CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención se relaciona con un sistema para controlar el cierre de tapa balde en palas, preferentemente palas utilizadas en las faenas mineras, y más precisamente en baldes de palas de cable. Sin embargo, la presente invención también puede ser aplicable a cualquier otro campo donde se requiera el uso de frenos de tapas de baldes de palas.

ANTECEDENTES

Uno de los grandes problemas en el uso de palas con baldes con tapa, es que el cierre de esta última no es controlable y suele golpear a la estructura del balde, generando daños y trayendo como consecuencia la disminución de la vida útil del balde y los consecuentes aumentos en la mantención de éstos, trayendo consigo paras en el proceso, lo cual implica pérdidas tanto en costos como en tiempos de producción. Los diseños actuales de palas contemplan unos sistemas de freno por fricción para disminuir la velocidad de cierre de la tapa e evitar el daño por impacto en el balde al momento que la tapa entra en contacto. Este tipo de sistema si bien disminuye el daño por impacto, sigue siendo poco eficiente pues no evita que la tapa golpee el balde con una fuerza importante. Además, requiere de una constante mantención y remplazo de los elementos involucrados en el frenado de la tapa.

El documento JP2007177435 describe un dispositivo de cubierta de una pala cargadora equipada con un elemento de cubierta que cubre la parte superior de la sección de unión entre el balde y un soporte de balde capaz de inclinar el balde hacia el frente y hacia atrás. El elemento de cubierta está formado de un material en forma de placa no flexible. Una sección de extremo del elemento de cubierta está conectada de forma giratoria a las secciones de soporte del balde. La otra sección final del elemento de cubierta está conectada de forma giratoria y de forma deslizante en el soporte del balde, y las variaciones en un intervalo entre ambos resulta en que la inclinación de la cuchara hacia el frente y hacia atrás puede ser absorbida por el deslizamiento.

Otra solución es planteada por el documento JP2003336280 (A). Este documento se refiere a una estructura de montaje para la fijación de la pala de alimentación, formada por un cuerpo oscilante que pivota en la punta de un brazo por medio de un pasador de la cuchara. Además incluye un cuerpo de abertura/cierre dispuesto en una posición enfrente del cierre al cuerpo oscilante, y oscilando para abrir/cerrar la misma, y un enlace de muñeca que tiene en su base un extremo que pivota en la punta del brazo por medio de un pasador. La estructura de montaje se compone de un cilindro de abertura/cierre dispuesto por debajo del brazo, un enlace inferior de muñeca que tiene en su base un extremo que pivota en la punta del brazo, para guiar la punta de una varilla del cilindro de apertura/cierre, Igualmente contiene un enlace frontal inferior para conectar de forma pivotante la punta de la varilla al cuerpo de apertura /cierre. El cuerpo de apertura/cierre se pivota en la punta del brazo por medio de ambos extremos de una clavija del balde, y el enlace inferior de la muñeca se hace pivotar en la punta del brazo por medio de ambos extremos de la clavija de la muñeca. Por otro lado, el documento US4631844 (A) describe un sistema de dragado submarino utilizando una pala de motor. La pala se manipula para acumular material sólido dragado en el cubo de la pala. El cubo está en comunicación con un conducto de succión de una bomba con el fin de retirar continuamente el material dragado de la cubeta. Una pluralidad de filtros impide que las partículas de gran tamaño entren en un conducto de aspiración. El sistema comprende al menos un cilindro hidráulico en la parte superior del balde para realizar el control del movimiento del dicho balde.

El documento US2005263631 (A1 ) detalla un cubo triturador que incluye un cuerpo de cubo y una tapa de trituración dispuesta en el cuerpo de cubo. La tapa de trituración es capaz de ser abierta y cerrada con relación al cuerpo de cubo. Un mecanismo de ajuste de tasa de alimentación de material está dispuesto en el cuerpo del cubo y/o tapa de trituración. Lo anterior permite que la materia prima recogida en el cuerpo de cubo sea alimentada en una cámara de trituración en una cantidad predeterminada a la vez. Se disponen una pluralidad de martillos en la periferia exterior de un rotor accionado en rotación por un dispositivo de accionamiento de potencia para golpear y romper la materia prima alimentada a la cámara de trituración. Una placa de rechazo se proporciona en la tapa de trituración al chocar con la materia prima golpeado por los martillos. El mecanismo de ajuste de velocidad de alimentación de material es preferiblemente un rebosadero dispuesto en la pared inferior del cuerpo de cubo.

Finalmente, el documento US2013000160 (A1 ) describe un miembro de cierre conectado de forma pivotante con respecto a un cubo de accionamiento hidráulico. Un miembro de enlace está conectado de manera pivotante a un segmento de brazo de accionamiento hidráulico. El miembro de enlace también está conectado de manera pivotante al miembro de cierre. El miembro de cierre y el cubo de accionamiento hidráulico están conectados para movimiento de pivotamiento simultáneo en direcciones opuestas con respecto a la otra.

El principal problema técnico de los sistemas antes descritos y otros similares es que si bien describen sistemas de control durante la excavación, ninguno de estos logra solucionar de manera efectiva el cierre de la tapa del balde, pues sigue siendo sin el control suficiente para limitar el daño en el balde.

SOLUCIÓN TÉCNICA

La presente invención se relaciona con un sistema de frenado controlado mediante un sistema de levas que permiten el control del frenado de acuerdo a la posición de la tapa con respecto al balde.

El sistema de frenado de la presente invención comprende un freno mecánico para solucionar el problema antes descrito. Esta solución consiste en uno o más cilindros hidráulicos que controlan la velocidad de cierre de la tapa, mediante el control del flujo de líquido que escapa desde el cilindro hacia un estanque de reserva. El control del flujo de aceite es controlado mediante un juego de válvulas con restricción de flujo, que regulan la velocidad de cierre del cilindro. Este juego de válvulas tiene un centro de control mecánico, gobernado mediante levas, las cuales abrirán o cerraran los elementos de control de flujo. Esta solución permite así aumentar la vida útil de los baldes y disminuir los costos y tiempos de manutención de éstos, sin afectar la velocidad de los ciclos de carguío. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 consiste en una vista en global del conjunto balde tapa con el sistema de frenado de tapa montado de acuerdo a una modalidad de la invención.

La figura 2 consiste en una vista en perspectiva de un subsistema de frenado hidráulico de acuerdo a una modalidad de la invención.

La figura 3 consiste en el detalle del sistema de levas para control de flujo de aceite

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención corresponde a un sistema de frenado (3) para el cierre de un balde (1 ) con una tapa (2) de una pala eléctrica de cables. El sistema de frenado hidráulico (3) comprende al menos dos subsistemas de frenado hidráulico (3), montados sobre el balde (1 ) donde pivotea la tapa (2). Asimismo, la Figura 2 muestra un detalle de al menos un subsistema de frenado de la presente invención.

Cada uno de los subsistemas de frenado (3) se une a la tapa (2) en su parte superior mediante una barra conectora de freno (4) que transmite la energía de cierre de la tapa (2).

El subsistema de frenado hidráulico (3) comprende un chasis (5), el cual se dispone sobre el balde (1 ) y se une a él por su parte inferior. En uno de los extremos del chasis (5), se monta un cilindro hidráulico de doble efecto (6) que comprende un estanque externo (7) para la acumulación de líquido hidráulico. Dicho cilindro hidráulico (6) se une en el otro extremo en un brazo (1 1 ) de cilindro hidráulico, unido a su vez al otro extremo del chasis (5), tal como se muestra en la Figura 2.

Cuando se cierra la tapa (2) del balde (1 ), la energía se transmite a través de la barra conectora (4) y del brazo (1 1 ) al cilindro hidráulico (6).

El sistema de frenado comprende además un sistema de levas (10) que comprende una al menos una leva. La leva (10) se regula para reconocer el ángulo de la tapa (2) con respecto al balde (1 ). Para cumplir esta función, la leva (10) tiene una geometría que acciona mecánicamente una válvula (12) cuando la tapa (2) llega a un ángulo aproximado de 30° a 40° con respecto al balde (1 ). En el circuito está dispuesta una o más válvulas reguladoras de flujo (8) para regular la velocidad de cierre de la tapa (2)

La válvula (12), al ser accionada por la leva (10) restringe el flujo de aceite generando mayor presión en el cilindro hidráulico (6), controlando de esta manera la velocidad de cierre de la tapa (2).

De acuerdo a la geometría de la leva (10) es posible controlar la velocidad de cierre de la tapa (2) cuando esta llega a los 15° a 10° aproximados con respecto al balde (1 ) permitiendo una velocidad suficiente para un correcto cierre de la tapa (2).

Durante la apertura de la tapa (2), al menos una válvula anti-retorno (9) dispuestas en cada subsistema (3), permite un libre flujo del aceite desde un estanque de reserva (7) al cilindro hidráulico (6), permitiendo de esta manera una rápida apertura total de la tapa (2).