WO2007101893A1 - Sistema automático para guiado, retención y ajuste de cables - Google Patents

Sistema automático para guiado, retención y ajuste de cables Download PDF

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Definitions

  • the anchorage of the cables is carried out by means of fixed terminals, wedge and clamps or fixed staples screwed.
  • the operation of changing cables (lifting the load), at present, requires many hours and is performed with the crane boom in a horizontal position. This situation interferes with the maneuvers of ships and adjacent cranes: it prevents docking maneuvers, and changes in the position of the cranes during the change of cables.
  • the cables must be adjusted so that the spreader (hitch element) is perfectly aligned and level with the container. As the cable tie is fixed, this operation has a significant cost in hours and labor.
  • the cable change operation requires the immobilization of the crane for a considerable time. During this maneuver you must eliminate all the anchor points of the cables and allow them to pass through the crane as easily as possible. The position of the crane and the boom on the dock creates problems of interference with the rest of the operation: ship maneuvers and positioning of the other cranes.
  • the anchoring of the cables at the tip of the pen requires the use of equipment and tools for disassembly / assembly of the clips. This area has little space for staff, is beaten by the wind and is exposed to problems due to falling objects and other risks inherent in working at height. Brief description of the invention.
  • the assembly (figure 1) includes sliding clips (figure 2), the operation of these clips, additional guidance system and automatic tensioner for the adjustment of the cables.
  • the clips are based on a wedge mechanism, with a suitable shape and angle to be self-locking, exert sufficient pressure without damaging the cable and can be operated with a force much lower than the tension of the cable they support. If the staple actuator fails, the same friction between cable and wedges would keep them in the closed position.
  • the proposed system requires an automatic clip for each branch of the cable. As a tensioning element, it is enough to use one, although variants with independent tensioners or with common drives for the clips could also be designed.
  • the system consists of: Four staples, one for each branch, with their respective drives.
  • the clip consists of two sliding wedges, and a rigid housing.
  • the drive is sized so that it can close or open the wedges.
  • the pulleys guide the cable, preventing the staples from receiving transverse forces and that the cable rubs or suffers strong bends.
  • the breasts that are formed help us to adjust the cable and level the spreader by increasing or decreasing the cable path through the tensioning device and the selective closure of the corresponding clip.
  • Figure 1 Shows the arrangement of the device. It has been illustrated with direct linear drive of the tensioner and the four clips, by means of hydraulic cylinders. It should be noted that this is only one variant among many possible (pneumatic cylinders, solenoids, electric motors, screw drive, etc).
  • the pulleys are arranged so that both cables are kept in parallel planes, without the possibility of rubbing each other when they are in load.
  • the tensioner has a relatively wide path, the effect of which is extended by the arrangement of the internal pulleys.
  • External pulleys maintain coaxiality between the cables and the shaft of the clips.
  • Immediate variants of the proposed system are obtained by swapping the order between the components, varying the number of staples or tensioners, or placing them in other directions and maintaining guidance through pulleys, bolts or other appropriate elements.
  • Figure 2 It is a detail of Figure 1 illustrating a possibility of actuation of the clips, located in the open position. Inside the housing there are two independent wedges, sliding on inclined planes.
  • the wedge actuator is a hydraulic cylinder, the rod of which has been located close to the axis of the staples to minimize bending stress.
  • the housing is very robust, since it must withstand high normal forces, which tend to open its side walls.
  • a variant with two milled plates and screwed together is illustrated, although the possibilities are very wide.
  • the figures shown correspond to a specific embodiment.
  • the five drives are hydraulic cylinders, forming part of the same circuit.
  • the hydraulic control unit (not shown) is arranged in the same area. Wedges, mobile, have two clearly different faces.
  • the outer wall slides over the housing, and is rectified to reduce friction.
  • the inner wall is the one that hugs the cable, and has a groove machined so that the closure of the two clips is hexagonal, with 4 pressure zones on the cable, to avoid damaging it. This wall is knurled to ensure grip and cause self-locking in the event of a breakdown in the drive.
  • the housing has a special grooving, to allow transverse approach of the pins that move the wedges when they move.
  • the pulleys with additional guidance device, are arranged so that both cables are kept in parallel planes, without the possibility of rubbing each other when they are in load.
  • the pulley frames and their support shafts are calculated to withstand the full load of the cables (hypothesis of complete breakage of the clips). For reasons of cost, space and simplicity, a single tensioner is used in the example. While this is not a fundamental characteristic of the proposed system.

Abstract

Las sujecciones de los cables de acero para carga de contenedores están sometidas a grandes esfuerzos, lo que hace que se utilicen mordazas robustas atornilladas. Los sistemas actualmente instalados en estas grúas para fijación de cables, son mordazas atornilladas fijas. Se presenta un sistema mucho más versátil y flexible, basado en un mecanismo de cuñas que permite el accionamiento automático e instantáneo (controlado remotamente). El conjunto incluye las grapas deslizantes, el accionamiento de estas grapas, guias adicionales necesarias y tensor para el ajuste de los cables. Esta solución permite: realizar la operación de cambio de cables con pluma izada, permitiendo así las maniobras de los buques y el funcionamiento de las grúas contiguas; reducir los tiempos de sustitución de cables; utilizar el elemento de anclaje (grapas) + tensor como mecanismo de ajuste de la longitud de los ramales. Se pueden corregir de forma instantánea las posibles desalineaciones del spreader.

Description

SISTEMA AUTOMÁTICO PARA GUIADO, RETENCIÓN Y AJUSTE DE CABLES DE ACERO EN GRÚAS.
SECTOR DE LA TÉCNICA
Sector industrial: transporte y movimiento de contenedores. Cables de acero para grúas.
ESTADO DE LA TÉCNICA Los cables de carga en grúas portacontenedores se encargan de la elevación de la carga, de la elevación de la pluma y, en las variantes más frecuentes, de la traslación del carro.
Son cables de grueso calibre, gran longitud, sin empalmes, sometidos a fuertes cargas, y que deben renovarse periódicamente. El anclaje de los cables, se realiza mediante terminales fijos, en cuña y mordazas o grapas fijas atornilladas. La operación de cambio de cables (elevación de la carga), en la actualidad, requiere muchas horas y se realiza con la pluma de la grúa en posición horizontal. Esta situación interfiere en las maniobras de los buques y de las grúas contiguas: impide las maniobras de atraque, y los cambios de posición de las grúas mientras dura el cambio de cables.
Los cables deben ser ajustados de forma que el spreader (elemento de enganche) quede perfectamente alineado y nivelado con el contenedor. Como el amarre de los cables es fijo, esta operación tiene un coste importante en horas y mano de obra.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Problema técnico planteado
La operación de cambio de cables requiere la inmovilización de la grúa durante un tiempo considerable. Durante esta maniobra hay que eliminar todos los puntos de anclaje de los cables y permitir el paso de estos a través de la grúa con la máxima facilidad posible. La posición de la grúa y de la pluma en el muelle crea problemas de interferencias con el resto de la operativa: maniobras de buques y posicionado de las otras grúas. El anclaje de los cables en la punta de la pluma requiere la utilización de equipos y utillaje para el desmontaje/montaje de las grapas. Esta zona tiene poco espacio para el personal, está batida por el viento y está expuesta a problemas por caída de objetos y demás riesgos inherentes al trabajo en altura. Breve descripción de la invención.
Se presenta un sistema que permite el accionamiento automático, instantáneo y controlado a distancia. El conjunto (figura 1) incluye unas grapas (figura 2) deslizantes, el accionamiento de estas grapas, sistema de guiado adicional y tensor automático para el ajuste de los cables.
Las grapas (figura 2) se basan en un mecanismo de cuñas, con forma y ángulo adecuados para ser autoblocantes, ejercer suficiente presión sin dañar el cable y poder ser actuadas con una fuerza muy inferior a la tensión del cable que soportan. Si el actuador de las grapas fallase, el mismo rozamiento entre cable y cuñas mantendrían a estas en posición de cierre.
Las operaciones automáticas y la pluma en posición vertical, hacen necesario un mejor guiado del recorrido del cable. El tensor, a su vez, incrementa la fuerza sobre las poleas, por lo que se deben reforzar éstas y sus ejes de soporte. Descripción detallada de la invención.
El sistema (figura 1) propuesto requiere una grapa automática por cada ramal del cable. Como elemento tensor basta con utilizar uno, aunque también se podrían diseñar variantes con tensores independientes o con accionamientos comunes para las grapas. El sistema consta de: Cuatro grapas, una por cada ramal, con sus respectivos accionamientos. La grapa está constituida por dos cuñas deslizantes, y una carcasa rígida. El accionamiento se dimensiona de forma que pueda cerrar o abrir las cuñas. Las poleas guian el cable, evitando que las grapas reciban esfuerzos transversales y que el cable roce o sufra flexiones fuertes. Además, los senos que se forman nos ayudan a ajustar el cable y nivelar el spreader aumentando o disminuyendo el recorrido del cable mediante el dispositivo tensor y el cierre selectivo de la grapa que corresponda. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1. Muestra la disposición del dispositivo. Se ha ilustrado con accionamiento lineal directo del tensor y de las cuatro grapas, mediante cilindros hidráulicos. Se debe remarcar que está es sólo una variante entre muchas posibles (cilindros neumáticos, solenoides, motores eléctricos, transmisión por tornillo sinfín, etc).
Las poleas, con dispositivo adicional de guiado, se disponen de forma que ambos cables se mantengan en planos paralelos, sin posibilidad de rozarse entre sí cuando están en carga.
El tensor tiene un recorrido relativamente amplio, cuyo efecto se ve ampliado por la disposición de las poleas internas.
Las poleas externas mantienen la coaxialidad entre los cables y el eje de las grapas.
Se obtienen variantes inmediatas del sistema propuesto permutando el orden entre los componentes, variando el número de grapas o tensores, o situando éstos en otras direcciones y manteniendo el guiado mediante poleas, bulones u otros elementos apropiados.
Figura 2. Es un detalle de la figura 1 que ilustra una posibilidad de accionamiento de las grapas, situada en posición abierta. En el interior de la carcasa hay dos cuñas independientes, deslizando sobre planos inclinados. El actuador de las cuñas es un cilindro hidráulico, cuyo vastago se ha situado cercano al eje de las grapas para minimizar los esfuerzos de flexión.
La carcasa es muy robusta, ya que debe resistir elevadas fuerzas normales, que tienden a abrir sus paredes laterales. Se ilustra una variante con dos placas fresadas y atornilladas entre sí, si bien las posibilidades son amplísimas. EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Las figuras mostradas se corrresponden con un ejemplo concreto de realización. Los cinco accionamientos son cilindros hidráulicos, formando parte del mismo circuito. La centralita hidráulica (no mostrada) se dispone en la misma zona. Las cuñas, móviles, tienen dos caras claramente diferentes. La pared externa desliza sobre la carcasa, y va rectificada para disminuir el rozamiento. La pared interna es la que abraza al cable, y tiene mecanizado una ranura de forma que el cierre de las dos grapas es hexagonal, con 4 zonas de presión sobre el cable, para evitar dañarlo. Esta pared va moleteada para asegurar el agarre y provocar el autoenclavamiento en caso de avería en el accionamiento.
La carcasa presenta un ranurado especial, para permitir el acercamiento transversal de los pasadores que mueven las cuñas cuando éstas se desplazan. Las poleas, con dispositivo adicional de guiado, se disponen de forma que ambos cables se mantengan en planos paralelos, sin posibilidad de rozarse entre sí cuando están en carga. Los bastidores de las poleas y sus ejes de apoyo se calculan para resistir la carga completa de los cables (hipótesis de rotura completa de las grapas). Por razones de coste, espacio y simplicidad se utiliza un único tensor en el ejemplo. Si bien ésta no es una característica fundamental del sistema propuesto.
Casi todos los elementos están sometidos a fuertes cargas, situados a la intemperie bajo condiciones climatológicas duras. En consecuencia se diseñan en acero de características apropiadas.

Claims

REIVINDICACIONES
• Fijación de los cables de grúas portacontenedores mediante grapas con mecanismo de cuñas deslizantes.
• Automatización de dichas grapas.
• Tensor y aparejo de poleas correspondiente para ajustar los cables, guiarlos y evitar la transmisión de esfuerzos transversales sobre las grapas o el tensor.
• La operación de cambio de cables con pluma izada. La cual se puede realizar mediante mecanismos y aparejos similares a los propuestos.
• La automatización de las siguientes operaciones, cuando se realicen en la zona de fijación de los cables, merced al uso de las grapas propuestas: Operación de fijación o liberación de cables.
Operación de ajuste de cables. Nivelación o alineación del spreader.
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