ES2958191T3

ES2958191T3 - Rodillo

Info

Publication number: ES2958191T3
Application number: ES20722493T
Authority: ES
Inventors: Harald Weissflog
Original assignee: C U A HEIDERICH GmbH
Current assignee: C U A HEIDERICH GmbH
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2024-02-05
Anticipated expiration: 2040-04-16
Also published as: WO2020212469A1; DE202019102212U1; PL3956584T3; EP3956584A1; EP3956584C0; EP3956584B1

Abstract

La invención se refiere a un rodillo compuesto por un cuerpo de rodillo (1) con un anillo de rodillo (2). El cuerpo de rodillo (1) tiene al menos dos nervios (5, 5') y en el punto central del cuerpo de rodillo un cubo (3). Los nervios (5, 5') forman la zona entre el cubo (3) y el anillo de rodillo (2). Entre las almas está formado un interior (4). El cuerpo de rodillo (1) tiene una válvula (8) que interactúa con un dispositivo de control de la presión del gas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Rodillo

La invención se refiere a un rodillo que comprende un cuerpo de rodillo con una corona de rodillo, el cuerpo de rodillo que tiene al menos dos almas y un cubo en su centro, las almas que forman la región entre el cubo y la corona de rodillo y entre las cuales se forma un espacio interior.

Las poleas del tipo mencionado anteriormente se conocen de diversas formas como poleas de cable y de guía, tambores de cable, así como poleas de oruga y ruedas de oruga. Se utilizan, por ejemplo, para desviar cables en grúas, excavadoras, teleféricos y similares, pero también como ruedas de rodadura para sistemas de grúas o similares.

Debido a las cargas que soportan los rodillos, éstos están sometidos a desgaste y fatiga del material. En el caso de poleas de cable, por ejemplo, se intenta reducir el desgaste de la polea y del cable metálico mediante el uso de lubricantes en el cable metálico; sin embargo, el desgaste no se puede evitar por completo, de modo que en casos extremos puede provocar grietas continuas en la base del rodillo. Para controlar el desgaste, por ejemplo el documento EP 2497741 A1 da a conocer la provisión de medios para indicar el desgaste en la base de la ranura de la polea de cable.

Además, el cuerpo del rodillo, las almas y el cubo suelen estar soldados entre sí. En este caso, pueden producirse grietas en los cordones de soldadura debido a las cargas dinámicas. Tales grietas pueden provocar un fallo repentino del rodillo correspondiente, causando daños considerables a personas y bienes. Aunque se intenta comprobar el desgaste del rodillo correspondiente, las grietas que se producen difícilmente pueden detectarse a tiempo debido a los intervalos de inspección, así como a la situación de la instalación.

En este contexto, la invención se basa en la tarea de crear un rodillo que permita una comprobación independiente y al mismo tiempo fiable del rodillo para detectar posibles grietas. Según la invención, esta tarea se resuelve con las características de la reivindicación 1.

La invención proporciona un rodillo en el que la comprobación de grietas en el rodillo es posible de una manera sencilla. Al proporcionar una válvula que coopera con el dispositivo de control de la presión de gas, es posible medir la presión de gas o aire que prevalece en el interior del cuerpo del rodillo. Este interior está completamente cerrado, ya que los componentes que lo rodean están soldados. En caso de fuga, por ejemplo debido a una grieta continua en un cordón de soldadura, en el cuerpo del rodillo o en la base de la ranura o en cualquier otro punto del cuerpo del rodillo o en cualquier otro punto del rodillo, la presión en el interior cambia, lo que es detectado por el dispositivo de control de la presión de gas. De este modo, es posible un control independiente y al mismo tiempo fiable del rodillo. La presión interna como tal es irrelevante para la seguridad del componente "rodillo"; sin embargo, la integridad de la construcción se deduce indirectamente a través de esta magnitud física "presión del gas".

En otra realización de la invención, la válvula está dispuesta en un alma. Este diseño resulta ventajoso porque las almas dispuestas entre la corona de rodillo y el cubo suelen tener una forma lisa y no curvada, por lo que son adecuadas para la disposición de la válvula sin grandes esfuerzos de diseño.

Ventajosamente, se proporciona un orificio en el alma para recibir la válvula. Esto representa un diseño común para la disposición de las válvulas, por lo que también se pueden utilizar formas de válvulas disponibles en el mercado.

En otra realización de la invención, el dispositivo de control de la presión del gas se proporciona en la válvula. Este diseño permite el uso de un solo componente, a saber, la válvula, que se suministra en una sola pieza con el dispositivo de control de la presión del gas. Esto facilita especialmente el montaje.

En una realización de la invención, se enrosca una tapa de válvula en la válvula, en la que está integrado el dispositivo de control de la presión del gas. La tapa de la válvula protege el extremo libre de la válvula contra la suciedad y los daños.

La integración en la tapa de la válvula es una forma muy sencilla de implementar la opción de monitorización según la invención. Para ello, sólo es necesario disponer una válvula comercial en el cuerpo del rodillo. El control según la invención puede entonces llevarse a cabo con la tapa de válvula diseñada según la invención.

Preferentemente, la tapa de la válvula está provista de un miembro accionador. El actuador conduce a la apertura de la tapa de la válvula cuando ésta se enrosca en la válvula. Esto garantiza que el dispositivo de control de la presión del gas esté presurizado con la presión del gas existente en el interior de la cámara de rodillos.

En otra realización de la invención, el interior se llena con una presión de gas elevada con respecto a la presión atmosférica. Esto permite controlar las grietas continuas de forma especialmente fiable. Esto se debe al hecho de que la diferencia entre la presión atmosférica y la presión de gas aumentada en el interior se puede seleccionar libremente, de modo que la diferencia entre las dos presiones se puede establecer relativamente alta. Esto facilita la detección de fugas de gas del interior, ya que en caso de grieta se produce una reducción significativa de la presión del gas en el interior.

Más preferentemente, el módulo incluye un sensor de temperatura. Con ayuda del sensor de temperatura se pueden determinar, por ejemplo, los cambios de temperatura en el rodillo. La detección de un aumento de la temperatura puede indicar, por ejemplo, un aumento de la fricción en la polea, lo que, por una parte, puede estar relacionado con un aumento de la fricción del cojinete de la polea y, en consecuencia, con daños en el cojinete, y, por otra parte, con un aumento de la fricción del cable de una polea, por ejemplo, en caso de bloqueo de una polea. En cualquier caso, determinar y controlar la temperatura ofrece otra opción para controlar el desgaste.

En otra realización ventajosa de la invención, el módulo comprende al menos un sensor de aceleración. El sensor de aceleración puede utilizarse para determinar la velocidad de rotación del rodillo supervisado, pero también sus vibraciones. De este modo, es posible reaccionar en una fase temprana ante daños incipientes o bruscos en el rodillo para evitar el fallo completo.

Otros desarrollos y formas de realización de la invención se indican en las reivindicaciones subordinadas restantes. En los dibujos se muestra una realización de la invención y se describe en detalle a continuación:

Figura 1 la vista de un rodillo;

Figura 2 la sección a través del rodillo que se muestra en la figura 1.

El rodillo elegido como ejemplo de realización está configurado en forma de polea de cable. Consta de un cuerpo de rodillo 1 con una corona de rodillo 2. El cuerpo de rodillo 1 tiene en su centro un cubo 3. El cubo 3 sirve para alojar un cojinete con el que luego se coloca el rodillo sobre el eje dispuesto en la respectiva grúa o similar. El cuerpo de rodillo 1 y la corona de rodillo 2 están fabricados en el ejemplo de realización de acero.

El cuerpo del rodillo 1 tiene dos almas 5 y 5' que forman el área entre el cubo 3 y la corona de rodillo 2. Cada una de las almas 5, 5' está soldada al cubo 3 y a la corona de rodillo 2. Este diseño crea un interior hermético 4.

Se forma una ranura 6 en la corona de rodillo 2 para guiar un cable. La ranura 6 tiene una base de ranura 7. La ranura 6 tiene un diseño sustancialmente en forma de V, por lo que la base de la ranura 7 tiene forma de radio. El radio del fondo de la ranura 7 se elige en función del diámetro del cable utilizada. Del mismo modo, la profundidad de la ranura 6, así como la anchura de la corona de rodillo 2 se seleccionan en coordinación con el cable respectiva. La base de la ranura 7 puede endurecerse adicionalmente.

Según la invención, el cuerpo del rodillo 1 tiene una válvula 8 en la que puede enroscarse una tapa de válvula 9. En el ejemplo de realización, la válvula 8 está dispuesta en el alma 5. Para ello, se ha previsto un orificio 10 en el alma 5.

De manera conocida, la válvula 8 tiene un vástago de válvula a través del cual pasa un orificio de válvula. En la circunferencia interior del orificio de la válvula se forma un asiento de válvula, contra el que puede apoyarse de forma conocida un cuerpo de válvula, que es presionado contra el asiento de válvula por un muelle y cierra la válvula. En el cuerpo de la válvula hay un empujador de válvula. Ajustando el empujador, un medio de presión puede pasar a través del orificio de la válvula. El vástago de la válvula está provisto de una rosca exterior en su extremo libre orientado hacia el exterior del alma 5, en la que se enrosca el tapón de la válvula 9.

Cuando se ensambla, el orificio 10 es penetrado por una porción del vástago de la válvula 8; la porción restante del vástago sobresale más allá del alma 5. En el ejemplo de realización, el orificio 9 está diseñado como un orificio roscado en el que la válvula 8 se enrosca de forma estanca. Enroscando una tuerca de unión en el vástago de la válvula, la válvula 8 se fija de forma fiable al cuerpo del rodillo 1. En una variación del ejemplo de realización, también es posible insertar la válvula 8 en el orificio 9, que entonces se diseña como un simple orificio pasante. En esta realización, el vástago de la válvula 8 está provisto de un revestimiento de goma, por ejemplo, que crea un sello entre la válvula y el orificio. Son posibles otras formas y materiales adecuados para el sellado, por ejemplo pegando la válvula o una configuración cónica del orificio en el que se presiona herméticamente la válvula.

La válvula 8 interactúa con un dispositivo de control de la presión del gas. En el ejemplo de realización, la válvula 8 está provista directamente del dispositivo de control de la presión del gas, además de los componentes habituales de una válvula de aire comprimido. En el ejemplo de realización, consiste en un dispositivo de generación de señales y componentes activos. Permiten controlar la presión del gas en el interior 4. El dispositivo generador de señales está unido al pie de la válvula de tal manera que existe una conexión de flujo entre el orificio de la válvula y el espacio interior formado entre las almas 5, 5'.

En el ejemplo de realización, el dispositivo generador de señales está diseñado a modo de módulo, que puede contener, por ejemplo, un sensor de presión, medios de circuito para formar la señal de presión, un sensor de temperatura, un dispositivo transmisor y receptor, un dispositivo activador, una unidad de almacenamiento y una fuente de energía eléctrica. El dispositivo de circuito puede estar formado por un microprocesador, por ejemplo. La fuente de energía puede ser una microbatería. Los componentes mencionados se disponen preferentemente en una placa de circuitos. El módulo completo se dispone preferentemente en una carcasa. En este caso, la carcasa tiene orificios a través de los cuales el sensor de presión está permanentemente presurizado con la presión del gas en el espacio interior 4 formado entre las almas 5, 5'. El dispositivo de activación activa el sensor de presión, el dispositivo de circuito y el dispositivo de transmisión tras recibir una señal de activación. Alternativamente, los componentes mencionados también pueden funcionar en un estado permanente o a intervalos.

En una variación del ejemplo de realización, la presión del gas también puede controlarse a través de la tapa de la válvula 9 enroscada en la válvula 8. En este caso, el dispositivo de control de la presión del gas está integrado en la tapa de la válvula 9. En este caso, la tapa de la válvula 9 tiene una carcasa en la que se aloja el dispositivo de control de la presión del gas. El dispositivo de control de la presión del gas también consta de un dispositivo generador de señales y componentes activos. La tapa de la válvula 9 está provista de un actuador que abre la válvula cuando la tapa se enrosca en el vástago de la válvula. Como resultado, el sensor de presión del dispositivo generador de señales está permanentemente sometido a la presión del gas en el espacio interior 4 formado entre las almas 5, 5'. El dispositivo generador de señales comprende igualmente un dispositivo de circuito para formar la señal de presión, un sensor de presión, un dispositivo de activación y una fuente de energía eléctrica.

En el rodillo según la invención, tiene lugar una supervisión fiable y automática con respecto a la aparición de grietas continuas, por ejemplo en los cordones de soldadura, en el cuerpo del rodillo o también en la base de la ranura. Esto se debe a que la válvula 8 está en comunicación con el interior 4 del cuerpo del rodillo 1. El dispositivo de control de la presión del gas instalado en la válvula 8 o en la tapa de la válvula 9 puede utilizarse para controlar la presión del gas en el interior 4. En la medida en que esto se proporciona con una presión aumentada hasta la presión atmosférica, esto es particularmente fácil de hacer, ya que una grieta conduce a una pérdida de presión considerable en el interior 4. Esto puede medirse fácilmente a través del dispositivo de control. Además de llenar el interior 4 con aire, también es posible llenar el interior con un gas distinto del aire, por ejemplo nitrógeno. Esto puede reducir la difusión a través de la válvula o el rodillo. Sin embargo, el dispositivo según la invención también cumple su propósito si el interior no está provisto deliberadamente de una sobrepresión. Dado que la cámara interior 4 está cerrada, la presión del gas en la cámara interior suele ser diferente de la presión atmosférica respectiva en el lugar de uso del rollo, ya que el lugar de fabricación de los rollos no es el lugar de uso del rollo. Como resultado, la presión atmosférica en el punto de uso del rodillo suele ser diferente de la del punto de fabricación, y las fluctuaciones de presión debidas a los cambios de temperatura deben tenerse en cuenta para un funcionamiento fiable del control.

En caso de detectarse un cambio en la presión del gas en el interior por el sensor de presión proporcionado en el dispositivo de control de la presión del gas, se transmite una señal a un dispositivo receptor a través del dispositivo transmisor. La señal puede enviarse de varias formas, por ejemplo mediante Bluetooth o radiofrecuencias. A continuación, puede activarse una alerta en el dispositivo receptor correspondiente. Esto puede hacerse, por ejemplo, en la cabina del conductor de grúas, excavadoras, teleféricos o similares. La señal también puede enviarse a un centro de control superior. La señal de advertencia permite al personal correspondiente detener el funcionamiento a tiempo antes de que se produzca el fallo de un componente, por ejemplo, para depositar la carga de forma controlada y sustituir el rodillo defectuoso. Con la señal respectiva sobre la pérdida de presión que se ha producido, se envía al mismo tiempo un identificador, de modo que la unidad receptora reconoce inmediatamente cuál, en el caso de varios rodillos previstos en la unidad, ha notificado la pérdida de presión. Al mismo tiempo, la pérdida de presión puede almacenarse en la unidad de almacenamiento. Esto es especialmente ventajoso si no hay un control permanente, sino sólo cuando es necesario. Por supuesto, también es posible interrogar automáticamente el dispositivo de activación de forma regular, de modo que se pueda enviar un mensaje a la unidad receptora o a la estación de supervisión a determinados intervalos.

La invención permite una supervisión fiable de los rodillos o ruedas para detectar grietas continuas. Esto también se aplica en particular a los carretes que se instalan en lugares muy poco accesibles, por ejemplo en plataformas de perforación petrolífera o similares. Además, la transmisión de la señal deja claro inmediatamente al personal qué rodillo está informando de un defecto. Esto también es muy útil, ya que a menudo se instala un gran número de rodillos en equipos como plataformas de perforación petrolífera, grúas o elevadores de barcos.

En el rodillo según la invención, también se pueden proporcionar otros sensores que permitan la monitorización de otras variables físicas. Por ejemplo, es posible acoplar uno o más sensores de aceleración que puedan medir aceleraciones en diferentes planos. Con ellos se puede medir, entre otras cosas, la velocidad de rotación del rodillo correspondiente. Al mismo tiempo, se puede determinar la aceleración del rodillo y, en determinadas condiciones, el número total de revoluciones durante el tiempo de funcionamiento del rodillo. A partir de ahí, por ejemplo, se puede determinar la vida útil restante de la bobina. También puede utilizarse para comparar los valores de distintos rodillos en sistemas equipados con varios rodillos, de modo que pueda determinarse qué rodillos están más sometidos a tensión que otros. Esto permite sustituir antes los rodillos más cargados que los menos cargados. También es posible cambiar en la misma instalación rodillos muy cargados dinámicamente por otros menos cargados, lo que permite aprovechar al máximo la vida útil de todos los rodillos sin aumentar el riesgo de avería.

Además, los sensores de aceleración también pueden utilizarse para medir las vibraciones. De este modo, entre otras cosas, se pueden detectar desequilibrios en el rodillo supervisado. Si se producen vibraciones graduales durante el funcionamiento de la rueda, puede ser un indicio de daños incipientes en los rodamientos. Si las vibraciones se producen bruscamente, puede tratarse de una avería repentina que debe provocar el cese del funcionamiento. La detección inmediata de los daños permite detener el funcionamiento a tiempo antes de que se produzca un fallo completo, por ejemplo, para bajar la carga de forma controlada.

En la medida en que estos sensores también están provistos de un dispositivo transmisor, los valores medidos determinados pueden transmitirse de forma regular o permanente a un dispositivo receptor o se transmite una señal cuando se supera un valor máximo previamente establecido. El envío puede realizarse de todas las formas descritas anteriormente.

El conjunto del sistema de sensores ofrece también la posibilidad, en el momento de la puesta en funcionamiento de un sistema, ya esté compuesto por un solo rodillo o por una pluralidad de rodillos, de determinar un estado normal que refleje el nivel original de los rodillos en términos de temperatura, vibraciones, presión de gas, etc. Sobre la base de este estado normal, pueden definirse valores umbral, a partir de los cuales debe enviarse una señal en cualquier caso o -en el caso de una transmisión permanente de valores medidos- debe enviarse una señal de advertencia. Además, partiendo de esta condición normal, el desgaste de los rodillos puede leerse a partir de los valores medidos cambiantes.

La tecnología de sensores según la invención también ofrece la posibilidad de combinar varios rodillos en grupos que deben tener un comportamiento operativo comparable. Tan pronto como el sistema de sensores detecta valores de medición desviados en uno o más rodillos, esto puede ser una indicación de daño inminente. Esto ayuda a evitar interpretaciones erróneas de los valores medidos, por ejemplo cuando se miden temperaturas muy elevadas en rodillos individuales. Sin embargo, si se agrupan los rollos de un sistema que están más expuestos a la radiación solar que otros rollos del sistema, se pueden evitar interpretaciones erróneas derivadas del aumento de las temperaturas. Lo mismo se aplica si, por ejemplo, un rollo de un grupo tiene una velocidad de rotación inferior a la de otros rollos del grupo. De ello se deduce, por ejemplo, que los daños en los rodamientos pueden ser inminentes o estar ya presentes. La detección de un bloqueo de rodillo mediante la transmisión de una velocidad de rotación en el rango alrededor de cero permite una parada inmediata del sistema. De este modo, se evitan los daños en la ranura del cable de una polea causados por el amolado del cable, así como el desgaste del cable, que en casos extremos puede provocar la rotura del cable y la caída de la carga.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Rodillo formado por un cuerpo de rodillo (1) con una corona de rodillo (2), en el que el cuerpo de rodillo (1) tiene al menos dos almas (5, 5') y un cubo (3) en su centro, formando las almas (5, 5') la región entre el cubo (3) y la corona de rodillo (2) y entre la cual se forma un espacio interior (4),caracterizado porqueel cuerpo del rodillo (1) comprende una válvula (8), en la que está previsto un dispositivo de control de la presión del gas que coopera con la válvula (8) y que mide la presión del gas en el espacio interior (4).

2. Rodillo según la reivindicación 1,caracterizado porquela válvula (8) está dispuesta en un alma (5, 5')

3. Rodillo según la reivindicación 2,caracterizado porqueel alma (5, 5') está provista de un orificio (10) para recibir la válvula (8).

4. Rodillo según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel dispositivo de control de la presión del gas está previsto en la válvula (8).

5. Rodillo según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueuna tapa de válvula (9) se enrosca en la válvula (8), en la que está integrado el dispositivo de control de la presión del gas.

6. Rodillo según la reivindicación 5,caracterizado porquela tapa de la válvula (9) está provista de un miembro accionador.

7. Rodillo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel dispositivo de control de la presión del gas comprende un dispositivo generador de señales.

8. Rodillo según la reivindicación 7,caracterizado porqueel dispositivo generador de señales está diseñado a modo de módulo.

9. Rodillo según la reivindicación 8,caracterizado porqueel módulo incluye un sensor de presión, medios de circuito para formar la señal de presión, medios de activación y una fuente de alimentación de energía eléctrica.

10. Rodillo según la reivindicación 8 o 9,caracterizado porqueel módulo contiene un sensor de temperatura.

11. Rodillo según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10,caracterizado porqueel módulo contiene al menos un sensor de aceleración.

12. Rodillo según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel espacio interior (4) se llena con una presión de gas aumentada con respecto a la presión atmosférica.