Dispositivo para controlar activamente las vibraciones de un brazo articulado para bombear hormigón.

Dispositivo para controlar de manera activa las vibraciones de un brazo articulado (10) que consiste en unapluralidad de segmentos (12 a 17),

comprendiendo cada uno al menos su propio actuador hidráulico (22) asociadocon un circuito de accionamiento hidráulico (57) que incluye unos primeros medios de bombeo (58), un depósito deaceite (59), una unidad de control (60) que es accionada por el operador con unos medios de accionamiento (61), yuna válvula de bloqueo (30), caracterizado porque al menos uno de dichos actuadores (22) está asociado con uncircuito auxiliar de control hidráulico (23) de las vibraciones, que comprende al menos un sensor (54, 55) capaz dedetectar la posición real y la variación de la posición desde una posición nominal de uno o más segmentos (12 a 17),una unidad de procesamiento (28) para procesar las señales del sensor/sensores (54, 55) y unos segundos mediosde bombeo (24) asociados a su propio depósito de aceite (36), comandadas por la unidad de procesamiento (28) yque coopera con dicha válvula de bloqueo (30), estando asociado dicho circuito de control auxiliar (23) con el circuitode accionamiento hidráulico y estando configurado para ser activado por la unidad de procesamiento (28) parabombear aceite en el actuador (22) relacionado cuando las vibraciones son detectadas por la unidad deprocesamiento (28).

Dispositivo para controlar activamente las vibraciones de un brazo articulado para bombear hormigón Campo de la invención La presente invención se refiere a un dispositivo para controlar activamente las vibraciones de un brazo articulado para bombear hormigón.

En particular, la invención se refiere a un dispositivo de control activo utilizado para reducir las vibraciones a las que están sometidos los diferentes segmentos de un brazo articulado usado para bombear hormigón en máquinas en funcionamiento, máquinas tales como bombas transportadas en camiones, bombas de mezcladoras de hormigón con bombas o similares, si estas están montadas en vagones o camiones o no.

Antecedentes de la invención Se conocen vehículos de trabajo pesado, utilizados en el sector de la construcción, que normalmente consisten en un camión en el que está montado un brazo extensible y/o que se extiende telescópicamente, articulado para la alimentación y la colada del hormigón. Los camiones pueden o no estar equipado con un mezclador de hormigón.

Los brazos extensibles del tipo conocido consisten en una pluralidad de segmentos articulados entre sí y que pueden plegarse uno sobre el otro, para poder asumir una configuración plegada para cerrar el camión, y configuraciones de trabajo que pueden alcanzar zonas que están aún muy lejos del camión.

Una de las características más importantes de estos brazos extensibles es la capacidad de llegar a las mayores alturas y/o longitudes posibles, para poder garantizar la máxima flexibilidad y versatilidad con el mismo camión.

Un aumento en el número de segmentos articulados, o una extensión de la longitud de cada uno de los mismos, por un lado, permite obtener una mayor longitud total cuando está en extensión máxima, pero por otro lado, provoca un aumento de peso y de volumen que no es compatible con la legislación vigente o con la efectividad y la funcionalidad del vehículo.

También se sabe que una deficiencia que se observado a menudo respecto a la eficacia correcta de estos brazos es el fenómeno de las vibraciones a las que está sometido el brazo mientras está entregando hormigón: cuanto mayor es la longitud total del brazo y el número de segmentos, más se siente este problema. Estas vibraciones producen considerables dificultades operativas, tanto para el operador que es responsable de la colocación manual y de la orientación del tubo de salida del hormigón, y también para el operador que mueve el brazo por control remoto.

Un componente importante de estas vibraciones también se deriva del tipo de máquinas y de sus características relativas de esbeltez, inercia y elasticidad, así como del tipo constructivo. De hecho, estas características inducen tensiones dinámicas en el brazo articulado, que se asocian con los modos de la propia máquina, en una condición sustancialmente estática, o al menos no de bombeo, y también con las cargas dinámicas asociadas con la etapa de bombeo de hormigón.

En efecto, con el fin de ser utilizada, la máquina funciona moviendo desde una configuración del brazo a otro: esto implica que su propio modo se excita de manera continua y se generan variaciones dinámicas en el estado de tensión de las articulaciones y en el material, que limita la vida útil de la máquina y reduce la seguridad para los trabajadores.

Además, a estos efectos se añaden también el funcionamiento forzado y pulsado asociado con la bomba de pistón para bombear el hormigón, que a menudo ocurre a frecuencias próximas a las de la propia máquina.

Un procedimiento para controlar activamente las vibraciones de un brazo articulado para el bombeo de hormigón se describe en el documento EP 2103760, a nombre del presente solicitante, que describe un procedimiento para contener los primeros modos de vibración del brazo articulado, que son las que más determinan la carga dinámica y, por lo tanto, la aparición de vibraciones.

Se conocen los documentos JP 2057703 y JP 11101202, que describen dispositivos de control para cilindros hidráulicos que tiene actuadores, que comprenden dispositivos sensores para detectar el desplazamiento de los actuadores, y una unidad de control para recibir información de los sensores y para controlar el dispositivo de bombeo hidráulico del circuito de accionamiento hidráulico al que están conectados los actuadores.

En particular, el documento JP 2057703 permite reducir el choque y, por lo tanto, las vibraciones, debido al final de la carrera de un cilindro hidráulico, reduciendo la velocidad a la que el cilindro hidráulico se expande/contrae cuando el cilindro está cerca del final de la carrera.

Sin embargo, estos dispositivos tienen el inconveniente de que no permiten un control activo de las vibraciones, sino que sólo permiten reducir el inicio.

Además, se refieren únicamente a un factor que podría generar la vibración de un segmento del brazo, y no al problema general de evitar la presencia de vibraciones a lo largo de todo el brazo.

El documento WO 02/055813 A1 divulga un dispositivo para controlar las vibraciones de un brazo articulado, en el que una unidad hidráulica que acciona el movimiento normal de los segmentos del brazo, se activa selectivamente para accionar al menos uno de una serie de actuadores cuando se detecta una vibración del segmento relativo del brazo.

El propósito de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar un dispositivo para controlar activamente las vibraciones de un brazo articulado, que permite corregir y compensar las vibraciones del brazo articulado.

El solicitante ha diseñado, probado y realizado la presente invención para obtener este propósito y otras ventajas que se explican a continuación.

Sumario de la invención La presente invención se indica y caracteriza en la reivindicación independiente, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la invención o variantes de la idea inventiva principal.

De acuerdo con el propósito anterior, un dispositivo se presenta para el control activo de las vibraciones de un brazo articulado, que consiste en una pluralidad de segmentos, que se aplica en máquinas de funcionamiento, tales como bombas transportadas en camiones, mezcladoras de hormigón o similares, para el bombeo de hormigón.

Cada segmento comprende al menos su propio actuador asociado con un circuito de accionamiento hidráulico que incluye una válvula de bloqueo, lo que permite mantener el segmento en posición una vez colocado.

Según una característica de la invención, al menos uno de los actuadores está asociado no sólo con el circuito de accionamiento hidráulico principal, sino también con un circuito auxiliar de control hidráulico para controlar las vibraciones, que comprende al menos un sensor capaz de detectar las vibraciones, es decir, para detectar la posición real, y, por lo tanto, la posible variación, debido a la presencia de las vibraciones, de la posición real a partir de una posición nominal determinada por un operador, una unidad de procesamiento para procesar señales desde el sensor/sensores, y un bomba comandada por la unidad de procesamiento y que coopera con la válvula de bloqueo.

En una realización de la invención, el al menos un sensor puede detectar la posición de un segmento que es diferente del segmento en el que está asociado el circuito auxiliar de control hidráulico.

El circuito auxiliar de control hidráulico también está asociado con el circuito de accionamiento hidráulico.

En particular, el circuito de accionamiento hidráulico se proporciona para colocar el brazo articulado en una configuración deseada, de acuerdo con los comandos impartidos por el operador, lo que implica grandes desplazamientos de los actuadores.

El circuito auxiliar de control hidráulico, por el contrario, en función de las señales enviadas por la unidad de procesamiento, que a su vez recibe señales de los sensores relativos, se proporciona para causar posibles desplazamientos/fuerzas al actuador/actuadores relativos, con el fin de reducir y/o eliminar las vibraciones de todo el brazo articulado, mediante la introducción o extracción del fluido de trabajo que se añade o se resta al fluido determinado por los comandos principales establecidos por el operador.

Este rango de corrección permite reducir, e incluso eliminar, las vibraciones en todo el brazo articulado, y también mejorar las condiciones de trabajo del brazo articulado, y también extiende la duración de los componentes individuales que forman el brazo articulado, lo que limita los fenómenos de fatiga y de desgaste.

Según una variante, el circuito auxiliar de control hidráulico comprende... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para controlar de manera activa las vibraciones de un brazo articulado (10) que consiste en una pluralidad de segmentos (12 a 17) , comprendiendo cada uno al menos su propio actuador hidráulico (22) asociado con un circuito de accionamiento hidráulico (57) que incluye unos primeros medios de bombeo (58) , un depósito de aceite (59) , una unidad de control (60) que es accionada por el operador con unos medios de accionamiento (61) , y una válvula de bloqueo (30) , caracterizado porque al menos uno de dichos actuadores (22) está asociado con un circuito auxiliar de control hidráulico (23) de las vibraciones, que comprende al menos un sensor (54, 55) capaz de detectar la posición real y la variación de la posición desde una posición nominal de uno o más segmentos (12 a 17) , una unidad de procesamiento (28) para procesar las señales del sensor/sensores (54, 55) y unos segundos medios de bombeo (24) asociados a su propio depósito de aceite (36) , comandadas por la unidad de procesamiento (28) y que coopera con dicha válvula de bloqueo (30) , estando asociado dicho circuito de control auxiliar (23) con el circuito de accionamiento hidráulico y estando configurado para ser activado por la unidad de procesamiento (28) para bombear aceite en el actuador (22) relacionado cuando las vibraciones son detectadas por la unidad de procesamiento (28) .

2. Dispositivo para controlar activamente las vibraciones según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho circuito auxiliar de control (23) comprende al menos un dispositivo de comando (25) asociado con la válvula de bloqueo (30) , capaz de recibir comandos desde la unidad de procesamiento (28) y para alimentar dicha válvula de bloqueo (30) .

3. Dispositivo para controlar activamente las vibraciones según la reivindicación 2, caracterizado porque el dispositivo de comando (25) es una válvula direccional electro-proporcional.

4. Dispositivo para controlar activamente las vibraciones según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de bloqueo (30) comprende al menos una porción de movimiento (38) , adecuada para el movimiento normal de los actuadores (22) , y una porción de control (40) asociada directamente con el circuito auxiliar de control (23) .

5. Dispositivo para controlar activamente las vibraciones según la reivindicación 4, caracterizado porque la porción de control (40) de la válvula de bloqueo (30) comprende un elemento de seguridad (41) capaz de entrar en acción en condiciones de avería del circuito auxiliar de control (23) .

6. Dispositivo para controlar activamente las vibraciones según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque dicha bomba (24) es del tipo con un volumen fijo en centímetros cúbicos.

7. Dispositivo para controlar activamente las vibraciones según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque dicha bomba (24) es del tipo con un volumen variable en centímetros cúbicos.

8. Dispositivo para controlar activamente las vibraciones según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la bomba (24) comprende un regulador electro-proporcional (34) comandado por la unidad de procesamiento (28) capaz de reducir la disipación de potencia de la bomba (24) .

9. Dispositivo para controlar activamente las vibraciones según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque los sensores (54, 55) son acelerómetros, extensómetros, inclinómetros, medidores de desplazamiento de los actuadores, transductores de presión u otro elemento similar o comparable.