ES 2 544 152 A1

OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
19
ESPAÑA
Número de publicación:
21
Número de solicitud: 201400172
51
Int. CI.:
B66C 1/66
Fecha de presentación:
71
27.02.2014
43
(2006.01)
SOLICITUD DE PATENTE
12
22
2 544 152
11
Solicitantes:
UNIVERSIDAD DE CÁDIZ (45.0%)
C/ Ancha, 16
11001 Cádiz ES y
INDUSTRIA ALGECIREÑA DE MECANIZADOS Y
REPARACIONES (55.0%)
Fecha de publicación de la solicitud:
27.08.2015
72
Inventor/es:
ILLANA MARTOS , Antonio y
BLANCO SALAS , José María
54
Título: Aletas elásticas para enganchadores de contenedores
ES 2 544 152 A1
57 Resumen:
Aletas para enganchadores de contenedores.
A diferencia de las aletas posicionadoras utilizadas
comúnmente para esta aplicación, que son elementos
rígidos, las aletas objeto de la presente invención
consisten en un nuevo tipo de aletas, que se
comportan de una manera rígida en servicio normal,
pero que ceden elásticamente ante impactos y
sobrecargas, recuperando después su forma de
trabajo.
Esta flexibilidad se consigue por dos vías, que afectan
exclusivamente a la aleta en sí, no a su conexión al
enganchador o a su posible accionamiento. A saber:
uso de materiales elásticos y uso de geometrías
estables ante cargas de servicio pero que deformen
con facilidad ante impactos.
A1
ES 2 544 152 A1
DESCRIPCIÓN
ALETAS ELASTICAS PARA
ENGANCHADORES DE CONTENEDORES.
SECTOR DE LA TECNICA
Area de conocimiento: Ingenieria Mecanica, secciones de Disefio de Mecanismos,
5 Tecnologia de Materiales y Aparatos de Elevacion, Transporte y Manutencion.
Actividad industrial: transporte multimodal, transporte por contenedores, trincaje y
manipulacion de contenedores.
ESTADO DE LA TECNICA
10
La mayoria de las mercancias solidas que se mueven por el mundo se distribuyen
mediante contenedores, transportados por barco, carretera o ferrocarril. Los contenedores
se trincan para su elevacion, carga, descarga y apilamiento usando unos enganchadores
dotados de unos sencillos mecanismos de cerrojo en los extremos. El termino usual para
el enganchador es la palabra inglesa "spreader" y los cerrojos son pestillos conocidos
15
como "twistlocks" ("cierres de torsion"). \Tease figura 1.
En principio, la operacion de trincaje es muy sencilla, bastando con posicionar el
enganchador justo encima del contenedor, en contacto con su cara superior y acto seguido
girar los pestillos con lo que se produce el enganche. Sin embargo, la parte que sobresale
de los pestillos son unos tetones cuyo tamario (de unos pocos centimetros) es muy
20 pequerio en comparacion con las dimensiones del contenedor (seis o doce metros los mas
corrientes). Normalmente estan fuera del campo visual del gruista y la operacion se
realiza a cinco, veinte o mas metros del gruista. \Tease figura 2.
En consecuencia, es esencial disponer un sistema de embocadura que guie al enganchador
sobre el contenedor, asegurando que coincidan las esquinas de ambos para que el teton
25 encaje justo en el pequerio encastre del contenedor preparado para tal fin, tambien
denominado cantonera.
El sistema de embocadura usual es el realizado mediante aletas, mas conocidas como
"flippers". Unas embocaduras en chapa de acero inclinada que se disponen en las
esquinas o laterales del enganchador y permiten salvar pequerias desalineaciones.
2
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Es habitual que estas aletas sean abatibles, con una posicion de embocadura para el
trincaje y otra replegada para el apilamiento del contenedor. Esta caracteristica no afecta
a la idea propuesta en esta solicitud de patente, que puede ser utilizada tanto para aletas
retractiles como fijas.
5
Es importante en estos momentos mencionar las dimensiones y velocidades con las que se
trabaja. El contenedor estandar puede pesar entre un par de toneladas (tara en vacio) y
mas de ochenta. El peso del enganchador tambien esta en el rango de las toneladas. El
enganchador desciende sobre la carga desde una altura de varios metros, a veces en
vertical y mas a menudo en Angulo. Un enganchador puede estar realizando operaciones
10
de trincaje cada dos minutos, moviendo la carga a mas de treinta metros de altura y
cincuenta metros en proyeccion horizontal. Es decir, estamos ante una operacion donde la
busqueda de productividad lleva a velocidades altas y tiempos de trincaje muy bajos. El
gruista, para agilizar la producciOn, debe llevar el enganchador siguiendo una curva a
gran velocidad, en lugar de estabilizarlo encima de la carga y bajar lentamente en vertical.
15
Esto hace que las aletas reciban fuertes golpes con los contenedores, tanto laterales como
desde abajo. Veanse figuras 3 y 4.
Las consecuencias de los golpes se traducen en dafios a los contenedores, al enganchador,
a la carga, riesgos para las personas y, lo mas habitual, la abolladura o rotura de las aletas,
con la consiguiente operacion de mantenimiento correctivo y el posible lucro cesante
20 cuando es afectada una maquina critica.
La figura 5 muestra una aleta en posicion de embocadura. En este caso no es enteriza sino
formada con tres piezas atornilladas entre si. En cualquier caso, todo se ejecuta en acero,
tanto la parte ancha que sirve propiamente de guia, la parte alta que suj eta la aleta al
enganchador (motorizada para moverlo a distancia), como la parte central o ballesta que
25 conecta ambas.
La figura 6 muestra distintos modelos de aletas. Todos ellos rigidos, fabricados en acero.
Al revisar la bibliografia y patentes previas, se observa que el problema de los golpes ha
sido tratado con anterioridad, pero desde la perspectiva del accionamiento.
Es el caso de la patente E08774959 de 10 de julio de 2008 "Posicionador para el agarre
30
de contenedores" (version en espafiol EP 2188202 de 28 de noviembre de 2012), la cual
reivindica el uso de un embrague amortiguador acoplado a un eje poligonal acoplado a un
3
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asiento poligonal elastic°. Esto se refiere al eje cuyo giro provoca el abatimiento de la
aleta, algo que no tratamos para nada en nuestra idea, referida a la aleta en sí.
Son frecuentes las patentes sobre modelos de enganchadores, apiladores o accionamientos
de los pestillos y accionamientos de las aletas. Sirva como ejemplo la patente US
5 2011/0140470 Al "Spreader with flipper arm drive" de R. A. Mills y otros, que como su
titulo indica se refiere al accionamiento de la aleta. Tambien existe una amplia variedad
de geometrias de aletas, como muestra la figura 6. Sin embargo, en todos los casos se ha
supuesto que la aleta embocadora debia ser un elemento rigid°, fabricado en la practica
en acero, bien enterizo, soldado o atornillado pero siempre formando un Arlie° eslabon
10 cinematic° rigido.
DESCRIPCION DE LA INVENCION.
El prejuicio tecnico que mediante esta invencion se supera es la idea de que las aletas
para los enganchadores de contenedores deban ser un elemento rigido.
15
La presente invenciOn consiste en un nuevo tipo de aletas para enganchadores de
contenedores dotadas de una flexibilidad importante, de tal forma que cedan ante los
impactos. Esta flexibilidad la adquieren, no debido a su conexion al enganchador o a su
posible accionamiento, sino a la combinacion de:
Uso de materiales elasticos: caucho, goma, teflon, textil, materiales compuestos
20
elastomeros y similares, ya sea de composicion homogenea o reforzados con
fibras metalicas o de cualquier otro tipo.
Modificacion de la geometria de la aleta. Uso de laminas (ballestas) en lugar de
placas enterizas, de tal forma que se facilite la deformacion ante impactos. Uso de
perfiles, abiertos o cerrados, dispuestos para conseguir la combinacion adecuada
25
de rigidez en servicio, amortiguacion y flexibilidad ante impactos.
No siempre es imprescindible el uso de perfiles o geometrias especiales para conseguir el
efecto deseado, sino que dependerd de la carga a transportar, peso del enganchador y
velocidad de servicio. En determinadas aplicaciones bastard con fabricar en elastomero
una parte de la aleta. En otras aplicaciones con mayores solicitaciones esto no sera.
30 suficiente para un servicio optimo.
4
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Proponemos aletas que cedan pero que no se rompan ni deformen plasticamente. Que no
queden abolladas, reviradas o deformadas de cualquier manera que obligue a parar la
operativa. Buscamos conseguir un elemento elastico irrompible en servicio. Esto es
particularmente atil en maquinas criticas como las grandes grnas de muelle
5 portacontenedores, cuya parada supone ralentizar o detener toda la operativa del puerto,
afectando al barco, grnas de patio, camiones y demas maquinaria.
Es inevitable que las aletas choquen con el contenedor. En ocasiones es positivo, ya que
el golpe directo del enganchador al contenedor podria provocar dafios mas graves en uno
o en otro que la rotura de la aleta. La aleta hace, en consecuencia, cierta funcion de
10 parachoques, aunque muy mermada con el concepto vigente.
Por ejemplo, se utilizan aletas fabricadas en tres partes atornilladas entre si, vease figura
5, siendo mas robustas la parte que se acopla con el enganchador y las chapas que sirven
propiamente de embocadura. Asi se consigue que la mayor parte de los darios afecten solo
a la zona central (las ballestas de la aleta), evitando &liar a las mas valiosas o a los
15 elementos principales (carga y enganchador). En esta solicitud se pretende dar un paso
mas y conseguir que los golpes recibidos no inutilicen ballestas ni aletas, manteniendo y
mejorando las prestaciones actuales. No solo se mejora la aleta en sí, sino que se la
convierte en un autentico elemento de amortiguaciOn para evitar dalios en elementos mas
importantes y caros.
20
Es esencial que la aleta siga cumpliendo su funcion de embocadura y guia para los
pestillos. Por ello, el elemento debe ser flexible y elastico ante impactos y sobrecargas
pero debe ser rigido ante las cargas y golpes normales en servicio. Para ello es muy iitil
dotar a la aleta de una geometria colapsable. Un perfil que al llegar a cierta carga pandee,
ya sea por flexion, torsion o compresi6n.
25
En resumen, se propone crear una aleta elastica, irrompible en servicio, que amortigiie los
golpes, ceda ante impactos pero mantenga la rigidez para el trabajo habitual. Esto se
consigue combinando materiales elasticos, laminas, secciones en perfil y piezas elasticas
con entramados o nficleos metalicos. Las ventajas conseguidas son:
Reducir el mimero de aletas a reparar, ya sea por rotura o deformacion.
30
- Reducir los desperfectos sobre la maquinaria y estructura del enganchador.
- Amortiguar los golpes sobre el contenedor y la carga.
5
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Disminuir sensiblemente el nUmero de horas perdidas y el lucro cesante de la
actividad. Debe recordarse que las aletas van instaladas a menudo en maquinas
criticas, cuyo retraso implica directamente una disminucion de la producci6n.
Conseguir un dispositivo mas seguro de cara a los operarios. Como se aprecia en
5
las figuras 3 y 4, la aleta es un elemento que sobresale del conjunto, siendo mas
facil que golpee a personas en caso de descuido de los operarios o mal
funcionamiento de la maquinaria.
Igualmente, tambien se espera reducir los dafios por impactos en otros elementos
que estan en el area de trabajo del enganchador: camiones, carretillas, otros
10
contenedores, barcos y elementos de la grim.
Sustituir un elemento caracterizado por su falla en servicio, con las
correspondientes perdidas por mantenimiento correctivo, por otro mas
caracterizado por su desgaste, mas susceptible por tanto de un mantenimiento
preventivo o predictivo, realizado en paradas programadas.
15
DESCRIPCION DEL CONTENIDO DE LAS FIGURAS
Figura 1 - Enganchador, contenedor, aleta en posiciOn retraida y pestillo de trincaje.
Figura 2 - Detalle del pestillo y del encastre.
20 Figura 3 -
Impact° entre la aleta y el contenedor por aproximaci6n en vertical
desalineada.
Figura 4 -
Impact° entre la aleta y el contenedor por aproximacion en horizontal
incorrecta.
Figura 5 25 Figura 6 -
Modelo de aleta formada por tres partes atornilladas.
Modelos comerciales de aletas.
Figura 7 -
VersiOn mas basica de realizacion de la idea.
Figura 8 -
Version en laminas de realizacion de la idea.
Figura 9 -
Versi6n con forma de cruceta de realizaciOn de la idea.
6
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MODO DE REALIZACION DE LA INVENCION
El ejemplo basic° de realizacion de la invencion consiste en sustituir las placas
intermedias en la aleta (ver figura 6) por dos o mas laminas de material elastomero, tipo
caucho sintetico, por ejemplo FPM (caucho de fluorocarbono). En este caso se respeta la
5 disposicion de pemos y se incrementa el espesor total, de 50 a 100 mm segun el tipo de
servicio. La realizacion se limitaria en este caso a tin par de conjuntos en paralelo, como
el mostrado en la figura 7.
Una variante mas elaborada consiste en utilizar al menos tres capas de material en cada
ballesta del par (Ver figura 8). Las dos capas extemas de poco espesor hechas de material
10 compuesto mas una o varias internas de goma suave. Las capas externas pueden ser, a
modo de ejemplo, de 5 mm de espesor, a base de caucho sintetico con entramado textil y
nervado longitudinalmente con alambre de acero. Su funcion es resistir la tracci6n y
proteger el nude° de la luz solar, polvo, suciedad, etc. Las capas internas, con un grosor
total sobre 40 6 60 mm, son las encargadas de dotar de rigidez al sistema para el servicio
15 habitual y de facilitar la recuperacion elastica tras una gran deformacion por impacto o
sobrecarga. Para las capas extemas se pueden utilizar, preferentemente a laminas lisas,
laminas nervadas.
Una tercera variante es usar como nude° una pieza elastica en forma de cruceta, perfil I,
perfil H u otras geometrias con una rigidez geometrica apreciable pero que pandeen ante
20 sobrecarga o impact°. La variante se representa en la figura 9.
Por ültimo, las posibilidades con mej ores perspectivas son las que combinan las variantes
anteriores. Aletas (enterizas o desmontables) cuya parte central este hecha de material
elastic° con una armadura deformable embebida en su interior, o bien un entramado de
fibras textiles, metalicas, plasticas o de cualquier otro tipo. Asi obtenemos un conjunto
25
mas resistente, duradero y rigido en servicio normal; manteniendo la caracteristica de
geometria colapsable ante choques,
y manteniendo siempre la capacidad de
amortiguacion del conjunto.
Todas las variantes mencionadas se pueden modificar en el sentido de hacer toda la aleta
de material elastic°, o bien hacer enteriza la zona central y la embocadura de la aleta, o
30 cualquier otra variante imaginable que siga el concepto de aleta elastica desarrollado en
este escrito.
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APLICACION INDUSTRIAL
La invencion es de aplicacion en todas aquellas actividades que impliquen operaciones de
transporte, elevacion o manejo de contenedores. Por ejemplo, terminales de contenedores
(maritimas, ferroviarias o terrestres), barcos, fabricantes de enganchadores que requieran
5
el uso de aletas posicionadoras y grandes empresas cuyos suministros o productos se
sirvan en contenedores y utilicen maquinaria portacontenedores.
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ES 2 544 152 A1
REIVINDICACIONES
1. Aleta para enganchadores de contenedores, caracterizada porque esta
5
construida total o parcialmente, con materiales elasticos tales como caucho,
goma, vinilo, textil, materiales compuestos elastomeros o sitnilares, bien de
composicion homogenea o reforzados con fibras textiles, plasticas, metAlicas
o de cualquier otro tipo.
10
2. Meta para enganchadores de contenedores, segan reivindicacion 1,
caracterizada porque cuando solo es la ballesta o parte central de la aleta la
que esta construida por material elastomero, la rigidez necesaria de la aleta se
adquiere incrementando el ancho de la ballesta, para lo cual se colocan dos o
mas laminas en paralelo, respetando la configuracion original de las tmiones
15
atomilladas, no siendo necesario modificar las otras piezas de la aleta y basta
con sustituir la ballesta metalica tradicional por la ballesta propuesta en esta
patente.
3. Aleta para enganchadores de contenedores, segian reivindicacion 2,
20
caracterizada porque cuando la ballesta se construye de un solo material
elastomero, el ancho total de las laminas que conforman la ballesta esta entre
los 40y 100 mm.
4. Aleta para enganchadores de contenedores, segun reivindicacion 1,
25
caracterizada porque cuando en la fabricacion de la ballesta se emplea mas de
un tipo de elastomero, la ballesta se configura en capas:
- Dos o mas capas extemas, por ejemplo, de caucho sintetico con entramado
textil y nervado longitudinalmente con alambre de acero, de un grosor
aproximado de entre 1 y 10 mm, pudiendo estas tener una geometria de
30
lamina lisa o nervada.
- Una o mas capas intemas, por ejemplo, un nude° de goma suave, de grosor
aproximado entre 40 y 60 mm.
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ES 2 544 152 A1
5. Aleta para enganchadores de contenedores, segfin reivindicacion 4,
caracterizada porque las capas externas pueden tener una configuracion de
laminas lisas o laminas nervadas.
5
6. Aleta para enganchadores, seglin reivindicacion 1, caracterizada porque
cuando solo parte de la ballesta esta constituida por material elastomero, este
conformara su parte central o Miele° y lo hara formando crucetas, perfiles en
I, en H, en C o perfiles ranurados; abiertos o cerrados, que pandeen por
flexion, compresion, torsion o compresion cuando es sometido a sobrecarga o
10
impacto.
7. Aleta para enganchadores, segim reivindicacion 1, caracterizada por tener
una armadura no rigida (metalica o plastica) que permita la flexibilidad del
conjunto, embebida en material elastomero.
15
8. Aleta para enganchadores, segim reivindicacion 1, caracterizada por tener un
entramado elastic° (metalico, textil, plastic° o de cualquier otra fibra)
embebido en el material elastOmero.
20
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14
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15
ES 2 544 152 A1
16
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17
ES 2 544 152 A1
18
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OFICINA ESPAÑOLA
DE PATENTES Y MARCAS
21 N.º solicitud: 201400172
ESPAÑA
22 Fecha de presentación de la solicitud: 27.02.2014
32 Fecha de prioridad:
INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
51 Int. Cl. :
B66C1/66 (2006.01)
DOCUMENTOS RELEVANTES
Categoría
56
Documentos citados
Reivindicaciones
afectadas
A
US 2011140470 A1 (MILLS ROBERT ARTHUR et al.) 16.06.2011,
página 1, párrafo [0012] – página 4, párrafo [0061]; figuras 1-8.
1-8
A
US 2009200814 A1 (HELLGREN ANDERS) 13.08.2009,
página 1, párrafo [0004] – página 2, párrafo [0021]; figuras 1-4.
1-8
A
US 5354112 A (HARA SHINJI et al.) 11.10.1994,
columna 1, línea 60 – columna 10, línea 60; figuras 1-26.
1-8
A
US 6161887 A (SHIOTA HIROSHI et al.) 19.12.2000,
columna 4, línea 14 – columna 11, línea 31; figuras 1-9.
1-8
A
US 3885676 A (WILSON LESTER W et al.) 27.05.1975,
columna 1, línea 37 – columna 9, línea 16; figuras 1-10.
1-8
A
US 3078115 A (HARLANDER LESLIE A et al.) 19.02.1963,
columna 1, línea 9 – columna 7, línea 61; figuras 1-11.
1-8
A
ES 2396305 T3 (FM PATENTVERWERTUNG KG et al.) 20.02.2013,
página 2, línea 4 – página 4, línea 8; figuras 1-4.
1-8
Categoría de los documentos citados
X: de particular relevancia
Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la
misma categoría
A: refleja el estado de la técnica
O: referido a divulgación no escrita
P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación
de la solicitud
E: documento anterior, pero publicado después de la fecha
de presentación de la solicitud
El presente informe ha sido realizado
 para todas las reivindicaciones
Fecha de realización del informe
30.03.2015
 para las reivindicaciones nº:
Examinador
E. Álvarez Valdés
Página
1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
Nº de solicitud: 201400172
Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
B66C
Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
búsqueda utilizados)
INVENES, EPODOC, WPI.
Informe del Estado de la Técnica
Página 2/4
OPINIÓN ESCRITA
Nº de solicitud: 201400172
Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 30.03.2015
Declaración
Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
Reivindicaciones 1-8
Reivindicaciones
SI
NO
Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
Reivindicaciones 1-8
Reivindicaciones
SI
NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de
examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
Base de la Opinión.La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
Informe del Estado de la Técnica
Página 3/4
OPINIÓN ESCRITA
Nº de solicitud: 201400172
1. Documentos considerados.A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la
realización de esta opinión.
Documento
D01
Número Publicación o Identificación
US 2011140470 A1 (MILLS ROBERT ARTHUR et al.)
Fecha Publicación
16.06.2011
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de
marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
La reivindicación 1 se refiere a una aleta para enganchadores de contenedores construida total o parcialmente, con
materiales elásticos tales como caucho, goma, vinilo, textil, materiales compuestos elastómeros o similares, bien de
composición homogénea o reforzados con fibras textiles, plásticas, metálicas o de cualquier otro tipo.
Se considera como Estado de la Técnica más cercano el representado por D01, que divulga (referencias de D01) una aleta
(25) para enganchadores de contenedores.
No se ha encontrado ningún documento del Estado de la Técnica anterior con las características de la aleta para
enganchadores definidas en la reivindicación 1 ni parece que un experto en la materia la hubiera deducido de manera
evidente a partir del Estado de la Técnica anterior, por tanto la invención definida en la reivindicación 1 es nueva e implica
actividad inventiva (Ley 11/1986 de Patentes, art 6 y 8).
El resto de reivindicaciones, 2 a 8, dependientes de la primera, son también nuevas e implican actividad inventiva (Ley
11/1986 de Patentes, art 6 y 8).
Informe del Estado de la Técnica
Página 4/4