ES2998363T3 - Device for locking an object along a cable - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo para bloquear un objeto que puede deslizarse a lo largo de un cable (14), comprendiendo el dispositivo el cable (14) y una abrazadera (70), pasando el cable (14) a través de la abrazadera (70) y extendiéndose a lo largo de un eje (28), comprendiendo la abrazadera (70): una parte fija (112) conectada al objeto, un anillo (72) que comprende un material elástico que tiene un comportamiento fluido, comprendiendo el anillo (72) un rebaje central (74) atravesado por el cable (14), un actuador (92) configurado para comprimir el anillo (72) entre dos formas, en donde en una primera forma, denominada forma abierta, el cable (14) puede circular libremente en el rebaje central (74), y en una segunda forma, denominada forma cerrada, el cable (14) es comprimido por el anillo (72). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de bloqueo de un objeto a lo largo de un cable

La presente invención se refiere a un dispositivo de bloqueo de un objeto a lo largo de un cable. La invención permite colocar el objeto en diferentes posiciones a lo largo del cable. La invención es particularmente útil en el campo de la detección por sonar, y más concretamente para el sonar aerotransportado, a menudo denominado "sonar de inmersión" o “dipping sonar” en la literatura anglosajona. Este particular campo consiste en sumergir una antena de sonar desde un helicóptero o un dron hasta la profundidad deseada.

En el contexto de las actividades de guerra antisubmarina, para poder detectar submarinos sumergidos en una zona determinada, se emplean generalmente sonares, en particular sonares activos. En este contexto, el despliegue de sonares desde plataformas aéreas, como helicópteros o drones, resulta especialmente eficaz porque dichas plataformas son más móviles que los submarinos.

Más concretamente, los helicópteros se utilizan para operar transmisores y receptores de sonar conectados por un cable a su plataforma, es decir, al helicóptero. Esto se conoce como "sonar de inmersión". En lo sucesivo, el subconjunto sumergido conectado por el cable se denomina antena. Incluye los propios transmisores y receptores de sonar y cualquier equipo electrónico asociado a los transmisores y receptores. También puede incluir sensores ambientales.

De manera más general, la invención se aplica a cualquier objeto que se desee desplazar e inmovilizar a lo largo de un cable, estando el cable unido a un punto fijo, por ejemplo un portador. El cable puede extenderse en cualquier dirección. En particular, el cable puede extenderse horizontalmente y el objeto puede suspenderse por gravedad del cable. El objeto puede evolucionar en cualquier entorno, incluido el aire o el agua. Los dispositivos para sujetar cables se conocen por los documentos WO96/21114A o DE4425157A.

Volviendo al tema de los sonares de inmersión, se sabe que estas antenas se lanzan al agua desde la plataforma, se controlan durante la inmersión y se recuperan a bordo mediante un cabrestante situado en el interior del helicóptero. El cable se fija a la antena y la profundidad de inmersión se ajusta enrollando o desenrollando el cable desde el helicóptero.

Cuando se baja y sube la antena con el cabrestante, el cable genera una resistencia importante en el agua. Esta resistencia aumenta con la profundidad alcanzada por la antena debido a la longitud del cable desenrollado. Por tanto, la velocidad de descenso y ascenso de la antena está limitada por la resistencia generada por el movimiento del cable. Cuanto mayor es la profundidad, menor es la velocidad de descenso, ya que la antena sólo es arrastrada hacia el fondo por su propio peso, que se ve reducido por su propia resistencia y la del cable. Al elevarse, el cabrestante debe ejercer una fuerza sobre el cable igual al peso de la antena más la resistencia global. Sería posible proporcionar un cabrestante capaz de soportar una resistencia significativa. El cable debe estar dimensionado para soportar la fuerza de tracción ejercida por el cabrestante. Cuanto mayor es la fuerza, mayor es la sección transversal del cable, lo que tiende a aumentar aún más la resistencia.

Para limitar arrástrela resistencia del cable durante sus movimientos en el agua, el solicitante ha explorado la posibilidad de colocar el cabrestante en el interior de la antena. Esto plantea el problema de bloquear la posición de la antena a lo largo del cable. El cabrestante del interior de la antena puede realizar fácilmente esta función mediante un freno que bloquea el actuador del cabrestante. El uso del actuador del cabrestante para bloquear la posición de la antena a lo largo del cable puede ser complicado de implementar y puede ser preferible separar el bloqueo de la posición de la antena a lo largo del cable del actuador del cabrestante.

Para ello, la invención propone una abrazadera muy fácil de utilizar. Cuando la abrazadera está abierta, el cable pasa a través de ella. Cuando la abrazadera está en posición cerrada, bloquea el paso del cable.

Más concretamente, la invención se refiere a un dispositivo para bloquear un objeto que puede deslizarse a lo largo de un cable, comprendiendo el dispositivo el cable y una abrazadera, pasando el cable a través de la abrazadera mientras se extiende a lo largo de un eje, comprendiendo la abrazadera : una parte fija unida al objeto por un enlace con al menos un grado de libertad de traslación a lo largo del eje, un anillo que comprende un material elástico con comportamiento fluido, comprendiendo el anillo un rebaje central por el que pasa el cable, un actuador configurado para comprimir el anillo entre dos formas, de manera que se pasa de una primera de las formas, denominada forma abierta, pudiendo el cable moverse libremente por el rebaje central, a una segunda de las dos formas, denominada forma cerrada, quedando el cable comprimido por el anillo.

La parte fija de la abrazadera está ventajosamente conectada al objeto por medio de al menos un elemento elástico.

El elemento elástico está ventajosamente configurado para permitir la flexibilidad de la parte fija con respecto al objeto en traslación a lo largo del eje y también a lo largo de los otros grados de libertad.

El elemento elástico está ventajosamente configurado para transformar una parte importante de la energía cinética del objeto en energía potencial en la deformación del muelle.

Ventajosamente, el elemento elástico tiene propiedades de amortiguación que permiten disipar la energía potencial resultante de la energía cinética del objeto.

El actuador ejerce una fuerza sobre el anillo que está ventajosamente orientado a lo largo del eje del cable.

El dispositivo puede comprender una arandela rígida integrada en la parte fija y atravesada por el cable, el anillo apoyado contra una cara de la arandela, siendo la cara perpendicular al eje del cable, estando el anillo comprimido entre la arandela y el actuador.

La cara de la arandela se denomina primera cara. El disco tiene un segundo lado opuesto al primero. La segunda cara está ventajosamente biselada alrededor de una perforación de la arandela por la que pasa el cable.

Ventajosamente, el actuador mueve el anillo a lo largo del eje del cable hacia la arandela para conseguir la forma cerrada y se aleja de la arandela para conseguir la forma abierta.

Ventajosamente, el actuador comprende un sistema de tornillo-tuerca, una parte fija del cual es integral con la parte fija de la abrazadera y una parte móvil del cual está configurada para comprimir el anillo.

El dispositivo de bloqueo comprende ventajosamente un tubo rígido que se extiende a lo largo del eje del cable, el anillo está dispuesto dentro del tubo, el tubo permite limitar la expansión del anillo radialmente alrededor del eje del cable.

Ventajosamente, el tubo es integral con la arandela.

La arandela se denomina primera arandela. El dispositivo comprende ventajosamente una segunda arandela a través de la cual pasa el cable y que se interpone entre el actuador y el anillo.

Las dos arandelas tienen perforaciones centradas alrededor del eje por donde pasa el cable. En su forma abierta, el rebaje central tiene ventajosamente una sección transversal perpendicular al eje que es constante a lo largo del eje, y las secciones transversales de las perforaciones tienen ventajosamente dimensiones menores que las de la sección transversal del rebaje central.

La invención se comprenderá mejor y otras ventajas se pondrán de manifiesto a partir de la descripción detallada de una realización ejemplar, ilustrada por el dibujo adjunto en el que :

las figuras 1a y 1b muestran diferentes portadores, cada uno equipado con un sonar de inmersión;

la figura 2 muestra una primera variante de realización de la antena del sonar de inmersión de las figuras 1a y 1b;

las figuras 3a y 3b muestran una segunda variante de realización de la antena del sonar de inmersión de las figuras 1a y 1b;

las figuras 4a y 4b describen una primera variante de realización de abrazadera para bloquear la posición de la antena del sonar a lo largo de un cable;

las figuras 5a y 5b describen una segunda variante de realización de la abrazadera;

las figuras 6a, 6b y 6c ilustran una variante de abrazadera.

En aras de la claridad, los mismos elementos llevarán las mismas marcas en las distintas figuras.

La descripción detallada de la invención se refiere a un sonar de inmersión y, más concretamente, a una antena de sonar suspendido de un cable unido a un portador. La invención no se limita al sonar y puede utilizarse para cualquier objeto que pueda deslizarse a lo largo del cable y cuya posición relativa al cable deba bloquearse.

La figura 1a muestra un dron 10 en vuelo estacionario sobre el agua, con su superficie marcada con la referencia 11. El dron 10 está equipado con un sonar de inmersión activo que comprende una antena 12 unida al dron 10 por un cable 14. Este tipo de sonar permite detectar y clasificar objetos submarinos. La figura 1b muestra un helicóptero 16 también equipado con un sonar de inmersión activo que comprende la antena 12 fijada al helicóptero 16 por el cable 14. Cualquier tipo de portador que pueda situarse por encima del agua puede equiparse con un sonar de inmersión activo. El portador puede bajar la antena hasta una profundidad de inmersión deseada, controlar una fase de detección acústica y subir la antena para completar su misión o llevar a cabo otras misiones.

La figura 2 muestra una primera variante de una antena de un sonar de inmersión activo 20. La antena 20 está equipada con transmisores acústicos 22, receptores acústicos 24 y un cabrestante motorizado 26. El cabrestante 26 se utiliza para enrollar y desenrollar el cable 14. Un extremo libre 27 del cable 14 se utiliza para fijar la antena 20 al portador, como el dron 10 o el helicóptero 16. La antena 20 se extiende a lo largo de un eje 28 que es vertical cuando la antena 20 está suspendida por el cable 14 y está sujeta únicamente a la gravedad. La antena 20 tiene una forma sustancialmente circular alrededor del eje 28. Los transmisores acústicos 22 y los receptores acústicos 24 están dispuestos radialmente alrededor del eje 28.

Los transmisores acústicos 22 y los receptores acústicos 24 pueden fijarse a una carcasa 29 de la antena 20. Los transmisores acústicos 22 y los receptores acústicos 24 pueden disponerse en zonas separadas de la antena 20, superponiéndose las zonas una sobre otra, como se muestra en la figura 2. Alternativamente, las zonas pueden intercalarse como, por ejemplo, se describe en la solicitud de patente publicada con el n° WO2015/092066 y presentada en nombre del solicitante.

El cabrestante 26 está motorizado mediante un actuador 30. Más concretamente, el actuador 30 hace girar un carrete 32 en el que está enrollado el cable 14. El actuador 30 puede ser un motor eléctrico o hidráulico o, más generalmente, cualquier forma de energía capaz de funcionar en un espacio confinado sin renovación de aire. Ventajosamente, está situado en el interior del carrete 32 para liberar espacio en la antena 20. La parte desenrollada del cable 14 se extiende a lo largo del eje vertical 28. La antena 20 cuelga por efecto de la gravedad. En la figura 2, el carrete 32 gira alrededor de un eje horizontal 34. Alternativamente, el cable 14 puede enrollarse alrededor de un carrete con un eje vertical. Un mecanismo de enrollado permite almacenar el cable 14 en el carrete 32. El mecanismo de enrollado asegura la traslación alterna de una guía de cable a lo largo del eje del carrete para disponer el cable 14 en capas sucesivas en el carrete 32. En el caso de un carrete de eje vertical, el carrete puede fijarse y el mecanismo de la bobinadora gira entonces alrededor del carrete complementando su traslación. Estos mecanismos existen, por ejemplo, en los carretes de pesca. Alternativamente, el carrete puede girar alrededor de su eje y la guía del mecanismo de enrollado sólo se mueve en traslación respecto a una carcasa 29 de la antena 20.

El cabrestante 26 formado por el carrete 32 y el actuador 30 está dispuesto en el interior de la antena 20, por ejemplo en un volumen interno 36 situado entre los receptores acústicos 24.

La antena 20 también incluye módulos electrónicos 38 para generar las señales acústicas transmitidas por los transmisores 22, procesar las señales acústicas recibidas por los receptores 24 y controlar el actuador 30.

La energía eléctrica necesaria para hacer funcionar todos los componentes de la antena 20 puede proceder del portador y ser transportada por el cable 14. Sin embargo, esta solución requiere un aumento de la sección transversal del cable 14 para poder transportar toda la potencia necesaria. En particular, la alimentación de los emisores acústicos requiere un alto nivel de potencia instantánea, que puede ser del orden de varios kilovatios. Como el cable 14 puede tener varios cientos de metros de longitud, es necesario proporcionar una sección transversal de cable suficientemente grande para limitar los efectos de las pérdidas óhmicas a lo largo del cable 14. Esto tiende a aumentar las dimensiones del carrete 32, que debe ser capaz de alojar el cable 14 en casi toda su longitud. Además, durante las fases de emisión acústica, la transmisión de datos en el cable debe interrumpirse para evitar cualquier perturbación de los datos durante la transmisión de energía en el cable 14.

Para limitar los periodos de alta transferencia de potencia en el cable 14, es ventajoso que la antena 20 esté equipada con una batería 40 dispuesta ventajosamente en una parte inferior de la antena 20 o al menos bajo el volumen 36 que contiene el cabrestante 26 para permitir que la antena mantenga una mejor orientación vertical, en particular durante el descenso cuando está suspendida por el cable 14. La batería 40 puede utilizarse para suavizar la transferencia de energía eléctrica en el cable 14, reduciendo así el área de la sección transversal de los conductores eléctricos del cable 14. Para ello, la batería 40 puede alimentar los transmisores acústicos 22, que suelen transmitir a alta potencia durante una pequeña fracción de la duración de una misión. También es ventajoso prescindir totalmente de la transferencia de energía en el cable 14. La batería 40 alimenta entonces todas las cargas eléctricas de la antena, como el cabrestante 26, los módulos electrónicos 38, los transmisores 22 y los receptores acústicos 24. Para recargar la batería 40, la antena dispone de medios de recarga independientes del cable 14, como un conector específico o una zona de recarga sin contacto 42, por ejemplo por inducción. La batería 40 puede recargarse a bordo del portador 10 o 16 conectando el conector específico o colocando la zona 42 cerca de un inductor dedicado.

La antena 20 también puede incluir sensores ambientales tales como una sonda de profundidad 44 para determinar la distancia de la antena 20 desde el fondo marino y un sensor de temperatura 46 para medir los cambios en la temperatura del agua en función de la profundidad alcanzada por la antena 20. La propagación de las ondas sonoras en el agua depende de los cambios de temperatura del agua. Estos sensores también pueden ser alimentados por la batería 40.

Las figuras 3a y 3b muestran una segunda variante de antena 50 de un sonar activo endurecido según la invención. En esta variante, durante la recepción sonar, los receptores acústicos 24, posiblemente colocados en brazos, se despliegan a una distancia de la carcasa de la antena 5029. Por otra parte, cuando se acciona el cabrestante 26, los receptores acústicos 24 se almacenan contra la carcasa 29 para limitar arrástrela resistencia de la antena 50 al descender y ascender la antena 50 en el agua. Este tipo de antena desplegable ha sido desarrollado en el pasado por el solicitante. En este tipo de antena, los receptores acústicos se despliegan mediante un mecanismo electromecánico en el interior de la antena. Este mecanismo consta de un motor eléctrico que mueve los brazos que sostienen los receptores acústicos. El motor se activa tanto cuando los brazos se extienden como cuando se retraen. Este mecanismo es pesado y engorroso.

Es posible mantener en la antena un mecanismo electromecánico de este tipo para accionar los brazos que soportan los receptores acústicos 24. Alternativamente, la segunda variante prescinde de este mecanismo.

La antena 50 comprende brazos desplegables 52 sobre los que están dispuestos los receptores acústicos 24. Ventajosamente, los brazos 52 están distribuidos uniformemente alrededor del eje 28 para asegurar una detección acústica completa alrededor del eje 28. La figura 3a muestra parte de la antena 50 con los brazos 52 plegados contra la carcasa 29. La figura 3b también muestra parte de la antena 50 en la que los brazos 52 están desplegados a una distancia de la carcasa 29. Los brazos 52 están articulados a la carcasa 29 y a un cuerpo 54 que forma una cubierta en forma de arandela que puede moverse en traslación con respecto a la carcasa 29 a lo largo del eje 28. El cuerpo 54 es, por ejemplo, rotacionalmente simétrico con respecto al eje 28 y el cable 14 pasa a través del cuerpo 54 a través del orificio de la arandela.

Esta doble articulación permite a los brazos 52 alejarse o acercarse a la carcasa 29 cuando el cuerpo 54 se mueve. Más concretamente, en la posición del cuerpo 54 mostrada en la figura 3a, los brazos 52 están plegados contra la carcasa 29 y en la posición del cuerpo 54 mostrada en la figura 3b, los brazos 52 están extendidos alejándose de la carcasa 29.

Los brazos 52 pueden articularse directamente a la carcasa 29 y al cuerpo 54 mediante enlaces pivotantes. Cuando están desplegados, los brazos 52 se extienden horizontalmente o en ángulo con respecto al eje 28. La cinemática de este tipo de mecanismo es muy sencilla. Se utiliza sobre todo en las boyas sonar, cuyo portador flota en la superficie del agua. Sin embargo, esta orientación de los brazos puede degradar la detección acústica cuando el portador es un dron o un helicóptero. En esta orientación, los receptores acústicos 24 se ven perturbados por el ruido generado por el portador. Por lo tanto, puede ser preferible prever una orientación vertical de los brazos 52 cuando están desplegados. En otras palabras, puede ser deseable mantener los brazos paralelos al eje 28 durante la traslación del cuerpo 54. Para ello, los brazos 52 pueden articularse mediante un paralelogramo deformable. Más concretamente, dos barras 56 y 58 de secciones paralelas se articulan por un lado a un brazo 52, mediante enlaces 60 y 62 respectivamente, y por otro lado a la carcasa 29, mediante enlaces 64 y 66 respectivamente. Una de las barras, la barra 58 en el ejemplo representado, está articulada al cuerpo 54 mediante el enlace 68 en un punto distante de su articulación al brazo 52 y de su articulación a la carcasa 29. Así, cuando el cuerpo 54 se desplaza en traslación, la barra 58 pivota alrededor de su articulación con la carcasa 29 y acciona el brazo 52. La barra 56 es accionada por el brazo 52 y también pivota con respecto a la carcasa 29. Durante este movimiento, la orientación del brazo 52 con respecto a la carcasa 29 no varía. En el ejemplo mostrado, el brazo 52 permanece paralelo al eje 29. Como se muestra, es posible articular varios brazos 52, dos en el ejemplo mostrado, a las mismas dos barras 56 y 58. Más concretamente, cada uno de los dos brazos 52 está articulado a la barra 58 y a la barra 56. Como se ha mencionado anteriormente, la antena 50 puede estar equipada con varios brazos 52 distribuidos alrededor del eje 28. Para soportar estos diferentes brazos 52, la antena 50 está equipada con varias series de dos barras 56 y 58, distribuidas también radialmente alrededor del eje 28.

El cuerpo 54 puede moverse en traslación con respecto a la carcasa 29 mediante un actuador electromecánico que realiza este movimiento directamente. El actuador consiste, por ejemplo, en un actuador lineal, cuyo cuerpo está fijado a la carcasa 29 y cuyo vástago, que se mueve en traslación con respecto al cuerpo del actuador, está fijado al cuerpo 54. También es posible el montaje inverso.

Ventajosamente, es posible prescindir de un actuador entre la carcasa 29 y el cuerpo 54 utilizando las fuerzas de gravedad que actúan sobre la carcasa 29 y el cuerpo 54. La caja 29 puede contener componentes pesados que pueden utilizarse para desplegar los brazos 52. Para ello, el cuerpo 54 está provisto de una abrazadera 70 configurada para sujetar el cable 14 e inmovilizarlo con respecto al cuerpo 54.

En la posición abierta de la abrazadera 70, el cable 14 está libre con respecto al cuerpo 54 y su peso, combinado con el de los brazos 52 a través de la articulación 68, tira del cuerpo 54 hacia abajo, es decir, hacia la carcasa 29. En esta posición, los brazos 52 también se desplazan hacia abajo, es decir, se pliegan contra la carcasa 29. Esta posición, con la abrazadera abierta, se muestra en la figura 3a.

Cuando la abrazadera 70 está en posición cerrada, el cable 14 está inmovilizado con respecto al cuerpo 54. En esta posición, el cabrestante 26 puede maniobrarse para desenrollar el cable y permitir que la caja 29 y el equipo fijado a ella desciendan con respecto al cuerpo 54 por efecto de la gravedad. Este movimiento relativo del cuerpo 54 con respecto a la carcasa 29 hace que los brazos 52 se extiendan hasta alcanzar la posición mostrada en la figura 3b. Esto es posible si los brazos 52, y en su caso las barras 56 y 58, son más ligeros que la carcasa 29 y todos los componentes fijados a ella. En general, esta condición se cumple fácilmente debido a la presencia de componentes pesados en la carcasa 29, en particular la batería 40 y el cabrestante 26. La operación del cabrestante 26 para desenrollar el cable 14 después de que se haya cerrado la abrazadera 70 se coordina con el movimiento relativo del cuerpo 54 con respecto a la carcasa 29. Más precisamente, la longitud del cable desenrollado es sustancialmente igual a la longitud de traslación del cuerpo 54 con respecto a la carcasa 29. Si se desenrolla un cable más largo, el cable podría quedar flojo entre el carrete 32 y la abrazadera 70. Desenrollar un cable más corto no permite extender completamente los brazos 52. El despliegue de los brazos 52 puede controlarse accionando el cabrestante 26. La abrazadera 70 puede utilizarse con la antena 20 descrita en la figura 2, es decir, sin brazo desplegable.

Las figuras 4a y 4b muestran una primera variante de la abrazadera 70 que forma un dispositivo de bloqueo de la antena 20 o 50 a lo largo del cable 14. Como se ha mencionado anteriormente, la invención puede utilizarse para cualquier objeto que pueda deslizarse a lo largo de un cable que pase a través de la abrazadera 70 y cuya posición relativa al cable 14 deba bloquearse. La abrazadera 70 puede utilizarse para cualquier orientación del cable 14. No es necesario que el cable 14 permanezca vertical para utilizar la abrazadera 70.

La abrazadera 70 comprende una parte fija que puede formar parte del cuerpo 54 o estar unida al cuerpo 54 y fijada al mismo. Como se ha indicado anteriormente, la abrazadera 70 puede implementarse en la antena 20. La parte fija de la abrazadera es entonces parte integrante de la carcasa 29. Para simplificar el resto de la descripción, se considera que la parte fija de la abrazadera 70 es el cuerpo 54. La abrazadera 70 también comprende un anillo 72 que comprende un material elástico con comportamiento fluido. Puede tratarse de un material de una sola pieza, por ejemplo a base de caucho o silicona. Alternativamente, el anillo 72 puede comprender una envoltura elástica que encierra un fluido. El material de una sola pieza permite utilizar un material casi sólido cuya forma se mantiene unida cuando no se aplica ninguna tensión mecánica al material. El uso de una envoltura permite utilizar un material mucho más fluido, como un líquido. La envoltura puede garantizar el comportamiento elástico del anillo 72. Con o sin carcasa, en ausencia de esfuerzos mecánicos, el anillo 72 tiene una forma maciza que rodea un rebaje central 74 a través del cual pasa el cable 14.

La abrazadera 70 también incluye un actuador 76 configurado para comprimir el anillo 72 entre dos formas. Una primera forma, conocida como forma abierta, se muestra en la figura 4a. La primera forma produce la posición abierta de la abrazadera 70. En esta primera forma del anillo 72, el actuador 76 no comprime el anillo 72, que conserva su forma natural en la que el cable 14 puede pasar libremente por el rebaje central 74. Alternativamente, en la primera forma del anillo 72, el actuador 76 puede aplicar ya una pretensión al anillo 72, por ejemplo para mantener el anillo 72 en su sitio. Incluso con esta tensión previa, el cable 14 puede moverse libremente en el rebaje central 74.

En una segunda forma del anillo 72, llamada la forma cerrada y mostrada en la Figura 4b, el cable 14 es comprimido por el anillo 72. En otras palabras, el rebaje central 74 se tensa bajo el efecto del actuador 76 hasta comprimir el cable 14 e impedir que fluya hacia el interior de la abrazadera 70. La posición del cuerpo 54 y, por tanto, de la antena queda así bloqueada. La segunda forma produce la posición cerrada de la abrazadera 70.

La presencia de un material de comportamiento fluido en el anillo 72 permite que el rebaje central 74 se adapte perfectamente a la forma del cable 14 en toda su superficie exterior sujeta por la abrazadera 70. Una abrazadera de este tipo puede adaptarse a un cable irregular en toda su longitud. Las irregularidades pueden tener todo tipo de causas. Pueden ser involuntarias y deberse, por ejemplo, a imperfecciones de fabricación o deformaciones causadas al utilizar la antena. Las imperfecciones pueden ser deliberadas y definirse cuando se diseña el cable.

La abrazadera 70, y en particular el anillo 72 y el actuador 76, están configurados de manera que el anillo 72 conserve su comportamiento elástico, es decir, sin deformación permanente, entre sus dos formas. Más concretamente, a partir de la forma cerrada, cuando el actuador 76 libera su compresión, el comportamiento elástico del anillo 72 le permite volver a su forma abierta.

En la variante mostrada en las figuras 4a y 4b, el actuador 76 ejerce una fuerza radial sobre el anillo 72 en la dirección del eje 28 para mover el anillo 72 desde su primera forma en la figura 4a a su segunda forma en la figura 4b.

Para aplicar una fuerza radial al anillo 72, en la variante mostrada en las figuras 4a y 4b, el actuador 76 comprende, por ejemplo, un muelle helicoidal 78 que se extiende a lo largo del eje 28 y está fijado en uno de sus extremos. Un motor o actuador 80 está configurado para tirar del segundo extremo del muelle 78 para tensarlo alrededor del eje 28.

Las figuras 5a y 5b muestran una segunda versión alternativa de la abrazadera, aquí marcada como 90. En esta variante, el anillo 72 puede adoptar sus dos formas, la forma abierta, mostrada en la figura 5a, que permite que el cable 14 circule libremente por la abrazadera 90, y la forma cerrada, mostrada en la figura 5b, que comprime el cable 14 e impide que circule por la abrazadera 90. A diferencia de la abrazadera 70, la abrazadera 90 comprende un actuador 92 que ejerce una fuerza axial, a lo largo del eje 28, sobre el anillo 72 tendente a reducir la longitud del anillo 72 a lo largo del eje 28 para alcanzar su forma cerrada. Cuando se libera la fuerza ejercida por el actuador 92, debido a la elasticidad del anillo 72, su longitud aumenta y el anillo 72 vuelve a su forma abierta.

Al utilizar un material sustancialmente incompresible, como el caucho por ejemplo, cuya relación de Poisson es cercana a 0,5, la reducción de la altura del anillo 72 se refleja totalmente en un aumento de la sección transversal del anillo 72 perpendicular al eje 28. Este aumento de la sección transversal se traduce en una reducción de la sección transversal del rebaje central 74 y, por tanto, en una compresión del cable 14. Pueden utilizarse materiales con una relación de Poisson inferior a 0,5. Por consiguiente, el actuador 92 debe generar un desplazamiento mayor para obtener la misma reducción de la sección transversal de la escotadura central 74 que con un material incompresible. En otras palabras, cuanto mayor sea la relación de Poisson, es decir, cercana a 0,5, mayor será la eficacia del actuador 92.

El actuador 92 puede ejercer su fuerza en cualquier lado del anillo 72. Sin embargo, esta disposición del actuador 92 puede ser difícil de implementar debido a la altura del anillo 72 a lo largo del eje 28. Es ventajoso que el anillo 72 se apoye contra el cuerpo 54 y que el actuador 92 ejerza su fuerza sobre el anillo 72 de forma opuesta a este apoyo sobre el cuerpo 54. También es ventajoso que el anillo 72 se apoye sobre el cuerpo 54 de forma distribuida alrededor del eje 28 del cable 14. Para ello, la abrazadera 90 comprende una arandela rígida 94 que forma parte integrante del cuerpo 54 y a través de la cual pasa el cable 14. El anillo 72 descansa contra una cara 96 de la arandela 94 perpendicular al eje 28 del cable 14. El anillo 72 se comprime entre la arandela 94 y el actuador 92.

La arandela 94 puede utilizarse para guiar el cable 14 a medida que entra en la abrazadera 90. Para ello, la arandela 94 tiene un chaflán 98 formado en una cara 100 de la arandela 94 opuesta a la cara 96. El chaflán 98 se forma alrededor de la perforación 102 de la arandela 94. La perforación 102 se utiliza para pasar el cable 14 a través de la arandela 94. La perforación 102 y el rebaje central 74 del anillo 72 están dispuestos uno en línea con el otro. Más concretamente, la perforación 102 y el rebaje central 74 son concéntricos con el eje 28. En un plano perpendicular al eje 28, la sección transversal del rebaje central 74 es constante en toda la altura del anillo 72. La sección transversal de la perforación 102 puede tener las mismas dimensiones que las de la sección transversal del rebaje central 74 en la forma abierta del anillo 72 que se muestra en la figura 5a.

Además de guiar el cable 14, la arandela 94 puede limitar la fricción del cable 14 que recorre el rebaje central 74 cuando el anillo 72 está en su forma abierta. Para ello, la sección transversal de la perforación 102 es menor que la sección transversal de la escotadura central 74 en la forma abierta. De este modo, en la forma abierta del anillo 72, el cable 14 entrará en contacto con la arandela 94 sin tocar el anillo 72 en las proximidades de la arandela 94. Puede elegirse un material para la arandela 94 que tenga un coeficiente de fricción con el cable 14 menor que el coeficiente de fricción entre el anillo 72 y el cable. La arandela 94 puede ser de bronce, por ejemplo.

Es ventajoso que el actuador 92 se apoye sobre el anillo 72 de forma distribuida alrededor del eje 28 del cable 14. A tal fin, la abrazadera 90 comprende una segunda arandela 104 que puede desplazarse en traslación a lo largo del eje 28. La movilidad traslacional de la arandela 104 permite al anillo 72 pasar de su forma abierta a su forma cerrada y viceversa. La arandela 104 tiene una perforación 106 por la que pasa el cable 14. La arandela 104 puede tener la misma forma que la arandela 94, en particular con su chaflán. El anillo 72 está situado entre las arandelas 94 y 104. Las dos arandelas 94 y 104 están montadas una frente a la otra. El actuador 92 ejerce su fuerza sobre el anillo 72 a través de la arandela 104. Al definir las secciones transversales de las perforaciones 102 y 106, ambas de dimensiones más pequeñas que las de la sección transversal del rebaje central 74 en su forma abierta, el cable 14, cuando se tensa, sólo toca las perforaciones 102 y 106 y no el anillo 72, eliminando así cualquier fricción entre el cable 14 y el anillo 72 en su forma abierta. Al igual que con la arandela 94, el material de la arandela 104 se elige para limitar las fuerzas de fricción con el cable 14.

El actuador 92 puede adoptar muchas formas como, por ejemplo, un actuador lineal que ejerce su fuerza sobre la arandela 104 cuando está presente, o directamente sobre el anillo 72 en ausencia de la arandela 104. Alternativamente, con el fin de simplificar la abrazadera 90, el actuador 92 comprende un sistema de tornillo-tuerca, una parte fija de la cual es integral con el cuerpo 54 y una parte móvil de la cual está diseñada para comprimir el anillo 72. La configuración del sistema tornillo-tuerca mostrado en las figuras 5a y 5b garantiza que el sistema tornillo-tuerca sea muy compacto. Más concretamente, en el cuerpo 54 se forma una rosca 108 concéntrica con el eje 28. Un tornillo 110 coopera con la rosca 108, se mueve a lo largo del eje 28 y presiona sobre la arandela 104 en la dirección de la arandela 94 para pasar de la forma abierta a la forma cerrada del anillo 72 y en la dirección opuesta para volver a la forma abierta. El tornillo 110 está perforado a lo largo del eje 28 para permitir el paso del cable 14.

Al comprimir el anillo 72 entre la arandela 94 y el actuador 92, el anillo 72 aumenta su sección transversal tanto para reducir las dimensiones del rebaje central 74 como para aumentar las dimensiones de la sección transversal exterior del anillo 72, que se deforma en forma de barril. La reducción de la sección transversal del rebaje central es útil para comprimir el cable 14. Sin embargo, el hinchamiento del exterior del anillo 72 es innecesario para garantizar la sujeción del cable 14. Es ventajoso evitar este hinchamiento colocando el anillo 72 dentro de un tubo rígido 112 que limita la expansión del anillo 72 radialmente alrededor del eje 28. El tubo 112 tiene una sección interna cuyas dimensiones son las mismas, aparte de las holguras funcionales, que las dimensiones de la sección externa del anillo 72 en su forma abierta. El tubo 112 puede montarse libremente respecto al cuerpo 54 y sujetarse por adherencia al anillo 72. Alternativamente, el tubo 112 puede ser integral con el cuerpo 54 o incluso ser perforado directamente en el cuerpo 54. Por lo tanto, el cuerpo 54 desempeña varias funciones: soporta la arandela 94, el tubo 112 y la rosca 108. Para reducir el número de piezas mecánicas separadas en la abrazadera 90, la arandela 94 puede fabricarse directamente en el cuerpo 54.

En ambas variantes, la abrazadera comprende un único actuador, 76 y 92 respectivamente, para comprimir el anillo 72. También pueden utilizarse varios actuadores, posiblemente independientes.

En las figuras 4a y 4b, el cuerpo 54 forma la parte fija de la abrazadera 70. Del mismo modo, en las figuras 5a y 5b, el tubo 112 forma la parte fija de la abrazadera 90. La parte fija de la abrazadera puede fijarse a la antena 20 o 50. Alternativamente, la parte fija de la abrazadera puede ser flotante con respecto a la antena 20 o 50. En la posición abierta de la abrazadera, la parte fija puede conservar al menos un grado de libertad de traslación a lo largo del eje 28 con respecto a la antena 20 o 50. Este grado de libertad facilita el cierre de la abrazadera de 70 o 90 cuando se baja o sube la antena. Este grado de libertad limita la fricción del anillo 72 sobre el cable 14 cuando la abrazadera está cerrada.

Más específicamente, en las Figuras 6a, 6b y 6c, el tubo 112 está conectado al cuerpo 54, permitiendo un movimiento de traslación a lo largo del eje 28 entre el cuerpo 54 y el tubo 112. Un muelle 114 conecta el tubo 112 al cuerpo 54. El muelle 114 puede comprimirse acercando el tubo 112 al cuerpo 54. En la figura 6a, la abrazadera 90 está en posición abierta. El tubo 112 está situado debajo del cuerpo 54 a una distancia del cuerpo 54. El cable 14 puede moverse libremente en el rebaje central 74 del anillo 72. La figura 6b muestra el inicio del cierre de la abrazadera 90. Más concretamente, el actuador 92 comprime el anillo 72 para presionarlo contra el cable 14. Al comienzo del apriete, el muelle 114 permanece flojo, como se muestra en la figura 6a. A continuación, como se muestra en la figura 6c, la gravedad actúa sobre el cuerpo 54 y el muelle 114 se comprime, haciendo que el tubo 112 entre en contacto con el cuerpo 54. En otras palabras, en la posición mostrada en la figura 6c, se elimina el grado de libertad traslacional de la abrazadera 90 con respecto al cuerpo 54 a lo largo del eje 28.

El muelle 114 permite que el tubo 112 sea flexible con respecto al cuerpo 54 en traslación a lo largo del eje 28 y también a lo largo de los otros grados de libertad. Esto puede mejorar el centrado del cable 14 a su paso por la abrazadera 90. En otras palabras, además del grado de libertad traslacional a lo largo del eje 28, los otros grados de libertad pueden ser ventajosos. Como alternativa al muelle 114, puede utilizarse cualquier otro deslizamiento a lo largo del eje 28 que permita el movimiento de traslación del tubo 112 con respecto al cuerpo 54. Esta traslación limita el deslizamiento del cable 14 en el rebaje central 74 del anillo 72 cuando la abrazadera 90 está cerrada. Más específicamente, puede ser deseable apretar la abrazadera 90 mientras la antena desciende. Con una abrazadera 90 cuya parte fija, en este caso el tubo 112, es integral con el cuerpo 54 cuando se aprieta la abrazadera 90, la antena pierde velocidad y la abrazadera 90 actúa como freno al rozar el cable 14. Toda la energía cinética de la antena se disipa por esta fricción, provocando el desgaste del cable 14 y del anillo 72. En cambio, con un grado de libertad de la abrazadera 90 en traslación a lo largo del eje 28 con respecto al cuerpo 54, sólo la energía cinética debida a la masa de la abrazadera se disipa por rozamiento en el cable 14. Como la abrazadera 90 tiene una masa muy inferior a la de toda la antena, y a lo sumo inferior a la mitad de la masa de la antena, la mayor parte de la energía cinética de la antena se transforma en energía potencial en la compresión del muelle 114, que limita así la energía disipada por la fricción entre el anillo 72 y el cable 14 y, por consiguiente, el desgaste de este último. La compresión del muelle 114 para limitar el rozamiento sobre el cable funciona tanto cuando se baja la antena 50 como cuando se sube. En el ejemplo de las figuras 6a, 6b y 6c, el muelle 114 se comprime cuando se aprieta la abrazadera 90. Alternativamente, se puede prever un muelle que se tensa cuando se aprieta la abrazadera 90. A continuación, la parte inferior del tubo 112 está unida a un muelle que a su vez está unido al cuerpo 54, esta vez situado bajo el tubo 112. También es posible disponer el tubo 112 entre dos muelles, cada uno de los cuales está fijado al tubo 112 por un lado y al cuerpo 54 por otro.

El muelle 114 puede sustituirse por otros tipos de elementos elásticos, como elastómeros. El elemento elástico puede tener propiedades de amortiguación para disipar la energía potencial de la energía cinética de la abrazadera. Por ejemplo, se puede utilizar un amortiguador en lugar o además del muelle 114. Además de su elasticidad, algunos elastómeros tienen propiedades amortiguadoras.

El conjunto descrito en las figuras 6a a 6c puede, por supuesto, utilizarse para la abrazadera 70 y, más en general, para cualquier abrazadera dentro del alcance de la invención.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de bloqueo de un objeto (20; 50) que puede deslizarse a lo largo de un cable (14), comprendiendo el dispositivo el cable (14) y una abrazadera (70; 90), pasando el cable (14) a través de la abrazadera (70; 90) extendiéndose a lo largo de un eje (28), comprendiendo la abrazadera (70) : una parte fija (112) conectada al objeto (20; 50) mediante un enlace (114) con al menos un grado de libertad en traslación a lo largo del eje (28), un anillo (72) que comprende un material elástico con comportamiento fluido, comprendiendo el anillo (72) un rebaje central (74) a través del cual pasa el cable (14),caracterizado porqueel dispositivo comprende un actuador (76 ; 92) configurado para comprimir el anillo (72) entre dos formas, de manera que se pasa de una primera de las formas, denominada forma abierta, pudiendo circular libremente el cable (14) por el rebaje central (74), a una segunda de las dos formas, denominada forma cerrada, quedando el cable (14) comprimido por el anillo (72).

2. Dispositivo de bloqueo según la reivindicación 1, en el que la parte fija (112) de la abrazadera (70; 90) está conectada al objeto (20; 50) mediante al menos un elemento elástico (114) configurado para comprimirse o relajarse cuando se aprieta la abrazadera (70; 90).

3. Dispositivo de bloqueo según la reivindicación 2, en el que el elemento elástico (114) está configurado para permitir la flexibilidad de la parte fija (112) con respecto al objeto (50) en traslación a lo largo del eje (28) y también a lo largo de los otros grados de libertad.

4. Dispositivo de bloqueo según una de las reivindicaciones 2 ó 3, en el que el elemento elástico (114) está configurado para transformar la mayor parte de la energía cinética del objeto (50) en energía potencial en la deformación del elemento elástico (114).

5. Dispositivo de bloqueo según una de las reivindicaciones 2 a 4, en el que el elemento elástico (114) tiene propiedades de amortiguación que permiten disipar la energía potencial derivada de la energía cinética del objeto (50).

6. Dispositivo de bloqueo según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el actuador (92) ejerce sobre el anillo (72) una fuerza axial a lo largo del eje (28) del cable (14) tendente a reducir una longitud del anillo (72) a lo largo del eje (28) del cable (14) para alcanzar la forma cerrada.

7. Dispositivo de bloqueo según la reivindicación 6, que comprende una arandela rígida (94) integrada en la parte fija (112) y atravesada por el cable (14), apoyándose el anillo (72) contra una cara (96) de la arandela (94), siendo la cara (96) perpendicular al eje (28) del cable (14), estando el anillo (72) comprimido entre la arandela (94) y el actuador (92).

8. Dispositivo de bloqueo según la reivindicación 7, en el que la cara (96) de la arandela (94) se denomina primera cara, en el que la arandela (94) tiene una segunda cara (100) opuesta a la primera cara (96) y en el que la segunda cara (100) está biselada alrededor de una perforación (102) de la arandela (94) a través de la cual pasa el cable (14).

9. Dispositivo de bloqueo según una de las reivindicaciones 7 u 8, en el que el actuador (92) mueve el anillo a lo largo del eje (28) del cable (14), en la dirección de la arandela (94) para conseguir la forma cerrada y en la dirección opuesta a la arandela (94) para conseguir la forma abierta.

10. Dispositivo de bloqueo según la reivindicación 9, en el que el actuador (92) comprende un sistema de tornillotuerca (108, 110), del cual una parte fija (108) es integral con la parte fija (112) de la abrazadera (90) y del cual una parte móvil (110) está configurada para comprimir el anillo (72).

11. Dispositivo de bloqueo según una de las reivindicaciones 6 a 10, que comprende un tubo rígido (112) que se extiende a lo largo del eje (28) del cable (14), estando el anillo (72) dispuesto en el interior del tubo (112), permitiendo el tubo (112) limitar la expansión del anillo (72) radialmente alrededor del eje (28) del cable (14).

12. Dispositivo de bloqueo según la reivindicación 11, en el que el tubo (112) es integral con la arandela (94).

13. Dispositivo de bloqueo según una de las reivindicaciones 7 a 12 como reivindicación dependiente de la reivindicación 7, en el que la arandela (94) se denomina primera arandela (94), comprendiendo el dispositivo una segunda arandela (104) a través de la cual pasa el cable (14) y que se interpone entre el actuador (92) y el anillo (72).

14. Dispositivo de bloqueo según la reivindicación 13, en el que las dos arandelas (94, 104) tienen perforaciones (102, 106) centradas alrededor del eje (28) y a través de las cuales pasa el cable (14), en el que, en su forma abierta, el rebaje central (74) tiene una sección transversal perpendicular al eje (28) que es constante a lo largo del eje (28), y en el que las secciones transversales de las perforaciones (102, 106) son menores que las de la sección transversal del rebaje central (74).

15. Dispositivo de bloqueo según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el actuador (76) ejerce una fuerza radial sobre el anillo (72) en la dirección del eje (28) del cable (14) para cambiar el anillo (72) de la forma abierta a la forma cerrada.

16. Dispositivo de bloqueo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el anillo (72) tiene una forma sólida que rodea el rebaje central (74).