lleva distribuidas diferentes argollas de izado para su manipulación aunque cuando ésta sea mediante carretilla elevadora, se hará una cárcel por uña. Perpendicular a los perfiles principales, se disponen dos ménsulas por lado para impedir el vuelco. La cara inferior que apoya contra el terreno, será conveniente mente protegida frente a sobretensiones u oxidación -p . e . banda de neumáticos reciclados-. Su geometría puede ser modificada para proporcionar un apoyo exterior del "Puntal (8)" a los "Brazos Art iculados ( 3 ) " en tramos pesados, puesto que además son más anchos .
• "Tirante ( 5 ) " ; este elemento tiene una longitud fija y disponemos de dos soluciones posibles: una a partir de cable trenzado de acero ó cadena con argollas en sus extremos; otra desde perfiles laminados con bulones en los extremos y bisagra central. En ambos casos la longitud final se consigue mediante los "Tensores (6) ". Para minorar esfuerzos en tramos muy pesados utilizará sistema de poleas.
• "Tensores ( 6 ) " ; permiten diferentes geometrías en función de la solicitación final: adaptación directo a partir de soluciones comerciales -trinquetes de cadena y tensores- ó diseño para construcción en taller a partir de composición de pletinas y husillo.
• "Muelles ( 7 ) " ; son muelles de tracción para recuperar la posición de los "Brazos Articulados (3) " su diseño proviene de
casas comerciales.
• "Puntal ( 8 ) " ; es un pilar con agujeros en sus extremos para realizar el anclaje y que se regula mediante un husillo.
•"Aliviador de Carga (9)"; es un actuador vertical alojado en la "Bancada ( 4 ) "-neumático ó husillo- con una superficie intermedia que amortigua en su contacto con la "Banda Receptora ( 1 ) " .
Modo de realización
Debido a la descripción de los dibujos, de la cual se desprende la disposición y manera en la que van unidos /ensamblados los diferentes componentes dentro del "Soporte Adaptativo" (Fig-1: apoyo del tramo a la altura de la brida sobre el soporte; Fig-2 : detalle de Fig-1, Fig-3 y Fig-5 detalles simetría) , pasamos a exponer los procesos de fabricación de éstos.
•"Banda Receptora ( 1 ) " ; si es textil se adquiere de una casa comercial de materiales de elevación; si es metálica la obtendremos a partir de pletina laminada, la zona de contacto con la carga se precurva ligeramente dejando que el peso de ésta complete la curvatura, los extremos se deformarán hasta adquirir la curva y envoltura del "Cabezal Basculante (2) ", al que será bien soldado ó atornillado para formar una única pieza .
• "Cabezal Basculante (2) "; igualmente de perfiles comerciales, el cuerpo principal se obtiene de una barra cilindrica perforada hasta el diámetro del bulón pasador, tras realizar un pequeño rebaje, se soldarán dos pletinas laminada para formar la triangulación. En caso de tratarse del cabezal integrado en la "Banda Receptora ( 1 )" , se añadirán prolongaciones para completar la superficie efectiva de transición de esfuerzos.
•"Brazos Articulados ( 3 ) " ; el cuerpo principal se obtendrá a partir de un perfil laminado comercial, que modificaremos hasta obtener la geometría final. Se cortará el perfil a la distancia requerida, seguidamente se practicarán los agujeros que albergan los casquillos de los bulones pasadores. Dichos
casquillos, se obtienen de una barra perforada comercial, se tornean y finalmente se sueldan al perfil principal. Se sueldan también nervios y refuerzos de los "Tirantes (5) . Para hacer la longitud del brazo extensible, empleamos perfil laminado estructural cuadrado sin soldadura interior, haciendo corresponder la cara exterior con la interior del siguiente.
• "Bancada ( 4 ) " ; al igual que los "Brazos Articulados ( 3 ) " , el cuerpo principal se obtiene del empresillado de perfiles laminados. Sobre una mesa guia se marcarán todos los taladros, los de anclaje de los "Brazos Articulados (3) " y "Tirantes (5) ", se soldarán los casquillos correspondientes para bulones- pasadores, presillas y refuerzos, por último las argollas de izado. Perpendicular al cuerpo principal, se disponen ménsulas soldadas para evitar el vuelco. La "bancada reforzada" para tramos pesados, contará en sus extremos con una extensión para el "Puntal (8) que apoya al "Brazo Articulado ( 3 ) " .
• "Tirantes ( 5 ) " ; de cable ó cadena, se adquieren de casas comerciales. Si son rígidos con articulación central se obtienen a partir de la composición de perfiles laminados, se taladran y sueldan entre sí. El pasador será un bulón torneado. Cuando la carga sea elevada, hará un reenvío mediante polea del "Tirante ( 5 )" , pasando éste a ser doble; ésta polea será torneada a partir de plásticos adecuados a su tensión .
• "Tensores ( 6 ) " ; los trinquetes de cadena se adquieren de firmas comerciales. Si es propio, se fabrica por mecanizado, obteniendo un husillo y una tuerca acordes a la carga final del tramo; el husillo a partir de redondo y la tuerca de hexagonal .
• "Muelles ( 7 ) " ; serán elegidos a partir de un catálogo comercial .
• "Puntal ( 8 ) " ; obtenido a partir de perfiles laminados cerrados sobre los que se practican los taladros que albergan los pasadores, y en el que se acopla un husillo.
•"Aliviador de Carga (9)"; husillo a partir de catálogo comercial .
Los elementos metálicos se procesan de perfiles comerciales, los cuales son mecanizados en sus diferentes variedades, es decir, cortados, desbastados, plegado, guillotinado, fresado, torneado,... todos ellos procesos usuales. Las uniones serán mediante soldadura y atornilladas.
Bulones pasadores, se obtienen de perfiles redondos torneados, con una calidad acorde a la solicitación final.
Una vez obtenidas los componentes principales (1) (2) (3) (4) (5) (6) (8), se protegen las uniones móviles, se granallan para posteriormente pasar a pintarlas. Por último se remacha la ficha identificativa y se montan el conjunto de componentes. Como opción también se puede galvanizar el conjunto .
La tornilleria, arandelas, argollas, grilletes, tensores...utilizada es suministrada por casas comerciales.
En caso de carrocerías, la adaptación de la bancada se realiza sobre la estructura principal de chasis, evitando así las mencionadas fisuras que aparecen sobre huecos de anclaje de pilares carroceros y costillas ya que en todo momento aparece un esfuerzo de compresión.
La geometría puede variar en función de la aplicación final, dimensiones, peso, material,... si bien en su conjunto las funciones principales de los componentes permanecen constantes .
La calidad de los materiales, de igual manera se adaptará a los requerimientos mecánicos solicitados. En todo momento dispondrá de una placa de ficha técnica, donde se recojan sus capacidades .
Aplicación industrial :
De lo anteriormente expuesto se deriva de manera evidente, y por la naturaleza de la invención, que el "Soporte Adaptativo" tiene una aplicación concreta en todos aquellos procesos en los que se precise un apoyo suave, progresivo y uniforme para mantener las propiedades técnicas bajo la que se diseñó y fabricó el producto, tanto en su montaje, acopio ó transporte; al tiempo permite condiciones de seguridad laboral correctas
durante la manipulación de las cargas para el operario. Un ejemplo son la fabricación de tramos y palas para aerogeneradores , depósitos -agroalimentarios o no-, tanque, calderas, dovelas, etc.
Siendo aplicable asi mismo en todo el sector de la industria que trabajando con volúmenes de carga, presente una problemática similar a la ya citada.
Claims
1. -Soporte Adaptativo caracterizado por componerse de una Banda Receptora, unos Cabezales Basculantes, unos Brazos Articulados, una Bancada, unos Tirantes, unos Tensores, unos Muelles, unos Puntales y un Aliviador de Carga que forman un mecanismo en el que:
-La Banda Receptora es una eslinga plana con recubrimiento protector en el contacto con la carga y garzas en sus extremos .
-El Cabezal Basculante es un casquillo metálico con protección exterior de amortiguación al contacto con la Banda Receptora. Su eje es un bulón que completa su anclaje con la cabeza del Brazo Articulado.
-Los Brazos Articulados son pilares biarticulados con agujeros distribuidos. El del extremo superior alberga el bulón del Cabezal Basculante y el del inferior un bulón de pivote contra la Bancada. La cara externa, dispone de agujeros correlativos para el ajuste -mediante pasador- de la longitud efectiva del perímetro de la Banda Receptora y el apoyo del Puntal, bajo éstos se encuentra el anclaje de la cabeza de los Muelles. La parte superior de la cara interna, dispone del anclaje de tiro del Tensor para trincaje lateral de la carga.
-La Bancada es una estructura metálica con geometría adaptada al uso (acopios y transportes terrestres ó marítimos) . Longitudinalmente equivale a un "cajón" de distribución de esfuerzos con unos ejes para unir mediante bulones el resto de componentes, exteriormente dispone de ménsulas de estabilización. A sus extremos dispone de varios agujeros para el pasador de regulación del Puntal, seguidamente ancla el pasador del Muelle, a continuación se encuentran los casquillos reforzados para el pivote de los Brazos Articulados y por último el anclaje del Tirante. En la parte central se aloja el Aliviador de Carga.
-Los Tirantes son cadenas de izado acortables mediante Tensores .
-Los Tensores son husillos de trincaje para cadena. -El Puntal es una barra metálica con agujeros en sus extremos para los bulones de anclaje, incorpora un husillo de regulación .
-El Aliviador de Carga es un actuador mecánico/hidráulico regulable en su longitud que apoya contra la carga.
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