ES2673902T3 - Dispositivo para reconocer el estado de recambio de un cable de fibras altamente resistente para equipos de izado - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para reconocer el estado de recambio de un cable de fibras altamente resistente (1), que tiene un núcleo de cable, que comprende fibras o cordones de plástico altamente resistentes (4) así como un revestimiento (2) que rodea el núcleo de cable (11) e indica su desgaste, con una memoria de daños de referencia, en la que están contenidas representaciones de referencia del cable de fibras altamente resistente (1) con diferentes grados de daño del revestimiento (2) del cable de fibras altamente resistente (1), mediante las cuales mediante una comparación visual de una imagen real del cable de fibras altamente resistente con las representaciones de referencia almacenadas puede determinarse el grado de daño y/o desgaste del revestimiento, mediante el cual puede determinarse el estado de recambio.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo para reconocer el estado de recambio de un cable de fibras altamente resistente para equipos de izado
La presente invención se refiere a un dispositivo para reconocer el estado de recambio de un cable de fibras altamente resistente para equipos de izado como grúas, así como a un equipo de izado como una grúa, en la que está integrado un cable de fibras altamente resistente de este tipo.
Desde hace tiempo, en la tecnología de izado y en particular en grúas se intenta sustituir los cables de acero habituales y pesados por cables de fibras altamente resistentes, compuestos por fibras de plástico altamente resistentes, como por ejemplo, fibras de aramida (HMPA), mezclas de fibras de aramida/carbono, fibras de polietileno de alto módulo (HMPE) o fibras de poli(p-fenilen-2,6-benzobisoxazol) (PBO) o que al menos presente este tipo de fibras. Por el ahorro de peso con respecto a los cables de acero de hasta un 80% con casi la misma resistencia a la rotura es posible aumentar la carga o la carga de izado permitida, porque el peso propio del cable que debe considerarse para la carga es claramente inferior. Precisamente en el caso de grúas con una altura de izado elevada, o en el caso de plumas o mecanismos de regulación de mástil con polispastos con un número de entradas elevado se obtienen longitudes de cable considerables y con ello también un peso de cable correspondiente, de modo que resulta muy ventajosa la reducción de peso posible mediante cables de fibras altamente resistentes. Además de la ventaja del peso del cable de fibras propiamente dicho se añade que el uso de cables de fibras también permite un ahorro de peso en componentes adicionales. Por ejemplo, el gancho de carga puede realizarse más ligero porque para la el tensado de cable de un cable de fibras se requiere menos peso de gancho de carga. Por otro lado la buena flexibilidad de los cables de fibras sintéticas permite radios de flexión más pequeños y con ello poleas o rodillos de cable más pequeños en la grúa, lo que lleva a una reducción del peso adicional, en particular en el área de las plumas de grúa, de modo que con alcances de grúa elevados puede conseguirse un aumento considerable del momento de carga.
Además de las ventajas del peso mencionadas, los accionamientos de cable con cables de fibras de plástico se caracterizan por una vida útil considerablemente mayor, un manejo sencillo y una buena flexibilidad y porque ya no es necesario un engrase del cable. En conjunto, de este modo, puede conseguirse una disponibilidad mayor del aparato.
Sin embargo, en este tipo de cables de fibras altamente resistentes existe la dificultad de predecir o determinar su estado de recambio de manera precisa y fiable. Los cables de fibras altamente resistentes, al igual que los cables de acero, son piezas de desgaste que tienen que cambiarse cuando su estado ha empeorado en tal medida que si siguieran en funcionamiento ya no se daría la seguridad necesaria. Este estado se denomina en general estado de recambio.
En los cables de acero convencionales el estado de recambio puede determinarse de una manera bastante sencilla mediante inspección del estado del cable, estableciendo la norma ISO 4309 el modo de proceder durante el examen y el alcance del examen. En este caso, esencialmente se tienen en cuenta el número de roturas de hilo por una longitud de medición determinada del cable, una disminución del diámetro de cable así como las roturas de cordón. Sin embargo, este método de medición no es posible para reconocer el estado de recambio en cables de fibras altamente resistentes, porque las fibras sintéticas utilizadas no se comportan como los cables trenzados. En particular, en el caso de los cables de fibras altamente resistentes a menudo se produce un fallo brusco o aparece el estado de recambio sin daños previos reconocibles poco a poco, porque, a diferencia de los cables de acero, a menudo, las fibras individuales no se rompen ni deshilachan poco a poco, sino que con frecuencia fallan al mismo tiempo varios tramos de fibras.
Por el documento DE 20 2009 014 031 U1 se conoce un cable de fibras altamente resistente de fibras sintéticas, en el que un núcleo de cable está dotado de un revestimiento, que tiene un color diferente al núcleo de cable y que a su vez tiene diferentes capas de revestimiento de color diferente. Mediante estos colores diferentes se reconocerá más fácilmente cuándo por desgaste de una capa externa queda expuesta una capa subyacente de otro color o incluso el núcleo de cable. Sin embargo, en la práctica, esta función de indicador de color en sí útil presenta el inconveniente de que el revestimiento, debido a las propiedades de las fibras sintéticas altamente resistentes, tiende a fallar en conjunto de manera muy brusca, de modo que a su vez resulta complicado determinar o poder predecir a tiempo el estado de recambio del cable.
Por el documento WO 2012/010431 A1 se conoce un dispositivo para reconocer el estado de recambio de un cable de fibras altamente resistente, teniendo el cable un núcleo de cable, que comprende fibras o cordones de plástico altamente resistentes, así como un revestimiento que rodea el núcleo de cable e indica su desgaste.
Por tanto, la presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un dispositivo mejorado para determinar el estado de recambio de un cable de fibras altamente resistente, así como un equipo de izado mejorado con un cable de fibras de este tipo, que eviten las desventajas del estado de la técnica y lo perfeccionen de manera ventajosa. En particular será posible una determinación sencilla, al tiempo que fiable y precisa del estado de recambio y con ello un tiempo de operación lo más largo posible, sin que por ello sea vea afectada la seguridad del cable de fibras.
Dicho objetivo se alcanza mediante un dispositivo para determinar el estado de recambio de un cable de fibras
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según la reivindicación 1, así como un equipo de izado con un dispositivo según la reivindicación 15. Configuraciones preferidas de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.
Para poder determinar más fácilmente el grado de daño respectivo del revestimiento y con ello la proximidad al estado de recambio inminente del cable, según un aspecto de la presente invención, un dispositivo para reconocer el estado de recambio de un cable de fibras altamente resistente de este tipo está dotado de una memoria de daños de referencia, en la que están contenidas representaciones de referencia del cable con diferentes grados de daño del revestimiento del cable, mediante las cuales, mediante una comparación visual de una imagen real del cable con las representaciones de referencia mencionadas, puede determinarse el grado de daño y/o desgaste respectivo del revestimiento, mediante el cual puede determinarse entonces el estado de recambio. Mediante este tipo de representaciones de referencia que muestran el cable en diferentes estados o grados de daño, es posible facilitar considerablemente la clasificación de un daño real respectivo en una clase de daño determinada o la asociación del daño real a un grado de daño, es decir, puede determinarse de manera considerablemente más sencilla si se trata de un daño menor, medio o mayor, por ejemplo, en el sentido de un daño del 20%, daño del 50% o daño del 75%.
En caso de que en un segmento de examen de cable determinado existan varios daños, estos pueden asociarse individualmente a un grado de daño determinado, pudiendo producirse ventajosamente una suma de los daños individuales para obtener un grado de daño total, por ejemplo de tal manera que dos daños del 25% y un daño del 40% llevan a un grado de daño total del 90%. Al alcanzar un grado de daño total predeterminado, por ejemplo del 100%, puede determinarse el estado de recambio.
La determinación mencionada del estado de recambio mediante representaciones de referencia almacenadas del cable en diferentes grados de daño y una comparación visual de la imagen real del cable con las representaciones de referencia mencionadas, en la realización más sencilla de la invención puede ser un examen visual realizado manualmente por una persona experta, como por ejemplo, el conductor de la grúa, que puede categorizar, anotar y sumar los daños producidos, para a continuación dado el caso determinar el estado de recambio o recurrir a un experto.
Sin embargo, en un perfeccionamiento ventajoso de la invención las etapas de examen mencionadas también pueden realizarse de manera automatizada con componentes de dispositivo correspondientes. Por ejemplo, por medio de un módulo de registro óptico, por ejemplo, una cámara, puede registrarse una imagen real del cable, que a continuación, por medio de un módulo de evaluación de imágenes automático o semiautomático, dado el caso, con un control adicional por una persona experta, se compara visualmente con las representaciones de referencia almacenadas en una memoria de imágenes de referencia, para registrar y categorizar los daños visibles en la imagen real. Entonces un módulo de evaluación puede sumar los daños individuales de la manera mencionada y dado el caso emitir una señal de estado de recambio. El dispositivo mencionado para reconocer el estado de
recambio puede estar integrado en un equipo de izado, en particular en una grúa y su control de grúa.
Por ejemplo, el revestimiento del núcleo de cable puede estar configurado de tal modo que los daños del
revestimiento no se produzcan por todos sitios al mismo tiempo, sino parcialmente y poco a poco, con lo que de
manera gradual pueden determinarse diferentes fases de daños y estados de desgaste. El revestimiento puede tener por ejemplo una construcción de fibras de diferentes fibras sintéticas, que tienen diferentes resistencias al desgaste y así también al sufrir de manera uniforme influencias que promueven el desgaste no todas muestran daños al mismo tiempo, sino que se desgastan poco a poco. Por ejemplo el revestimiento tiene al menos una capa de revestimiento, en la que fibras de plástico de diferente resistencia al desgaste y/o a la tracción y/o diferente resistencia a la flexión alternante están entrelazadas entre sí. Las diferentes resistencias al desgaste y/o a la tracción y/o resistencia a la flexión alternante de las fibras de plástico utilizadas en una capa de revestimiento garantizan que los daños de la capa de revestimiento sólo se produzcan parcialmente y poco a poco, de modo que mediante los puntos de daño que aumentan poco a poco pueden determinarse y cuantificarse gradualmente diferentes estados de desgaste del cable y el tiempo aún restante asociado hasta el estado de recambio.
Ventajosamente las fibras de plástico entretejidas entre sí en una capa de revestimiento pueden estar compuestas por diferentes materiales. Por ejemplo, en una capa de revestimiento pueden estar entrelazadas entre sí fibras de HMPE y fibras de poliéster. Alternativa o adicionalmente también otras de las fibras mencionadas al principio, como por ejemplo, fibras de PBO y/o fibras de mezclas de fibras de aramida-carbono pueden estar entrelazadas entre sí o integradas en la capa de revestimiento mencionada anteriormente.
Alternativa o adicionalmente a las fibras de plástico de diferente resistencia al degaste y/o a la tracción y/o diferentes materiales en una capa de revestimiento, el revestimiento del cable de fibras también puede presentar varias capas de revestimiento, variando las fibras con respecto a la resistencia al desgaste y/o a la tracción y/o la resistencia a la flexión alternante de una capa a otra. En particular, pueden estar previstas varias capas de revestimiento, que se diferencian entre sí con respecto a su construcción de fibras y las resistencias al desgaste y/o a la tracción y/o la resistencia a la flexión alternante de las fibras sintéticas utilizadas en las capas de revestimiento.
Por ejemplo, en una primera capa de revestimiento pueden estar previstas fibras de plástico que se diferencian con respecto a su resistencia al desgaste, a la flexión alternante y/o a la tracción de todas las fibras de plástico en una segunda capa de revestimiento. Ventajosamente también en cada capa de revestimiento pueden estar previstas
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fibras de plástico de una resistencia al desgaste y/o a la tracción determinada, que no están previstas en ninguna otra capa de revestimiento, de modo que cada capa de revestimiento muestre una resistencia característica con respecto al desgaste y los daños por rotura, que en cada capa de revestimiento llevan a otra imagen de daño parcial. Esto facilita distinguir entre daños cada vez más profundos de manera sencilla.
Las fibras sintéticas utilizadas en las diferentes superficies de revestimiento también pueden estar compuestas por diferentes materiales, por ejemplo de tal modo que en una primera capa de revestimiento estén previstas fibras de plástico de un material que no están presentes en una segunda capa de revestimiento. Alternativa o adicionalmente, también al revés, en la segunda capa de revestimiento pueden estar previstas fibras de plástico de un material que falta en la primera capa de revestimiento.
Alternativa o adicionalmente a las fibras diferentes de una capa a otra, las capas de revestimiento del revestimiento también pueden tener diferentes grosores de capa y/o pueden estar previstas fibras y/o cordones de plástico de diferente grosor de una capa a otra. Mediante el uso de fibras de plástico de diferente grosor pueden conseguirse imágenes de daños diferentes de una capa a otra. También mediante el uso de grosores de capa de tamaño diferente, que por ejemplo pueden aumentar desde fuera hacia dentro, puede garantizarse que daños cada vez más profundos se produzcan cada vez menos y que inicialmente sólo se produzcan daños ligeros, relativamente todavía muy alejados del estado de recambio, en primer lugar en la capa externa y así puedan reconocerse más fácilmente.
El uso de fibras de plástico con un grosor de fibra diferente y/o con un grosor de cordón diferente también puede ser útil en una capa de revestimiento para conseguir imágenes de daños parcialmente diferentes en una capa de revestimiento.
Para permitir fácilmente una posibilidad de reconocimiento sencilla de los diferentes daños incluso con dimensiones pequeñas de los daños, las fibras de plástico, que tienen diferentes resistencias al desgaste, a la flexión alternante y/o a la tracción y/o que están compuestas por diferentes materiales, pueden tener un color diferente. Alternativa o adicionalmente, también pueden utilizarse colores diferentes de una capa de revestimiento a otra o diferentes capas de revestimiento pueden tener colores diferentes. De este modo se facilita claramente la detección visual de daños del revestimiento, porque con un desgaste de una capa de revestimiento externa la capa de revestimiento subyacente se hace visible en otro color.
En particular también el núcleo de cable puede tener otro color que el revestimiento, en particular otro color con respecto a la capa de revestimiento más inferior o interna del revestimiento, de modo que el otro color del núcleo de cable se hace visible como tarde con un desgaste completo del revestimiento.
En principio, el módulo de evaluación de imágenes mencionado puede estar configurado para el registro de los patrones de daños de manera diferente. Para, por ejemplo, registrar un deshilacliado del revestimiento de desgaste y los engrosamientos y adelgazamientos asociados en el contorno de cable, el módulo de evaluación de imágenes puede comprender medios de evaluación del contorno, que mediante una comparación de imágenes pueden determinar engrosamientos de cable por deshilacliados del revestimiento de desgaste y/o adelgazamientos en zonas, en las que el revestimiento de cable está desgastado y/o falta, y/u otras variaciones del contorno como ondulaciones, que se producen con respecto al estado teórico del contorno de cable.
En este sentido no tiene que producirse obligatoriamente una comparación de imágenes con respecto a una imagen de referencia, sino que también a partir de un desarrollo determinado del contorno en sí mismo, por ejemplo, de irregularidades particulares como abombamientos o hundimientos u ondulaciones, puede concluirse un daño, que indique un estado de recambio. Esto se basa en la idea de que un cable no dañado tiene un desarrollo uniforme del contorno y en este sentido las irregularidades como ondulaciones pueden considerarse un indicio de un daño del revestimiento.
Alternativa o adicionalmente el módulo de evaluación de imágenes puede comprender el medio de evaluación del patrón de color, que mediante una comparación de imágenes puede determinar variaciones del patrón de color que muestra el cable en la imagen captada. En particular, un patrón de color de este tipo puede hacer referencia a la secuencia de colores predeterminados y/o a un patrón de disposición de colores predeterminados, por ejemplo, en la medida en que a lo largo del cable existan alternativamente bandas rojas, blancas y verdes o un patrón a modo de tablero de ajedrez, cuando el cable no está dañado. En caso de que esta secuencia de colores teórica varíe por ejemplo al desaparecer las bandas blancas dando lugar a un patrón de bandas rojas-verdes, entonces, los medios de evaluación del patrón de color mencionados pueden determinar un daño del cable mediante una variación de este tipo. A este respecto, también puede considerarse un patrón en escala de grises correspondiente en el sentido de un patrón de color, por ejemplo, en el sentido de que esté previsto un patrón a modo de tablero de ajedrez en gris claro/gris oscuro o a lo largo del cable, de manera alterna, estén dispuestas bandas negras, de color antracita y gris claro y se detecten y evalúen por el módulo de evaluación de imágenes. Al desaparecer por ejemplo las bandas de color antracita, de modo que el patrón en escala de grises se convierta en un patrón en blanco y negro, el módulo de evaluación del patrón de color mencionado puede reconocerlo e interpretarlo como un daño del cable. El negro, el blanco y las escalas intermedias como el gris también pueden considerarse colores.
Alternativa o adicionalmente, el módulo de evaluación de imágenes mencionado también puede comprender medios
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de evaluación del porcentaje de superficie de color, que en una imagen registrada del cable pueden determinar el porcentaje de superficie de un color respectivo, que ocupa el color en la superficie total del cable. Si por ejemplo el revestimiento de desgaste del cable, como en el ejemplo descrito anteriormente, tiene bandas de color rojo-blanco- verde, siendo las anchuras de banda igual de grandes, de modo que cada color ocupa un tercio de la superficie total, los medios de evaluación del porcentaje de superficie de color mencionados pueden determinar un desgaste de las fibras o los cordones blancos y un daño asociado del cable, cuando el porcentaje de superficie de las fibras o los cordones blancos mencionados disminuye con respecto al valor teórico del 33% a por ejemplo menos del 25% o menos del 15%.
Los medios de evaluación del porcentaje de superficie de color mencionados también pueden determinar dado el caso la aparición de un nuevo color y su porcentaje de superficie. Si, por ejemplo, aparece el núcleo de cable de otro color por desgaste del revestimiento de desgaste, por ejemplo pueden aparecer manchas negras en el patrón de color rojo-blanco-verde mencionado anteriormente, de modo que los medios de evaluación del porcentaje de superficie de color pueden determinar un daño, cuando el porcentaje de superficie de las manchas negras supera una medida predeterminada.
Alternativa o adicionalmente el módulo de evaluación de imágenes puede comprender medios de evaluación del patrón de estructura superficial, que mediante una comparación de imágenes puede determinar variaciones del patrón de estructura superficial, que muestra el cable en la imagen captada. En particular, un patrón de estructura superficial de este tipo puede hacer referencia a la secuencia de estructuraciones predeterminadas y/o un patrón de disposición de elementos estructurales predeterminados, por ejemplo, en el sentido de que a lo largo del cable existan alternativamente tramos de fibras de fibras bastas que discurren de manera lineal y tramos de fibras retorcidos de fibras delgadas, cuando el cable no está dañado. Si varía esta secuencia de estructura superficial teórica por ejemplo al desaparecer los tramos de fibras delgadas, entonces los medios de evaluación del patrón de estructura superficial mencionados pueden determinar un daño del cable mediante una variación de este tipo.
En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el módulo de evaluación de imágenes mencionado anteriormente también puede comprender medios de evaluación de la extensión, que pueden determinar una extensión del cable de fibras altamente resistente y/o de su revestimiento de desgaste mediante una comparación de la imagen de cable actual con una imagen de referencia almacenada. En particular, los medios de evaluación de la extensión mencionados pueden identificar y determinar la distancia de puntos de patrón de color y/o patrón de píxeles predeterminados en la dirección longitudinal del cable de fibras entre sí y/o en la dirección transversal del cable de fibras entre sí y compararla con un valor teórico, que puede determinarse a partir de la imagen del cable de fibras en el estado inicial o estado teórico, para poder determinar una extensión del cable en la dirección longitudinal y/o dirección transversal.
Si, por ejemplo el cable, en particular su revestimiento de desgaste, está dotado de cordones rojos o de otro color, que por ejemplo pueden estar integrados en el revestimiento en forma de espiral, estas fibras o estos cordones rojos tienen en la imagen del cable de fibras una distancia predeterminada entre sí. En caso de que el cable por envejecimiento y/o daño experimente una extensión excesiva, esto se reflejará en un aumento de la distancia correspondiente de las bandas rojas, con lo que puede reconocerse el estado de recambio o daño.
El módulo de detección para detectar el estado real del cable de fibras altamente resistente también puede presentar una tecnología de sensores para la detección mediante sensores del estado real del núcleo de cable y/o del revestimiento de cable, para dado el caso, alternativa o adicionalmente a la detección visual del estado del revestimiento de desgaste, poder detectar el estado real del núcleo de cable y/o del revestimiento de cable de otro modo. Esta tecnología de sensores puede funcionar en principio de diferentes maneras y dado el caso determinar varios parámetros del núcleo de cable y/o del revestimiento de cable, para con variaciones predeterminadas de uno o varios parámetros del núcleo de cable y/o revestimiento de cable suponer un daño.
Por ejemplo la tecnología de sensores mencionada puede presentar un sensor de reflexión óptico, que mediante las reflexiones del revestimiento de desgaste y/o del núcleo de cable y/o de capas de cable predeterminadas puede determinar la calidad del revestimiento de desgaste y/o del núcleo de cable y/o de la capa de cable. Por ejemplo el revestimiento de desgaste y/o el núcleo de cable y/o una capa de cable determinada pueden estar dotados de una capa de reflexión, que refleja una señal de sensor, de modo que con el cable no dañado llega una señal de reflexión predeterminada al sensor o se recibe por el mismo.
En caso de que esta señal de reflexión muestre variaciones excesivas o características, puede partirse de un daño del cable. Si, por ejemplo, el revestimiento de desgaste se recubre de manera reflectante, puede partirse de un daño del cable, cuando la señal de reflexión, con el revestimiento de cable desgastado, no se produce o no se produce en un número de puntos suficiente. De manera similar, con un recubrimiento reflectante del núcleo de cable puede partirse de que en caso de aparecer una señal de reflexión el revestimiento de desgaste, que en el estado no dañado evita una reflexión, está dañado.
Alternativa o adicionalmente la tecnología de sensores mencionada puede comprender también un sensor de ultrasonidos, que aplica ultrasonidos al cable de fibras altamente resistente y que detecta la señal devuelta. Por medio de un sensor de ultrasonidos de este tipo también es posible monitorizar capas más profundas del cable de
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fibras altamente resistente, en particular su núcleo de cable, aunque dado el caso también su revestimiento de desgaste, porque la señal de ultrasonidos varía con daños del cable, en particular con un desgaste del revestimiento de desgaste.
Alternativa o adicionalmente a un sensor de ultrasonidos de este tipo también puede estar previsto un sensor de radar, que aplica una señal de radar al cable de fibras altamente resistente y detecta la señal devuelta. Por medio de un sensor de radar de este tipo también es posible detectar capas más profundas del cable de fibras altamente resistente, en particular, su núcleo de cable, aunque dado el caso también el revestimiento de desgaste y sus estructuras. En caso de que se muestren variaciones características de la señal de radar, puede partirse de un daño del cable de fibras altamente resistente.
Alternativa o adicionalmente la tecnología de sensores mencionada también puede comprender un sensor de funcionamiento capacitivo, que detecta las propiedades dieléctricas del núcleo de cable y/o del revestimiento de desgaste y puede determinar sus variaciones. En caso de que en la señal del sensor capacitivo se muestren variaciones predeterminadas, que permitan concluir variaciones correspondientes de las propiedades dieléctricas del núcleo de cable y/o del revestimiento de desgaste, puede partirse de un daño del cable.
A continuación se explicará la invención en más detalle mediante un ejemplo de realización y dibujos correspondientes. En los dibujos muestran:
las figuras 1 a 5: en cada caso una vista lateral de un cable de fibras altamente resistente con un revestimiento trenzado, estando representado el desgaste de revestimiento que se produce en el revestimiento en diferentes grados de daño y apareciendo el núcleo de cable poco a poco,
las figuras 6 a 9: en cada caso una vista en planta de un segmento de un cable de fibras altamente resistente con un revestimiento según una realización adicional de la invención, estando representados en este caso como daños del revestimiento cortes en el cable en diferentes niveles de intensidad,
las figuras 10 a 13: en cada caso un segmento de un cable de fibras altamente resistente con un revestimiento según una realización adicional de la invención, estando representados los daños del revestimiento en forma de aplastamiento del cable en diferentes niveles de intensidad,
la figura 14: una representación esquemática de un dispositivo para determinar el estado de recambio y sus componentes, que prevén una detección visual de la extensión del cable de fibras y a partir de aquí, una determinación del estado de recambio, y
la figura 15: una representación esquemática de la relación subyacente entre extensión de cable y estado de recambio, mediante la cual el dispositivo de la figura 14 determina el estado de recambio.
Como muestran por ejemplo las figuras 4 y 5, el cable de fibras altamente resistente comprende un núcleo de cable 11, que puede estar trenzado o haberse torcido a partir de cordones 4, que a su vez están compuestos por fibras sintéticas altamente resistentes o al menos comprenden estas fibras sintéticas altamente resistentes, por ejemplo, fibras de HPMA, fibras de HMPE u otros tipos de fibras mencionados al principio, pudiendo estar compuesto el núcleo de cable mencionado 11 de fibras de un tipo de fibra o fibras de diferentes tipos de fibras.
El revestimiento 2 rodea el denominado núcleo de cable 11 y puede disponerse directamente sobre el núcleo de cable mencionado o dado el caso estar separado por una capa intermedia del mismo. El revestimiento mencionado 2 puede formar en particular el revestimiento externo del cable 1. El núcleo de cable 11 puede asumir toda la resistencia de carga indicada del cable 1. Además, el revestimiento 2 sólo actúa a modo de soporte, en particular, como protección para el núcleo de cable 11 y como indicador de desgaste.
El revestimiento mencionado 2 puede estar compuesto en este sentido por una sola capa de revestimiento o también comprender varias capas de revestimiento, dispuestas una sobre otra.
Como muestran las figuras, el revestimiento mencionado 2 comprende cordones 3, trenzados entre sí para obtener el revestimiento 2 y que en cada caso pueden estar compuestos por fibras sintéticas altamente resistentes o al menos pueden presentar tales fibras sintéticas altamente resistentes.
En particular los cordones mencionados 3 del revestimiento 2 pueden estar formados de la manera descrita en detalle al principio de diferentes fibras de plástico de diferente resistencia al desgaste y/o a la tracción y/o diferentes materiales. Como muestran las figuras, los cordones mencionados 3 tienen ventajosamente diferentes colores.
En las figuras 1 a 5 se representa un desgaste de revestimiento del revestimiento 2, que por ejemplo puede deberse al accionamiento de cable, en particular la desviación del cable alrededor del rodillo de cable, la flexión alternante en el recorrido del cable, la fricción del cable sobre el tambor en bobinas y también la solicitación con un enrollamiento de varias capas sobre el tambor, donde los segmentos de cable de una capa superior amenazan con entrar entre los segmentos de cable de una capa inferior.
La figura 1 muestra el cable 1 con revestimiento 2 y los cordones 3 del revestimiento en diferentes colores. El grado
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del daño mostrado es de aproximadamente el 5%.
La figura 2 muestra el cable 1 con revestimiento 2 aunque con un desgaste visible de los cordones individuales 3 del revestimiento. El grado del daño mostrado es de aproximadamente el 25%.
La figura 3 muestra el cable 1, cuyo revestimiento está desgastado por un segmento parcial de aproximadamente 90° y los cordones 4 del cable portante se hacen visibles. El grado del daño mostrado es de aproximadamente el 50%.
La figura 4 muestra el cable 1, cuyo revestimiento presenta un estado de desgaste avanzado en un segmento parcial de aproximadamente 180° y los cordones 4 del cable portante en este segmento parcial se ven bien. El grado del daño mostrado es de aproximadamente el 75%.
La figura 5 muestra el cable 1, cuyo revestimiento presenta un estado de desgaste muy avanzado por toda la circunferencia del cable (360°). El revestimiento está desgastado y desplazado y los cordones 4 del cable portante pueden verse completamente en este segmento parcial. El grado del daño mostrado es del 100%.
Las figuras 6 a 9 muestran un daño del cable en forma de cortes, que llevan a un grado de daño que se propaga gradualmente.
La figura 6 muestra el cable 1 con revestimiento 2 y los cordones 3 del revestimiento en diferentes colores. El grado del daño mostrado es del 0%.
La figura 7 muestra el cable 1, cuyo revestimiento presenta un corte ligero visible 5. El grado del daño mostrado es de aproximadamente el 25%.
La figura 8 muestra el cable 1, cuyo revestimiento y cuyo un cordón del cable portante presentan un corte visible 6. El grado del daño mostrado es de aproximadamente el 50%.
La figura 9 muestra el cable 1, cuyo revestimiento y cuyo al menos un cordón del cable portante presentan un corte transversal visible 7. El grado del daño mostrado es del 100%.
Las figuras 10 a 13 muestran finalmente un daño del cable de fibras altamente resistente en forma de aplastamientos del cable.
La figura 10 muestra el cable 1 con revestimiento 2 y los cordones 3 del revestimiento en diferentes colores. El grado del daño mostrado es del 0%.
La figura 11 muestra el cable 1 con un ligero aplastamiento 8 y una ovalización de la sección transversal del cable. El grado del daño mostrado es de aproximadamente el 25%.
La figura 12 muestra el cable 1 con un aplastamiento considerable 9 y una ovalización considerable de la sección transversal del cable. El grado del daño mostrado es de aproximadamente el 50%.
La figura 13 muestra el cable 1 con un aplastamiento 10 tan importante que el revestimiento está abierto y se salen los cordones dañados del cable portante. El grado del daño mostrado es del 100%.
La figura 14 muestra el dispositivo para la determinación del estado de recambio en más detalle. En particular, por medio de un módulo de registro óptico 12, por ejemplo, una cámara 13, se registra una imagen real del cable, que entonces, por medio de un módulo de evaluación automático o semiautomático que comprende un módulo de evaluación de imágenes 14, se compara visualmente con las representaciones de referencia almacenadas en una memoria de imágenes de referencia 15, para detectar los daños visibles en la imagen real y categorizarlos.
Entonces, el módulo de evaluación puede sumar los daños individuales de la manera mencionada al principio y dado el caso, emitir una señal de estado de recambio. Como muestra la figura 14, el dispositivo mencionado para reconocer el estado de recambio puede estar integrado en un equipo de izado, en particular en una grúa 21 y su control de grúa.
Como muestra la figura 14, el módulo de evaluación de imágenes 14 puede comprender medios de evaluación del contorno 14a, que pueden determinar engrosamientos de cable por deshilacliados del revestimiento de desgaste y/o adelgazamientos en zonas, en las que el revestimiento de cable 2 está desgastado y/o falta, y/u otras variaciones del contorno como ondulaciones, que se producen con respecto al estado teórico del contorno de cable.
Además, el módulo de evaluación de imágenes 14 puede comprender medios de evaluación del patrón de color 14b, que mediante una comparación de imágenes puede determinar variaciones del patrón de color, que muestra el cable en la imagen captada, y a partir de aquí determinar el estado de recambio.
Además el módulo de evaluación de imágenes mencionado 14 también puede comprender medios de evaluación del porcentaje de superficie de color 14c, que en una imagen registrada del cable 1 pueden determinar el porcentaje de
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superficie de un color respectivo, que ocupa el color en la superficie total del cable 1. Si por ejemplo el revestimiento de desgaste 2 del cable 1 tiene bandas de color rojo-blanco-verde, siendo las anchuras de banda igual de grandes, de modo que cada color ocupa un tercio de la superficie total, los medios de evaluación del porcentaje de superficie de color mencionados 14c pueden determinar un desgaste de las fibras o los cordones blancos y un daño asociado del cable 1, cuando el porcentaje de superficie de las fibras o los cordones blancos mencionados disminuye con respecto al valor teórico del 33% a por ejemplo menos del 25% o menos del 15%.
Los medios de evaluación del porcentaje de superficie de color mencionados 14c también pueden determinar la aparición de un nuevo color y su porcentaje de superficie. Si, por ejemplo, aparece el núcleo de cable de otro color 11 por desgaste del revestimiento de desgaste 2, por ejemplo, pueden aparecer manchas negras en el patrón de color rojo-blanco-verde mencionado anteriormente de modo que los medios de evaluación del porcentaje de superficie de color 14c pueden determinar un daño, cuando el porcentaje de superficie de las manchas negras supera una medida predeterminada.
En un perfeccionamiento ventajoso de la invención el módulo de evaluación de imágenes 14 puede comprender también medios de evaluación de la extensión 14d, que pueden determinar una extensión Al del cable de fibras altamente resistente 1 y/o su revestimiento de desgaste 2 mediante una comparación de la imagen de cable actual con una imagen de referencia almacenada. En particular, los medios de evaluación de la extensión mencionados 14d pueden identificar y determinar la distancia I de puntos de patrón de color y/o patrón de píxeles predeterminados en la dirección longitudinal del cable de fibras 1entre sí y/o en la dirección transversal del cable de fibras entre sí, compárese con la figura 14, y compararla con un valor teórico, que puede determinarse a partir de la imagen del cable de fibras en el estado inicial o estado teórico, y/o un desarrollo conocido, para poder determinar una extensión del cable en la dirección longitudinal y/o dirección transversal.
La figura 15 muestra esquemáticamente, sin limitarse al desarrollo de curva concreto, mostrado en la figura 15, un desarrollo de la extensión de cable Al por el envejecimiento o daño, de modo que mediante un desarrollo de este tipo al determinar una extensión de cable Al determinada puede concluirse el estado de recambio.
Si, por ejemplo el cable 1, en particular su revestimiento de desgaste 2, está dotado de cordones 3 rojos o de otro color, que por ejemplo pueden estar integrados en el revestimiento 2 en forma de espiral, estas fibras o estos cordones rojos tienen en la imagen del cable de fibras 1 una distancia I predeterminada entre sí. En caso de que el cable por envejecimiento y/o daño experimente una extensión excesiva, esto se reflejará en un aumento de la distancia Al correspondiente de las bandas rojas, con lo que puede reconocerse el estado de recambio o daño, compárese con las figuras 14 y 15.
El módulo de detección 12 para detectar el estado real del cable de fibras altamente resistente 1 también puede presentar una tecnología de sensores 16 para la detección mediante sensores del estado real del núcleo de cable 11 y/o del revestimiento de cable 2, para dado el caso, alternativa o adicionalmente a la detección visual del estado del revestimiento de desgaste 2, poder detectar el estado real del núcleo de cable 11 y/o del revestimiento de cable 2 de otro modo. Esta tecnología de sensores 16 puede determinar ventajosamente varios parámetros del núcleo de cable 11 y/o del revestimiento de cable 2 para suponer un daño con variaciones predeterminadas de uno o varios parámetros del núcleo de cable y/o revestimiento de cable.
Por ejemplo la tecnología de sensores mencionada 16 puede presentar un sensor de reflexión óptico 17, que mediante las reflexiones del revestimiento de desgaste 2 y/o del núcleo de cable 11 y/o de capas de cable predeterminadas puede determinar la calidad del revestimiento de desgaste y/o del núcleo de cable y/o de la capa de cable. Por ejemplo el revestimiento de desgaste y/o el núcleo de cable y/o una capa de cable determinada pueden estar dotados de una capa de reflexión que refleja una señal de sensor, de modo que con el cable no dañado llega una señal de reflexión predeterminada al sensor o se recibe por el mismo. Por ejemplo, el sensor de reflexión 17 puede comprender una fuente de luz, por medio de la cual puede irradiarse el cable 1 con condiciones de luz definidas, de modo que puede producirse una señal de reflexión correspondiente.
En caso de que esta señal de reflexión muestre variaciones excesivas o características, puede partirse de un daño del cable. Si, por ejemplo, el revestimiento de desgaste 2 se recubre de manera reflectante, puede partirse de un daño del cable, cuando la señal de reflexión, con el revestimiento de cable desgastado 2, no se produce o no se produce en un número de puntos suficiente. De manera similar, con un recubrimiento reflectante del núcleo de cable 11 puede partirse de que en caso de aparecer una señal de reflexión el revestimiento de desgaste 2, que en el estado no dañado evita una reflexión, está dañado.
Alternativa o adicionalmente la tecnología de sensores mencionada 16 puede comprender también un sensor de ultrasonidos 18, que aplica ultrasonidos al cable de fibras altamente resistente 1 y que detecta la señal devuelta. Por medio de un sensor de ultrasonidos de este tipo 18 también es posible monitorizar capas más profundas del cable de fibras altamente resistente 1, en particular su núcleo de cable 11, aunque dado el caso también su revestimiento de desgaste 2, porque la señal de ultrasonidos varía con daños del cable, en particular con un desgaste del revestimiento de desgaste.
Además también puede estar previsto un sensor de radar 19, que aplica una señal de radar al cable de fibras
altamente resistente 1 y detecta la señal devuelta. Por medio de un sensor de radar de este tipo 19, también es posible detectar capas más profundas del cable de fibras altamente resistente 1, en particular su núcleo de cable 11, aunque dado el caso también el revestimiento de desgaste 2 y sus estructuras. En caso de que se muestren variaciones características de la señal de radar, puede partirse de un daño del cable de fibras altamente resistente 1.
5 Además, la tecnología de sensores mencionada 16 también puede comprender un sensor de funcionamiento capacitivo 20, que detecta las propiedades dieléctricas del núcleo de cable 11 y/o del revestimiento de desgaste 2 y puede determinar sus variaciones. En caso de que en la señal del sensor capacitivo 20 se muestren variaciones predeterminadas que permitan concluir variaciones correspondientes de las propiedades dieléctricas del núcleo de cable 11 y/o del revestimiento de desgaste 2, puede partirse de un daño del cable.
10
Claims (10)
10 2. 3.
15
4.
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6.
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30 8.
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12.
50 13.
REIVINDICACIONES
Dispositivo para reconocer el estado de recambio de un cable de fibras altamente resistente (1), que tiene un núcleo de cable, que comprende fibras o cordones de plástico altamente resistentes (4) así como un revestimiento (2) que rodea el núcleo de cable (11) e indica su desgaste, con una memoria de daños de referencia, en la que están contenidas representaciones de referencia del cable de fibras altamente resistente (1) con diferentes grados de daño del revestimiento (2) del cable de fibras altamente resistente (1), mediante las cuales mediante una comparación visual de una imagen real del cable de fibras altamente resistente con las representaciones de referencia almacenadas puede determinarse el grado de daño y/o desgaste del revestimiento, mediante el cual puede determinarse el estado de recambio.
Dispositivo según la reivindicación anterior, estando previsto un módulo de registro óptico (12), en particular una cámara (13) para registrar la imagen real del cable de fibras altamente resistente (1).
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un módulo de evaluación de imágenes automático o semiautomático (14) para la comparación visual de la imagen real del cable de fibras (1) con las representaciones de referencia almacenadas y para categorizar daños visibles en la imagen real.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un módulo de evaluación
(14) para la suma de daños individuales para un grado de daño total y emitir una señal de estado de
recambio al alcanzar un grado de daño total predeterminado.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de registro óptico (12) está configurado para registrar imágenes reales en color del cable de fibras (1), en el que el módulo de evaluación de imágenes (14) está previsto para detectar daños del cable de fibras mediante colores diferentes, que tienen las fibras o los cordones de plástico (4) del cable de fibras (1) y/o que tienen diferentes capas de revestimiento del revestimiento (2) del cable de fibras, y categorizarlos.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de evaluación de imágenes
(14) está previsto para, mediante los colores diferentes, que tiene por un lado el revestimiento (2) y que
tiene por otro lado el núcleo de cable (11), detectar daños y categorizarlos.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de evaluación de imágenes (14) está previsto para, mediante diferentes materiales, de los que están consistidas las fibras de plástico de al menos una capa de revestimiento del revestimiento (2), detectar daños y categorizarlos.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de evaluación de imágenes (14) presenta medios de evaluación del contorno (14a) para determinar variaciones del contorno del cable de fibras (1), en particular engrosamientos de cable y/o adelgazamientos de cable y/u ondulaciones de superficie de cable, y determinar el estado de recambio mediante este tipo de variaciones del contorno.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de evaluación de imágenes (14) presenta medios de evaluación del patrón de color (14b) para determinar variaciones del patrón de color del cable de fibras (1) y determinar el estado de recambio mediante un patrón de color determinado y cambiado.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de evaluación de imágenes (14) presenta medios de evaluación del porcentaje de superficie de color (14c) para determinar el porcentaje de superficie de un color en la imagen del cable de fibras (1) y determinar el estado de recambio mediante el porcentaje de superficie de color determinado.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de evaluación de imágenes (14) presenta medios de evaluación de la extensión (14d) para la determinación óptica de la distancia de determinados puntos de patrón de color y/o de grupos de píxeles en la imagen del cable de fibras (1) y determinar una extensión de cable mediante la distancia determinada y finalmente determinar un estado de recambio mediante la extensión de cable determinada.
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el/un módulo de registro óptico (12) presenta un sensor de reflexión óptico (17) para registrar reflexiones de luz, que se producen en una capa de reflexión del cable de fibras (1), en particular en su revestimiento (2) y/o su núcleo de cable (11).
Dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1 o una de las reivindicaciones anteriores, en el que está prevista una tecnología de sensores (16) para la detección mediante sensores de parámetros característicos del revestimiento (2) y/o del núcleo de cable (11), tecnología de sensores (16) que comprende al menos uno de los siguientes sensores:
- un sensor de ultrasonidos (18) para aplicar ultrasonidos al cable de fibras (1),
10 15.
16.
- un sensor de radar (19) para detectar el cable de fibras (1) por medio de radar,
- un sensor capacitivo (20) para detectar de manera capacitiva las propiedades dieléctricas del núcleo de cable (3) y/o del revestimiento (2).
Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo está integrado en un equipo de izado, que está configurado como grúa, en particular grúa de torre y/o grúa telescópica y/o grúa de muelle y/o grúa de buque, y que como cable de izado o cable de arriostramiento presenta un cable de fibras altamente resistente, que tiene un núcleo de cable (11), que comprende fibras o cordones de plástico altamente resistentes (4), así como un revestimiento (2) que rodea el núcleo de cable (11) e indica su desgaste.
Equipo de izado, en particular grúa como grúa de torre y/o grúa telescópica y/o grúa de muelle y/o grúa de buque, con un cable de fibras altamente resistente (1) así como un dispositivo para reconocer el estado de recambio del cable de fibras altamente resistente, configurado según una de las reivindicaciones 1 a 8.
Equipo de izado según la reivindicación anterior, en el que el cable de fibras altamente resistente (1) forma un cable de izado de grúa o un cable de arriostramiento de pluma de grúa.
15
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