PT1970344E - Boom for the distribution of concrete for work vehicles and relative production method - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIÇÃODESCRIPTION
Lança para a distribuição de betão para veículos de trabalho e processo de produção relativoLance for the distribution of concrete for work vehicles and relative production process
CAMPO DO INVENTO 0 presente invento diz respeito a uma lança para a distribuição de betão, ou outro material de construção semelhante a betão, usada em camiões, tal como por exemplo um carro pesado ou uma betoneira. A lança de distribuição de acordo com o invento compreende uma pluralidade de segmentos articulados entre si pelas extremidades, que podem ser colocados, quer numa configuração dobrada para trás para transporte, na qual define um volume global mínimo, ou numa configuração de trabalho, na qual são estendidos progressivamente de acordo com o comprimento / altura globais a serem atingidos. A lança para a distribuição de betão de acordo com o invento compreende pelo menos um troço com pelo menos um segmento articulado feito em material compósito.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a lance for the distribution of concrete, or other concrete-like construction material, used in trucks, such as for example a heavy car or a concrete mixer. The dispensing boom according to the invention comprises a plurality of segments hinged to each other by the ends, which may be positioned either in a rearwardly folded configuration for transport, in which it defines a minimum overall volume, or in a working configuration, in which are progressively extended according to the overall length / height to be achieved. The boom for the concrete distribution according to the invention comprises at least one section with at least one hinged segment made of composite material.
ENQUADRAMENTO DO INVENTO São conhecidos os carros pesados usados no sector da construção, consistindo normalmente num camião no qual é montada uma lança extensível e / ou amovível telescopicamente, articulada para a distribuição e vazamento de betão. Os camiões podem estar ou não equipados com uma misturadora de betão.BACKGROUND OF THE INVENTION Heavy trucks used in the construction sector are known, usually consisting of a truck on which is mounted an extensible and / or telescopically movable boom, articulated for the distribution and casting of concrete. The trucks may or may not be equipped with a concrete mixer.
As lanças extensíveis do tipo conhecido consistem numa pluralidade de segmentos metálicos articulados entre si, e que 1 podem ser dobrados para trás uns sobre os outros, de modo a poder assumir uma configuração dobrada na proximidade com o camião, e uma configuração de trabalho na qual estão estendidos uns em relação aos outros e permitem chegar a áreas mesmo muito afastadas do camião.Extensible lances of the known type consist of a plurality of metal segments hinged to one another and which can be folded back one upon the other so as to be able to assume a folded configuration in the vicinity of the lorry, and a working configuration in which are extended relative to each other and allow to reach areas even far away from the truck.
Uma das caracteristicas mais importantes destas lanças extensíveis é, obviamente, a possibilidade de chegar a alturas e / ou comprimentos máximos possíveis, para poder garantir flexibilidade e versatilidade de utilização máximas com o mesmo camião.One of the most important features of these extensible booms is, of course, the possibility of reaching maximum heights and / or maximum lengths, in order to guarantee maximum flexibility and versatility of use with the same truck.
No entanto, para respeitar as normas actuais, quer em termos de volume, quer em termos de peso total, existe um limite quanto ao comprimento máximo de cada segmento, com uma redução consequente na altura máxima atingível pelo dispositivo, limitando assim as possíveis aplicações.However, in order to respect the current standards, both in terms of volume and in terms of total weight, there is a limit on the maximum length of each segment, with a consequent reduction in the maximum height attainable by the device, thus limiting possible applications.
Qualquer aumento no número de segmentos articulados, ou extensão de medição de cada um deles, se por um lado proporciona a possibilidade de se obterem comprimentos globais maiores com uma extensão máxima, por outro lado implicam um aumento no peso e volume que não são compatíveis, quer com as normas actuais, quer com a operacionalidade e funcionalidade do veículo.Any increase in the number of articulated segments or extent of measurement of each of them, on the one hand provides the possibility of obtaining larger overall lengths with a maximum extension, on the other hand imply an increase in weight and volume that are not compatible, both with the current standards, and with the operability and functionality of the vehicle.
Os documentos EP A2-968955 e US-A-3947, 191 revelam lanças articuladas para gruas, camiões ou semelhantes, nas quais uma secção do núcleo interior em metal, particularmente aço, é coberta por uma ou mais camadas de fibras compósitas, para aumentar a resistência em zonas específicas da lança.EP-A-2,968,955 and US-A-3947,191 disclose hinged lances for cranes, lorries or the like in which a section of the inner metal core, particularly steel, is covered by one or more layers of composite fibers, to increase resistance in specific areas of the boom.
Esta solução, no entanto, não ultrapassa os problemas acima mencionados, particularmente os relacionados com o peso global da lança, em particular quando são usadas lanças com elevados comprimentos e um grande número de segmentos. 2This solution, however, does not overcome the aforementioned problems, particularly those related to the overall weight of the boom, in particular when booms with high lengths and a large number of segments are used. 2
Um objectivo do presente invento é, assim, o de conseguir uma lança extensível para a distribuição de betão que possa atingir alturas e / ou comprimentos muito grandes na sua condição de extensão máxima e que, para isto, não implique aumentos insustentáveis no que diz respeito a peso e volume.An object of the present invention is thus to provide an expandable boom for the distribution of concrete which can reach very large heights and / or lengths in their maximum extension condition and which does not entail unsustainable increases in respect thereto to weight and volume.
Outro objectivo é o de se conseguir a dita lança com um custo limitado, quando comparado com custos actuais. Outro objectivo é o de obter vantagens no passo de construção e montagem da lança extensível articulada. 0 requerente previu, testou e realizou o presente invento para ultrapassar as desvantagens o estado da arte, e para conseguir estes e outros objectivos e vantagens.Another object is to achieve such a spear with a limited cost when compared to current costs. Another object is to obtain advantages in the step of constructing and assembling the articulated extensible boom. The inventor has foreseen, tested, and carried out the present invention to overcome the disadvantages of the prior art, and to achieve these and other objects and advantages.
RESUMO DO INVENTO 0 presente invento está demonstrado e caracterizado nas reivindicações independentes, enquanto as reivindicações dependentes descrevem outras características do invento ou variantes à ideia principal do invento.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is demonstrated and characterized in the independent claims, while the dependent claims describe further features of the invention or variants of the main idea of the invention.
De acordo com os objectivos acima, uma lança extensível para a distribuição de betão de acordo com o presente invento pode ser instalada no camião, e compreende uma pluralidade de segmentos articulados entre si nas extremidades respectivas.According to the above objects, an extendable boom for the concrete distribution according to the present invention can be installed on the truck, and comprises a plurality of segments hinged together at the respective ends.
De acordo com o presente invento, pelo menos um dos segmentos, ou pelo menos uma parte ao longo do seu comprimento, que forma a lança extensível, é totalmente feita, ao longo da sua secção, em material compósito.According to the present invention, at least one of the segments, or at least a portion along its length, which forms the extensible boom, is wholly made through its section in composite material.
Numa forma de realização preferida, o material compósito usado é a fibra de carbono.In a preferred embodiment, the composite material used is the carbon fiber.
De acordo com uma primeira variante, o material compósito usado consiste em fibras de aramida (Kevlar®) ou outras fibras 3 semelhantes ou comparáveis, tendo características substancialmente análogas ao carbono em termos de resistência e rigidez.According to a first variant, the composite material used consists of aramid (Kevlar®) fibers or other similar or comparable fibers, having characteristics substantially analogous to carbon in terms of strength and stiffness.
De acordo com o invento, o material compósito é feito em fibras unidireccionais ou, de acordo com uma variante, com fibras entrecruzadas e / ou entrelaçadas. A utilização do material compósito, e em particular fibra de carbono ou fibra de aramida para fabricar pelo menos parte da lança de distribuição, permite aumentar o comprimento e / ou número de segmentos usados, com o mesmo peso global; em alternativa, o invento permite reduzir o peso global, mantendo o mesmo comprimento e / ou número de segmentos.According to the invention, the composite material is made of unidirectional fibers or, in a variant, with cross-linked and / or interlaced fibers. The use of the composite material, and in particular carbon fiber or aramid fiber to manufacture at least part of the dispensing boom, allows increasing the length and / or number of segments used, with the same overall weight; alternatively, the invention allows reducing overall weight while maintaining the same length and / or number of segments.
De acordo com o uma variante do invento, o material compósito usado é do tipo multicamada.According to one variant of the invention, the composite material used is of the multilayer type.
Numa solução preferida, a lança tem uma secção rectangular do tipo caixa com bordos arredondados ou oval.In a preferred solution, the boom has a rectangular box-like section with rounded or oval edges.
De acordo com uma variante evoluída, a lança de acordo com o invento tem peças insertas metálicas longitudinais e / ou transversais para reforço e / ou ligação a equipamento específico, por exemplo um macaco de movimento relacionado.According to an evolved variant, the lance according to the invention has longitudinal and / or transverse metal insert parts for reinforcement and / or attachment to specific equipment, for example a related moving jack.
As peças insertas metálicas podem consistir, de acordo com aplicações específicas e / ou posições de montagem ao longo da lança, em chapas finas, casquilhos, placas, barras ou treliças.The metal inserts may, according to specific applications and / or mounting positions along the boom, consist of thin plates, bushes, plates, bars or trusses.
Noutra expressão do invento, a fixação para o macaco, que permite que o segmento relacionado da lança seja estendido / dobrado, é também feito em material compósito.In another expression of the invention, the anchor for the jack, which allows the related segment of the boom to be extended / folded, is also made of composite material.
De acordo com o invento, uma peça inserta metálica para ligação de um macaco de movimento, um segmento adjacente ou um equipamento auxiliar é embebido directamente na lança de material compósito. 4According to the invention, a metal insert for attachment of a movement jack, an adjacent segment or auxiliary equipment is directly embedded in the composite material boom. 4
De acordo com uma variante, a fixação metálica é feita numa chapa metálica embebida na lança de material compósito.According to a variant, the metal fastening is made on a metal sheet embedded in the composite lance.
De acordo com outra variante, a fixação metálica é fixa por meio de pinos inseridos através de casquilhos, anéis, anilhas ou semelhante, embebidos no material compósito.According to another variant, the metal fastening is fixed by means of pins inserted through bushes, rings, washers or the like, embedded in the composite material.
De acordo com outra variante, que não faz parte do invento, a fixação para o macaco é colada exteriormente ou interiormente à estrutura de material compósito.According to another variant, which is not part of the invention, the attachment to the jack is glued either externally or internally to the composite structure.
Noutra solução do invento, pelo menos um dos dois terminais que permitem actuar o movimento articulado de dois segmentos adjacentes é feito em material compósito.In another solution of the invention, at least one of the two terminals allowing the articulated movement of two adjacent segments to act is made of composite material.
Numa variante, pelo menos um dos dois terminais de movimento é feito em metal.In one variant, at least one of the two movement terminals is made of metal.
De acordo com outra forma de realização de construção, o terminal de movimento metálico tem alhetas de fixação embebidas no material compósito. Noutra solução ainda, o terminal de movimento metálico tem alhetas de fixação ligadas a uma chapa, ou a casquilhos ou anéis embebidos no material compósito.According to another embodiment, the metal movement terminal has fastening tabs embedded in the composite material. In still another solution, the metal movement terminal has attachment lugs attached to a plate, or to bushes or rings embedded in the composite material.
Noutra variante ainda, o terminal quer seja feito em metal ou em material compósito, é colocado exteriormente ou interiormente à estrutura de material compósito.In yet another variant, the terminal, whether made of metal or composite material, is positioned externally or internally to the composite structure.
De acordo com outra variante, a lança extensível articulada tem dois ou mais troços longitudinais de material compósito alternando com troços intermédios feitos em metal. 0 processo de produção da dita lança compósita, embora não restritiva, é escolhida, de preferência, de entre as técnicas de enrolamento de filamento, deposição manual de pré-impregnado com polimerização em autoclave, ou de pultrusão. 5According to another variant, the hinged extensible lance has two or more longitudinal sections of composite material alternating with intermediate sections made of metal. The production process of said composite boom, although not restrictive, is preferably chosen from among filament winding techniques, manual deposition of prepregs with autoclave polymerization, or pultrusion. 5
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Estas e outras características do presente invento serão tornadas evidentes a partir da descrição seguinte de uma forma de realização preferencial, dada como exemplos não restritivo com referência aos desenhos anexos, em que: a figura 1 é um alçado lateral de um camião no qual é instalada uma lança extensível de acordo com o presente invento, numa condição dobrada para trás para transporte; as figuras 2 e 3 são vistas de segmentos de material compósito que formam a lança extensível de acordo com o invento; as figuras 4 e 5 ilustram, em duas variantes de construção, um corte transversal do segmento articulado das figuras 2 e 3; a figura 6 é um corte longitudinal de outra variante do presente invento; a figura 7 é uma variante do segmento do material compósito da figura 2.These and other features of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment, given by way of non-restrictive examples with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a side elevation of a truck on which is installed an expandable boom according to the present invention, in a backward folded condition for transport; Figures 2 and 3 are views of segments of composite material forming the drawable boom according to the invention; Figures 4 and 5 illustrate in two variants of construction a cross section of the hinged segment of Figures 2 and 3; Figure 6 is a longitudinal section of another variant of the present invention; Figure 7 is a variant of the segment of the composite material of Figure 2.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERIDADETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT
Com referência à figura 1, uma lança extensível 10 de acordo com o presente invento, que pode distribuir betão ou material análogo para o sector da construção, está ilustrada numa posição montada num camião 11, dobrada para trás para transporte. O camião 11 compreende a cabine do condutor 20 e uma plataforma de suporte 21 na qual está montada a lança. 6 A aliança extensível 10 de acordo com o presente invento compreende uma pluralidade de segmentos articulados, neste caso cinco, respectivamente um primeiro 12, um segundo 13, um terceiro 14, um quarto 15 e um sexto 16, articulados entre si pelas extremidades respectivas. Está também presente um tubo 17 para alimentação e descarga do betão. De forma conhecida, e com sistemas não ilustrados aqui, todos os segmentos articulados 12 - 16 podem rodar, mesmo 360°, em relação ao eixo do veículo 11.Referring to Figure 1, an extendable boom 10 according to the present invention, which can deliver concrete or similar material to the construction sector, is shown in a position mounted on a truck 11, folded back for transport. The truck 11 comprises the driver's cab 20 and a support platform 21 on which the boom is mounted. The extensible alliance 10 according to the present invention comprises a plurality of articulated segments, in this case five, respectively a first 12, a second 13, a third 14, a fourth 15 and a sixth 16, hinged together by the respective ends. A pipe 17 is also present for feed and discharge of the concrete. In known manner, and with systems not shown here, all articulated segments 12 - 16 can rotate, even 360 °, relative to the axis of the vehicle 11.
Com referência à figura 1, o primeiro segmento 12, de forma conhecida, está articulado numa torreta 18, e pode rodar relativamente a esta. Os outros segmentos 1-16 estão articulados sequencialmente entre si pelas extremidades respectivas, e podem ser accionados individualmente, por meio dos seus próprios actuadores, de acordo com exigências específicas.Referring to Figure 1, the first segment 12, in a known manner, is hinged on a turret 18, and is rotatable relative thereto. The other segments 1-16 are hinged sequentially to one another by the respective ends, and can be driven individually, by means of their own actuators, according to specific requirements.
Cada segmento 12 - 16 serve para suportar um tubo dentro do qual escorre o betão, enviado por uma bomba de alimentação (não ilustrada). Um troço de tubo flexível (não ilustrado), a partir do qual o betão é enviado para o local de aplicação, está normalmente ligado ao último segmento.Each segment 12-16 serves to support a pipe into which the concrete flows, delivered by a feed pump (not shown). A length of flexible tube (not shown) from which the concrete is sent to the application site is normally connected to the last segment.
Deve entender-se que a representação da figura 1 é apenas um exemplo, e não deve ser considerado de forma alguma como restringindo o campo de protecção ao qual o presente invento se refere.It should be understood that the depiction of Figure 1 is only an example, and should not be construed in any way as restricting the field of protection to which the present invention pertains.
De acordo com o invento, um ou outro dos segmentos articulados 12 - 16 é feito, pelo menos parcialmente no seu comprimento mas ao longo da sua secção, em material compósito, de preferência reforçado, por exemplo fibra de carbono, com camadas múltiplas ou uma camada só. O número possível de camadas é uma função das características mecânicas que a lança 10 tem de ter. 7According to the invention, one or other of the articulated segments 12-16 is made, at least partially in length, but along its section, in a reinforced, preferably reinforced, material, for example carbon fiber, with multiple layers or layer only. The possible number of layers is a function of the mechanical characteristics that the boom 10 must have. 7
Em vez de, ou em conjunto com as fibras de carbono, podem ser usados outros tipos de fibra, por exemplo fibras de aramida ou outras fibras análogas ou comparáveis, numa forma unidireccional ou entrecruzadas / entrelaçadas.Instead of or in conjunction with the carbon fibers, other types of fiber, for example aramid fibers or other similar or comparable fibers, may be used in a unidirectional or interlaced / interlaced form.
Em relação às figuras 2 e 3, que ilustram um exemplo possível de forma de realização, o segmento articulado 12 - 16 compreende uma estrutura do tipo caixa 22 feita em material compósito, sendo aplicados, a pelo menos uma das suas extremidades, terminais ou peças frontais, feitos em aço 23 e elementos de fixação intermédios 26 para o macaco de movimento, ou outro equipamento acessório ou auxiliar no funcionamento do segmento 12 - 16.Referring to Figures 2 and 3, which illustrate a possible example of embodiment, the hinge segment 12-16 comprises a carton-like structure 22 made of composite material, and at least one of its ends, terminals or parts made of steel 23 and intermediate fastening elements 26 for the movement jack, or other accessory or auxiliary equipment in the operation of segment 12-16.
Ambos os elementos terminais 23 e elementos intermédios 26 podem ser feitos em metal, ou podem também ser feitos em material compósito moldado.Both end elements 23 and intermediate elements 26 may be made of metal, or may also be made of molded composite material.
Na solução ilustrada, a estrutura do tipo caixa 22 tem uma secção substancialmente rectangular, reduzindo ao longo do seu comprimento, mas está no campo do invento que a secção possa ser quadrada ou poligonal, com ângulos mais ou menos arredondados, ovais, ou com outra secção adequada para o efeito.In the illustrated solution, the carton-like structure 22 has a substantially rectangular section, reducing along its length, but it is within the scope of the invention that the section may be square or polygonal, with more or less rounded, oval or other angles section for this purpose.
Em correspondência com, ou na proximidade das zonas terminais, a estrutura do tipo caixa 22 tem, com vantagem, uma peça inserta metálica 25, por exemplo embebida e / ou ressaltando parcialmente da estrutura do tipo caixa. A peça inserta metálica 25 pode ser também associada a uma estrutura de reforço feita em fibra, tal como está descrito em maior detalhe de seguida, para reforçar ainda mais a estrutura do segmento articulado na zona terminal mais sujeita a tensão e desgaste durante a utilização.In correspondence with or in proximity to the end zones, the carton-like structure 22 advantageously has a metal insert 25, for example embedded and / or partially protruding from the carton-like structure. The metal insert 25 may also be associated with a fiber reinforcing structure as described in more detail below to further reinforce the structure of the articulated segment at the terminal zone most subject to stress and wear during use.
Tal como está ilustrado em detalhe na figura 6, uma peça inserta 25, na forma de uma chapa metálica, pode ser embebida no material da estrutura do tipo caixa 22 de material compósita e fixa a ela por meio de fibras de ligação 32 feitas passar através de furos adequados 29 abertos na própria chapa metálica.As shown in detail in Figure 6, an insert 25 in the form of a metal sheet may be embedded in the material of the box-like structure 22 of composite material and secured thereto by means of connecting fibers 32 passed through of suitable holes 29 open in the sheet metal itself.
Nas soluções ilustradas nas figuras 4 e 5 estão ilustrados elementos de reforço longitudinais ou peças insertas 25, feitas em metal e embebidas no material compósito da estrutura do tipo caixa 22. Os elementos de reforço longitudinais 25 podem ser colocados em qualquer posição intermédia ao longo da estrutura do tipo caixa 22, e podem assumir a forma de placas 30 (figura 4), treliças 31 (figura 5) barras, chapas ou combinações destas.In the solutions shown in Figures 4 and 5 there are shown longitudinal reinforcement elements or inserts 25 made of metal and embedded in the composite material of the box-like structure 22. The longitudinal reinforcing members 25 may be placed in any intermediate position along the like structure 22, and may take the form of plates 30 (Figure 4), trusses 31 (Figure 5), bars, plates or combinations thereof.
Na variante ilustrada na figura 7, pelo menos um terminal 23 e o elemento intermédio 26 são fixos à estrutura tipo caixa 22 de material compósito por meio de pinos 23 que são inseridos através de casquilhos ou anéis 34 embebidos no material compósito da estrutura 22.In the variant illustrated in Figure 7, at least one terminal 23 and the intermediate member 26 are secured to the box-like structure 22 of composite material by means of pins 23 which are inserted through bushings or rings 34 embedded in the composite material of the frame 22.
Na solução ilustrada na figura 3, o segmento 12 - 16 é bastante feito com uma estrutura do tipo caixa 22 em material compósito, numa posição intermédia da qual é embebida uma peça metálica inserta ou ligação 25, com pelo menos a sua base, com alhetas 26 para montagem do macaco de movimento.In the solution shown in Figure 3, the segment 12-16 is well made with a box-like structure 22 in composite material, in an intermediate position of which is embedded a metal insert or connection 25, with at least its base, with fins 26 for mounting the motion jack.
Nas extremidades da estrutura do tipo caixa 22 são proporcionados terminais em aço 23, adequados para ligação aos segmentos imediatamente adjacentes, que estão ligados à estrutura de material compósito 22 por meio de troços de união adequados feitos em aço - fibra de carbono 28. É evidente, no entanto, que podem ser feitas modificações e / ou acrescentos de partes ao dispositivo extensível 10, tal 9 como foi descrito até agora, sem que se afaste do campo e âmbito do presente invento.At the ends of the carton-like structure 22, there are provided steel terminals 23, suitable for connection to the immediately adjacent segments, which are connected to the composite structure 22 by means of suitable connecting sections made of carbon steel 28. It is evident , however, that modifications and / or additions of parts may be made to the extensible device 10, as has hitherto been described, without departing from the scope and scope of the present invention.
Também é claro que, embora o presente invento tenha sido descrito com referência a exemplos específicos, uma pessoa com experiência na técnica poderá certamente conseguir muitas outras formas equivalentes de um dispositivo extensível para a distribuição de betão tendo as características definidas nas reivindicações e incluídas, assim, no campo de protecção por elas definido.It is also clear that although the present invention has been described with reference to specific examples, a person skilled in the art can certainly achieve many other equivalent forms of an extensible device for the distribution of concrete having the features defined in the claims and included therein , in the protection field defined by them.
Lisboa, 5 de Novembro de 2010. 1Lisbon, November 5, 2010. 1
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