MÁSTIL TELESCÓPICO PARA INSTALACIONES DE TELEFONÍA
CELULAR Y SIMILARES
D E S C R I P C I Ó N
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pertenece al campo de los mástiles telescópicos, más concretamente a los mástiles telescópicos empleados para el acoplamiento en su extremo de cualquier tipo de instrumental, como por ejemplo instrumental de uso en la telefonía celular, televisión, radio o metereologia .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad existen numerosos tipos de mástiles telescópicos pero, en su mayoría, se emplea la energía hidráulica o neumática para su extensión y recogida, sea cual sea el número de tramos y la altura total del mástil, asi como la capacidad de carga en extremo, limitando ésta la altura total del mástil, ya que mediante sistemas hidráulicos la seguridad es función de la carga. Una de estas soluciones neumáticas viene descrita en la ÜS2003095411.
Se conocen en el estado de la técnica alguna solución para mástiles telescópicos con elevación por cable, empleando materiales de escaso peso y gran capacidad de elevación. La patente ES 20350035 describe un mástil telescópico abatible, con una estructura soporte autonivelante .
La patente ES 1018265 U describe un mecanismo de elevación mediante varios hilos de sección variable.
La patente FR 2476727 describe un mástil telescópico con elevación mediante sistema mixto hidráulico y de poleas con varios hilos .
Las patentes FR 2422792, US 3047107 y US 5557892 describen sistemas de elevación con un principio de funcionamiento similar al de la presente invención, contando con un sistema de elevación por poleas.
La patente española ES 2153321, de la cual esta invención es continuación y mejora, describe un sistema de elevación mediante un cable de dos vias con tambor de enrollamiento, motor eléctrico y medios de freno, mecánicos y eléctricos.
Uno de los principales problemas que presentan los mástiles de elevación por medio de un único cable sin disposición simétrica del mismo a 180° es la aparición de rozamientos durante la elevación del mismo, que tienden a tensar demasiado el cable de elevación, ocasionando a veces su rotura con el riesgo que eso supone. Además, el hecho de tener un solo hilo, aumenta considerablemente el riesgo en caso de rotura.
En los mástiles de elevación por doble hilo en disposición simétrica, se presenta el problema de que una vez izado el mástil, si éste tiene una longitud considerable, debido a la presión dinámica que el viento ejerce sobre el mástil, tiende a desplazar a éste en el sentido del viento. Este desplazamiento genera que la tensión del cable que está a barlovento se incremente mientras que la tensión del cable que está a sotavento tiende a relajarse. En ocasiones, cuando el viento es muy fuerte se puede producir incluso la rotura del cable más tensionado, el cual, una vez roto, dejarla todo el peso del mástil en el otro cable, que podría a su vez romperse y colapsarse la estructura. Del mismo modo, las soluciones conocidas contemplan el replegado del mástil únicamente por la acción de la
gravedad. Este hecho supone la inexistencia de grandes rozamientos entre los diferentes tramos del mástil y que implica que al recoger el cable de izado, puede ocurrir que dos tramos se hayan quedado parcialmente obstruidos por rozamiento y se liberen súbitamente una vez recogido ya el cable, con el riesgo que esto supone. Adicionalmente, al recoger el cable mientras el mástil se va replegando, este tipo de sistemas no incorporan ningún medio que asegure que los cables se enrollan correctamente.
La invención objeto de esta patente subsana todos los problemas anteriormente mencionados mediante la incorporación de un sistema que compensa la diferencia de tensión en los cables por el esfuerzo del viento, asimismo, se contempla la utilización de un segundo cable para ayudar en la recogida del mástil y correcto enrollamiento del cables de izado, y un sistema de bloqueo entre tramos mediante la incorporación de unos anillos de seguridad. Asimismo, el sistema de elevación objeto de la presente invención presenta como ventaja esencial el hecho de que todo el sistema permanece oculto en el interior de los tubos telescópicos, resultando de esta manera totalmente antivandálico a la par que se mejora la estética del conjunto.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un mástil telescópico que comprende una pluralidad de tramos cilindricos dispuestos concéntricamente. A la hora de realizar el izado y repliegue se emplea un primer tambor de enrollamiento y un segundo tambor de enrollamiento, que gira en el mismo sentido que el anterior, en el que se enrolla el cable de izado, dispuesto simétricamente. Los tramos cilindricos comprenden al menos una polea superior situada en la
parte superior de cada tramo cilindrico y dos poleas inferiores situadas en la parte inferior de cada tramo cilindrico, todas ellas para guiar el cable de izado.
De acuerdo con la invención, dicho mástil comprende un único cable de izado con un primer extremo y un segundo extremo. Dichos extremos están configurados para ser enrollados en el primer y segundo tambor de enrollamiento, pasando el cable de izado asimismo por un tambor de enrollamiento intermedio situado en el tramo cilindrico más interior en el que el cable de izado da, al menos, una vuelta alrededor del mismo. De este modo permite compensar las diferencias de tensión entre los cables como se explicará más adelante. Dicho tambor de enrollamiento intermedio corresponde con la polea superior del tramo cilindrico más interior.
El mástil telescópico comprenderá una serie de tramos cilindricos, encajados concéntricamente unos en otros. Todos ellos, menos el más exterior, se extenderán para formar el mástil propiamente dicho. El tramo cilindrico más exterior quedará anclado y unido al soporte donde se situará el mástil. El último tramo, el más interior, soportará normalmente los elementos que han de ser izados, como por ejemplo sistemas de telefonía celular, radio o instrumental meteorológico, aunque también podrían colocarse a altura intermedias mediante los soportes adecuados. Adicionalmente, podrá disponerse de un sistema de cables a modo de vientos, no representados, con objeto de reforzar la resistencia al viento del mástil una vez desplegado. El izado del mástil se realizará enrollando los dos extremos del único cable de izado en el primer y segundo tambor de enrollamiento. El repliegue del mástil se realizará por gravedad, pudiendo estar asistido el mástil por un sistema de apoyo que será descrito posteriormente. Ambos métodos, el de izado y replegado, pueden ser considerados simétricos, ya que el comportamiento del
O
primer y segundo tambor de enrollamiento será idéntico y la configuración del cable también.
La conducción del cable de izado en cada uno de los tramos cilindricos será llevado a cabo a través de una serie de poleas. Existirán dos de estas poleas en la parte inferior de cada tramo cilindrico gue se conectarán con al menos una en la parte superior de cada tramo cilindrico. Como ya se ha comentado, el tramo cilindrico más interior cuenta con un tambor de enrollamiento intermedio, en el que el cable de izado podrá dar una o más vueltas alrededor del mismo. El hecho de dar varias vueltas al cable en este tambor intermedio permite tener una diferencia de tensión considerable entre ambos extremos del cable, pudiendo incluso constar el sistema de dos cables independientes, siempre y cuando estén enrollados en el mismo tambor intermedio.
La diferencia de tensión entre ambos extremos, tenderá a ser compensada automáticamente mediante el giro libre de dicho tambor en el sentido que le convenga. La conducción del cable se realiza, por tanto, desde el tambor de enrollamiento inferior hacia una polea inferior del primer tramo cilindrico, una polea superior del primer tramo, una polea inferior de un segundo tramo, una polea superior de un segundo tramo hasta la polea o tambor de enrollamiento intermedio superior del tramo cilindrico más interior, para, simétricamente, llegar al segundo tambor de enrollamiento inferior.
El cable de izado puede comprender, como medida de seguridad en caso de rotura del cable por uno de sus extremos, y para mantener la simetría del cable de izado, dos topes de seguridad. Dichos topes estarán colocados uno a cada lado del tambor de enrollamiento superior del tramo cilindrico más interior. Dichos topes comprenderán dos elementos unidos solidariamente al cable de izado, uno a cada lado del tambor de enrollamiento intermedio del tramo cilindrico más interior, y un camino de paso
del cable de izado por el cual dichos elementos no puedan pasar. La disposición de dichos elementos será tal que sea simétrica respecto al punto medio del mecanismo, que corresponde con el tambor de enrollamiento intermedio del tramo cilindrico más interior.
En la situación de equilibrio, existirá una cierta separación entre los topes y el camino de paso del cable de izado. Dicha separación corresponderá con la holgura permitida al dispositivo para permitir una asimetría en el izado o replegado del mástil. Si esta holgura se superase, el tope quedarla retenido en el camino de paso, por lo que el tambor de enrollamiento de ese lado pasarla a ejercer toda la fuerza para izar el mástil, pasándose a una situación en la que el cable no actúa de forma simétrica.
El sistema de replegado del mástil se podrá realizar por gravedad. El sistema podrá incluir un sistema de apoyo consistente en un cable de replegado adicional al cable de izado ya comentado. Dicho cable de replegado estará unido o fijado en el tramo cilindrico más interior, atravesando por el eje central común a todos los tramos y configurado para ser enrollando a uno de los dos tambores de enrollamiento. De este modo, el espacio libre que va dejando el cable de izado durante el replegado podrá ser ocupado por el cable de replegado.
Esta configuración sirve además como sistema de seguridad para el correcto desenrollado del cable de izado. En efecto, el sistema de recogida por gravedad consiste básicamente en dejar caer al mástil por la acción de la gravedad a la par que, simultáneamente, se va soltando el cable de izado del tambor de enrollamiento .
En caso de que el mástil dejase de bajar por gravedad por estar parcialmente anclado por rozamientos internos o por el olvido de quitar uno de los aros de seguridad que se explicarán más tarde, nada impedirla al
motor que va desenrollando el cable de izado seguir haciéndolo, con lo que dicho cable correrla el riesgo de desenrollarse de los tambores perdiendo la tensión del mismo . El hecho de disponer un cable de replegado que tira del mástil hacia abajo y se recoge en el mismo tambor que el cable de izado, impide que el problema anteriormente señalado suceda, ya que si el mástil deja de caer por gravedad, el cable de replegado intentará tirar de él hacia abajo, y sino consigue que el mástil baje, por el olvido de quitar un aro de seguridad por ejemplo, simplemente patinará el embrague que une el motor con el tambor de enrollamiento.
En lo que se refiere al tramo cilindrico más interior, este tramo cilindrico puede comprender un muelle al que estará unido, entre otros elementos, el cable de replegado y una base. La existencia de .este muelle permitirá, entre otras cosas, una adaptabilidad de la longitud del mismo en función del cable de izado y del cable de replegado, asegurando de esta manera una tensión constante en el mismo que permita enrollarse correctamente en el tambor de enrollamiento.
Cada uno de los tramos cilindricos, salvo el tramo cilindrico más exterior, podrá comprender un aro de seguridad. Dicho aro de seguridad tendrá un diámetro interior igual al diámetro exterior del tramo cilindrico en el que se va a colocar. El diámetro exterior del aro de seguridad será tal que sea mayor al diámetro interior del siguiente tramo cilindrico, es decir, el tramo cilindrico inmediatamente siguiente más exterior. El aro de seguridad comprende dos semiaros unidos mediante medios de unión y apriete.
Estos aros de seguridad, una vez colocados y apretados en la parte superior de cada tramo cilindrico actúan de tal modo que en el caso de que el cable de izado se rompa, mantienen el mástil izado. Un tramo
cilindrico no cabrá dentro del siguiente tramo cilindrico dado que el aro de seguridad no le permite pasar por el espacio entre los dos tramos cilindricos. A la hora de replegar el mástil deberán primero extraerse cada uno de los posibles aros de .seguridad.
El mástil podrá comprender un sistema de detección de tensión del cable de izado, con la misión de detectar una posible rotura del mismo, y dar un señal de alarma al operario. Dicho sistema podrá estar formado por un panel. Dicho panel a su vez podrá comprender al menos una guia en la que se sitúa al menos un rodillo y por la cual el rodillo podrá desplazarse. El rodillo estará solicitado por un resorte y retenido en su movimiento de avance por el cable de izado. Este sistema constituye un sistema de alarma en el caso de rotura del cable de izado. El resorte actúa sobre el rodillo, que está situado en la guia, de tal modo que le intenta obligar a seguir su camino en la guia, lo cual no le es posible dado que está retenido por el cable de izado. En el momento que el cable de izado se rompa, éste dejará de retener el movimiento del rodillo, el cual recorrerá la guia hasta el final de la misma, pudiéndose situar en este punto algún sistema de alarma que sea activado en el momento que el rodillo ocupe ese lugar. El rodillo podrá estar unido a un primer extremo de un brazo articulado. En el segundo extremo del brazo articulado, éste estará solicitado por un muelle. El brazo articulado estará unido al panel, por lo que en este caso la guia tendrá que tener una forma circular. Con el fin de lograr un grado de empotramiento óptimo y eliminar las holguras existentes entre los diferentes tramos cilindricos, el mástil telescópico puede comprender adicionalmente en los tramos cilindricos interiores al menos dos listones distribuidos regularmente, preferentemente tres situados a 120°, en la superficie exterior de cada tramo cilindrico interior.
Dichos listones están unidos al tramo cilindrico interior a través de al menos dos bielas. Dichas bielas contarán con un primer elemento unido al listón y un segundo elemento unido al tramo cilindrico interior. En la unión de ambos elementos existirá una articulación, en cuyo eje se situará una zapata.
Dichos listones estarán retenidos en un primer extremo por un muelle de retención. Dicho muelle de retención estará anclado en el borde inferior del tramo cilindrico interior donde se sitúe el listón.
En la parte superior de cada tramo cilindrico se situarán unos anillos de deslizamiento a modo de tope para los listones.
Dichos anillos de deslizamiento tendrán la función de impedir el avance del listón cuando el mástil se esté desplegando, de tal modo que el movimiento sucesivo se absorba por el muelle de retención. Por lo tanto, a partir del momento en el cual el listón queda retenido por el anillo de deslizamiento, la biela se separa del listón quedando enclavada en la superficie del tramo cilindrico exterior, logrando de este modo un empotramiento perfecto por la acción de las diversas bielas situadas todas regularmente a lo largo del perímetro del tramo cilindrico interior, eliminando asi todas las holguras que pudieran existir.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1.- Muestra una vista esquemática del sistema de izado del mástil de la invención.
Figura 2.- Muestra una vista del mástil telescópico completamente izado.
Figura 3.- Muestra una sección en detalle del mástil de la invención. Figura 4. - Muestra una vista del muelle situado en el tramo cilindrico más interior.
Figura 5.- Muestra una vista de un aro de seguridad instalado en un tramo cilindrico.
Figura 6.- Muestra el panel que constituye el sistema de alarma ante posibles roturas del cable de izado .
Figura 7A.- Muestra una vista frontal del panel que constituye el panel de alarma.
Figura 7B.~ Muestra una vista posterior del panel que constituye el panel de alarma.
Figura 8.- Muestra una vista del tramo cilindrico más interior en el que se pueden observar los medios de centrado de los tramos cilindricos.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación, con referencia a las figuras, se describe un modo de realización preferente del mástil telescópico que constituye el objeto de esta invención. La figura 1 muestra una vista esquemática de cómo se realiza el izado de un mástil según la presente invención. Como se observa en la figura, existe un único cable de izado (6), el cual es enrollado en un primer tambor de enrollamiento (4) y en un segundo tambor de enrollamiento (5) . Dichos tambores de enrollamiento (4, 5), actuando de forma conjunta, permiten izar el mástil. El izado se produce recogiendo cable de forma simultánea en ambos tambores de enrollamiento (4, 5) . Este hecho, junto con la conducción que se realiza mediante poleas superiores (7) y poleas inferiores (8) en cada uno de los tramos cilindricos (1, 2, 3) del mástil provoca el izado
del mástil. Tal y como se observa, la configuración de las poleas superiores (7) y las poleas inferiores (8), asi como del primer tambor de enrollamiento (4) y del segundo tambor de enrollamiento (5) es simétrica. La figura 2 muestra el mástil telescópico desplegado. En el caso de que éste se flexionara o pandeara por la acción del viento, gracias al tambor de enrollamiento intermedio (7') puede producirse una adaptación del cable de izado (β), pasando parte de su extensión desde la zona de sotavento a la zona de barlovento. Esta situación no es posible si no existiera este tambor de enrollamiento intermedio (7 ' ) .
Una unión rígida en el punto medio del cable provocarla la tracción del cable de barlovento y la compresión del cable de sotavento, pudiendo romperse el primero de los cables. Con la configuración descrita, esta situación es evitada mediante el tambor de enrollamiento intermedio [T) .
La figura 3 muestra una sección de una realización del mástil telescópico por un plano que pasa por el eje del mismo. Se observa en la figura que el mástil está, en este caso, constituido por ocho tramos cilindricos (1, 2, 3) . Este número no es en absoluto limitativo, pudiendo un mástil telescópico tener más o menos tramos cilindricos (1, 2, 3) en función de sus requerimientos particulares. En cualquiera de los casos, el tramo cilindrico más exterior (3) queda anclado en aquella superficie sobre la que se va a desplegar el mástil telescópico.
Se observa que el tramo cilindrico (1) más interior comprende dentro de su cubierta un muelle (13) .
Se observa también como el primer tambor de enrollamiento (4) y el segundo tambor de enrollamiento (5) están dispuestos en un lateral del mástil. Por debajo de ellos se puede ver el panel (16) en el que está instalado el sistema de aviso de rotura del cable de izado ( 6) .
La figura 4 muestra el muelle (13) situado en el tramo cilindrico más interior (1) . Dicho muelle (13) está unido a una base (9) por uno de sus extremos y a un elemento superior, sobre el cual se sitúa el tambor de enrollamiento intermedio (7' ) del tramo cilindrico más interior (1) . Por debajo de la base (9) se sitúan las dos poleas inferiores (8) del tramo cilindrico más interior
(D -
El cable de izado (6) pasa, desde las dos poleas inferiores (8), a través de dos caminos de paso (11) al tambor de enrollamiento intermedio (7' " ) , en la cual el cable de izado (6) realiza uno, dos o tres bucles alrededor de la misma. El cable de izado (6) comprende dos elementos (10) solidariamente unidos al mismo, los cuales no son capaces de pasar a través del camino de paso (11) del cable de izado (6) . En una realización preferida el elemento (10) podrá ser un cilindro (10) unido al cable de izado (6) y el camino de paso (11) una arandela (11) con un radio menor que el radio exterior del cilindro unido al cable de izado (6) . Estos dos elementos (10) constituyen un tope que imposibilita una pérdida de simetría mayor a la autorizada por el fabricante del mástil.
En el caso de pérdida de simetría en el cable de izado (6), por ejemplo en el caso de que se rompiera una de las dos partes del mismo, el mástil podría seguir funcionando temporalmente actuando únicamente el tambor de enrollamiento (4, 5) de aquel lado que no ha sufrido la rotura de su parte de cable de izado (6) . El cable de replegado (12) queda anclado en el elemento superior del muelle (13) . Dicho cable de replegado (12) pasa a través del eje del muelle (13) y a través de la base (9) del mismo para quedar unido a uno de los dos tambores de- enrollamiento (4, 5), tal y como puede observarse en la figura 2.
En la figura 5 se observa un aro de seguridad (14) instalado en un tramo cilindrico (2) . Se observa que en el caso de que el cable de izado (6) se rompiera el anillo de seguridad (14) no permitirla el replegado del mástil al no caber el tramo cilindrico (2) con el aro de seguridad (14) en el siguiente tramo cilindrico (2) . Cada aro de seguridad (14) está formado por dos semiaros unidos por medios de unión y apriete (15), en esta realización, mediante tornillos horizontales (15) . Otra serie de tornillos verticales ayudan a reforzar el grado de empotramiento entre tramos.
La figura 6 muestra una realización preferente del panel (16) que contiene el sistema de alarma en caso de rotura del cable de izado (6) . Dicho sistema comprende, para cada sección o parte del cable de izado (6), un rodillo (18), una guia (17), un brazo articulado (20) y un resorte (19) . Adicionalmente, el sistema podrá comprender un canal para el paso del cable de izado (6) . El rodillo (18) está unido a un primer extremo del brazo articulado (20) . En el segundo extremo, el brazo articulado (20) estará solicitado por el resorte (19) . El brazo articulado (20) estará unido al panel (16) por un punto de su zona media, de tal modo que permita el movimiento del rodillo (18) a lo largo de la guia (17) . El rodillo (18) estará retenido por el cable de izado (6) . En el momento que éste se rompa, desaparecerá el impedimento que el rodillo (18) tenia para moverse y gracias a la solicitación del resorte (19), el rodillo (18) se moverá a lo largo de la guia (17) . En el fin de la guia (17) podrá existir un medio de alarma que proceda a comunicar la incidencia.
La figura 7A muestra una vista frontal de panel (16) . En esta figura se observa más claramente el hecho de que en el momento que el cable (6) se rompa, el rodillo (18) quedará libre para circular por la guia
(17), pudiendo accionar una alarma al final de su recorrido .
La figura 7B muestra una vista posterior de dicho panel (16) . En dicha figura se observan claramente los elementos antes comentados que hacen posible el funcionamiento del sistema de alarma en caso de rotura del cable de izado (β) . Como se ha mencionado, el rodillo
(18) se puede deslizar por la guia (17) . El rodillo está situado en un primer extremo del brazo articulado (20), mientras que en el segundo extremo el brazo articulado
(20) está sometido a la solicitación de un resorte (19) . Tal y como se ha explicado, el rodillo (18) está retenido en la situación normal del trabajo por el cable de izado (6) . En el momento que este cable de izado (6) se rompa, desaparecerá el obstáculo al movimiento del rodillo (18) y el resorte (19) moverá la rodillo (18) a lo largo de la guia (17) hasta que o bien el rodillo (19) o el segundo extremo del brazo articulado (20) actúen sobre un mecanismo de alarma. La figura 8 muestra dos listones (21) de los tres previstos para lograr el centrado del tramo cilindrico más interior (1) . Dichos listones (21) están unidos a través de bielas (22) articuladas en su punto medio. En el eje situado en el punto medio se sitúan unas zapatas (23) . El primer extremo del listón (21) está unido a un muelle de retención (25) que permite un movimiento relativo del listón. En el segundo extremo del listón
(21) existe una base de apoyo (26) , ésta base puede ser retenida por un anillo (24) de deslizamiento a modo de tope, situado en el segundo tramo cilindrico (2) , en este caso particular.
Según cada tramo cilindrico interior (1, 2) va alcanzando su máxima extensión, el segundo extremo de cada listón situado en el tramo cilindrico interior (1, 2) queda retenido por el anillo (24) de deslizamiento situado en el tramo cilindrico exterior (2, 3) donde se
desplaza. Esto provoca que el muelle de retención (25) se comprima y el eje de la biela (22) se separe de su situación de equilibrio junto al listón (21) , tendiendo a enclavarse en la superficie del tramo cilindrico exterior (2, 3) .
Lo que se ha descrito para el tramo cilindrico más interior (1) y el segundo tramo cilindrico (2) es de aplicación para el resto de tramos cilindricos interiores (1, 2) . A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que la invención ha sido descrita según una realización preferente de la misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dicha realización preferente, sin salir del objeto de la invención tal y como ha sido reivindicada .