Método de control de profundidad del pescante de una excavadora.

Un método para controlar un implemento de excavación (51) durante la excavación entre la posición por encimadel suelo y la posición por debajo del suelo,

el implemento de excavación (51) esta acoplado a una máquina de excavación de una excavadora de oruga (30)que tiene un motor (39) e incluye un pescante (47) montado pivotantemente a una posición del tractor (45) de lamáquina de excavación de la excavadora de oruga (30),

un acoplamiento (46) que se acopla a la parte trasera de la porción del tractor (45) de la máquina de excavación dela excavadora de oruga (30),

el método comprende:

durante la operación de excavación, una operación de corte de inmersión o una combinación de ambos, la energíahidráulica induce movimiento sobre una porción activa del acoplamiento (46) en el cual las herramientas deexcavación están opcionalmente montadas, las herramientas de excavación que son implementos de corte formadosde un material adecuadamente duro;

caracterizado por un sistema de control que responde automáticamente, sin requerir la intervención del operador, auna detención en la propulsión del acoplamiento al interrumpir automáticamente el corte de inmersión y/o laoperación de excavación cuando la propulsión de acoplamiento se ha detenido y se resume luego de que ladetención se ha suspendido.

Método de control de profundidad del pescante de una excavadora Campo Técnico La presente invención se relaciona de manera general con el campo de la excavación, y más particularmente, con un método para controlar un implemento de excavación durante la excavación. Más en detalle, la presente invención se relaciona con un método de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes Varios tipos de maquinaria de excavación inician una operación de excavación en una posición por encima del suelo 37 y emplean una herramienta de excavación motorizada para penetrar la tierra a una profundidad d específica. Ciertas máquinas de excavación se diseñan para excavar inicialmente la tierra en una dirección generalmente vertical con respecto a la superficie del suelo, y luego proceden con la excavación en una dirección generalmente horizontal. Para estas y otras máquinas de excavación, normalmente se puede apreciar el tiempo requerido para completar el esfuerzo de la excavación vertical inicial.

Una de dichas máquinas de excavación que efectúa una excavación vertical inicial antes de una excavación horizontal se denomina una excavadora de oruga. Una máquina de excavación tipo excavadora de oruga 30 mostrada en las FIGS. 1 y 2, incluye normalmente un motor 36 acoplado a un impulsor de oruga izquierdo 32 y un impulsor de oruga derecho 34 que comprenden juntos una porción de tractor 45 de una excavadora de oruga 30. Un acoplamiento 46, usualmente montado sobre un pescante 47, se acopla normalmente a la parte trasera de la porción del tractor 45 y efectúa normalmente un tipo específico de operación de excavación.

Se emplea a menudo una cadena de zanjadora 50 para acabar zanjas relativamente grandes a una tasa apreciable. La cadena de zanjadora 50 permanece generalmente por encima del suelo en una configuración de transporte 56 cuando se maniobra la excavadora 30 alrededor del sitio de trabajo. Durante la excavación, la cadena de zanjadora 50 es bajada a una posición por debajo del suelo 39, penetrando el suelo y escavando una zanja a la profundidad y velocidad deseada aunque en una configuración de excavación 58.

Otros acoplamientos de excavación populares se denominan una rueda giratoria 60 en la técnica, mostrada en la Figura 3, y se puede operar de manera similar a aquella de la cadena zanjadora 50. También se conocen acoplamientos adicionales, tales como un TERRAIN LEVELERTM, fabricado por Vermeer Manufacturing Company de Pella, Iowa, en la técnica y se operan de manera similar.

Una máquina de excavación tipo excavadora de oruga normalmente emplea uno o más sensores que monitorean varios parámetros físicos de la máquina. La información recogida de los sensores se utiliza generalmente como una entrada para regular una función particular de la máquina, y/o suministrarle al operador información, normalmente al transducir una señal del sensor para comunicación con una o más pantallas 500 o instrumentos de despliegue, tal como un tacómetro, por ejemplo.

Como se muestra en la Fig.4, el interruptor de posición manual del pescante (arriba/abajo) 583 se suministra normalmente para permitirle al operador controlar el movimiento y la posición vertical del acoplamiento 46. Un interruptor de auto inmersión 585 se suministra normalmente para permitirle al operador controlar el movimiento y la posición del pescante de acoplamiento 47 en conjunto con la regulación de retroalimentación de la velocidad del motor 36. La regulación de retroalimentación normalmente monitorea la velocidad del motor 36 y reduce la velocidad del movimiento del pescante de acoplamiento 47 durante la carga pesada del motor e incrementa la velocidad del movimiento del pescante de acoplamiento 47 durante la carga liviana del motor. Un control de velocidad del propulsor de acoplamiento 598 se suministra normalmente para permitirle al operador seleccionar y ajustar la velocidad del propulsor de acoplamiento 46. Un acelerador de motor 506 se suministra normalmente para limitar la velocidad del motor 36. Estos controles le permiten al operador elevar y bajar el acoplamiento 46 entre la posición por encima del piso 37 y la posición por debajo del piso 39 y efectuar una operación de excavación denominada corte de inmersión.

Es generalmente deseable mantener el motor 36 a un nivel de salida constante durante la excavación la cual, a su vez, le permite al acoplamiento de excavación 46 operar a un nivel de salida de excavación constante. En ciertas aplicaciones, se desea mantener el motor 36 a su máximo nivel de salida de potencia. Controlar la excavadora 30 durante la excavación del corte de inmersión al emplear un sistema de control de retroalimentación como se describió en la patente US 5, 768, 811, emitida en Junio 23, 1998, elimina la necesidad de que el operador haga frecuentes ajustes al interruptor de posición manual del pescante 583 con el fin de mantener el motor 36 a un nivel de salida de motor objetivo.

La EP 1 914 354 A describe un controlador para vehículos de oruga de una excavadora que recibe una indicación de la velocidad de un motor y la velocidad de una salida de un convertidor de torque que acopla el motor a un elemento de excavación para escavar una zanja. Con base en la proporción de la velocidad del motor y la velocidad de salida del convertidor de torque, el controlador anula la entrada del operador sobre los vehículos de oruga y detiene o hace más lenta la excavadora cuando la proporción excede un rango predeterminado.

El documento US 5 065 326 A describe un sistema de control y un método que controla un implemento de trabajo de una máquina de excavación para efectuar un ciclo de trabajo de excavación completo. Al efectuar el ciclo de trabajo, el sistema de control extiende automáticamente el implemento de trabajo hacia abajo hacia la excavación, completa un golpe de excavación, captura el material escavado, hace oscilar el implemento de trabajo para descargue, descarga la carga, regresa el implemento de trabajo a la excavación, y repite el ciclo de trabajo hasta que la excavación esta escavada de acuerdo con las especificaciones programadas por el operador. El sistema de control monitorea la posición del implemento de trabajo y las fuerzas ejercidas sobre el implemento de trabajo y acciona controlablemente el implemento de trabajo de acuerdo a una posición predeterminada y los valores de consigna de fuerza.

El documento US 2004/211092 A describe una máquina de relleno integrada que incorpora una barrena de excavación frontal que es preferiblemente mecánica opuesta hidráulicamente motorizada, que en conjunto con un montaje de barra ruptora suministra capacidades para excavación y trituración, y que incorpora otras varias mejoras y avances, incluyendo pantalla y medios de control del nivel de transportador de pase de cruce, un sistema de monitoreo de nivel de relleno en tiempo real y un modelo de control de ayuda, controles mejorados, control de polvo, y un relleno de clima frio, y métodos para utilizar la máquina.

El documento FR 1 596 736 A describe un mecanismo para una máquina que mueve tierra que trabaja a velocidad lenta equipada con un motor que suministra energía tanto para el motor de traslación como el de operación y con un engranaje de distribuidor para particionar la potencia del motor a los ejes y vástagos de impulsión.

El documento US 4 896 442 a describe una excavadora que comprende una excavadora localizada adyacente a las ruedas traseras, cuyo par de ruedas son impulsadas hidráulicamente y que tienen un área abierta entre ellas en las cuales la excavadora se puede ubicar parcialmente. Las ruedas delanteras de la excavadora son dirigibles mediante el uso de un mecanismo de ajuste angular auto asegurante. El mecanismo de seguro se suministra para las ruedas delanteras cuando se inicia la acción de corte del circuito hidráulico de la excavadora que incluye una válvula de alivio de presión suministra una presión sustancialmente constante sobre la cadena de la excavadora. El mecanismo de seguro se suministra para las ruedas delanteras cuando se inicia la acción de corte de la excavadora.

La FR 2 222 498 A1 describe una maquina alto propulsada que tiene un miembro de impulsión, del tipo que comprende un motor, una transmisión para operar el miembro de impulsión que tiene un mango de seguridad que desconecta el miembro de impulsión de dicho motor en caso de sobrecarga.

Existe deseo entre los fabricantes de maquinaria de excavación de minimizar la dificultad de operar tales maquinas e incrementar su productividad cuando escavan, y más particularmente, cuando se hace corte de inmersión. También se desea que se logren niveles de productividad mientras se escava y se hace corte de inmersión bajo una... [Seguir leyendo]

1. Un método para controlar un implemento de excavación (51) durante la excavación entre la posición por encima del suelo y la posición por debajo del suelo,

el implemento de excavación (51) esta acoplado a una máquina de excavación de una excavadora de oruga (30) 5 que tiene un motor (39) e incluye un pescante (47) montado pivotantemente a una posición del tractor (45) de la máquina de excavación de la excavadora de oruga (30) ,

un acoplamiento (46) que se acopla a la parte trasera de la porción del tractor (45) de la máquina de excavación de la excavadora de oruga (30) ,

el método comprende:

durante la operación de excavación, una operación de corte de inmersión o una combinación de ambos, la energía hidráulica induce movimiento sobre una porción activa del acoplamiento (46) en el cual las herramientas de excavación están opcionalmente montadas, las herramientas de excavación que son implementos de corte formados de un material adecuadamente duro;

caracterizado por un sistema de control que responde automáticamente, sin requerir la intervención del operador, a una detención en la propulsión del acoplamiento al interrumpir automáticamente el corte de inmersión y/o la operación de excavación cuando la propulsión de acoplamiento se ha detenido y se resume luego de que la detención se ha suspendido.

2. El método de la reivindicación 1, en donde la operación de corte de inmersión involucra cortar o de otra manera remover tierra entre un nivel de excavación del suelo y por debajo del suelo.

3. El método de la reivindicación 1, en donde la operación de excavación se inicia opcionalmente después de completar la operación de corte de inmersión con el pescante (47) que penetra la tierra a la profundidad (d) deseada, e involucra mantener el pescante (47) la profundidad de excavación (d) y propulsar el tractor (45) de esta manera el acoplamiento (46) de la excavadora de oruga (30) en una dirección deseada, cortando de esta manera una excavación de la ubicación de corte de inmersión inicial al extremo deseado de la ubicación de la excavación.

4. El método de la reivindicación 1, en donde los implementos de corte incluyen dientes de carburo.

5. El método de la reivindicación 1, en donde el acoplamiento de excavación (46) incluye una cadena de excavación (50) .

6. El método de la reivindicación 1, en donde el acoplamiento de excavación (46) incluye una rueda rodante (60) .

7. El método de la reivindicación 1, en donde el acoplamiento de excavación (46) incluye un nivelador de terreno.

(Técnica Anterior)

MOTODR DE ACOPLAMIENTO

IMPLEMENTO DE EXCAVACIÓN

PESCANTE

BOMBA DEººººººººVÁLVULACILINDROACOPLAMIENTO ººººººººººCONTROLABLE HIDRÁULICO

PANTALLA POSICIÓN SENSOR DE

ººººººººººººººººººººº ººººººº

MOTOR

ACELERADOR

O

R

PROCESADOR

PROCESADOR

O

D

O

R

ER

D

N

D

EMEMORIA

AMEMORIA

E

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