BR112018007015B1

BR112018007015B1 - Dispositivo para a detecção do momento de descarte de um cabo de fibras de alta resistência e dispositivo de elevação

Info

Publication number: BR112018007015B1
Application number: BR112018007015-7A
Authority: BR
Inventors: Ilaka Mupende; Ulrich Hamme; Hans-Dieter Willim
Original assignee: Liebherr-Components Biberach Gmbh
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2022-07-12
Also published as: TR201808691T4; US20180238815A1; CN108350650B; US10822742B2; AU2016343543B2; PL3180472T3; BR112018007015A2; PT3365492T; JP2018532898A; ES2673902T3; AU2016343543A1; EP3365492A1; HUE037052T2; JP6916173B2; EP3365492B1; WO2017067651A1; EP3180472B1; US11008702B2; US20180305864A1; WO2017068054A1

Abstract

DISPOSITIVO PARA A DETECÇÃO DO MOMENTO DE DESCARTE DE UM CABO DE FIBRAS DE ALTA RESISTÊNCIA PARA DISPOSITIVOS DE ELEVAÇÃO. A presente invenção se refere a um dispositivo para a detecção do momento de descarte de um cabo de fibras (1) de alta resistência para dispositivos de elevação como guindastes, bem como a um dispositivo de elevação como um guindaste, no qual está instalado um cabo de fibras de alta resistência desse tipo. A fim de poder determinar mais facilmente o respectivo grau de dano do revestimento e, com isso, a proximidade do iminente momento de descarte do cabo, de acordo com um aspecto da presente invenção um dispositivo para a detecção do momento de descarte de um cabo de fibras de alta resistência está equipado com uma memória de danos de referência, na qual estão contidas representações de referência do cabo em diversos graus de dano do revestimento (2) do cabo, com auxílio dos quais, por meio de uma comparação óptica de uma imagem real do cabo com as representações de referência mencionadas, pode ser determinado o respectivo grau de dano e/ou de desgaste do revestimento, com auxílio do qual pode ser determinado então o momento de descarte.

Description

[001] A presente invenção se refere a um dispositivo para a detecção do momento de descarte de um cabo de fibras de alta resistência para dispositivos de elevação como, por exemplo, guindastes, bem como se refere a um dispositivo de elevação como um guindaste, no qual está instalado um cabo de fibras de alta resistência desse tipo.

[002] Por algum tempo na tecnologia de levantamento e, em particular, no caso de guindastes tem-se tentado substituir os cabos de aço usuais pesados por cabos de fibras de alta resistência, que são constituídos de fibras de material sintético de alta resistência como, por exemplo, fibras de aramida (HMPA), misturas de fibras de aramida/ fibras de carbono, fibras de polietileno altamente modulares (HMPE), ou apresentam fibras de poli(fenileno-2,6-benzobisoxazol) (PBO) ou pelo menos fibras desse tipo. Devido à economia de peso em relação aos cabos de aço de até 80% com aproximadamente igual resistência à ruptura, a carga útil ou a carga de içamento permitida pode ser aumentada, uma vez que o peso próprio a ser levado em consideração para a carga útil do cabo é nitidamente menor. Justamente no caso de guindaste com grande altura de içamento ou em lanças ou mecanismos de ajuste do mastro com blocos de polias com alto número de cisalhamento ocorrem consideráveis comprimentos de cabo e com isso também um correspondente peso do cabo, de tal modo que por meio de cabos de fibras de alta resistência é muito vantajosa a possível redução de peso. Adicionalmente à vantagem de peso do cabo de fibras propriamente dito acrescenta-se o fato de que o emprego de cabos de fibras também possibilita uma economia de peso com outros componentes. Por exemplo, o gancho de carga pode ser executado mais leve, uma vez que para a tensão do cabo de um cabo de fibras é necessário menos peso do gancho de carga. Por outro lado, a boa flexibilidade de cabos de fibras sintéticas permite raios de flexão menores e, com isso polias de cabos ou roletes de cabos menores no guindaste, o que leva a uma ampla redução de peso, em particular, na área de lanças de guindaste, de tal modo que no caso de grandes descargas de guindaste pode ser obtido um considerável aumento de momento de carga.

[003] Adicionalmente às vantagens de peso mencionadas, os acionamentos por cabo com cabos de fibras sintéticas se caracterizam por uma vida útil consideravelmente maior, manuseio fácil e boa flexibilidade, bem como pela lubrificação do cabo não mais necessária. No total, deste modo, pode ser obtida uma disponibilidade maior do aparelho.

[004] No entanto, uma dificuldade em tais cabos de fibras de alta resistência consiste em prever ou determinar seu momento de descarte de modo preciso e confiável. Cabos de fibras de alta resistência como cabos de aço são partes de desgaste que precisam ser trocadas, quando seu estado se deteriorou de tal modo que no caso de operação contínua a segurança necessária não existe mais. Esse estado é designado de modo geral como momento de descarte.

[005] Em cabos de aço tradicionais, o momento de descarte pode ser determinado de forma bastante simples através de inspeção visual do estado do cabo, sendo que, a forma de procedimento durante o teste e o escopo do teste são especificados na norma ISO 4309. Neste caso, em essência, é reparado o número das rupturas de fio através de um determinado comprimento de medição do cabo, uma redução do diâmetro do cabo, bem como as rupturas de entrançados. Esse método de medição, no entanto não é possível para o reconhecimento do momento de descarte em cabos de fibras de alta resistência, uma vez que as fibras sintéticas empregadas não se comportam como entrançados de fios. Em particular, no caso de cabos de fibras de alta resistência frequentemente vem a ocorrer uma falha repentina ou uma entrada do momento de descarte sem danos gradualmente reconhecíveis, uma vez que ao contrário de cabos de aço muitas vezes não são as fibras individuais que rompem e se dividem pouco a pouco, mas muitas vezes vários cordões de fibras falham ao mesmo tempo.

[006] Do documento de patente alemão DE 20 2009 014 031 U1 é conhecido um cabo de fibras de alta resistência feito de fibras sintéticas, no qual um núcleo do cabo é equipado com um revestimento, o qual é colorido de forma diferente do que o núcleo do cabo e ele mesmo, por sua vez, possuem diversas camadas de envoltório de cor diferente. Devido a esse colorido de cor diferente deve ser reconhecível mais facilmente quando devido ao desgaste de uma camada exterior uma camada que fica embaixo de outra cor, ou até mesmo o núcleo do cabo vem à luz. Na prática, no entanto, essa função do indicador de cor bastante significativa sofre com o fato de que, em virtude das propriedades das fibras sintéticas de alta resistência, o revestimento tende a falhar no total bem abruptamente, de tal modo que por sua vez é difícil poder determinar ou prever a tempo o momento de descarte do cabo.

[007] Por isso, à presente invenção cabe a tarefa de criar um dispositivo aperfeiçoado para a determinação do momento de descarte de um cabo de fibras de alta resistência, bem como, um dispositivo de elevação aperfeiçoado com um cabo de fibras desse tipo, que evite as desvantagens do estado da técnica e aperfeiçoe esse último de forma vantajosa. Em particular, deve ser possibilitada uma determinação simples, não obstante confiável e precisa do momento de descarte e, com isso, um período de uso mais longo possível, sem afetar, neste caso, a segurança do cabo de fibras.

[008] A tarefa mencionada é solucionada por um dispositivo para a determinação do momento de descarte de um cabo de fibras desse tipo, bem como, por um dispositivo de elevação com um dispositivo desse tipo.

[009] A fim de poder determinar mais facilmente o respectivo grau de dano do revestimento e, com isso, a proximidade para o iminente momento de descarte do cabo, de acordo com um aspecto da presente invenção um dispositivo para o reconhecimento do momento de descarte de um cabo de fibras de alta resistência desse tipo está equipado com uma memória de danos de referência, na qual estão contidas representações de referência do cabo em diversos graus de danos do revestimento do cabo, com auxílio dos quais, por meio de uma comparação óptica de uma imagem real do cabo com as representações de referência mencionadas pode ser determinado o respectivo grau de dano e/ou de desgaste do revestimento, com auxílio do qual então pode ser determinado o momento de descarte. Com auxílio de tais representações de referência que mostram o cabo em diversos estados de dano ou graus de dano pode ser facilitada claramente a disposição de um respectivo dano real para um grau de dano, isto é, pode ser determinado de modo claramente mais fácil caso se trate de um dano menor, de um dano médio ou de um dano maior, por exemplo, no sentido de um dano de 20%, de 50% ou de 75%.

[0010] Se em uma determinada seção de teste de cabos existem vários danos, então eles podem ser coordenados individualmente a um grau de dano definido, sendo que, de forma vantajosa pode ocorrer uma adição dos danos individuais a um grau de dano total, por exemplo, de tal modo que dois danos de 25% e um dano de 40% levam a um grau de dano total de 90%. Com o alcance de um grau de dano total predeterminado, por exemplo, 100%, pode ser determinado o momento de descarte.

[0011] A determinação mencionada do momento de descarte com auxílio de representações de referência armazenadas do cabo em diferentes graus de dano e de uma comparação óptica da imagem real do cabo com as mencionadas representações de referência em execução mais simples da invenção pode ser feita manualmente através de um teste visual realizado por uma pessoa experiente como, por exemplo, o condutor do guindaste, que pode categorizar os danos ocorridos, firmar por escrito e adicionar a fim de determinar então eventualmente o momento de descarte ou de consultar um especialista.

[0012] Em aperfeiçoamento vantajoso da invenção, contudo, as etapas de teste mencionadas também podem ser realizadas de forma automatizada com componentes do dispositivo correspondentes. Por exemplo, por meio de um dispositivo de detecção óptica, por exemplo, de uma câmera pode ser detectada uma imagem real do cabo, a qual então por meio de um dispositivo de avaliação de imagem automático ou semiautomático, eventualmente com controle adicional por uma pessoa experiente pode ser comparada opticamente com as representações de referência armazenadas em uma memória de imagem de referência, a fim de registrar e categorizar os danos a serem vistos na imagem real. Um dispositivo de avaliação então pode adicionar os danos individuais na forma mencionada e eventualmente pode emitir um sinal de descarte. O mencionado dispositivo para o reconhecimento do momento de descarte pode ser integrado em um dispositivo de elevação, em particular, em um guindaste e em seu controle do guindaste.

[0013] Por exemplo, o revestimento do núcleo do cabo pode ser executado, de tal modo que danos do revestimento não surjam em todos os lugares ao mesmo tempo, mas parcialmente e pouco a pouco, com auxílio dos quais possam ser determinados gradualmente diversos graus de danos e estados de desgaste. O revestimento pode possuir, por exemplo, uma estrutura de fibras composta de fibras sintéticas de diversos tipos, que possuem diferentes resistências ao desgaste e, por conseguinte, também no caso de admissão uniforme bastante conhecida com influências promotoras de desgaste não mostra todos os danos ao mesmo tempo, mas desgastam pouco a pouco. Por exemplo, o revestimento possui pelo menos uma camada de envoltório, na qual fibras de material sintético de diferente resistência ao desgaste e/ou à tração e/ou estabilidade da troca de flexão estão entrelaçadas umas com as outras. As diferentes resistências ao desgaste e/ou à tração e/ou estabilidade da troca de flexão das fibras de material sintético empregadas em uma camada de envoltório surgem apenas parcialmente e pouco a pouco, de tal modo que com auxílio de pontos de danos que aumentam pouco a pouco podem ser determinados e quantificados gradualmente diversos estados de desgaste do cabo e a distância relacionada com isso ainda remanescente em relação ao momento de descarte.

[0014] De forma vantajosa as fibras de material sintético tecidas entre si em uma camada de envoltório pode ser constituídas de diversos materiais. Por exemplo, em uma camada de envoltório podem ser entrelaçadas entre si fibras de HMPE e fibras de poliéster. De modo alternativo ou adicional também podem ser entrelaçadas entre si outras fibras mencionadas no início como, por exemplo, fibras de PBO e/ou fibras de misturas de aramida e de carbono, ou podem ser entrançadas com a camada de envoltório mencionada acima.

[0015] De modo alternativo ou adicional às fibras de material sintético de diferente resistência ao desgaste e/ou à tração e/ou de diferentes materiais em uma camada de envoltório, o revestimento do cabo de fibras pode apresentar também várias camadas de envoltório, sendo que, com respeito à resistência ao desgaste e/ou à tração e/ou à estabilidade da troca de flexão as fibras se alteram de camada para camada. Em particular, podem estar previstas várias camadas de envoltório, que com respeito a sua estrutura de fibras e à resistência ao desgaste e/ou à tração e/ou à estabilidade da troca de flexão das fibras sintéticas empregadas se diferenciam umas das outras nas camadas de envoltório.

[0016] Por exemplo, em uma primeira camada de envoltório podem ser previstas fibras de material sintético que, com respeito a sua resistência ao desgaste, estabilidade da troca de flexão e/ou resistência à tração se diferenciam de todas as fibras de material sintético em uma segunda camada de envoltório. De forma vantajosa, em cada camada de envoltório também podem ser previstas fibras de material sintético de uma determinada resistência ao desgaste e/ou à tração, que não estão previstas em nenhuma outra camada de envoltório, de tal modo que cada camada de envoltório mostra uma resistência característica em relação ao desgaste e a danos de ruptura, que em cada camada de envoltório leva a uma outra imagem de dano parcial. De forma simples, isto torna fácil diferenciar um do outro os danos cada vez mais profundos.

[0017] As fibras sintéticas empregadas nas diversas superfícies de envoltório também podem ser constituídas de diversos materiais, por exemplo, de tal modo que em uma primeira camada de envoltório estão previstas fibras de material sintético de um material que não estão presentes em uma segunda camada de envoltório. De modo alternativo ou adicional também de modo inverso na segunda camada de envoltório podem estar previstas fibras de material sintético de um material que falta na primeira camada de envoltório.

[0018] De modo alternativo ou adicional de fibras diversas de camada para camada as camadas de envoltório do revestimento também podem possuir diferentes espessuras de camada, e/ou podem ser previstas fibras de material sintético e/ou entrançados de espessura diferente de camada para camada. Através do emprego de fibras de material sintético de espessura diferente podem ser obtidas imagens de danos diferentes de camada para camada. Também através do emprego de espessuras de camada de tamanho diferente, que podem aumentar, por exemplo, de fora para dentro podem ser assegurado que danos cada vez mais profundos surgem sempre mais graves e em primeiro lugar somente danos mais leves que ainda estão relativamente longe do momento de descarte surgem primeiramente na camada externa e com isso podem ser reconhecidos facilmente.

[0019] O emprego de fibras de material sintético de diferente espessura de fibra e/ou de diferente espessura de entrançado também pode ser significativo em uma camada de envoltório, a fim de obter imagens de danos parcialmente diferentes em uma camada de envoltório.

[0020] A fim de possibilitar uma fácil capacidade de reconhecimento dos diversos danos também em medidas apenas menores dos danos facilmente, as fibras de material sintético podem possuir diferentes resistências ao desgaste, à troca de flexão e/ou à tração e/ou podem ser constituídas de diferentes materiais, e ser coloridas em diferentes cores. De modo alternativo ou adicional também de camada de envoltório para camada de envoltório podem ser empregadas diferentes cores ou diversas camadas de envoltório podem ser coloridas com cores diversas. Deste modo a detecção óptica de danos do revestimento é facilitada claramente, uma vez que no caso de desgaste de uma camada de envoltório exterior a camada de envoltório que fica embaixo é visível em outra cor.

[0021] Em particular, também o núcleo do cabo pode possuir uma outra cor diferente do revestimento, em particular, uma outra cor diferente da camada de envoltório mais inferior ou mais interior do revestimento, de tal modo que no mais tardar no caso de um desgaste completo do revestimento a outra cor do núcleo do cabo é visível.

[0022] Em princípio, o denominado dispositivo de avaliação de imagem pode ser executado de modo distinto para a detecção do padrão de dano. A fim de detectar, por exemplo, uma rachadura do revestimento de desgaste e espessamentos e afinamentos ligados com isso do contorno do cabo, o dispositivo de avaliação de imagem pode apresentar meios de avaliação do contorno, que com auxílio de uma comparação de imagem podem determinar espessamentos do cabo devido aos espalhamentos do revestimento de desgaste e/ou afinamentos em áreas nas quais o revestimento do cabo está desgastado e/ou falta, e/ou outras alterações de contorno como, por exemplo, ondulações que surgem em relação ao estado teórico do contorno do cabo.

[0023] Neste caso, não tem que ocorrer obrigatoriamente uma comparação de imagem em relação a uma imagem de referência, mas também a partir de um determinado trajeto do contorno por si, por exemplo, especiais irregularidades como abaulamentos ou entalhes ou ondulações pode ser concluído sobre um dano, que sinaliza um momento de descarte. Isto se baseia na ideia de que um cabo não danificado possui um trajeto do contorno uniforme, enquanto que irregularidades como ondulações podem ser consideradas como indício para um dano do revestimento.

[0024] De modo alternativo ou adicional, o dispositivo de avaliação de imagem pode compreender meios de avaliação do padrão de cores, que com auxílio de uma comparação de imagens pode determinar alterações do padrão de cores, que mostra o cabo na imagem registrada. Em particular, um padrão de cores desse tipo pode pensar a sequência de cores predeterminadas e/ou um padrão de disposição de cores predeterminadas, por exemplo, no sentido de que ao longo do cabo existem listras vermelhas, brancas e verdes de forma alternada ou um padrão de tabuleiro de xadrez, quando o cabo está ileso. Se essa sequência de cores teórica se alterar, por exemplo, devido ao desaparecimento das listras brancas em um padrão de listras vermelhas e verdes, os meios de avaliação do padrão de cores mencionados podem determinar um dano do cabo, com auxílio de um desvio desse tipo. Neste caso, um padrão em escala de cinza correspondente também pode ser considerado no sentido de um padrão de cores, na medida em que está previsto um padrão de tabuleiro de xadrez cinza claro/ cinza escuro, ou que ao longo do cabo estão dispostas alternadamente listras pretas, coloridas de antracito e cinza claro, e que são detectadas e avaliadas pelo dispositivo de avaliação de imagem. Se, por exemplo, as listras coloridas de antracito desaparecerem, de tal modo que o padrão em escala de cinza se transforme em um padrão de branco e preto, o mencionado dispositivo de avaliação do padrão de cores pode reconhecer e interpretar como dano do cabo. Preto, branco e graus intermediários como cinza, portanto, também podem ser considerados como cores.

[0025] De modo alternativo ou adicional, o mencionado dispositivo de avaliação de imagem também pode compreender meios de avaliação de proporção de superfície de cor, os quais em uma imagem do cabo detectada podem determinar a proporção de superfície de uma respectiva cor, que assume a cor na superfície total do cabo. Se, por exemplo, o revestimento de desgaste do cabo for listrado como no exemplo vermelho-branco-verde descrito anteriormente, sendo que, as larguras das listras são do mesmo tamanho, de tal modo que cada cor assume um terço da superfície total, os mencionados meios de avaliação de proporção de superfície de cor podem determinar um desgaste das fibras ou entrançados brancos, e um dano do cabo relacionado com isso quando a proporção de superfície das fibras ou entrançados brancos mencionados diminui de valor teórico 33% para, por exemplo, menos que 25% ou menos que 15%.

[0026] Os mencionados meios de avaliação de proporção de superfície de cor eventualmente também podem determinar a ocorrência de uma nova cor e sua proporção de superfície. Se, por exemplo, devido ao desgaste do revestimento de desgaste vier à tona o núcleo do cabo de outra cor, podem surgir, por exemplo, manchas pretas no padrão de cores vermelho-branco-verde mencionado acima, de tal modo que os meios de avaliação de proporção de superfície de cor podem determinar um dano, se a proporção de superfície das manchas pretas ultrapassar uma medida predeterminada.

[0027] De modo alternativo ou adicional, o mencionado dispositivo de avaliação de imagem pode compreender meios de avaliação do padrão da estrutura de superfície, que com auxílio de uma comparação de imagem pode determinar alterações do padrão da estrutura de superfície que o cabo mostra na imagem registrada. Em particular, um padrão da estrutura de superfície desse tipo pode querer dizer a sequência de estruturações predeterminadas e/ou um padrão de disposição de elementos estruturais predeterminados, por exemplo, na medida em que ao longo do cabo existem de forma alternada feixes de fibras de fibras grosseiras passando linearmente e feixes de fibras torcidos de fibras finas, quando o cabo está sem dano. Se essa sequência de estrutura de superfície teórica se alterar, por exemplo, devido ao desaparecimento dos feixes de fibras finas, os mencionados meios de avaliação do padrão da estrutura de superfície podem definir um dano do cabo de um desvio desse tipo.

[0028] Em um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, o dispositivo de avaliação de imagem mencionado anteriormente também pode compreender meios de avaliação de dilatação, os quais podem determinar uma dilatação do cabo de fibras de alta resistência e/ou seu revestimento de desgaste com auxílio de uma comparação da imagem do cabo atual com uma imagem de referência armazenada. Em particular, os mencionados meios de avaliação de dilatação podem identificar e definir o espaçamento de pontos de padrão de cores e/ou de pontos de padrão de pixel predeterminados um do outro na direção longitudinal do cabo de fibras, e/ou na direção transversal do cabo de fibras, e comparar com um valor teórico, o qual pode ser determinado a partir da imagem do cabo de fibras no estado original ou no estado teórico, a fim de poder determinar uma dilatação do cabo na direção longitudinal e/ou na direção transversal.

[0029] Se, por exemplo, o cabo, em particular, seu revestimento de desgaste estiver provido de entrançados vermelhos ou de outra cor, os quais podem ser embutidos no revestimento, por exemplo, em forma de espiral, essas fibras ou entrançados vermelhos na imagem do cabo de fibras tem uma distância predeterminada um do outro. Se devido ao envelhecimento e/ou dano o cabo experimentar uma dilatação excessiva, isto se precipita em uma ampliação correspondente da distância das listras vermelhas, com auxílio das quais pode ser reconhecido o momento de descarte ou o dano.

[0030] O dispositivo de detecção para a detecção do estado real do cabo de fibras de alta resistência também pode apresentar um sistema de sensores para a detecção sensorial do estado real do núcleo do cabo e/ou do revestimento do cabo, a fim de eventualmente poder detectar de outra forma, de modo alternativo ou adicional à detecção óptica do estado do revestimento de desgaste, o estado real do núcleo do cabo e/ou do revestimento do cabo. Esse sistema de sensores em princípio pode trabalhar de forma distinta, e eventualmente determinar vários parâmetros do núcleo do cabo e/ou do revestimento do cabo, a fim de assumir um dano no caso de alterações predeterminadas de um ou de vários parâmetros do núcleo do cabo e/ou do revestimento do cabo.

[0031] Por exemplo, o sistema de sensores mencionado pode apresentar um sensor de reflexão óptico, o qual com auxílio das reflexões do revestimento de desgaste e/ou do núcleo do cabo e/ou de camadas do cabo predeterminadas pode determinar a natureza do revestimento de desgaste e/ou do núcleo do cabo e/ou da camada do cabo. Por exemplo, o revestimento de desgaste e/ou o núcleo do cabo e/ou uma determinada camada do cabo pode ser equipada com uma camada de reflexão, a qual reflete um sinal do sensor, de tal modo que no caso do cabo não danificado um sinal de reflexão predeterminado chega ou é recebido no sensor.

[0032] Se esse sinal de reflexão mostrar alterações excessivas ou características pode ser assumido um dano do cabo. Se, por exemplo, o revestimento de desgaste for revestido refletindo, pode ser assumido um dano do cabo, quando o sinal de reflexão - com o revestimento de desgaste desgastado - falhar ou em um número suficiente de pontos falhar. De forma similar, em um revestimento refletindo do núcleo do cabo partiu-se do fato de que no caso de surgimento de um sinal de reflexão, o revestimento de desgaste, que impede uma reflexão no estado não danificado está danificado.

[0033] De modo alternativo ou adicional, o sistema de sensors mencionado também pode compreender um sensor de ultrassom, o qual admite o cabo de fibras de alta resistência com ultrassom, e detecta o sinal refletido. Por meio de um sensor de ultrassom desse tipo também as camadas mais profundas do cabo de fibras de alta resistência, em particular, seu núcleo do cabo, eventualmente, contudo também seus revestimentos de desgaste podem ser monitorados, uma vez que o sinal de ultrassom se altera no caso de danos do cabo, em particular, no caso de um desgaste do revestimento de desgaste.

[0034] De modo alternativo ou adicional a um sensor de ultrassom desse tipo também pode ser previsto um sensor de radar, o qual admite o cabo de fibras de alta resistência com um sinal de radar, e detecta o sinal refletido. Por meio de um sensor de radar desse tipo também as camadas mais profundas do cabo de fibras de alta resistência, em particular, seu núcleo do cabo, eventualmente, contudo também o revestimento de desgaste e suas estruturas podem ser detectados. Se houverem alterações características do sinal de radar, pode ser assumido um dano do cabo de fibras de alta resistência.

[0035] De modo alternativo ou adicional, o sistema de sensors mencionado também pode compreender um sensor capacitivo, o qual detecta as propriedades dielétricas do núcleo do cabo e/ou do revestimento de desgaste e pode determinar suas alterações. Se houverem alterações predeterminadas no sinal do sensor capacitivo, que puderem ser atribuídas a alterações correspondentes das propriedades dielétricas do núcleo do cabo e/ou do revestimento de desgaste, pode ser assumido um dano do cabo.

[0036] A seguir, a invenção será esclarecida em detalhes por meio de um exemplo de execução e respectivos desenhos. Nos desenhos são mostrados:

[0037] Na figura 1 até figura 5: respectivamente uma vista lateral de um cabo de fibras de alta resistência com um revestimento entrançado, sendo que, o desgaste do revestimento que surge está representado em diferentes graus de danos e pouco a pouco vem à luz o núcleo do cabo,

[0038] Na figura 6 até figura 9: respectivamente uma vista de cima sobre uma seção de um cabo de fibras de alta resistência com um revestimento de acordo com uma outra execução da invenção, sendo que, nesse caso, como danos do revestimento estão representados entalhes no cabo em diferentes graus de impressões,

[0039] Na figura 10 até figura 13: respectivamente uma seção de um cabo de fibras de alta resistência com um revestimento de acordo com uma outra execução da invenção, sendo que, os danos do revestimento estão representados em forma de um esmagamento do cabo em diferentes graus de expressão,

[0040] Na figura 14: uma representação esquemática de um dispositivo para a determinação do momento de descarte e de seus componentes, os quais preveem uma detecção óptica da dilatação do cabo de fibras e, a partir disso, uma determinação do momento de descarte, e

[0041] Na figura 15: uma representação esquemática do context subjacente entre a dilatação do cabo e o momento de descarte, por meio do qual o dispositivo da figura 14 determina o momento de descarte.

[0042] Como mostram, por exemplo, as figuras 4 e 5, o cabo de fibras de alta resistência compreende um núcleo do cabo 11, o qual pode ser trançado ou torcido a partir de cordões, os quais por sua vez são constituídos de fibras sintéticas de alta resistência ou, pelo menos compreendem fibras sintéticas de alta resistência desse tipo, por exemplo, fibras de HPMA, fibras de HMPE ou outros dos tipos de fibras mencionados no início, sendo que, o núcleo do cabo 11 mencionado pode ser constituído de fibras de um tipo de fibra ou de fibras de diversos tipos de fibras.

[0043] O revestimento 2 envolve o mencionado núcleo do cabo 11 e pode estar assentado diretamente sobre o mencionado núcleo do cabo 11 ou eventualmente estar distanciado dele através de uma camada intermediária. O revestimento 2 mencionado pode formar, em particular, o revestimento externo do cabo 1. O núcleo do cabo 11 pode assumir toda a capacidade de carga do cabo 1 indicada. Além disso, o revestimento 2 atua somente apoiando, em particular, como proteção para o núcleo do cabo 11 e como indicador de desgaste.

[0044] Nesse caso, o mencionado revestimento 2 pode ser constituído de uma única camada de envoltório ou também compreender várias camadas de envoltório, as quais estão dispostas sobrepostas.

[0045] Como mostram as figuras, o mencionado revestimento 2 compreende entrançados 3, os quais são entrançados entre si para formar o revestimento 2 e podem ser constituídos respectivamente de fibras sintéticas de alta resistência, ou pelo menos podem apresentar fibras sintéticas de alta resistência desse tipo.

[0046] Em particular, os mencionados entrançados 3 do revestimento 2 na forma descrita detalhadamente no início podem ser formados de fibras de material sintético distintas de diferentes resistências ao atrito e/ou à tração e/ou de diferentes materiais. Como mostram as figuras, de forma vantajosa os mencionados entrançados 3 são coloridos em diferentes cores.

[0047] Nas figuras de 1 a 5 está representado um desgaste de envoltório do revestimento 2, o qual pode estar condicionado, por exemplo, pelo acionamento do cabo, em particular, o desvio do cabo em torno da polia do cabo, a troca de flexão no percurso do cabo, o atrito do cabo sobre o tambor em carretéis e também a solicitação no caso de um enrolamento de várias camadas no tambor, no qual as seções do cabo de uma camada superior entre as seções do cabo ameaçam cortar uma camada inferior.

[0048] A figura 1 mostra o cabo 1 com revestimento 2 e os entrançados 3 do revestimento em diferentes cores. O grau do dano mostrado é de cerca de 5%.

[0049] A figura 2 mostra o cabo 1 com revestimento 2, no entanto com desgaste visível dos entrançados 3 individuais do revestimento. O grau do dano mostrado é de cerca de 25%.

[0050] A figura 3 mostra o cabo 1, cujo revestimento através de uma seção parcial está desgastado em torno de cerca de 90% e os entrançados 4 do cabo de suporte ficam visíveis. O grau do dano mostrado é de cerca de 50%.

[0051] A figura 4 mostra o cabo 1, cujo revestimento apresenta um estado de desgaste avançado em uma seção parcial de cerca de 180° e os entrançados 4 do cabo de suporte são bem visíveis nessa seção parcial. O grau do dano mostrado é de cerca de 75%.

[0052] A figura 5 mostra o cabo 1, cujo revestimento apresenta um grande estado de desgaste avançado através de toda a circunferência do cabo (360°). O envoltório está desgastado e deslocado e os entrançados 4 do cabo de suporte são totalmente visíveis nessa seção parcial. O grau do dano mostrado é de 100%.

[0053] As figuras de 6 a 9 mostram um dano do cabo na forma de cortes, os quais conduzem a um grau de dano que se propaga gradualmente.

[0054] A figura 6 mostra o cabo 1 com revestimento 2 e os entrançados 3 do revestimento em cores distintas. O grau do dano mostrado é de 0%.

[0055] A figura 7 mostra o cabo 1, cujo revestimento apresenta um leve corte 5 visível. O grau do dano mostrado é de cerca de 25%.

[0056] A figura 8 mostra o cabo 1, cujo revestimento e um entrançado do cabo de suporte apresentam um corte 6 visível. O grau do dano mostrado é de cerca de 50%.

[0057] A figura 9 mostra o cabo 1, cujo revestimento e pelo menos um entrançado do cabo de suporte apresentam um corte 7 visível. O grau do dano mostrado é de cerca de 100%.

[0058] As figuras de 10 a 13 mostram finalmente um dano do cabo de fibra de alta resistência na forma de esmagamentos do cabo.

[0059] A figura 10 mostra o cabo 1 com revestimento 2 e os entrançados 3 do revestimento em cores distintas. O grau do dano mostrado é de 0%.

[0060] A figura 11 mostra o cabo 1 com um leve esmagamento 8 e ovalidade da seção transversal do cabo. O grau do dano mostrado é de cerca de 25%.

[0061] A figura 12 mostra o cabo 1 com um grande esmagamento 9 e uma grande ovalidade da seção transversal do cabo. O grau do dano mostrado é de cerca de 50%.

[0062] A figura 13 mostra o cabo 1 com um grande esmagamento 10, de tal modo que o envoltório está aberto e os entrançados danificados do cabo de suporte estão para fora. O grau do dano mostrado é de 100%.

[0063] A figura 14 mostra o dispositivo para a determinação do momento de descarte mais próximo. Em particular, por meio de um dispositivo de detecção 12, por exemplo, uma câmera 13, sera detectada uma imagem real do cabo cuja imagem então será comparada opticamente, por meio de um dispositivo de avaliação automático ou semiautomático, compreendendo um dispositivo de avaliação de imagem 14, com as representações de referência armazenadas em uma memória de imagens de referência 15, a fim de detectar e categorizar os danos que podem ser vistos na imagem real.

[0064] O dispositivo de avaliação de imagem pode então adicionar os danos individuais na forma mencionada no início, e eventualmente pode emitir um sinal de momento de descarte. Como mostra a figura 14, o mencionado dispositivo para o reconhecimento do momento de descarte pode ser integrado em um dispositivo de elevação, em particular, em um guindaste 21 e em seu controle do guindaste.

[0065] Como mostra a figura 14, o dispositivo de avaliação de imagem 14 pode compreender meios de avaliação de contorno 14a, os quais podem determinar espessamentos do cabo devido a rachaduras do de desgaste e/ou afinamentos nas áreas, nas quais o revestimento do cabo 2 está desgastado e/ou faltando, e/ou outras alterações do contorno como ondulações, as quais surgem em relação ao estado teórico do contorno do cabo.

[0066] Além disso, o dispositivo de avaliação de imagem 14 pode compreender meios de avaliação do padrão de cores 14b, os quais por meio de uma comparação de imagens podem determinar alterações do padrão de cores, que o cabo mostra na imagem captada, e a partir disso pode determinar o momento de descarte.

[0067] Além disso, o mencionado dispositivo de avaliação de imagem 14 também pode compreender meios de avaliação de proporção de superfície de cor 14c, os quais em uma imagem captada do cabo 1 podem determinar a proporção de superfície de uma respectiva cor, a qual assume a cor na superfície total do cabo 1. Se, por exemplo, o revestimento de desgaste 2 do cabo 1 estiver listrado de vermelho- branco-verde, sendo que, as larguras das listras são do mesmo tamanho, de tal modo que cada cor assume um terço da superfície total, então os mencionados meios de avaliação de proporção de superfície de cor 14c podem determinar um desgaste das fibras ou entrançados brancos e um dano do cabo 1 associado com isso, quando a proporção de superfície das fibras ou entrançados brancos mencionados se reduz do valor teórico de 33% para, por exemplo, menos que 25% ou menos que 15%.

[0068] Os mencionados meios de avaliação de proporção de superfície de cor 14c também podem determinar o surgimento de uma nova cor e sua proporção de superfície. Se, por exemplo, o núcleo do cabo 11 de outra cor aflora à superfície devido ao desgaste do revestimento de desgaste 2, então podem surgir, por exemplo, manchas pretas no padrão de cores vermelho-banco-verde mencionado acima, de tal modo que os meios de avaliação de proporção de superfície de cor 14c podem determinar um dano quando a proporção de superfície das manchas pretas ultrapassar uma medida predeterminada.

[0069] Em um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, o dispositivo de avaliação de imagem 14 também pode compreender meios de avaliação de dilatação 14d, os quais podem determinar uma dilatação Δl do cabo de fibra 1 de alta tensão e/ou de seu revestimento de desgaste 2 com auxílio de uma comparação da imagem do cabo atual com uma imagem de referência armazenada. Em particular, os meios de avaliação de dilatação 14d mencionados podem identificar ou determinar o espaçamento l de pontos de padrão de cores e/ou de pontos de padrão de pixel predeterminados na direção longitudinal do cabo de fibra 1 um do outro, e/ou na direção transversal do cabo de fibra um do outro, compare com a figura 14, e podem comparar com um valor teórico, o qual pode ser determinado a partir da imagem do cabo de fibras no estado original ou estado teórico, e/ou comparar com um percurso conhecido, a fim de poder determinar uma dilatação do cabo na direção longitudinal e/ou na direção transversal.

[0070] A figura 15 mostra esquematicamente - sem estar limitado ao percurso da curva concreto, mostrado na figura 15 - um percurso da dilatação do cabo Δl em função do envelhecimento ou dano, de tal modo que por meio de um percurso desse tipo, durante a determinação de uma certa dilatação do cabo Δl pode ser concluído sobre o momento de descarte.

[0071] Se, por exemplo, o cabo 1, em particular, seu revestimento de desgaste 2, estiver provido de entrançados 3 vermelhos ou de outras cores, os quais podem estar incorporados, por exemplo, em forma de espiral, no revestimento 2, então essas fibras ou entrançados vermelhos possuem um intervalo l predeterminado de um para o outro na imagem do cabo de fibras 1. Se, devido ao envelhecimento e/ou dano, o cabo sofrer uma dilatação excessiva, então isso se precipita em um aumento do intervalo Δl correspondente das listras vermelhas, com auxílio do qual pode ser reconhecido o momento de descarte ou o dano, compare as figuras 14 e 15.

[0072] O dispositivo de detecção 12 para a detecção do estado real do cabo de fibras 1 de alta resistência também pode apresentar um sistema de sensores 16 para a detecção sensorial do estado real do núcleo do cabo 11 e/ou do revestimento do cabo 2 e eventualmente, de modo alternativo ou adicional à detecção óptica do estado do revestimento de desgaste 2, poder detectar de outro modo o estado real do núcleo do cabo 11 e/ou do revestimento do cabo 2. De forma vantajosa, esse sistema de sensores 16 pode determinar vários parâmetros do núcleo do cabo 11 e/ou do revestimento do cabo 2, a fim de assumir um dano em alterações predeterminadas de um ou de vários parâmetros do núcleo do cabo e/ou do revestimento do cabo.

[0073] Por exemplo, o mencionado sistema de sensores 16 pode apresentar um sensor de reflexão óptico 17, o qual por meio de reflexões do revestimento de desgaste 2 e/ou do núcleo do cabo 11 e/ou de camadas de cabo predeterminadas pode determinar a natureza do revestimento de desgaste e/ou do núcleo do cabo e/ou da camada do cabo. Por exemplo, o revestimento de desgaste e/ou o núcleo do cabo e/ou uma determinada camada do cabo pode ser provida de uma camada de reflexão, a qual reflete um sinal do sensor, de tal modo que, no caso de um cabo não danificado, chega ou é recebido um sinal de reflexão predeterminado no sensor. Por exemplo, o sensor de reflexão 17 pode compreender uma fonte de luz, por meio da qual o cabo 1 pode ser irradiado com proporções de luz definidas, de tal modo que pode ser provocado um sinal de reflexão correspondente.

[0074] Se esse sinal de reflexão mostrar alterações excessivas ou características, então pode ser suposto um dano no cabo. Se, por exemplo, o revestimento de desgaste 2 for revestido refletindo, então pode ser suposto um dano do cabo quando o sinal de reflexão - com o revestimento do cabo 2 desgastado - ficar desligado ou ficar desligado em um número suficiente de pontos. De forma semelhante, no caso de um revestimento refletindo do núcleo do cabo 11 pode se supor que, no caso de surgimento de um sinal de reflexão o revestimento de desgaste 2, o qual no estado não danificado impede uma reflexão, está danificado.

[0075] De modo alternativo ou adicional o mencionado sistema de sensores 16 também pode compreender um sensor de ultrassom 18, o qual admite o cabo de fibras 1 de alta resistência com ultrassom e detecta o sinal enviado de volta. Por meio de um sensor de ultrassom 18 desse tipo também podem ser monitoradas camadas mais profundas do cabo de fibra 1 de alta resistência, em particular, de seu núcleo do cabo 11, mas eventualmente também de seu revestimento de desgaste 2, uma vez que no caso de danos do cabo, em particular, em um desgaste do revestimento de desgaste, o sensor de ultrassom se altera.

[0076] Além disso, também pode ser previsto um sensor de radar 19, o qual admite o cabo de fibras 1 de alta resistência com um sinal de radar, e detecta o sinal enviado de volta. Por meio de um sensor de radar 19 desse tipo também podem ser monitoradas camadas mais profundas do cabo de fibras 1 de alta resistência, em particular, de seu núcleo do cabo 11, mas eventualmente também o seu revestimento de desgaste 2 e suas estruturas. Caso sejam mostradas alterações características do sinal de radar, então pode ser suposto um dano do cabo de fibras 1 de alta resistência.

[0077] Além disso, o sistema de sensores 16 mencionado também pode compreender um sensor 20 operando capacitivamente, o qual detecta as propriedades dielétricas do núcleo do cabo 11 e/ou do revestimento de desgaste 2 e pode determinar suas alterações. Se no sinal do sensor capacitivo 20 forem mostradas alterações predeterminadas, as quais deixem concluir sobre alterações correspondentes das propriedades dielétricas do núcleo do cabo 11 e/ou do revestimento de desgaste 2, então pode ser assumido um dano do cabo.

Claims

1. Dispositivo para a detecção do momento de descarte de um cabo de fibras (1) de alta resistência, caracterizado por apresentar um núcleo do cabo, que compreende fibras ou entrançados de material sintético (4) de alta resistência, bem como possui um revestimento (2) envolvendo o núcleo do cabo (11) indicativo de desgaste, com uma memória de dano de referência, na qual estão contidas representações de referência do cabo de fibras (1) de alta resistência com diversos graus de danos do revestimento (2) do cabo de fibras (1) de alta resistência, com auxílio das quais, por meio de uma comparação óptica de uma imagem real do cabo de fibras de alta resistência com as representações de referência armazenadas, pode ser determinado o grau de dano e/ou de desgaste do revestimento, com auxílio do qual pode ser determinado o momento de descarte.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar previsto um dispositivo de detecção óptica (12), em particular, uma câmera (13) para a detecção da imagem real do cabo de fibras (1) de alta resistência.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por estar previsto um dispositivo de avaliação de imagem (14) automático ou semiautomático para a comparação óptica da imagem real do cabo de fibras (1) com as representações de referência armazenadas, e para a categorização de danos a serem vistos na imagem real.

4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por estar previsto um dispositivo de avaliação (14) para a adição de danos individuais a um grau de dano total e emissão de um sinal de momento de descarte quando alcançar um grau de dano total predeterminado.

5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o dispositivo de detecção óptica (12) ser executado para o propósito de detectar imagens reais coloridas do cabo de fibras (1), sendo que o dispositivo de avaliação de imagem (14) está previsto para o propósito de detectar e categorizar danos do cabo de fibras com auxílio de diferentes cores, nas quais as fibras ou entrançados de material sintético (4) do cabo de fibras (1) são coloridos e/ou diversas camadas de envoltório do revestimento (2) do cabo de fibras são coloridas.

6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o dispositivo de avaliação de imagem (14) estar previsto para o propósito de detectar e categorizar danos com auxílio das diferentes cores, na(s) qual/ quais, por um lado, o revestimento (2) é colorido e, por outro lado, o núcleo do cabo (11) é colorido.

7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o dispositivo de avaliação de imagem (14) estar previsto para o propósito de detectar e categorizar danos com auxílio de diversos materiais, a partir dos quais fibras de material sintético constituem pelo menos uma camada de envoltório do revestimento (2).

8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o dispositivo de avaliação de imagem (14) apresentar meios de avaliação de contorno (14a) para a determinação de alterações do contorno do cabo de fibras (1), em particular, espessamentos do cabo e/ou afinamentos do cabo e/ou ondulações de superfície do cabo, e determinação do momento de descarte com auxílio de alterações do contorno desse tipo.

9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o dispositivo de avaliação de imagem (14) apresentar meios de avaliação do padrão de cores (14b) para a determinação de alterações do padrão de cores do cabo de fibras (1), e determinação do momento de descarte com auxílio de um padrão de cores estabelecido, alterado.

10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por o dispositivo de avaliação de imagem (14) apresentar meios de avaliação de proporção de superfície de cor (14c) para a determinação da proporção de superfície de uma cor na imagem do cabo de fibras (1), e determinação do momento de descarte com auxílio da proporção de superfície de cor verificada.

11. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o dispositivo de avaliação de imagem (14) apresentar meios de avaliação de dilatação (14d) para a determinação óptica do espaçamento de determinados pontos de padrão de cores e/ou de pontos de grupos de pixel na imagem do cabo de fibras (1), e determinação de uma dilatação do cabo com auxílio do espaçamento estabelecido e finalmente determinação de um momento de descarte com auxílio da dilatação do cabo verificada.

12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o/um dispositivo de detecção óptica (12) apresentar um sensor de reflexão óptico (17) para a detecção de reflexões de luz, que surgem em uma camada de reflexão do cabo de fibras (1), em particular, em seu revestimento (2) e/ou em seu núcleo do cabo (11).

13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por estar previsto um sistema de sensores (16) para a detecção sensorial de parâmetros característicos do revestimento (2) e/ou do núcleo do cabo (11), cujo sistema de sensores (16) compreende pelo menos um dos seguintes sensores: - um sensor de ultrassom (18) para a admissão do cabo de fibras (1) com ultrassom, - um sensor de radar (19) para a detecção do cabo de fibras (1) por meio de radar, - um sensor capacitivo (20) para a detecção capacitiva das propriedades dielétricas do núcleo do cabo (3) e/ou do revestimento (2).

14. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por o dispositivo estar integrado em um dispositivo de elevação, o qual é executado como guindaste, em particular, guindaste de torre e/ou guindaste telescópico e/ou guindaste de porto e/ou guindaste de navio, e por apresentar um cabo de fibras de alta resistência como cabo de içamento ou cabo de tensão, o qual possui um núcleo do cabo (11), que compreende fibras de material sintético ou entrançados de material sintético de alta resistência (4), bem como um revestimento (2) que envolve o núcleo do cabo (11) indicando desgaste.

15. Dispositivo de elevação, em particular, guindaste como, por exemplo, guindaste de torre e/ou guindaste telescópico e/ou guindaste de porto e/ou guindaste de navio caracterizado pelo fato de que é com um cabo de fibras (1) de alta resistência, bem como com um dispositivo para o reconhecimento do momento de descarte do cabo de fibras de alta resistência, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

16. Dispositivo de elevação de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o cabo de fibras (1) de alta resistência formar um cabo de içamento ou um cabo de tensão da lança de guindaste.