ES2908420T3 - Equipo de guiado de cables con un sensor de movimiento, así como disposición de accionamiento y dispositivo de enrollado con un equipo de guiado de cables de este tipo - Google Patents

Abstract

Disposición para el guiado de cables, que comprende: una cadena portacables (31; 51) para el guiado protegido de conducciones, cables, tubos flexibles o similares (54, 55) entre un primer punto de conexión y un segundo punto de conexión en un consumidor que se puede mover con respecto al primero; un accionamiento (38, 48), que está conectado operativamente a la cadena portacables, para asistir el movimiento hacia delante y/o hacia atrás de la cadena portacables; una unidad de control (36; 46) para controlar el accionamiento; una unidad de sensor (35, 45) para detectar una variable de movimiento de la cadena portacables; en donde la unidad de sensor comprende un sensor de movimiento (10; 20) que está dispuesto en una zona de extremo (52B) de la cadena portacables en el lado del consumidor para detectar una variable de movimiento de la zona de extremo (52B) móvil, en particular su dirección de movimiento; y el sensor de movimiento está conectado a la unidad de control (46), que controla el accionamiento (38, 48) conforme a la variable de movimiento detectada por el sensor de movimiento (10; 20) para asistir el movimiento hacia adelante y/o hacia atrás de la cadena portacables.

Description

DESCRIPCIÓN

Equipo de guiado de cables con un sensor de movimiento, así como disposición de accionamiento y dispositivo de enrollado con un equipo de guiado de cables de este tipo

La invención se refiere, en general, a un equipo de guiado de cables, en particular a una cadena portacables, con un sensor de movimiento. La invención también se refiere a una disposición para el guiado de cables que comprende un accionamiento para asistir el movimiento hacia adelante y/o hacia atrás del equipo de guiado de cables, una unidad de control para controlar el accionamiento y una unidad de sensor para detectar una variable de movimiento del equipo de guiado de cables. La invención también se refiere a un dispositivo para enrollar y desenrollar un equipo de guiado de cables genérico y a su uso para el suministro de energía desde tierra (en inglés: Shore Power/Alternative Maritime Power), o también para suministrar energía a una herramienta de ingeniería civil. Los equipos de guiado de cables, por ejemplo, una cadena portacables, son generalmente conocidos y sirven para el guiado protegido de cables, hilos, mangueras o similares entre un primer punto de conexión y un segundo punto de conexión que es móvil con respecto al primero y en un consumidor, tal como, por ejemplo, una parte móvil de una máquina. También es conocido equipar las cadenas portacables con tecnología de sensor específica. Por ejemplo, el documento DE 202014 100540 U1 y Q la solicitud de patente WO 2009/095470 A1 describen un sensor de medición de fuerza en un arrastrador especialmente diseñado y una unidad para monitorizar las fuerzas de tracción y de empuje ejercidas sobre la cadena portacables para evitar, dado el caso, una rotura de la cadena. Sin embargo, esta tecnología de sensores no es adecuada directamente para controlar un accionamiento para un movimiento automático de la cadena portacables, o es bastante costosa.

La solicitud de patente WO 2014/102170 A1 describe una disposición especial para el guiado de cables que comprende una cadena portacables de este tipo y un accionamiento que está conectado operativamente a la cadena portacables para asistir el movimiento hacia adelante y/o hacia atrás de la cadena portacables. Para controlar el accionamiento, se propone una unidad de control que está conectada en cuanto a tecnología de señales con una unidad de sensor para detectar una variable de movimiento en la zona de extremo móvil de la cadena portacables. En este contexto, el documento WO 2014/102170 A1 describe, en particular con referencia a su figura 11, una cadena portacables con un equipo de acoplamiento que está conectado a un primer arrastrador en una parte de la máquina. El equipo de acoplamiento tiene al menos un sensor, por ejemplo, un sensor de desplazamiento. El equipo de acoplamiento está conectado a un segundo arrastrador en la cadena portacables propiamente dicha. El equipo de acoplamiento puede presentar una sección portacables adicional como amortiguador de movimiento. El primer arrastrador se puede desplazar hacia adelante y hacia atrás en la dirección longitudinal con respecto al segundo arrastrador. Dependiendo del recorrido de desplazamiento relativo del primer arrastrador, el sensor de desplazamiento envía una señal a un controlador. El controlador activa o desactiva un equipo de accionamiento para asistir al ramal móvil de la cadena portacables.

El diseño de este equipo de acoplamiento con sensor de desplazamiento es igualmente complejo, también relativamente grande y no apto para todas las aplicaciones.

A partir de la solicitud de patente DE 102012 110967 A1 se conoce una posible aplicación de un equipo de guiado de cables con accionamiento asistido. Aquí se describe un dispositivo para enrollar y desenrollar una cadena portacables, con un tambor montado de manera giratoria para enrollar y desenrollar el equipo de guiado de cables y con un accionamiento de tambor para hacer girar el tambor. Debido al accionamiento de tambor a motor, la cadena portacables se bobina desde o sobre el tambor en y en contra de la dirección de desenrollado. Sin embargo, el documento DE 102012 110967 A1 deja abierto cómo debe controlarse el accionamiento de tambor.

En la solicitud de patente EP 0518 292 A1 se describe una herramienta de ingeniería civil con un dispositivo para enrollar y desenrollar un equipo de guiado de cables, cuyo enrollado y desenrollado no está asistido por motor. En comparación con el complicado diseño del guiado de cables propuesto en ese documento, podría diseñarse un guiado de cables asistido por un accionamiento con cargas de tracción y empuje significativamente más bajas y, por lo tanto, simplificarse significativamente.

Partiendo del estado de la técnica anteriormente mencionado, un primer objetivo de la invención consiste en proponer un diseño simple, compacto y robusto de un sensor de movimiento para detectar una variable de movimiento de un equipo de guiado de cables, así como un equipo de guiado de cables equipado con el mismo. Este último debería ser particularmente adecuado para aplicaciones tanto verticales como horizontales. Esto se logra con las características de la reivindicación 1.

Un segundo objetivo dado el caso independiente consiste en equipar un dispositivo para enrollar y desenrollar un equipo de guiado de cables con un controlador sencillo, que sea particularmente adecuado para su uso con cables pesados, por ejemplo, en el suministro de energía desde tierra a barcos o bien para su uso en máquinas de ingeniería civil. Esto se logra con las características de la reivindicación 10, o mediante la reivindicación 14 o la reivindicación 15.

El primer objetivo puede lograrse en una forma de realización particularmente simple porque, en un equipo de guiado de cables que comprende un sensor de movimiento para el guiado protegido de cables, hilos, mangueras o similares entre un primer punto de conexión y un segundo punto de conexión que se puede mover con respecto al primero, y porque el sensor de movimiento presenta un cojinete con un primer componente y con un segundo componente que se puede mover con respecto al primero, y que comprende al menos un sensor, cuya señal de salida depende de la posición relativa del segundo componente con respecto al primer componente. Dependiendo de la realización del sensor de movimiento, el primer componente se puede fijar al segundo punto de conexión y el segundo componente se puede fijar al correspondiente extremo móvil del equipo de guiado de cables, o viceversa.

El cojinete puede estar realizado en particular como cojinete lineal, es decir, el sensor de movimiento comprende una guía, una corredera {en inglés: slider} que se puede desplazar longitudinalmente en la guía y al menos un captador, cuya señal de salida depende de la posición de la corredera con respecto a la guía. El sensor de movimiento puede estar realizado de tal manera que la guía se puede fijar al segundo punto de conexión y la corredera se puede fijar al extremo móvil del equipo de guiado de cables que se ha de conectar a la misma. La realización inversa mecánicamente equivalente también entra dentro del alcance de la invención, es decir, fijar la corredera al arrastrador o integrarla en él y fijar la guía a la zona de extremo móvil del equipo de guiado de cable.

El cojinete también puede estar realizado como cojinete giratorio o cojinete radial, por ejemplo con un brazo pivotante montado de manera giratoria en el primer componente y cuya posición de giro indica la dirección de movimiento. En el caso de un sensor de movimiento con un cojinete giratorio para determinar la posición, ya se puede lograr una regulación precisa de la posición relativa o del movimiento de la zona de extremo móvil utilizando un potenciómetro convencional.

La guía puede formar un cojinete desplazable y flotante, en particular un cojinete deslizante, de la corredera y puede soportarla esencialmente sin juego en las dos direcciones perpendiculares a la misma. La dirección longitudinal puede corresponder en particular a la dirección de desplazamiento del segundo punto de conexión o del extremo móvil del equipo de guiado de cables, que normalmente coincide con la extensión longitudinal de esta zona de extremo del equipo de guiado de cables.

En el presente caso, se entiende por sensor de movimiento cualquier dispositivo que convierte un movimiento espacial o un cambio de posición en una variable electromagnética evaluable con un circuito adecuado. En particular, la dirección y/o la magnitud de un cambio de posición espacial se entiende como una variable de movimiento.

En una realización mecánicamente sencilla, el al menos un sensor está fijado a la corredera o a la guía o, en el caso de un diseño en varias partes, dado el caso a ambas.

Una forma de realización especialmente sencilla desde el punto de vista de la tecnología de medición comprende al menos o exactamente dos sensores, de los cuales solo uno reacciona al acercarse a una de las dos posiciones de extremo en la dirección longitudinal. Esto puede lograrse de forma especialmente sencilla mediante un primer y un segundo interruptor de proximidad sin contacto, que están previstos a una distancia en la dirección longitudinal. De esta manera se implementa un sensor de histéresis especialmente sencillo, que solamente indica la dirección de movimiento del extremo móvil de la cadena. Sensores electromagnéticos, tales como, por ejemplo, captadores inductivos, capacitivos o captadores magnéticos, como por ejemplo un contacto Reed o un sensor de Hall, se consideran como interruptores de proximidad adecuados. La detección óptica de movimiento también entra dentro del alcance de la invención, por ejemplo con barreras de luz y una bandera de posición que las interrumpe. No se requieren sensores de movimiento más complejos, aunque cabe considerarlos para lograr una regulación más precisa, por ejemplo, si se desea una indicación sobre la velocidad además de la detección de la dirección. Dado el caso, la detección de la dirección también se puede implementar con un componente sensor si este presenta tres elementos de Hall dispuestos adecuadamente para el desfase de la señal. En tales sensores, sirven como transmisor una cremallera dentada ferromagnética, una chapa estampada o un transmisor con polos magnéticos que se alternan en la dirección longitudinal.

Además del al menos un captador, el equipo de guiado de cables o el sensor de movimiento puede presentar dos interruptores de fin de carrera en extremos opuestos de la guía o de la corredera para indicar que se ha alcanzado un desplazamiento longitudinal máximo. Por ejemplo, una sobrecarga del equipo de guiado de cables se puede implementar mediante una parada de emergencia del arrastrador móvil o del segundo punto de conexión. En el caso de equipos de guiado de cables particularmente vulnerables o exigentes, también se puede considerar un desacoplamiento del equipo de guiado de cables del segundo punto de conexión. En este caso, la corredera debería liberarse de la guía sin destruirse, y los cables guiados deberían estar conectados a una conexión fácilmente separable.

Con el sensor de movimiento propuesto, el diseño mencionado proporciona un elemento de medición simple y robusto que se puede conectar a una unidad de control para controlar un elemento actuador, por ejemplo, uno o más accionamientos a motor para descargar o asistir a una cadena portacables, tal y como se describe en el documento WO2014102170A1. En el sentido de la tecnología de regulación, la unidad de control puede constituir una regulación con retroalimentación o, dado el caso, también un controlador simple.

Ventajosamente, los cables de señal, por ejemplo para conectar el sensor de movimiento a una unidad de control y/o a un elemento actuador, se guían protegidos por el propio equipo de guiado de cables hasta su extremo estacionario.

El controlador, que evalúa las señales del sensor de movimiento, puede estar dispuesto en el punto fijo o en el consumidor móvil. Esto último es particularmente ventajoso en el caso de un guiado de cables especialmente largos, ya que el número de cables que se han de conducir de regreso desde el segundo hasta el primer punto de conexión puede ser menor. Por ejemplo, puede bastar con un único cable de datos si la unidad de control y/o el sensor de movimiento pueden alimentarse a través de cables de suministro previstos de todos modos. La transmisión de datos por radio también entra dentro del alcance de la invención.

El sensor de movimiento puede estar conectado a una unidad de control, que controla un accionamiento para asistir al equipo de guiado de cables como elemento actuador. Preferentemente, el controlador dispara también una parada de emergencia del consumidor móvil, que comprende el segundo punto de conexión, cuando el sensor de movimiento indica que se ha alcanzado un desplazamiento longitudinal máximo permitido entre la guía y la corredera, por ejemplo mediante interruptores de fin de carrera adecuados. Esto es particularmente ventajoso si el extremo móvil del equipo de guiado de cables se puede desacoplar o separar del consumidor con fines de protección.

Preferentemente, el sensor de movimiento puede acoplar mecánicamente el consumidor al extremo móvil del equipo de guiado de cables, de manera análoga a un arrastrador, pero con juego o de manera flotante en la dirección longitudinal. Para ello, puede presentar dos topes de extremo, en particular en la guía o en la corredera, para limitar el desplazamiento longitudinal máximo y transmitir fuerza entre las dos partes.

De acuerdo con un aspecto, la invención se refiere a una disposición para el guiado de cables con una cadena portacables genérica, un accionamiento que asiste a la cadena portacables en su movimiento hacia delante y/o hacia atrás, una unidad de control del accionamiento así como una unidad de sensor para detectar una variable de movimiento en la zona de extremo móvil de la cadena portacables. Este aspecto de la invención se caracteriza porque la unidad de sensor comprende un sensor de movimiento con una guía, una corredera desplazable longitudinalmente en la guía y al menos un captador, cuya señal de salida depende de la posición de la corredera con respecto a la guía. El sensor de movimiento puede estar realizado en este caso o bien con la guía estacionaria en el consumidor y con la corredera estacionaria en el extremo móvil o bien con la guía estacionaria en el extremo móvil y con la corredera estacionaria en el consumidor.

En una realización de esta disposición para el guiado de cables, el movimiento hacia adelante y/o hacia atrás de la cadena portacables tiene lugar esencialmente en una dirección horizontal, formando la cadena portacables un ramal inferior, un codo de desvío y un ramal superior y el accionamiento asiste el movimiento de desplazamiento del ramal superior y/o del codo de desvío. Esto se puede hacer, por ejemplo, utilizando varios accionamientos a motor en un carril deslizante o utilizando una cinta rodante accionada por motor o similar. La propia cadena también puede estar equipada con uno o varios accionamientos en la zona del ramal superior, que la impulsan en la dirección deseada. Además, es concebible asistir al codo de desvío en su movimiento, en particular si ya existe un rodillo de desvío, a través del cual se desvía la cadena portacables.

De acuerdo con otro aspecto independiente, el segundo objetivo mencionada al principio se logra mediante un dispositivo para enrollar y desenrollar un equipo de guiado de cables, en particular una cadena portacables, que comprende un equipo de guiado de cables genérico, un tambor montado de manera giratoria para enrollar y desenrollar el equipo de guiado de cables y un accionamiento de tambor para hacer girar el tambor. Este aspecto se puede caracterizar porque una unidad de sensor para detectar una variable de movimiento del equipo de guiado de cables está dispuesta en la zona de extremo del equipo de guiado de cables en el lado del consumidor, y está prevista una unidad de control conectada a esta unidad de sensor y al accionamiento de tambor para controlar el accionamiento de tambor.

Con esta disposición, es particularmente fácil lograr una reducción de las fuerzas de tracción y de empuje típicas en los equipos de guiado de cables en general y en una cadena portacables en particular. Por tambor también se entiende un carrete o cualquier dispositivo similar que sea adecuado para enrollar y desenrollar un equipo de guiado de cables.

El dispositivo para enrollar y desenrollar el tambor puede estar realizado, en particular, de acuerdo con la enseñanza del documento DE102012110967A1.

Se prefiere particularmente, pero no obligatorio, que la unidad de sensor comprenda un sensor de movimiento de acuerdo con el primer aspecto de la invención mencionado anteriormente, es decir, con una guía, una corredera que se puede desplazar longitudinalmente en la guía y al menos un captador, cuya la señal de salida depende de la posición de la corredera con respecto a la guía.

La unidad de control puede controlar el accionamiento de tambor en cuanto a su dirección de rotación y su número de revoluciones, en particular regularlo de tal modo que el extremo libre del equipo de guiado de cables, que puede desplegarse o retraerse, siga un movimiento del consumidor de manera esencialmente sincrónica.

En una realización simple, el accionamiento de tambor comprende un motor eléctrico, por ejemplo, un motor eléctrico controlado por frecuencia, tal como una máquina asíncrona trifásica.

Para evitar un desenrollado involuntario cuando el motor está parado, el accionamiento de tambor comprende preferentemente un engranaje con retención automática que está conectado a un motor en el lado de entrada de fuerza y está conectado al eje o árbol de tambor en el lado de salida. Los engranajes de tornillo sin fin son especialmente adecuados como engranajes con retención automática.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, esto simplifica el suministro a un barco amarrado en puerto. El suministro de energía desde tierra puede, entre otras cosas, evitar la necesidad de generadores de barco para generar electricidad, es decir, se logra una reducción de las emisiones. De acuerdo con este aspecto adicional de la invención, esta se puede utilizar en particular para el suministro de energía desde tierra a un buque de altura. El equipo de guiado de cables tiene preferentemente, a este respecto, una cadena portacables que se puede enrollar y desenrollar para guiar los cables de alta tensión.

Finalmente, la invención también se refiere al uso del dispositivo según el penúltimo y segundo aspecto para suministrar y, dado el caso, también desechar una herramienta de ingeniería civil que puede desplazarse verticalmente, tal como un cabezal de perforación profunda, un cabezal de corte para el desmantelamiento de pilares de plataformas, una fresa para abrir zanjas de acuerdo con el documento EP0518292A1 o similares. En este caso, la herramienta de ingeniería civil que presenta el segundo punto de conexión se soporta típicamente mediante un cable de tracción de un cabrestante y se desplaza hacia arriba y hacia abajo predominantemente en vertical por medio de un accionamiento de cabrestante. Gracias a la unidad de sensor aquí propuesta y a la unidad de control, el accionamiento de tambor puede seguir el accionamiento de cabrestante de manera síncrona o casi síncrona, sin que para ello se requiera una tecnología de regulación compleja.

Más detalles, características y ventajas de la invención se pueden derivar de la siguiente descripción más detallada de ejemplos de realización preferidos con referencia a las figuras adjuntas. Estos muestran, sin limitación, en representación esquemática no a escala:

FIG. 1: una vista lateral esquemática de una primera realización de un sensor de movimiento de acuerdo con el primer aspecto de la invención;

FIG. 2: una vista lateral esquemática de una segunda realización de un sensor de movimiento de acuerdo con el primer aspecto de la invención;

FIG. 3: una vista en planta esquemática de un ejemplo de realización de un dispositivo para enrollar y desenrollar un equipo de guiado de cables de acuerdo con el segundo aspecto;

FIG. 4A-4C: vistas laterales esquemáticas de otro dispositivo para enrollar y desenrollar de acuerdo con el segundo aspecto, por ejemplo, para uso en una herramienta de ingeniería civil; y

FIG. 5: una vista esquemática del uso de un dispositivo para enrollar y desenrollar un equipo de guiado de cables, por ejemplo según la figura 3 o las figuras 4A-4C, para el suministro de energía desde tierra a un barco.

La figura 1 muestra un primer ejemplo de realización de un sensor de movimiento 10. En una guía 11 está montada una corredera 12 de manera que puede desplazarse en la dirección longitudinal L, por ejemplo por medio de cojinetes lisos. Los cojinetes pueden preverse en aberturas coaxiales en dos brazos de retención opuestos de la guía 11, perpendiculares a la dirección longitudinal L, tal como se indica en la figura 1. En la figura 1, dos captadores 13, 14 están fijados en la guía 11 a una distancia longitudinal predeterminada. Un elemento disparador 15, por ejemplo un imán permanente, está dispuesto aproximadamente en el centro de la corredera 12 e interactúa con los captadores 13, 14. Los captadores 13, 14 pueden estar realizados como interruptores de proximidad sin contacto, como contactos Reed o similares.

Cuando un consumidor fijado a la guía 11 se aleja, la corredera 12 se mueve hacia atrás con respecto a la guía 11 (hacia la izquierda en la figura 1), es decir, reaccionará el primer captador 13. A medida que la corredera 12 se mueve hacia delante con respecto a la guía (hacia la derecha en la figura 1), reaccionará el segundo captador 14. De esta manera, la dirección de movimiento se puede detectar de una manera robusta y particularmente simple, ya que la señal de salida de los captadores 13, 14 depende de la posición relativa de la corredera 12 montada de manera flotante con respecto a la guía 11. En este caso es irrelevante si la guía 11 se encuentra en el punto de conexión en el lado del consumidor y la corredera 12 en el correspondiente extremo móvil de un equipo de guiado de cables (véase la figura 3-4) o viceversa, solo se invertirá el comportamiento de los captadores 13, 14 en consecuencia.

La figura 1 muestra, además de los captadores 13, 14, dos interruptores de fin de carrera 16, 17 en extremos opuestos de la guía 11, justo al lado de los brazos de retención. Los interruptores de fin de carrera 16, 17 funcionan según el mismo principio que los captadores, pero indican que se ha alcanzado un desplazamiento longitudinal máximo deseado, conforme al cual se debe dimensionar la distancia entre los interruptores de fin de carrera 16, 17 y, por lo tanto, el sensor de movimiento 10.

La figura 2 muestra un segundo ejemplo de realización de un sensor de movimiento 20, que difiere esencialmente de la figura 1. Los captadores 23, 24 para detectar la dirección no están fijados en este caso a la guía 21, sino a la corredera 22. Por consiguiente, en la guía 21 están previstos dos elementos disparadores 15 en las zonas de extremo. Sin embargo, el modo de funcionamiento de los captadores 23, 24 es idéntico al de los captadores 13, 14. Otra diferencia es que el sensor de movimiento 20 presenta topes de extremo 28, 29, por ejemplo pernos transversales, que actúan sobre los brazos de retención. Los topes de extremo 28, 29 limitan el movimiento relativo de la corredera 22 con respecto a la guía 21 y, dado el caso, están realizados lo suficientemente fuertes como para utilizar el sensor de movimiento 20 al mismo tiempo como arrastrador con cojinete flotante en la dirección longitudinal L.

La figura 3 muestra un dispositivo 30 para el enrollado y desenrollado horizontal de una cadena portacables 31 para el guiado protegido de cables, hilos, mangueras o similares (no mostrados en la figura 3). El dispositivo 30 comprende un tambor 32 montado de manera giratoria para enrollar y desenrollar la cadena portacables 31 con un accionamiento de tambor 38 correspondiente para accionar el tambor. Para evitar contactos deslizantes o similares, el dispositivo presenta una cinta en espiral 33 especial que conecta el extremo no desplegable de la cadena portacables 31 al punto fijo. En este sentido, el dispositivo 30 está realizado esencialmente de acuerdo con el documento DE 102012 110967 A1.

Para controlar y, dado el caso, regular el accionamiento de tambor 38, en la zona de extremo de la cadena portacables 31 que puede desplegarse y retraerse, o en el lado del consumidor, está prevista una unidad de sensor 35, que comprende un sensor de movimiento 10 o 20 de acuerdo con la figura 1 o la figura 2, para detectar una variable de movimiento, en particular la dirección de movimiento del consumidor (no representado en la figura 3). Una unidad de control 36 conectada a la unidad de sensor 35 y al accionamiento de tambor 38 en cada caso desde el punto de vista de la tecnología de señales sirve para controlar el accionamiento de tambor 38 conforme a la variable de movimiento detectada.

Las figuras 4A-4C muestran un dispositivo 40 para el enrollado y desenrollado vertical de una cadena portacables 51, para el guiado protegido de cables de suministro 54, por ejemplo, para una herramienta de ingeniería civil, entre un primer punto de conexión 53A y un segundo punto de conexión 53B en un consumidor 50, que se puede mover con respecto al primero. El dispositivo 40 está construido según un principio similar al dispositivo 30 de la figura 3, y comprende en particular una unidad de sensor 45 con un sensor de movimiento 10 de acuerdo con la figura 1, estando la guía fijada de manera estacionaria en el consumidor 50 y la corredera en la zona de extremo 52B móvil de la cadena de portacables 51. La disposición también se puede invertir.

El dispositivo 40 de las figuras 4A-4C tiene un motor eléctrico 48 como accionamiento para asistir el movimiento de despliegue y/o retracción de la cadena portacables 51 o para accionar el tambor giratorio 42. La unidad de sensor 35 detecta con ayuda del sensor de movimiento 10 la dirección de movimiento del consumidor 50. Como se ve al comparar las figuras 4B y 4C con el estado de reposo de la figura 4A, un captador 13 responderá cuando el consumidor 50 se esté desplazando hacia abajo y el otro captador 14 responderá cuando el consumidor 50 se esté desplazando hacia arriba. Por consiguiente, la unidad de control 46 controla el accionamiento de tambor 48 a través del cable de señal 55 para enrollar la cadena portacables 31 (figura 4C) o desbobinarla (figura 4B). Gracias al diseño del sensor de movimiento 10, la cadena portacables 31 esencialmente podrá seguir el movimiento del consumidor. Si se produce una avería, por ejemplo, si la cadena portacables 31 se engancha, la unidad de control 46 puede detectar esto con ayuda de los interruptores de fin de carrera 16, 17 y, dado el caso, disparar una parada de emergencia del consumidor 50, por ejemplo, deteniendo un cable de cabrestante para la herramienta de ingeniería civil.

Las figuras 4A-4C también muestran un engranaje de tornillo sin fin con retención automática conectado al accionamiento de tambor 48 en el lado de entrada de fuerza y que acciona el eje de tambor 44, es decir, el árbol del tambor 42, en el lado de salida. Esto evita una marcha libre incontrolada.

A diferencia de las figuras 4A-4C, la unidad de control 46 también puede estar dispuesta en el accionamiento de tambor 48, es decir, en el lado estacionario de la cadena portacables 31.

La figura 5 muestra otro ejemplo de aplicación del dispositivo 40, por ejemplo de acuerdo con la figura 4A-4C, para suministrar energía a un buque de altura 50 como consumidor. Para el suministro de energía desde tierra (en inglés: Shore Power/Alternative Maritime Power) al barco 50, el dispositivo 40 (que no se muestra en detalle aquí) está previsto en un contenedor estándar, que en la figura 5 está colocado a modo de ejemplo directamente en el muro de muelle de un puerto. El barco 50 presenta un brazo en voladizo con un cabrestante 56, con un cable de acero 58 y un gancho de grúa (no mostrado) para subir y bajar una unidad combinada de acoplamiento y de sensor 45 del dispositivo 40. Para conectar los cables de suministro eléctrica 54 del barco 50 a los cables de suministro proporcionados por la cadena portacables 51 (véanse las figuras 4A-4C) está dispuesto un dispositivo de acoplamiento 57 cerca del cabrestante 56, por ejemplo para una conexión de enchufe, en el brazo en voladizo del barco 50. La zona de extremo 52B de la cadena portacables 51 está montada, tal como se ha explicado con respecto a las figuras 4A-4C, de manera flotante dentro de la unidad de acoplamiento y de sensor 45 y está operativamente conectada a un sensor de movimiento (véanse las figuras 4A-4C).

El modo de actuación de la disposición según la figura 5 está correspondientemente invertido por lo que respecta a las fuerzas en comparación con las figuras 4A-4C, siguiendo el accionamiento de tambor también en este caso el accionamiento del cabrestante 56. La estructura del dispositivo 40 está adaptada a las relaciones de fuerza inversas, mientras que por lo demás es análoga a las figuras 4A-4C. Si la unidad combinada de acoplamiento y de sensor 45 es levantada por el cabrestante 56, el accionamiento de tambor del dispositivo 40 se enciende y despliega la cadena portacables 51 hasta que esta encaja en su sitio en el dispositivo de acoplamiento 57 del barco 50 y se conecta a los cables de suministro 54. En este punto, el cabrestante 56 se detiene lo que hace que el accionamiento de tambor se apague. El desacoplamiento, la retracción y el enrollamiento de la cadena portacables 51 en el contenedor del dispositivo 40 se realiza a la inversa, con enrollamiento automático de la cadena portacables 51 en el tambor (figura 4A-4C).

Como alternativa al ejemplo de aplicación ilustrado en la figura 5, el dispositivo 40 también puede estar dispuesto en el propio barco 50, en particular en un buque portacontenedores, sirviendo el dispositivo 40 asistido por motor y controlado por sensor para desplegar y retraer la cadena portacables 51 desde el barco hasta el muelle, con el mismo modo de actuación y estructura que la figura 3 o las figuras 4A-4C.

El consumo de energía típico para el suministro de energía desde tierra, por ejemplo, de buques portacontenedores o cruceros, se sitúa en el orden de algunos megavatios (MW) con tres fases. Por lo tanto, los cables de suministro adecuados son extremadamente pesados. Por lo tanto, la disposición asistida por motor y controlada por sensor para el guiado de cables se puede utilizar de forma especialmente ventajosa para el suministro de energía desde tierra.

Lista de referencias

FIG. 1

10 sensor de movimiento

11 guía

12 corredera

13 primer captador

14 segundo captador

15 elemento disparador

16, 17 interruptor de fin de carrera

L dirección longitudinal

FIG. 2

20 sensor de movimiento

21 guía

22 corredera

23 primer captador

24 segundo captador

25 elementos disparadores

28, 29 topes de extremo

L dirección longitudinal

FIG. 3

30 dispositivo de enrollado

31 cadena portacables

32 tambor

33 cinta en espiral

34 eje de tambor

35 unidad de sensor

36 unidad de control

38 motor eléctrico

FIG. 4A-4C

10 sensor de movimiento

40 dispositivo de enrollado

42 tambor

44 eje de tambor

45 unidad de sensor

46 unidad de control

48 motor eléctrico

49 engranaje de tornillo sin fin

50 consumidor

51 cadena portacables

52A, 52B zonas de extremo

53A, 53B puntos de conexión

54 cables de suministro

55 cables de señal

FIG. 5

40 dispositivo de enrollado

45 unidad de sensor y de acoplamiento 50 barco (consumidor)

51 cadena portacables

52B zonas de extremo

54 cables de suministro

56 cabrestante

57 dispositivo de acoplamiento

58 cable de acero

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Disposición para el guiado de cables, que comprende:

una cadena portacables (31; 51) para el guiado protegido de conducciones, cables, tubos flexibles o similares (54, 55) entre un primer punto de conexión y un segundo punto de conexión en un consumidor que se puede mover con respecto al primero;

un accionamiento (38, 48), que está conectado operativamente a la cadena portacables, para asistir el movimiento hacia delante y/o hacia atrás de la cadena portacables;

una unidad de control (36; 46) para controlar el accionamiento;

una unidad de sensor (35, 45) para detectar una variable de movimiento de la cadena portacables; en donde la unidad de sensor comprende un sensor de movimiento (10; 20) que está dispuesto en una zona de extremo (52B) de la cadena portacables en el lado del consumidor para detectar una variable de movimiento de la zona de extremo (52B) móvil, en particular su dirección de movimiento; y

el sensor de movimiento está conectado a la unidad de control (46), que controla el accionamiento (38, 48) conforme a la variable de movimiento detectada por el sensor de movimiento (10; 20) para asistir el movimiento hacia adelante y/o hacia atrás de la cadena portacables.

2. Disposición según la reivindicación 1, caracterizada porque

el sensor de movimiento (10; 20) presenta un cojinete con un primer componente y con un segundo componente, móvil con respecto al primero, y comprende al menos un captador (13, 14; 23, 24) cuya señal de salida depende de la posición del segundo componente con respecto al primer componente;

en donde el sensor de movimiento (10; 20) presenta, en particular, un cojinete lineal, con una guía (11; 21), una corredera (12; 22) que se puede desplazar en la guía en la dirección longitudinal (L), y al menos un captador (13, 14; 23, 24), cuya señal de salida depende de la posición de la corredera con respecto a la guía;

y porque

el sensor de movimiento (10; 20) está dispuesto con el primer componente, en particular con la guía, en el consumidor y con el segundo componente, en particular con la corredera, en la correspondiente zona de extremo (52B) móvil, o viceversa.

3. Disposición según la reivindicación 2, caracterizada porque el al menos un captador (13, 14; 23, 24) está fijado a la corredera o a la guía, estando previstos preferentemente dos captadores, en particular un primer y un segundo interruptor de proximidad sin contacto (13, 14; 23, 24) a una distancia en la dirección longitudinal.

4. Disposición según las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada porque el sensor de movimiento (10) dispone además de dos interruptores de fin de carrera (16, 17) en extremos opuestos de la guía y de la corredera, respectivamente, para indicar que se ha alcanzado un desplazamiento longitudinal máximo.

5. Disposición según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la unidad de control constituye un regulador con retroalimentación, que comprende el accionamiento (38, 48) como elemento actuador, que es controlado por la unidad de control, y el sensor de movimiento (10) como elemento de medida.

6. Disposición según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los cables de señal (55) para conectar el sensor de movimiento (10) a la unidad de control (46) son guiados a través de la cadena portacables hasta el extremo fijo de esta.

7. Disposición según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la unidad de control (36; 46) desencadena una parada de emergencia del consumidor móvil cuando el sensor de movimiento indica que se ha alcanzado un desplazamiento longitudinal máximo.

8. Disposición según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el sensor de movimiento (10) acopla mecánicamente el segundo punto de conexión a la zona de extremo (52B) móvil y, para ello, presenta dos topes de extremo (28, 29) en particular en la guía o en la corredera para limitar el desplazamiento longitudinal máximo.

9. Disposición para el guiado de cables según una de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el movimiento hacia adelante y/o hacia atrás de la cadena portacables (31) tiene lugar esencialmente en dirección horizontal, la cadena portacables forma un ramal inferior, un codo de desvío y un ramal superior, y el accionamiento asiste el movimiento de desplazamiento del ramal superior y/o del codo de desvío.

10. Dispositivo (30; 40) para enrollar y desenrollar un equipo de guiado de cables, en particular una cadena portacables, que comprende

un equipo de guiado de cables (31; 51) para el guiado protegido de cables, conducciones, tubos flexibles o similares entre un primer punto de conexión (53A) y un segundo punto de conexión (53B) en un consumidor que se puede mover con respecto al primero;

un tambor (32; 42) montado de manera giratoria para enrollar y desenrollar el equipo de guiado de cables; un accionamiento de tambor (38; 48) para hacer girar el tambor;

caracterizado por

una unidad de sensor (35; 45) dispuesta en la zona de extremo (52B) del equipo de guiado de cables en el lado del consumidor para detectar una variable de movimiento del equipo de guiado de cables;

una unidad de control (36; 46) conectada a la unidad de sensor (35; 45) y al accionamiento de tambor para controlar el accionamiento de tambor conforme a la variable de movimiento detectada, en particular la dirección de movimiento de la zona de extremo (52B) en el lado del consumidor.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque la unidad de sensor (35; 45) comprende un sensor de movimiento (10; 20) con una guía, una corredera desplazable en la guía en la dirección longitudinal (L) y al menos un captador, cuya señal de salida depende de la posición de la corredera con respecto a la guía.

12. Dispositivo según las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque la unidad de control (36; 46) controla, en particular regula o dirige, el accionamiento de tambor (38; 48) con respecto a la dirección de rotación y al número de revoluciones.

13. Dispositivo según las reivindicaciones 10, 11 o 12, caracterizado porque el accionamiento de tambor presenta un motor eléctrico (48) y un engranaje (49) con retención automática conectado al mismo en el lado de entrada y conectado al eje de tambor en el lado de salida, siendo el engranaje preferentemente un engranaje de tornillo sin fin (49).

14. Uso del dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 13 para el suministro de corriente desde tierra a un barco, en particular a un buque de altura, en donde el equipo de guiado de cables comprende preferentemente una cadena portacables (51) que guía los cables de alta intensidad para el suministro de corriente desde tierra.

15. Uso del dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 13 para suministrar corriente a una herramienta de ingeniería civil que puede desplazarse verticalmente, tal como, por ejemplo, un cabezal de perforación profunda o similar, en donde la herramienta de ingeniería civil que presenta el segundo punto de conexión es soportada por un cable de tracción de un cabrestante y se desplaza hacia arriba y hacia abajo predominantemente en vertical por medio de un accionamiento de cabrestante, y el accionamiento de tambor sigue el accionamiento de cabrestante.