ES2283976T3 - Eslinga redonda. - Google Patents
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Abstract
Eslinga redonda que consiste de un núcleo que porta la carga que contiene al menos dos vueltas de un material de hebra que porta la carga que comprende fibras con una tenacidad de al menos 10 cN/dTex y una cubierta protectora alrededor de dicho núcleo, caracterizado porque el material de hebra es una cuerda trenzada o torcida, cuyos extremos terminales están conectados con un empalme.
Description
Eslinga redonda.
La invención se relaciona con una eslinga
redonda. Las eslingas redondas son usadas como medio de conexión
entre un dispositivo de elevación u otro de manipulación y los
productos que son cargados o descargados. Una eslinga redonda es un
lazo o eslinga flexible sin fin que generalmente consiste de un
núcleo que porta la carga que contiene al menos dos vueltas del
material de hebra que porta la carga y una cubierta protectora (o
camisa) alrededor de dicho núcleo. La invención específicamente se
relaciona con las eslingas redondas con un núcleo que comprende
fibras con una tenacidad de al menos 10 cN/dTex.
Tal eslinga redonda es conocida por ejemplo de
la Patente U.S. No. 4,210,089 y la Patente U.S. No. 4,850,629.
Estas publicaciones de patentes describen eslingas redondas que
comprenden un núcleo que porta la carga en forma de vueltas
paralelas (también llamadas lazos) del material de hebra que porta
la carga contenido dentro de un medio de cobertura tubular. Estas
eslingas redondas están construidas formando un lazo sin fin de las
hebras del material que porta la carga para formar un núcleo que
porta la carga, por ejemplo colocando una pluralidad de vueltas de
dichas hebras en una relación en paralelo sobre una superficie que
tiene medios de guía montados en dicha superficie, sujetando dichas
vueltas en sus extremos terminales a medios de sujeción, halando un
medio de cobertura tubular que tiene dos extremos sobre uno de
dichos medios de guía para envolver dichas vueltas, sujetando los
extremos terminales de dichas vueltas que portan la carga paralelas
y sujetando los extremos terminales de dicho medio de cobertura
para formar un lazo sin fin. En el arte anterior, los extremos
terminales del material de hebra que porta la carga estarían de
manera ordinaria sujetados a otro extremo de una hebra del mismo
material, formando de esta manera una conexión de extremos y el
núcleo interior completo del material que porta la carga estaría
escondido dentro del material de cubierta. Típicamente, la sujeción
de los extremos es realizada haciendo una conexión de extremo a
extremo, o conectando un extremo a una vuelta adyacente, por
ejemplo atándolos con un nudo o con cinta adhesiva. En el caso de
las eslingas redondas que contienen un paño tejido como núcleo que
porta la carga, la conexión puede también ser hecha mediante
costura; como por ejemplo en US 4,022,507.
En EP 785 163 A1 una eslinga redonda es descrita
con un núcleo que porta la carga que contiene una fibra de
filamentos seleccionada de poliéster (por ejemplo Dacron®), aramida
(por ejemplo Kevlar®), o polietileno (por ejemplo Spectra®). Una
realización preferida de EP 785 163 A1 es una construcción de una
eslinga redonda que comprende una fibra de alto rendimiento con una
tenacidad de al menos 10 cN/dTex, tal como una fibra Kevlar® o
Spectra®, como un componente del núcleo que porta la carga; cuya
construcción es ligera y fuerte.
Una desventaja de las eslingas redondas
conocidas que comprenden fibras de alto rendimiento es que su
eficiencia es relativamente baja. La eficiencia de una eslinga
redonda aquí y a continuación es la relación (en %) de la tenacidad
del núcleo que porta la carga y la tenacidad de la fibra. La
eficiencia de las eslingas redondas conocidas que comprenden un
núcleo de fibras de alto rendimiento es típicamente de alrededor del
20%.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar una eslinga redonda con una mayor eficiencia que las
eslingas conocidas.
Este objetivo es logrado con una eslinga redonda
donde el material de hebra es una cuerda trenzada o torcida, los
extremos terminales de las cuales están conectados con un
empalme.
Con la eslinga redonda de la invención se puede
obtener una eficiencia de más del 40%. La eslinga redonda de
acuerdo a la invención por lo tanto puede ser hecha más ligera que
las eslingas redondas conocidas que tienen la misma capacidad de
carga. Una ventaja extra es el menor volumen que puede ser obtenido
de esta manera.
En esta solicitud un empalme es entendido como
un empalme enjarretado o uno empotrado, como es descrito por
ejemplo en The Splicing Handbook, "Técnicas para Cuerdas Modernas
y Tradicional", de Barbara Merry con John Darwin, ISBN
0-87742-952-9.
En US 4,493,599 ensambles de cuerdas flotantes
son descritos que contienen una cuerda empalmada. Los ensambles
descritos, sin embargo, se relacionan con una eslinga sin fin o una
estacha pero no con una eslinga redonda. Una eslinga sin fin es un
lazo sin fin simple formado por la unión de dos pedazos de cuerda
mediante empalmes de extremo a extremo en cada pata; una estacha es
una cuerda simple con un ojo en cada extremo. En ninguna parte en
esta publicación se sugiere que sería ventajoso el uso de un empalme
en los extremos terminales de conexión en una eslinga redonda que
contiene múltiples vueltas del material que porta la carga.
Una eslinga redonda de acuerdo a los
requerimientos europeos típicamente comprende 11 vueltas para una
conexión de extremos como es descrito en por ejemplo la norma para
las eslingas redondas de polipropileno, poliamida y poliéster
EN-1492-2. Esta relativamente gran
cantidad de vueltas es requerida porque la conexión de los extremos
en las eslingas redondas conocidas generalmente no es confiable,
provocando de esta manera una gran variación de la tenacidad para
las eslingas con menos de 11 vueltas. Un ventaja de la eslinga
redonda de la invención es que la variación de la tenacidad es
mucho más pequeña, incluso cuando el numero de vueltas es menor que
11, o incluso menor que 8. Una ventaja adicional de la eslinga
redonda de acuerdo a la invención es, que también una mejor
eficiencia puede ser obtenida cuando el número de vueltas es menor
que 11. Preferiblemente el número de vueltas está entre 2 y 9, o
incluso entre 2 y 7.
El núcleo de la eslinga redonda de la invención
comprende una cuerda trenzada o torcida. Una cuerda trenzada
comprende 3, 4, 6, 8, 12, 16 o 24 hebras de fibras. La eslinga
redonda con una cuerda trenzada comprende preferiblemente al menos
12 hebras. Una ventaja de una eslinga redonda que comprende una
cuerda trenzada con al menos 12 hebras es que la conexión de los
extremos puede ser un empalme empotrado. Un empalme empotrado es
construido mucho más rápido que un empalme enjarretado.
Una cuerda torcida en el núcleo de la eslinga
redonda de la invención típicamente puede comprender 3, 4, 6, 6+1
hebras. En otra realización preferida de la invención la eslinga
redonda comprende una cuerda torcida con un empalme enjarretado,
siendo la ventaja un desgarramiento muy pequeño en la conexión.
El núcleo de la eslinga redonda de la invención
comprende una fibra con una tenacidad de al menos 10 cN/dTex. Este
puede ser cualquier material de fibra de alto rendimiento, como
hilos de poliéster, poliamida, poliamida aromática (aramida),
poli(p-fenileno-2,6-benzobisoxazol),
o polietileno. Preferiblemente la fibra es una fibra o hilo de
polietileno de alto módulo (HMPE). La fibra de HMPE comprende fibras
altamente estiradas de polietileno lineal de alto peso molecular.
Alto peso molecular (o masa molar) aquí significa un peso molecular
promedio de al menos 400,000 g/mol. Polietileno lineal aquí
significa el polietileno que tiene menos de una cadena lateral por
100 átomos de C, preferiblemente menos de una cadena lateral por 300
átomos de C, una rama o cadena lateral generalmente comprende más
de 10 átomos de C. El polietileno puede también contener hasta 5% en
moles de uno o más de otros alquenos que son aquí copolimerisables,
tal como propileno, buteno, centeno, 4-metilpenteno,
octeno.
Preferiblemente, se hace uso de las fibras de
polietileno que consisten de filamentos de polietileno preparados
mediante un proceso de "gel spinning" como es descrito en por
ejemplo GB-A-2042414,
GB-A-2051667, o WO 01/73173 A1.
Este proceso esencialmente comprende la preparación de una solución
de una poliolefina de alta viscosidad intrínseca, hilar la solución
en filamentos a una temperatura por encima de la temperatura de
disolución, enfriar los filamentos hasta por debajo de la
temperatura de gelificación para formar filamentos de gel que
contienen solvente y estirar los filamentos antes, durante y después
de la remoción del solvente.
Las ventajas de un núcleo que comprende fibras
de HMPE incluyen una alta resistencia a la abrasión, buena
resistencia contra la fatiga bajo cargas por flexión, una baja
elongación que resulta en un posicionamiento más fácil, una
excelente resistencia a los rayos UV y a los químicos y una alta
resistencia al corte.
En una realización preferida de acuerdo con la
invención las vueltas de la cuerda son todas paralelas y de
longitud sustancialmente igual; la ventaja de tal eslinga redonda es
su mayor resistencia, ya que las vueltas en el núcleo están más
uniformemente cargadas durante el uso.
Los extremos terminales de la cuerda en la
eslinga redonda de acuerdo a la invención están conectados con un
empalme. Varios empalmes enjarretados o empotrados pueden ser
aplicados. Un tipo apropiado particular de empalme es un empalme
enjarretado que puede ser hecho en una cuerda torcida en la eslinga
redonda por un método que comprende los pasos donde
(a) un extremo de la cuerda es dividido en una
primera y una segunda parte que comprenden respectivamente un
primer y un segundo número de hebras, el primer número de hebras
siendo a lo máximo uno más que el segundo número de hebras,
(b) la primera parte es enjarretada desde un
lado en una abertura en el otro extremos de la cuerda, de manera
que la abertura tenga un primer número de hebras en un lado y un
segundo número de hebras en el otro lado, la diferencia entre el
primer y el segundo número siendo a lo máximo uno,
(c) la segunda parte es enjarretada desde el
otro lado en la abertura en el otro extremo de la cuerda,
(d) el paso (b) y el (c) son repetidos al menos
3 respectivamente al menos 3+1 veces, de esta forma las aberturas
consecutivas en el segundo extremo de la cuerda están separadas de
manera tal que la primera y segunda parte hayan cruzado al menos
una vez todas las hebras de la otra parte de la cuerda.
Para una conexión óptima, la misma secuencia de
pasos es preferiblemente repetida para el otro extremo de la
cuerda. Preferiblemente, el empalme es ahusado después del paso (d)
en al menos un paso, repitiendo los pasos (b) y (c) por al menos 3
veces con partes de las hebras de cada extremo. Tal empalme ahusado
resulta en un mejoramiento adicional de la eficiencia de la eslinga
redonda.
La ventaja del empalme descrito anteriormente es
que puede ser hecho en un espacio de tiempo menor que los empalmes
convencionales, y que puede ser hecho en línea con la realización de
las vueltas de la cuerda de una manera económica.
Aún mejores resultados son obtenidos cuando los
extremos de las hebras son cubiertos con un material de
recubrimiento polimérico, por ejemplo una dispersión de poliuretano
como Beetafin L9010 o una dispersión de poliuretano modificado como
LAGO 45 0 50, preferiblemente antes de realizar el empalme.
Alternativamente, la cuerda empalmada es recubierta con dicho
material. Este recubrimiento permite un empalme más corto sin perder
eficiencia o provocar un aumento de la variación de la tenacidad.
También permite un tiempo de producción más corto de la eslinga
redonda, ya que la mayoría del tiempo de producción es provocado por
la producción del empalme. El uso de hebras recubiertas puede
reducir el tiempo de producción en al menos el 50%.
La eslinga redonda comprende un recubrimiento
protector alrededor del núcleo. Esta cubierta o camisa no forma
parte de la invención, y puede ser cualquier material conocido, como
tela trenzada o tejida, por ejemplo una tela de poliéster
tejida.
La invención adicionalmente se relaciona con un
método de construir una eslinga redonda, cuyo método comprende
formar un lazo sin fin de una cuerda trenzada o torcida que
comprende fibras con una tenacidad de al menos 10 cN/dTex
conectando los extremos terminales de la cuerda con un empalme.
La eslinga redonda puede ser construida de
acuerdo a un método conocido por ejemplo tal como uno descrito en
JP-A-2000 177977.
JP-A-2000 177977 describe un método
de construir una eslinga redonda realizando vueltas o enrollados
paralelos de la cuerda trenzada o torcida en dos carretes de manera
que parte de las vueltas esté sobre los carretes y otra parte esté
entre los carretes. La parte que está entre los carretes es
introducida dentro de un tubo ranurado, dicho tubo ranurado
soportando una cubierta. La cubierta es plegada sobre el tubo de
manera que cuando el proceso de enrollado termina, el tubo es
retirado deslizando el núcleo de fibras a través de la ranura del
tubo y la cubierta es subsiguientemente extendida para envolver de
manera completa el núcleo de fibras. Los carretes de acuerdo a
JP-A-2000 177977 son generalmente
colocados a una distancia uno del otro, que depende de la longitud
que va a tener la eslinga redonda. Sin embargo, con este método
algunas vueltas pueden pandearse, provocando que la eslinga redonda
resultante contenga vueltas con longitudes no iguales.
Especialmente en el caso de fibras que tengan una relativamente baja
elongación a la ruptura, como por ejemplo las fibras de HMPE, esto
resultaría en una carga no uniforme de las vueltas en el núcleo al
usar la eslinga redonda; lo que puede dañar la cuerda o incluso
conducir a una ruptura prematura. Los inventores encontraron que
las vueltas de longitud sustancialmente iguales pueden ser obtenidas
soportando la parte de las vueltas que está entre los carretes. El
soporte puede por ejemplo ser hecho mediante una canaleta por
debajo de la parte de las vueltas que está entre los carretes.
Los inventores adicionalmente encontraron que
aún una mejor eficiencia y tenacidad puede ser obtenida haciendo
una conexión de los extremos, especialmente un empalme, sobre o por
debajo de todas las vueltas paralelas de la cuerda trenzada o
torcida que está entre los carretes por el contrario de una conexión
de los extremos que cruza parcialmente sobre y parcialmente por
debajo de las vueltas paralelas.
La invención es adicionalmente ilustrada con los
siguientes ejemplos y experimentos comparativos.
Ejemplo
1
Un núcleo de una eslinga redonda es hecho de una
cuerda torcida con tres hebras de fibras de HMPE (construcción 3 x
24 x 3/1760 dtex; Dyneema® SK 75) realizando una conexión de extremo
a extremo después de 22 vueltas de la cuerda alineadas de manera
paralela alrededor de dos carretes, con el empalme enjaretado de
acuerdo a la anterior descripción (de construcción
8-4-4; que tiene 8 jarretas
completas y ahusado en dos pasos de 4 jarretas). El empalme pasa
sobre las vueltas paralelas. Dyneema® SK 75 es un hilo de filamentos
continuos de HMPE de 1760 dtex con una tenacidad del hilo de 35
cN/dTex (un producto de DSM High Perfomance Fibers, Holanda).
Después de cubrir el núcleo con una cubierta de poliéster estándar
la eslinga redonda fue probada y resultó tener una tenacidad de 15
\pm 2 cN/dTex; eso es una eficiencia del 43%.
Ejemplo
2
Una eslinga redonda de 23 vueltas de 3 x 7/1760
dTex, (hilo Dyneema® SK 75 de 1760 dtex) recubierta con Lago 45 y
empalmada con un empalme enjarretado
8-4-4 estándar resultó
Experimento comparativo
A
Una eslinga redonda que contiene 23 vueltas de
una cuerda de HMPE como en el Ejemplo 2 (hecha de Dyneema® SK 75)
con una conexión de extremo a extremo realizada con cinta adhesiva
resultó tener una tenacidad de un máximo de 6.5 cN/dTex.
Una eslinga redonda de 23 vueltas de una
construcción de fibra de HMPE (Dyneema SK 75) de 21 hilos con una
conexión de los extremos mediante atadura por un nudo resultó tener
una tenacidad de un máximo de 9.5 cN/dTex.
En ambos casos la eslinga redonda falló en la
conexión de los extremos con una variación de \pm 25%. La
eficiencia fue de 19 y 27% respectivamente.
Ejemplo
6
El ejemplo 1 fue repetido para hacer núcleos con
11 vueltas paralelas de una cuerda torcida de 3 hebras (3 x 24 x
3/1760 dtex; Dyneema® SK 75) y un empalme
8-4-4 como el descrito anteriormente
que fue realizado sobre todas las vueltas paralelas. Las eslingas
redondas con cubiertas de poliéster fueron probadas de acuerdo a
EN-1492-2. Esta norma de la
industria prescribe un factor de seguridad de 7, que significa que
una eslinga redonda de 20 ton debe soportar una carga de 140 ton.
En la primera prueba, la tenacidad de la eslinga redonda fue
determinada que era de 16.6 cN/dtex. Se encontró que ocurrió una
ruptura en la cuerda del núcleo a una carga de 148600 kg, no en el
empalme de conexión. En un experimento adicional, una eslinga
redonda fue sometida a un prueba de fatiga por tensión donde la
eslinga redonda fue precargada 70 veces a 75% (de 140 tons), antes
de que su resistencia a la ruptura fuera determinada. La tenacidad
de la eslinga redonda fue ahora de 19.4 cN/dtex. Ocurrió una
ruptura de la cuerda en la región del extremo del empalme ahusado a
una carga de 174000 kg.
Claims (10)
1. Eslinga redonda que consiste de un núcleo que
porta la carga que contiene al menos dos vueltas de un material de
hebra que porta la carga que comprende fibras con una tenacidad de
al menos 10 cN/dTex y una cubierta protectora alrededor de dicho
núcleo, caracterizado porque el material de hebra es una
cuerda trenzada o torcida, cuyos extremos terminales están
conectados con un empalme.
2. Eslinga redonda de acuerdo a la
reivindicación 1, donde el núcleo que porta la carga contiene entre
2 y 7 vueltas de cuerda.
3. Eslinga de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 o 2, donde las vueltas son todas paralelas y de
una longitud sustancialmente igual.
4. Eslinga de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 3, donde el empalme está sobre o por debajo de
todas las vueltas de cuerda.
5. Eslinga de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 4, donde el material de hebra es una cuerda
trenzada que comprende al menos 12 hebras.
6. Eslinga de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 5, donde el material de hebra es una cuerda
torcida con un empalme enjarretado.
7. Eslinga de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 6, donde las vueltas de la cuerda son todas
paralelas y de una longitud sustancialmente igual.
8. Eslinga de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 7, donde las fibras son fibras de polietileno
de alto módulo.
9. Método para construir una eslinga redonda de
acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 8, que
comprenden un paso de enrollar una cuerda trenzada o torcida sobre
dos carretes, formando de esta manera vueltas paralelas, de forma
que parte de las vueltas esté sobre los carretes y otra parte esté
entre los carretes, donde la parte que está entre los carretes es
soportada, y un paso de hacer un empalme en los dos extremos
terminales de la cuerda.
10. Método de acuerdo a la reivindicación 9,
donde el empalme es hecho sobre o por debajo de todas las vueltas
paralelas de las cuerdas que están entre los carretes.
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