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ES2221138T3 - Elemento de pluma para grua de torre. - Google Patents

Elemento de pluma para grua de torre.

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Publication number
ES2221138T3
ES2221138T3 ES98420243T ES98420243T ES2221138T3 ES 2221138 T3 ES2221138 T3 ES 2221138T3 ES 98420243 T ES98420243 T ES 98420243T ES 98420243 T ES98420243 T ES 98420243T ES 2221138 T3 ES2221138 T3 ES 2221138T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
triangulation
segments
module
frames
tower crane
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES98420243T
Other languages
English (en)
Inventor
Francois Aquino
Jean-Claude Saint Gerand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manitowoc Crane Group France SAS
Original Assignee
Potain SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Potain SA filed Critical Potain SA
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Publication of ES2221138T3 publication Critical patent/ES2221138T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62Constructional features or details
    • B66C23/64Jibs
    • B66C23/70Jibs constructed of sections adapted to be assembled to form jibs or various lengths

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

ESTE ELEMENTO DE PLUMA ENREJADO COMPRENDE ALAS DE VIGA (1,2,3) QUE DEFINEN DE DOS EN DOS CARAS PLANAS, ESTANDO LAS ALAS DE VIGA CONECTADAS ENTRE SI, EN ESTAS CARAS, POR PIEZAS QUE FORMAN UN TRIANGULO. SEGUN LA INVENCION, ESTAS PIEZAS ESTAN CONSTITUIDA POR MODULOS DE TRIANGULACION (9) REALIZADOS CADA UNO A PARTIR DE UNA CHAPA CORTADA Y OPCIONALMENTE PLEGADA. CADA MODULO DE TRIANGULACION (9) COMPRENDE AL MENOS DOS SEGMENTOS RECTILINEOS (10, 11) CONECTADOS EL UNO AL OTRO FORMANDO UN ANGULO (12), TENIENDO EL MODULO POR EJEMPLO UNA CONFIGURACION EN FORMA DE "V". ESTE MODULO (9) ESTA UNIDO POR SOLDADURA A LAS ALAS DE VIGA (1,2,3), ESTO TANTO EN LOS EXTREMOS LIBRES DE SUS SEGMENTOS (10, 11) COMO EN SU ZONA ANGULAR (12). LAS ALAS DE VIGA (1,2,3) ESTAN VENTAJOSAMENTE REALIZADAS TAMBIEN A PARTIR DE CHAPAS CORTADAS Y PLEGADAS.

Description

Elemento de pluma para grúa de torre.
La presente invención se refiere al campo de las grúas de torre y concierne especialmente a un elemento de pluma de celosía para grúa de torre.
De manera generalmente conocida, una pluma de grúa de torre está constituida por una sucesión de elementos de pluma, alineados y ensamblados unos a otros de modo a constituir una pluma de la longitud deseada. Cada elemento de pluma es una estructura de tipo viga de celosía, de sección triangular, rectangular o trapezoidal, que comprende unos armazones definiendo dos a dos unas caras planas, estando los armazones unidos entre ellos, en estas caras, por unas piezas de tipo barra formando una triangulación.
En la mayoría de las grúas de torre actuales, los elementos de pluma de celosía se realizan a partir de perfiles abiertos o cerrados del comercio, tales como unos tubos de sección redonda o cuadrada - ver por ejemplo la solicitud de patente alemana 2419678. Este tipo de realización no permite optimizar los elementos de pluma, especialmente del punto de vista de su peso y de las operaciones de construcción.
Se conocen, en ciertas grúas de torre, unos elementos de pluma de celosía de sección triangular, cuya triangulación se realiza a partir de perfiles de sección redonda doblados. Además del inconveniente general citado más arriba, esta realización particular presenta una real dificultad de fabricación.
Se conoce también una grúa de torre cuyos elementos de pluma de celosía están compuestos de un armazón superior de chapa doblada, de armazones inferiores tubulares constituidos de chapa doblada, y de diagonales igualmente de chapa doblada.
Por otra parte, existen unas grúas que tienen unos elementos de mástil cuyos armazones están realizados en chapa doblada de sección variable sobre la altura de estos elementos, al menos en lo que se refiere a los armazones traseros, la triangulación de las caras de los elementos de mástil está realizada por unas diagonales en barra o en tubo - ver la patente francesa 2049423 que muestra una descrecencia por cojinetes.
Por la solicitud de patente francesa 2478606, se conoce otra grúa de torre cuyos elementos de mástil tienen una triangulación realizada por unas placas llenas, de forma poligonal y especialmente triangular o trapezoidal, estando estas placas ensambladas a unos armazones igualmente realizados de chapa doblada. Esta realización tiene por inconveniente una sobreabundancia de materia para la triangulación, de donde un peso y un coste inútilmente elevados. Unas variantes conocidas utilizan unas placas triangulares o trapezoidales agujereadas - ver la patente francesa 1560103, que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1.
Mencionaremos también que las soluciones conocidas para los mástiles de grúas de torre no son directamente transponibles a las plumas de las mismas grúas, puesto que los tipos de esfuerzos a los cuales están sometidas las plumas no corresponden a los esfuerzos sufridos por los mástiles.
Teniendo en cuenta las técnicas anteriores conocidas para la realización de los elementos de pluma, y si llega el caso de los elementos de mástil para grúas de torre, la presente invención tiende a proporcionar un elemento de pluma para grúa de torre cuya estructura y el modo de obtención permiten una optimización especialmente en términos de disminución del peso del elemento, para unas características mecánicas iguales o incluso mejoradas, simplificando a la vez y racionalizando la fabricación industrial de este elemento.
A tal efecto, la presente invención tiene esencialmente como objeto un elemento de pluma de celosía para grúa de torre, comprendiendo unos armazones definiendo dos a dos unas caras planas, y unas piezas uniendo entre ellas los armazones en cada una de estas caras para formar una triangulación, estando dichas piezas constituidas por unos módulos de triangulación realizados cada uno a partir de una chapa recortada y eventualmente doblada, estando el elemento de pluma caracterizado porque cada módulo de triangulación comprende al menos dos segmentos rectilíneos acoplados uno a otro formando al menos un ángulo y presentando al menos dos extremidades libres, estando dicho modulo de triangulación ensamblado a los armazones, especialmente por soldadura, en las extremidades libres de estos segmentos así como en su o sus zonas de ángulo.
Los diferentes segmentos de los módulos de triangulación pueden ser de sección constante o tener, al menos para algunos de ellos, una sección variable sobre la longitud del segmento referido.
Con preferencia, cada modulo de triangulación está realizado a partir de una chapa doblada según la dirección longitudinal de los segmentos de este módulo, o al menos de algunos de dichos segmentos, de manera a constituir unos segmentos conformados en angular.
Ventajosamente, cada módulo de triangulación puede comprender, en las extremidades libres de sus segmentos y en su o sus zonas de ángulo, un recorte creando un despejo lateral, facilitando el acceso para la soldadura de este módulo de triangulación sobre los armazones.
Según el número y la disposición de los segmentos, los módulos de triangulación pueden presentar varias configuraciones.
En la forma de realización más sencilla, cada módulo de triangulación tiene una configuración en "V", resultando de dos segmentos acoplados en una zona de ángulo único.
Según una variante, cada módulo de triangulación tiene una configuración en "M" resultando de tres segmentos acoplados en una zona de ángulo común.
Según otra variante, cada módulo de triangulación tiene una configuración en "Z", resultando de tres segmentos sucesivamente acoplados en dos zonas de ángulo.
Con preferencia, los armazones del elemento de pluma están, como los módulos de triangulación, realizados a partir de chapas recortadas y dobladas. Estos armazones son, ventajosamente, de sección variable sobre la longitud del elemento de pluma y, especialmente, de sección decreciente de una extremidad a otra del armazón.
Se obtiene así un elemento de pluma resultando del ensamblaje de al menos tres armazones, y de series de módulos de triangulación dispuestos en las diferentes caras definidas por los armazones.
En la medida en que los armazones son, como los módulos de triangulación, realizados en chapa recortada y doblada, se dispone de una gran libertad de concepción en la elección de la forma del o de los armazones superior(es) y de los armazones inferiores, así como del espesor de la chapa constitutiva.
Esta libertad de concepción existe también, evidentemente, para los módulos de triangulación que pueden así adaptarse a la reanudación óptima de los esfuerzos. En particular, el principio de la invención permite, para los diferentes segmentos de un módulo de triangulación, la elección de una sección de superficie y de momento cuadrático adaptados y eventualmente variables, por ejemplo realizando unos segmentos de sección variable por un recorte apropiado de la chapa, o eligiendo realizar unos segmentos de chapa doblada o no; el doblado permite aquí, especialmente, hacer variar el momento cuadrático, mientras que la forma del recorte permite especialmente repartir la materia de los segmentos de los módulos de triangulación de manera a suprimir el desplazamiento lateral de las fibras neutras de estos módulos con relación a la fibra neutra de los armazones.
El principio de la invención permite también una libre elección de la forma de los módulos: ángulo variable entre los segmentos, segmentos de longitudes y/o de secciones diferentes, formas en "V", en "M" o en "Z" como definido anteriormente, adaptación de las formas y dimensiones de las zonas de ángulo utilizadas para la realización de uniones soldadas con los armazones, esto para resolver los problemas de cansancio y para dominar las excentraciones de las fibras neutras.
Mencionaremos también que el conjunto de la pluma es realizable a partir de un producto plano (chapa de acero) disponible en todos los matices, incluidos los aceros de alto límite elástico lo que es sobre todo importante para los armazones.
Finalmente, la invención permite optimizar la gestión de la producción de los elementos de pluma: permitiendo esta producción a partir del suministro de un solo tipo de material, en forma de producto plano; trayendo una disminución sensible del número de piezas necesarias, puesto que un solo módulo de triangulación realiza el equivalente de dos o varias diagonales tradicionales, correspondiendo cada segmento de un módulo a una diagonal; y limitando las operaciones de transformación a tres tipos de operaciones: recorte, plegado y soldadura, que pueden automatizarse.
La invención se entenderá mejor mediante la descripción a continuación, haciendo referencia al dibujo esquemático anexo que representa, a título de ejemplos, una forma de ejecución de este elemento de pluma para grúa de torre, así como algunas variantes:
- la figura 1 es una vista de conjunto en planta por encima de un elemento de pluma según la presente invención;
- la figura 2 es una vista en planta por debajo de este elemento de pluma,
- la figura 3 es una vista de lado del elemento de pluma de las figuras 1 y 2;
- la figura 4 es una vista en sección transversal del elemento de pluma, según IV-IV de figura 3;
- la figura 5 es una vista en sección transversal del elemento de pluma, según V-V de figura 3;
- la figura 6 es una vista de cara de un módulo de triangulación de este elemento de pluma, representado antes de plegado;
- la figura 7 es una vista en perspectiva del módulo de triangulación de figura 6, en su estado definitivo;
- la figura 8 es una vista en perspectiva de una variante del módulo de triangulación;
- la figura 9 es una vista en perspectiva de otra variante de este módulo de triangulación.
Las figuras 1 a 5 muestran un elemento de pluma para grúa de torre, de sección triangular. El elemento de pluma comprende un armazón superior 1, y dos armazones inferiores 2 y 3, paralelos entre ellos, que definen, dos a dos, dos caras laterales inclinadas, simétricas con relación al plano mediano longitudinal 4 del elemento de pluma, y una cara inferior, especialmente horizontal.
El armazón superior 1 está realizado de chapa recortada y doblada, especialmente de acero de límite elástico superior a 360 N/mm^{2}. El armazón superior 1 tiene una sección en "V" invertida, siendo esta sección variable en continuo sobre la longitud del armazón y, muy especialmente, decreciente desde una de sus extremidades hasta la otra extremidad (ver figura 3 y comparar también figuras 4 y 5).
Los dos armazones inferiores 2 y 3, formando camino de rodamiento para un carro, están también realizados de chapa recortada y doblada, especialmente de acero de límite elástico superior a 360 N/mm^{2}. Cada armazón inferior 2 ó 3 tiene una sección rectangular variable en continuo sobre la longitud de este armazón y, muy especialmente, decreciente en altura desde una extremidad hasta la otra extremidad (ver figura 3 y comparar también figuras 4 y 5).
A las extremidades de los tres armazones 1, 2, y 3 están previstas unas tubuladuras de unión, para el ensamblaje del elemento de pluma considerado con otros elementos de pluma similares. El armazón superior 1 lleva así, a otra extremidad, una tubuladura de unión 5 formando articulación de horquilla y, en la otra extremidad, una tubuladura de unión 6 formando espiga. Asimismo, los armazones inferiores 2 y 3 llevan cada uno, en sus extremidades respectivas, unas tubuladuras de unión 7 y 8.
Las dos caras laterales y la cara inferior del elemento de pluma están constituidas, cada una, por una serie de módulos de triangulación 9. En el ejemplo considerado, cada módulo de triangulación 9 comprende dos segmentos rectilíneos 10 y 11 acoplados uno a otro en 12 formando un ángulo, de tal manera que el módulo de triangulación 9 tiene una configuración en "V".
Cada módulo de triangulación 9 está realizado de chapa recortada después doblada, la figura 6 muestra la forma de chapa recortada antes del plegado, mientras que la figura 7 muestra la configuración definitiva del módulo de triangulación 9, tal como obtenida después del plegado de la chapa.
El plegado de la chapa se realiza, sobre el primer segmento 10, según una línea de plegado longitudinal 13 y, sobre el segundo segmento 11, según una línea de plegado longitudinal 14. Después de plegado, los dos segmentos 10 y 11 presentan así una conformación en angular.
En las extremidades libres de los dos segmentos 10 y 11, así como en la zona de ángulo 12, la chapa tiene unos recortes particulares 15, 16, 17 y 18, en forma de ángulo entrante, que definen unos despejos laterales.
Como lo muestran también las figuras 6 y 7, especialmente para el segundo segmento 11 cerca de su extremidad libre, los segmentos del módulo de triangulación 9 pueden tener una sección variable (con estrechamiento o ensanchamiento) sobre su longitud.
Considerando especialmente las caras laterales del elemento de pluma (ver figura 3), el montaje de los módulos de triangulación 9 es tal que la zona de ángulo 12 de cada módulo 9 está acoplada al armazón superior 1, mientras que las extremidades libres de los dos segmentos 10 y 11 de cada módulo 9 están acopladas a un armazón inferior, tal como el armazón 2. Un cierto número de módulos de triangulación 9 están así montados, sobre la longitud del elemento de pluma, estando la extremidad del segundo segmento 11 de un módulo 9 próxima a la extremidad del primer segmento 10 del módulo 9 siguiente.
La fijación de cada módulo de triangulación 9 sobre los armazones 1, 2, 3, está realizado por soldadura. En particular, la zona de ángulo 12 de cada módulo 9 presenta una anchura adaptada a la unión soldada con una de las dos alas del armazón superior 1. Los despejos laterales 15, 16, 17 y 18, situados a nivel de los acoplamientos de cada módulo de triangulación 9 con los armazones 1, 2, 3, permiten un acceso fácil para el portaelectrodo de soldadura.
Según el mismo principio, para la constitución de la cara inferior del elemento de pluma, otros módulos de triangulación 9 están montados y soldados entre los dos armazones inferiores 2 y 3 (ver figura 2).
En el ejemplo descrito hasta aquí, refiriéndose a las figuras 1 a 7, cada módulo de triangulación 9 tiene dos segmentos 10 y 11 de longitudes desiguales. Las relaciones de longitudes de los dos segmentos 10 y 11 pueden modificarse, y en una variante no representada, estos dos segmentos 10 y 11 son de longitudes iguales siendo así el módulo de triangulación simétrico.
Las figuras 8 y 9 ilustran otras variantes.
La figura 8 muestra un módulo de triangulación 9' de forma general en "M", que comprende dos segmentos rectilíneos 10 y 11 acoplados entre ellos en una zona de ángulo 12, y un tercero segmento rectilíneo 19, situado entre los dos precedentes segmentos 10 y 11 y acoplado, él también, a la zona de ángulo 12, aquí relativamente alargada. El tercer segmento 19 no está doblado longitudinalmente, y conserva así una configuración plana.
La figura 9 muestra un módulo de triangulación 9'' de forma general en "Z", que comprende un primer segmento rectilíneo 20 doblado longitudinalmente, un segundo segmento rectilíneo 21 acoplado al primero en una primera zona de ángulo 22 y un tercer segmento rectilíneo 23 acoplado al precedente en una segunda zona de ángulo 24.
Los módulos de triangulación 9' y 9'', según estas variantes, están también realizados a partir de chapas recortadas y dobladas.
No se alejaría del marco de la invención:
- con unas modificaciones de formas de los módulos de triangulación, tales como modificación del ángulo de módulos en "V", o constitución de módulos en "W", o también combinación de las formas precedentemente descritas;
- con una utilización de los mismos módulos de triangulación asociada a unos armazones clásicos (y no constituidos por chapa recortada y doblada);
- con una aplicación de la invención a unas plumas de grúa de sección no triangular, pero rectangular o trapezoidal, en este caso los módulos de triangulación están dispuestos sobre las cuatro caras de cada elemento de pluma, a saber las dos caras laterales, la cara superior y la cara inferior.

Claims (9)

1. Elemento de pluma de celosía para grúa de torre, que comprende unos armazones (1,2,3,) definiendo dos a dos unas caras planas, y unas piezas uniendo entre ellas los armazones en cada una de estas caras para formar una triangulación, estando dichas piezas constituidas por unos módulos de triangulación (9,9',9'') realizados cada uno a partir de una chapa recortada y eventualmente doblada, caracterizado porque cada módulo de triangulación comprende al menos dos segmentos rectilíneos (10,11; 10,11,19; 20,21,23) acoplados uno a otro formando al menos un ángulo (12; 22,24) y presentando al menos dos extremidades libres, estando este módulo de triangulación (9,9',9'') ensamblado a los armazones (1,2,3), especialmente por soldadura, a las extremidades libres de sus segmentos (10,11; 10,11,19; 20,23) así como a su o sus zonas de ángulo (12; 22,24).
2. Elemento de pluma para grúa de torre según la reivindicación 1, caracterizado porque los segmentos (10,11; 10,11,19; 20,21,23) de los módulos de triangulación (9,9',9'') tienen, al menos para algunos de ellos, una sección variable sobre la longitud del segmento referido.
3. Elemento de pluma para grúa de torre según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque cada módulo de triangulación (9,9',9'') está realizado a partir de una chapa doblada (en 13,14) según la dirección longitudinal de los segmentos (10,11) de este módulo, o de algunos de dichos segmentos (20,23), de manera a constituir unos segmentos conformados en angular.
4. Elemento de pluma para grúa de torre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque cada módulo de triangulación (9,9',9'') comprende, en las extremidades libres de sus segmentos (10,11)y en su o sus zonas de ángulo (12; 22,24), un recorte (15,16,17,18) creando un despejo lateral, facilitando el acceso para la soldadura de este módulo de triangulación (9,9',9'') sobre los armazones (1,2,3).
5. Elemento de pluma para grúa de torre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada módulo de triangulación (9) tiene una configuración en "V", que resulta de dos segmentos (10,11) acoplados en una zona de ángulo único (12).
6. Elemento de pluma para grúa de torre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada módulo de triangulación (9') tiene una configuración en "M", que resulta de tres segmentos (10,11,19) acoplados en una zona de ángulo común (12).
7. Elemento de pluma para grúa de torre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada módulo de triangulación (9'') tiene una configuración en "Z", que resulta de tres segmentos (20,21,23) sucesivamente acoplados en dos zonas de ángulo (22,24).
8. Elemento de pluma para grúa de torre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque sus armazones (1,2,3) están, como los módulos de triangulación (9,9',9''), realizados a partir de chapas recortadas y dobladas.
9. Elemento de pluma para grúa de torre según la reivindicación 8, caracterizado porque los armazones (1, 2,3) de chapa recortada y doblada son de sección variable sobre la longitud del elemento de pluma, y muy especialmente de sección decreciente de una extremidad (5,7) a otra extremidad (6,8) del armazón (1, 2,3).
ES98420243T 1998-01-12 1998-12-21 Elemento de pluma para grua de torre. Expired - Lifetime ES2221138T3 (es)

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