ES3062671T3 - Rotation-resistant wire rope, method for producing same, and hoisting apparatus comprising a drum drive - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un cable de acero no giratorio (1; D1', D2'), en particular un cable de acero redondo no giratorio, que tiene un cable central (2) y alambres exteriores (4) que rodean el cable central, formando dichos alambres exteriores una única capa exterior (3). Ventajosamente, el cable central (2) comprende múltiples alambres internos (5, 6) que se introducen en una matriz de plástico (9) y que están rodeados por alambres exteriores (8) que forman una capa exterior (7). Ventajosamente, el movimiento relativo de los alambres del cable central puede realizarse tanto en la dirección longitudinal como en la circunferencial. La invención también se refiere a un método para producir un cable de acero no giratorio y a un dispositivo de elevación que comprende un accionamiento de tambor con un cable de acero no giratorio según la invención, diseñado dicho cable como cable de rodadura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Cable de acero libre de rotación, procedimiento para su producción, así como dispositivo elevación con accionamiento por tambor

[0003] La invención se refiere a un cable de acero libre de rotación, en particular a un cable de torones redondos libre de rotación, que presenta un cable central, así como torones exteriores que rodean el cable central, formando una única capa de torones exteriores.

[0004] Además, la invención se refiere a un procedimiento para la producción de un cable de acero libre de rotación, así como a un dispositivo de elevación con un accionamiento por tambor, que presenta un cable de acero libre de rotación según la invención, en donde cable está formado como cable en servicio.

[0005] Por el documento DE 202013102594 U1 es conocido un cable de acero martillado, no libre de rotación. Los cables de acero libres de rotación son conocidos por los documentos DE 39 37 588 A1, CH 545881 A, DE 2949754 C2 y "Special Wire Ropes // Spezialdrahtseile / The Premium Line" (disponible el 25.09.2024 en https://www.casar.de/Portals/0/Documents/Product-Specs/powerplast.pdf). Cada uno de estos cables de acero conocidos presenta un cable central que está completamente insertado en una matriz de plástico, es decir, sus torones centrales están completamente rodeados por el plástico de la matriz.

[0006] Para poder crear la matriz de plástico, por el estado de la técnica, en particular el documento DE 3937588 A1, también se sabe que los torones incompletos forman un cable central. Incompletos significa que se suprimieron alambres de torones individuales en la producción de los torones, mediante lo cual se forma un canal a través del cual un plástico que forma una matriz de plástico puede fluir hacia el cable central en una producción de cable central y rodear completamente los torones centrales.

[0007] El hecho de que un cable de acero esté libre de rotación se puede determinar mediante un ensayo estandarizado descrito en la norma ISO 21669 ("Cables de acero - Determinación de las propiedades de rotación"; versión: 02/2005):

[0008] Un cable de acero de una longitud de 1000 x d (d = diámetro nominal del cable de acero) está sometido a una carga de tracción mediante una fuerza F, en donde la fuerza F es el 20 % de una fuerza de rotura mínima (= F<mín>) del cable de acero. Se determina un ángulo de rotación φ del cable de acero, mediante el cual este gira alrededor de su eje longitudinal bajo la carga mencionada. Para un cable de acero libre de rotación se considera: - 360° < φ < 360°.

[0009] La invención se basa en la tarea de crear un cable de acero especialmente estable libre de rotación del tipo mencionado anteriormente con una larga vida útil.

[0010] Además, la invención se basa en la tarea de crear un dispositivo con un accionamiento por tambor que requiera un mantenimiento especialmente reducido.

[0011] Según la invención, la tarea se soluciona comprendiendo el cable central varios torones interiores de cable central que están introducidos en una matriz de plástico y que están rodeados por torones exteriores de cable central que forman una capa de torones exteriores de cable central.

[0012] Dado que únicamente los torones interiores de cable central están completamente insertados en la matriz de plástico en una dirección circunferencial, estos no están en contacto directo entre sí y, por lo tanto, son móviles entre sí en el caso de carga de un cable de acero libre de rotación según la invención, por ejemplo en el caso de uso como cable de acero en un dispositivo con un accionamiento por tambor, como una grúa. Ventajosamente, el movimiento relativo de torones interiores adyacentes del cable central puede producirse bajo carga tanto en una dirección longitudinal como en una dirección circunferencial.

[0013] El inventor ha determinado que, mediante el uso de un cable central de la construcción antes mencionada, se puede producir un cable de acero libre de rotación con una resistencia a la rotura real F<m>particularmente alta, a pesar de un factor de relleno del cable central relativamente bajo. Según el estado de la técnica, un cable de acero es más resistente a la rotura cuanto mayor sea su factor de relleno. El factor de relleno es en este caso la relación entre la sección transversal de todos los alambres que forman el cable de acero y la sección transversal del cable de acero.

[0014] Un factor de relleno de 0,70, por ejemplo, significa que el 70 % de la sección transversal del cable de acero está constituida por alambres que forman el cable de acero.

[0015] En particular, el inventor ha determinado sorprendentemente que un cable de acero según la invención con un cable central del tipo mencionado presenta una resistencia a la rotura real F<m>más alta, a pesar de un factor de relleno del cable de núcleo más bajo, que un cable de acero de la misma construcción con factor de relleno de cable central más alto.

[0016] En total, el inventor ha superado el prejuicio técnico según el cual es necesario un factor de relleno alto para una resistencia a la rotura alta, que se expresa con la fuerza de rotura real F<m>.

[0017] La fuerza de rotura real F<m>es un término general conocido por el especialista para una propiedad de un cable de acero y se puede determinar según la norma DIN EN 12385-3 (versión: 01/2009), sección 6.4 de la misma). Los cables de acero se clasifican en las denominadas clases de resistencia de cables, en donde una clase de resistencia de cables representa cables de una determinada resistencia a la rotura real F<m>. Para que una alta resistencia a la rotura real F<m>sea alcanzable, los alambres que forman el cable de acero deben alcanzar determinadas resistencias a la tracción conocidas por las normas. Dado que los alambres con alta resistencia a la tracción son frágiles, los cables de acero con una alta resistencia a la rotura real F<m>son habitualmente poco resistentes a la fatiga por flexión. Presentando un cable de acero libre de rotación según la invención con un cable central del tipo mencionado una mayor resistencia a la rotura real F<m>que un cable de acero libre de rotación comparable con un cable central conocido por el estado de la técnica, el cable de acero según la invención puede producirse utilizando alambres con menor resistencia a la tracción, en donde, sin embargo, es alcanzable una clase de resistencia de cables superior requerida. Tales alambres con menor resistencia a la tracción son menos frágiles, de modo que se crea un cable de acero libre de rotación según la invención con resistencia a la fatiga por flexión especialmente buena en el caso de una resistencia a la rotura real F<m>simultáneamente elevada.

[0018] Como plásticos para la formación de la matriz de plástico son especialmente adecuados elastómeros o termoplásticos, especialmente polietileno (PE) o polipropileno (PP).

[0019] Según la invención, exclusivamente los múltiples torones interiores de cable central están completamente insertados en la matriz de plástico.

[0020] El inventor ha identificado que para la producción de un cable de acero especialmente duradero, no es necesario introducir todo el cable central en una matriz de plástico, sino que, sorprendentemente, ya es suficiente con que los torones interiores de cable central estén completamente rodeados de plástico e insertados en la matriz de plástico.

[0021] Ventajosamente se crea un cable de acero producible de manera sencilla, duradero, que es utilizable en particular como cable de acero en servicio en un dispositivo con un accionamiento por tambor.

[0022] En una configuración de la invención, los torones exteriores de cable central, que están insertados sólo por zonas en la matriz de plástico, están en contacto directo con los torones exteriores, con las zonas de los torones exteriores de cable central orientadas en dirección opuesta a los torones interiores de cable central.

[0023] El inventor ha descubierto que los torones interiores de cable central completamente insertados en la matriz de plástico y los torones exteriores parcialmente insertados en la matriz de plástico ya ocasionan un aumento de las propiedades mecánicas. Esto es sorprendente, ya que se sabe por el estado de la técnica, que un cable central debe estar completamente insertado en una matriz de plástico para que sean alcanzables resistencias a la fatiga en el caso de uso del cable de acero como cable de acero en servicio.

[0024] Dado que las zonas de torones exteriores de cable central orientadas hacia los torones interiores de cable central están rodeadas de plástico, estas se pueden mover en una dirección longitudinal del cable con respecto a los torones interiores de cable central y no están en contacto directo entre sí.

[0025] El inventor ha determinado sorprendentemente que es posible una alta resistencia a la fatiga, que se expresa, por ejemplo, en un elevado número de ciclos de flexión hasta la aptitud para almacenamiento, aunque los torones exteriores de un cable de acero libre de rotación según la invención están en contacto directo con los torones exteriores de cable central. Esto resulta sorprendente, ya que el estado de la técnica enseña que se requiere una capa intermedia de plástico entre el cable central y los torones exteriores para evitar un contacto directo entre alambres adyacentes, mediante lo cual se produce un desgaste reducido y se prolonga la vida útil del cable de acero.

[0026] Convenientemente, los torones exteriores de cable central se introducen en la matriz de plástico únicamente con las zonas de los torones exteriores de cable central orientadas hacia los torones interiores de cable central, y las zonas de los torones exteriores de cable central orientadas en dirección opuesta a los torones interiores de cable central no se introducen en la matriz de plástico.

[0027] Mediante la introducción parcial en la matriz de plástico se garantiza que los torones exteriores de cable central sean móviles respecto a los torones interiores de cable central. Al mismo tiempo, los torones exteriores están en contacto directo con los torones exteriores de cable central.

[0028] Se ha demostrado que resulta ventajoso para una alta resistencia a la fatiga por flexión que los torones exteriores de cable central estén insertados en la matriz de plástico con al menos una mitad de su área base que está orientada hacia los torones interiores de cable central.

[0029] El inventor ha descubierto sorprendentemente que no es necesaria una introducción de todos los torones de cable central en una matriz de plástico para lograr mejores propiedades. Además, se crea un cable libre de rotación que es producible con menos plástico.

[0030] En una configuración de la invención, los torones exteriores adyacentes de cable central están separados entre sí por la matriz de plástico que se extiende desde los torones interiores de cable central en dirección radial del cable de acero hasta los torones exteriores de cable central, en donde la matriz de plástico se extiende en dirección radial del cable central solo en la medida en que las zonas de los torones exteriores de cable central orientadas en dirección opuesta a los torones interiores de cable central no estén introducidas.

[0031] Se ha demostrado que resulta ventajoso para una alta resistencia a la fatiga por flexión que los torones exteriores de cable central estén insertados en la matriz de plástico con al menos la mitad de su área base orientada hacia los torones interiores de cable central.

[0032] Ventajosamente, los torones de cable central adyacentes en dirección radial o en dirección circunferencial no están en contacto directo entre sí. Se garantiza una movilidad relativa particularmente buena entre los torones de cable central, incluso si los torones exteriores solo están parcialmente insertados en la matriz de plástico en su dirección circunferencial.

[0033] En una configuración de la invención, el cable central está compactado.

[0034] Preferiblemente, solo está compactado el cable central, no todo el cable de acero. Un cable central compactado se diferencia de un cable central que se produce a partir de torones compactados en que la compactación se efectúa solo después de una producción del cable central. Una compactación se efectúa antes de una aplicación de una capa exterior de torones exteriores al cable central. Preferiblemente, el cable central está martillado. Son concebibles otros procedimientos de compactación. Mediante compactación del cable central se crea además una superficie de cable central plana y lisa. Por ejemplo, se puede aplicar directamente sobre la superficie plana y lisa una capa exterior de torones exteriores, que se aplica al cable central para la formación del cable de acero. De esta manera, se pueden evitar los daños causados por el contacto de alambres individuales de los torones exteriores de cable central con los torones exteriores del cable de acero libre de rotación.

[0035] Además, los torones exteriores del cable de acero son ventajosamente móviles con respecto al cable central; es decir, pueden deslizarse por la superficie plana y lisa del cable central en el caso de carga del cable de acero. Esto evita estados de tensión que podrían dañar los alambres.

[0036] Se entiende que los torones de cable central, en particular los torones interiores de cable central y/o los torones exteriores de cable central, pueden estar ya compactados. A tal efecto, cada uno de los torones que forman el cable central puede compactarse antes de su cableado para dar el cable central, y el cable central como tal puede compactarse adicionalmente después de su producción.

[0037] En otra configuración de la invención, los cordones exteriores se aplican directamente al cable central.

[0038] Es posible un incremento adicional de las propiedades mecánicas, en particular un aumento de la resistencia a la fatiga por flexión, cuando el cable central está compactado adicionalmente.

[0039] Este hallazgo es sorprendente, ya que el estado de la técnica enseña que los cables de acero resistentes a la rotura y resistentes a la fatiga para el uso como cables de acero en servicio, solo pueden crearse si se evita en gran medida la fricción entre los alambres de torones adyacentes. Esto puede ocasionarse, por ejemplo, mediante una capa de plástico entre el cable central y la capa de torones exteriores. Sin embargo, según la invención, esto no es necesario, más bien, la capa de torones exteriores puede aplicarse directamente al cable central de tal manera que, en dirección radial, los alambres adyacentes de los torones exteriores de cable central y los alambres exteriores de los torones exteriores estén en contacto directo entre sí.

[0040] El inventor ha identificado que, mediante aplicación de una capa de torones exteriores directamente sobre el cable central, se crea un cable de acero libre de rotación que es particularmente resistente a la rotura.

[0041] Según una variante que no está cubierta por las reivindicaciones, el cable de acero presenta un revestimiento, preferiblemente hecho de plástico entre el cable central y la capa de torones exteriores, que no tiene conexión con la matriz de plástico.

[0042] La envoltura rodea el cable central a modo de funda, que se puede producir en particular mediante una etapa de procedimiento adicional, y en donde se introduce el cable central.

[0043] Sin conexión significa que es posible una separación clara entre el plástico que rodea los torones interiores de cable central y la envoltura de plástico, que no presenta conexión con la matriz de plástico. Esto es posible, en particular gracias a un plano de separación que está formado entre la matriz de plástico y la envoltura de plástico. Mediante este plano de separación se crea un plano de deslizamiento que permite una movilidad relativa de los torones exteriores respecto al cable central en una dirección longitudinal del cable.

[0044] El inventor ha determinado que una envoltura de este tipo ocasiona además una mejora adicional de una movilidad relativa del cable central con respecto a la capa de torones exteriores, mediante lo cual tal cable de acero libre de rotación según la invención es particularmente duradero, incluso en el caso de cargas elevadas, por ejemplo, al enrollarlo y desenrollarlo de un tambor de cable de acero.

[0045] Aunque no es estrictamente necesario, es concebible que una matriz de plástico que rodea los torones interiores de cable central esté hecha de un plástico diferente al de la envoltura de plástico del cable central. En otra configuración, que no está cubierta por las reivindicaciones, los torones exteriores de cable central están insertados en la matriz de plástico con las zonas de los torones exteriores de cable central orientadas hacia los torones interiores, y las zonas de los torones exteriores orientadas en dirección opuesta a los torones interiores se insertan en una envoltura formada por un plástico, dispuesta entre el cable central y la capa de torones exteriores, en donde la envoltura no presenta conexión con la matriz de plástico y rodea completamente el cable central en una dirección circunferencial.

[0046] Mediante la funda que rodea el cable central, que en particular no tiene conexión con la matriz de plástico, se forma un plano de separación, mediante lo cual se crea un plano de deslizamiento que permite una movilidad relativa de los torones exteriores con respecto al cable central en una dirección longitudinal del cable.

[0047] Ventajosamente, se crea un cable de acero particularmente duradero, en particular resistente a la flexión, que es apropiado para su uso como cable de acero en servicio. El cable de núcleo es convenientemente un cable tendido en paralelo.

[0048] En un cable de torcido paralelo, todos los alambres a partir de los cuales se produce el cable de torcido paralelo se toronan en un único paso de procedimiento para dar torones de torcido paralelo, que a su vez se cablean pada dar el cable de torcido paralelo.

[0049] En un cable de torcido paralelo, torones exteriores del centro de un cordón central están dispuestos entre torones exteriores adyacentes en dirección circunferencial de una primera capa de torones exteriores debido al procedimiento de producción.

[0050] El inventor ha determinado que un cable central de construcción 1+8+8 da como resultado un cable de acero libre de rotación, especialmente resistente a la rotura y resistente a la flexión, cuyas propiedades mecánicas son entre un 30 % y un 60 % mejores que las de los cables de acero libres de rotación conocidos. Un cable central de construcción 1+8+8 es un cable en el que el cable central tiene ocho torones interiores centrales (primeros "+8") que rodean un torón interior de cable central ("1"), y que están rodeado por ocho torones exteriores de cable central (segundos "+8").

[0051] Se encontraron propiedades de resistencia sorprendentemente comparables para otras construcciones de cables centrales, por ejemplo para un cable de relleno de construcción 1 n n<F>+ 2n, en donde n = 3, 4, 5... y nF es un número de los denominados alambres de relleno, o para un cable Warrington de construcción 1 n (n n), en donde n = 3, 4, 5..., o para una cable Seale de construcción 1 n n, en donde n = 3, 4, 5,..., o para un cable Warrington-Seale de construcción 1 n (n n) 2n, en donde n = 3, 4, 5...

[0052] Una visión general de los métodos mencionados anteriormente, así como sus detalles se describen en la directriz VDI 2358 (versión: 12/2012) en el capítulo 6.2.1.2.

[0053] En otra configuración de la invención, el cable de acero libre de rotación presenta una fuerza de rotura real F<m>que es entre un 3 % y un 45 % más elevada que la fuerza de rotura real F<m>de un cable de acero del mismo tipo, en donde los torones interiores de cable central no están insertados en una matriz de plástico.

[0054] Un cable de acero de la misma construcción significa que los dos cables a comparar presentan un cable central y una capa de torones exteriores de la misma construcción. Se entiende que el diámetro del cable también es el mismo.

[0055] La fuerza de rotura real F<m>de un cable de acero aumenta o disminuye linealmente con su área de sección transversal, en donde esta relación es particularmente cierta para un diámetro nominal de cable de acero entre 10 mm y 60 mm.

[0056] El inventor ha descubierto sorprendentemente que la fuerza de rotura real F<m>mediante torones interiores de cable central que están insertados en una matriz de plástico, en donde exclusivamente los torones interiores de cable central están completamente insertados en la matriz de plástico, para aumentar los valores mencionados en comparación con un cable de acero comparable sin torones interiores de cable central insertados en una matriz de plástico.

[0057] Para la determinación del aumento porcentual, se utiliza una fuerza de rotura real F<m1>para un primer cable de acero D<1>con un diámetro d sin torones interiores de cable central insertados en una matriz de plástico, en donde este valor para la fuerza de rotura real F<m1>del primer cable de acero D<1>corresponde a un 100% y es un valor de referencia. Posteriormente, se determina una fuerza de rotura real F<m²>para un segundo cable de acero D<2>con un diámetro d, en donde este cable de acero D<2>presenta torones interiores de cable central insertados en una matriz de plástico. A continuación, se determina el valor de la resistencia a la rotura real F<m²>del segundo cable D<2>en relación con la fuerza de rotura real F<m1>del primer cable D<1>. Esta relación es la resistencia a la rotura real relativa.

[0058] Según la invención, la relación F<m²>/F<m1>se sitúa entre 1,03 y 1,45.

[0059] En una configuración de la invención, el cable de acero presenta, a una tensión de tracción nominal σ<z>de 127 N/mm<2>+/- 10 N/mm<2>, una vida útil en ciclos de flexión entre un 3 % y un 40 % más elevada que la de un cable de acero de la misma construcción en donde los torones interiores de cable central no están insertados en una matriz de plástico.

[0060] La tensión de tracción nominal σ<Z>, que también se denomina tensión de tracción de cable, se define como una fuerza de tensión de cable S dividida por una sección transversal metálica, es decir, la suma de las secciones transversales de todos los alambres que forman el cable de acero (Fuente: FEYRER: Wire Ropes, K. Feyrer, K.-H. Wehking, 3.ª edición, SpringerVieweg, 2018, ISBN: 978-3-642-54295-4, p.71 de la misma).

[0061] Una vida útil se define como un número de ciclos de flexión hasta la rotura de un cable de acero.

[0062] La denominada aptitud para almacenamiento del 100 % es un número de ciclos de flexión que un cable puede soportar antes de que su reutilización segura sea posible. Una vez alcanzada la aptitud para almacenamiento, el cable debe reemplazarse.

[0063] Un número de ciclos de flexión tras los cuales un cable alcanza el 100 % de aptitud para almacenamiento siempre es menor que su vida útil. Cuanto más elevada sea la vida útil y la aptitud para almacenamiento, más resistente a los ciclos de flexión será un cable de acero.

[0064] Para la determinación de la vida útil se utilizó una estructura de ensayo según R. Verreet, J.-M. Teissier "A new and innovative wire rope bending fatigue machine" (2005, disponible gratuitamente en https://www.ropetechnology.com/downloads/brochures/bro_a-new-and-innovative-wire-rope-bending-fatiguemachine.pdf; último acceso el 24.11.2023). En este caso, un cable de acero se guía sobre un total de cinco poleas para cable bajo carga con una tensión de tracción nominal seleccionada hasta la rotura del cable de acero (véanse las Figs.6 a 8).

[0065] En esta estructura de ensayo es ventajoso que el cable de acero roto presenta zonas de menor desgaste, de modo que en el cable de acero roto se pueden determinar valores como un determinado grado de optimidad para almacenamiento (20 %, 40 %, 60 %, 80 %, 100 %) (véase la Fig. 9). De este modo, en el ensayo se determina un número de ciclos de flexión para cada zona del cable de acero, mediante lo cual se pueden determinar otros parámetros relevantes para la seguridad, como un grado de aptitud para almacenamiento, por ejemplo una aptitud para almacenamiento del 100 %.

[0066] Una evaluación de la resistencia a la fatiga por flexión se efectúa según la norma DIN ISO 4309 (versión: 06/2013).

[0067] El inventor ha determinado sorprendentemente que la vida útil y un determinado grado de aptitud para almacenamiento se pueden aumentar mediante torones interiores de cable central que están insertados en una matriz de plástico, en donde exclusivamente los torones interiores de cable central están completamente insertados en la matriz de plástico, para poder incrementar los valores mencionados anteriormente en comparación con un cable de acero de la misma construcción sin torones interiores de cable central insertados en una matriz de plástico.

[0068] Para la determinación del aumento porcentual se determinan la aptitud para almacenamiento A<1>y la vida útil L<1>con el ensayo antes mencionado para un primer cable de acero D<1>con un diámetro d sin torones interiores de cable central insertados en una matriz, en donde estos valores determinados para la aptitud para almacenamiento A<1>y la vida útil L<1>del primer cable de acero D<1>corresponden al 100 % respectivamente y son un valor de referencia respectivamente.

[0069] A continuación se determinan la aptitud para almacenamiento A<2>y la vida útil L<2>con el ensayo mencionado anteriormente para un segundo cable de acero D<2>con un diámetro d, en donde este cable de acero D<2>presenta torones interiores de cable central insertados en una matriz de plástico. A continuación, se relacionan los valores de aptitud para almacenamiento A<2>y la vida útil L<2>del cable de acero D2 con el valor respectivo para la aptitud para almacenamiento A<1>y la vida útil L<1>del primer cable D<1>. Estas relaciones corresponden a la vida útil relativa y la aptitud para almacenamiento relativa. Según la invención, la relación L<2>/L<1>se sitúa entre 1,03 y 1,40.

[0070] Se encontraron aumentos similares para la aptitud para almacenamiento, es decir, la relación A<2>/A<1>también se sitúa está entre 1,03 y 1,40.

[0071] La aptitud para almacenamiento A<1>, A<2>puede ser en este caso una aptitud para almacenamiento del 100 % o un grado menor de aptitud para almacenamiento.

[0072] Convenientemente, el cable de acero libre de rotación presenta una resistencia a la rotura real F<m>que es entre un 15 % y un 50 % más elevada que la fuerza de rotura real F<m>de un cable de acero de la misma construcción, cuyo cable central no está compactado.

[0073] El inventor ha identificado que una compactación de cable central ocasiona un incremento de la resistencia a la rotura real F<m>.

[0074] En una configuración de la invención, el cable de acero libre de rotación presenta, a una tensión de tracción nominal σ<Z>de 127 N/mm<2>+/- 10 N/mm<2>, una vida útil L y/o una aptitud para almacenamiento A que es entre un 3 % y un 45 % más elevada que la vida útil L y/o la aptitud para almacenamiento A de un cable de acero de la misma construcción cuyo cable central no está compactado.

[0075] El inventor ha determinado que una compactación de cable central ocasiona un aumento de la vida útil L y la aptitud para almacenamiento A.

[0076] Convenientemente, los torones interiores de cable central y los torones exteriores de cable central están formados como torones completos, en donde no se prescinde de ningún alambre para crear una cavidad para el alojamiento del plástico que forma la matriz de plástico.

[0077] Ventajosamente, se crea un cable de acero con alta resistencia a la fatiga, que presenta además un factor de relleno particularmente alto en comparación con los cables de acero libres de rotación conocidos por el estado de la técnica.

[0078] Un procedimiento según la invención para la producción de un cable de acero libre de rotación, en el que un primer torón interior de cable central está rodeado por un revestimiento de plástico y cablea en un punto de cableado de un dispositivo de cableado con otros torones interiores de cable central y torones exteriores de cable central para dar un cable central de tal manera que solo los torones interiores de cable central se introducen en una matriz de plástico, está caracterizado porque los torones exteriores se cablean con el cable central para la formación del cable de acero libre de rotación.

[0079] El revestimiento de plástico está diseñado de tal manera que los torones interiores de cable central adicionales se introducen, es decir, se insertan completamente en el punto de cableado en una dirección circunferencial. En un cable central producido, el revestimiento de plástico del primer torón interior de cable central forma la matriz de plástico.

[0080] En una configuración del procedimiento según la invención, el cable central se compacta antes de un cableado con los torones exteriores para formar el cable de acero libre de rotación.

[0081] Un dispositivo de elevación según la invención con un accionamiento por tambor, en particular una grúa sobre orugas, presenta un cable de acero libre de rotación según la invención, que está formado como en servicio. Un cable en servicio es un cable que, en el caso de su uso según lo previsto, por ejemplo como cable de carga de un dispositivo de elevación, se desvía mediante poleas para cables o se enrolla o desenrolla de un tambor de cable.

[0082] La invención se explica con más detalle a continuación mediante ejemplos de realización y los dibujos adjuntos que se refieren a los ejemplos de realización. Muestran:

[0083] la Fig.1a-d Varias formas de realización de un cable de acero libre de rotación en sección transversal, en donde las formas de realización según la Figura 1b y la Figura 1d no están cubiertas por las reivindicaciones,

[0084] la Fig.2a, b Resistencia a la rotura real relativa, vida útil relativa y aptitud para almacenamiento relativa para diferentes cables de acero D<1>, D<2>, D<1'>y D<2'>.

[0085] Un cable de acero libre de rotación 1 mostrado esquemáticamente en sección transversal en la Fig. 1a está formado como un cable de torones redondos y comprende un cable central 2 formado como cable de torcido paralelo, así como una única capa de torones exteriores 3, que presenta dieciséis torones exteriores 4, en donde los torones exteriores 4 se aplican directamente al cable central 2.

[0086] El cable central está formado como cable de acero 1+8+8 y presenta un primer torón interior 5, el más interno, que está rodeado por otros ocho torones interiores 6. Una capa 7 de torones exteriores 8 comprende un total de ocho torones exteriores 8.

[0087] En este ejemplo de realización, los torones interiores de cable central 5, 6 y los torones exteriores de cable central 8 están compactados.

[0088] Los torones interiores de cable central 5, 6 están insertados en una matriz de plástico 9 constituida por polipropileno (PP) de tal manera que todos los torones interiores de cable central 5, 6 están completamente rodeados por la matriz de plástico 9 en dirección circunferencial.

[0089] Los torones exteriores de cable central 8 están insertados en la matriz de plástico 9 en las zonas de los cordones exteriores de cable central 10 orientadas hacia los torones interiores 5 y 6; es decir, únicamente están introducidos por zonas. Las zonas de los torones exteriores del cable principal 101 orientadas en dirección opuesta a los torones exteriores del cable principal 8 no están introducidas en la matriz de plástico 9.

[0090] Para la representación simplificada, las áreas de los torones exteriores de cable central 10, 101 están separadas entre sí en los ejemplos de realización mediante una línea circular discontinua 102.

[0091] Un cable de acero libre de rotación 1, mostrado esquemáticamente en sección transversal en la Fig. 1b, se diferencia del mostrado en la Fig. 1a en que comprende una envoltura 11 formada por material plástico que envuelve completamente el cable central 2 en una dirección circunferencial de cable central, a modo de funda. Una capa de torones exteriores 3 se aplica directamente sobre la envoltura 11.

[0092] La envoltura 11 puede estar formada como una matriz de plástico adicional que envuelve las zonas de torones exteriores de cable central 101 orientadas en dirección opuesta a los torones interiores de cable central 5, 6 y en las que se introducen zonas de torones exteriores de los torones exteriores 4 orientadas hacia el cable central 2.

[0093] La línea circular discontinua 102 forma simultáneamente en el cable de acero 1 mostrado en la Fig.1b un plano de separación, a lo largo del cual la matriz de plástico 10 y la envoltura 11 están separadas entre sí, es decir, están en contacto suelto sin estar conectados entre sí.

[0094] El cable central 2 de los cables de acero 1 mostrados en las Figs.1a y 1b no está compactado.

[0095] Un cable de acero libre de rotación 1 mostrado esquemáticamente en sección transversal en la Fig. 1c se diferencia del mostrado en la Fig.1a en que un cable central 2 está compactado, mediante lo cual se crea una superficie de cable central lisa y plana 12.

[0096] Un cable de acero libre de rotación 1 mostrado esquemáticamente en sección transversal en la Fig. 1d se diferencia del mostrado en la Fig.1b en que un cable central 2 está compactado, mediante lo cual se crea una superficie de cable central lisa y plana 12.

[0097] Para mayor claridad, no todos los torones exteriores 4, torones interiores de cable central 6, torones exteriores de cable central 8 y las zonas de torones exteriores de cable central 10 orientadas hacia los torones interiores de cable central 5, 6 y las zonas de torones exteriores de cable central 101 orientadas en dirección opuesta a los torones interiores de cable central 5, 6 están provistas de un número de referencia en las Fig.1a-d.

[0098] Los cables de acero libres de rotación 1 mostrados en las Fig.1a a 1d son particularmente adecuados para su uso como cables en servicio en un dispositivo de elevación con un accionamiento por tambor, en particular una grúa como una grúa sobre orugas, una grúa móvil, una grúa de cubierta de un barco, una grúa de descarga de un barco o una grúa giratoria de torre.

[0099] A continuación se hace referencia a la Fig.2, donde partes idénticas o equivalentes se designan con el mismo número de referencia que en la Fig. 1, y se añade respectivamente la letra a al número de referencia en cuestión.

[0100] Todos los cables de acero D<1>, D<2>, D<1'>y D<2'>utilizados para la determinación de las propiedades de cable de acero que se muestran en la Fig.2a, b presentan un cable central de construcción 1+8+8, en donde los torones interiores de cable central y los torones exteriores de cable central se compactan antes de su cableado para formar el cable central. Una sola capa de torones exteriores comprende 16 torones exteriores de construcción 1+6, es decir, un solo alambre central ("1") se torona con seis ("+6") alambres que rodean el alambre central para formar el torón exterior.

[0101] Para formar el respectivo cable de acero D<1>, D<2>, D<1'>y D<2'>se cablean el respectivo cable central y los 16 torones exteriores.

[0102] Un diámetro de cable de cada cable de acero D<1>, D<2>, D<1'>y D<2'>asciende a 22 mm en este ejemplo de realización. Todos los torones de cable central se compactaron antes de su cableado para dar un cable central.

[0103] El cable de acero D<2>se diferencia del cable de acero D<1>por que un cable central del cable de acero D<2>está compactado. Ninguno de los cables de acero D<1>y D<2>presenta torones interiores del cable central que están insertados en una matriz de plástico.

[0104] El cable de acero D<1'>se diferencia del cable de acero D<1>por que exclusivamente los torones interiores de cable central de un cable central del cable de acero D<1'>están insertados en una matriz de plástico. Ninguno de los cables de acero D<1>y D<1'>presenta un cable central compactado.

[0105] El cable de acero D<2'>se diferencia del cable de acero D<2>por que exclusivamente los torones interiores de cable central de un cable central del cable de acero D<2'>están insertados en una matriz de plástico. Ambos cables de acero D<2>y D<2'>presentan un cable central compactado.

[0106] En ninguno de los cables de acero D<1'>y D<2'>los torones exteriores de cable central están introducidos completamente en la matriz de plástico en la que están insertados los torones interiores de cable central, sino que únicamente las zonas de los torones exteriores de cable central orientadas hacia los torones interiores están rodeadas de plástico, del modo que se muestra en la Fig.1a, c.

[0107] Los torones exteriores se aplican directamente al cable central, es decir, los torones exteriores del cable central y los torones exteriores de cable central están en contacto directo entre sí.

[0108] En el diagrama mostrado en la Fig.2a se muestra la resistencia a la rotura real relativa de los cuatro cables de acero D<1>, D<2>, D<1'>y D<2'>.

[0109] La resistencia a la rotura del cable de acero D<1>es F<m1>, la del cable de acero D<2>es F<m²>, la del cable de acero D<1'>es F<m1'>y la del cable de acero D<2>es F<m2'>.

[0110] La resistencia a la rotura real relativa del cable de acero D<1>es 100% (= relación F<m1>a F<m1>), es decir, un valor de referencia.

[0111] Para la determinación de la resistencia relativa a la rotura del cable de acero D<2>se calcula la relación F<m²>a F<m1>. Para la determinación de la resistencia relativa a la rotura del cable de acero D<1'>se calcula la relación F<m1'>a F<m1>.

[0112] Para la determinación de la resistencia relativa a la rotura del cable de acero D<2'>se calcula la relación F<m2'>a F<m1>.

[0113] Mediante la inserción de torones interiores de cable de núcleo, es decir, exclusivamente torones interiores de cable de núcleo, en una matriz de plástico, es posible un incremento de la resistencia a la rotura real F<m1'>del cable de acero D<1'>en un 8 % en comparación con la del cable de acero D<1>(F<m1>). Sorprendentemente, el inventor ha determinado que, contrariamente a la enseñanza del estado de la técnica, no es necesaria una inserción completa de un cable central en una matriz de plástico, sino que ya es suficiente insertar completamente los torones interiores de cable central.

[0114] Mediante una compactación de cable central es posible un incremento de la resistencia a la rotura real F<m²>del cable de acero D<2>en un 31 % en comparación con el cable de acero D<1>(F<m1>).

[0115] Mediante torones interiores de cable central que están insertados en una matriz de plástico, en donde exclusivamente los torones interiores de cable central están completamente insertados en la matriz de plástico, en combinación con una compactación del cable central, es posible un incremento de la resistencia a la rotura real F<m2'>del cable de acero D<2'>en un 41 % en comparación con el cable de acero D<1>(F<m1>).

[0116] En un diagrama mostrado en la Fig. 2b, se muestran la vida útil relativa, así como la aptitud para almacenamiento relativa para los cuatro cables de acero D<1>, D<2>, D<1>' y D<2>'. En este ejemplo de realización, la aptitud para almacenamiento es la denominada aptitud para almacenamiento del 100%, es decir, el cable de acero debe reemplazarse para el funcionamiento seguro adicional del dispositivo que guía el cable de acero. La vida útil del cable de acero D<1>es L<1>, la del cable de acero D<2>es L<2>, la del cable de acero D<1'>es L<1'>y la del cable de acero D<2'>es L<2'>.

[0117] La aptitud para almacenamiento del 100 % del cable de acero D<1>es A<1>, la del cable de acero D<2>es A<2>, la del cable de acero D<1'>es A<1'>, y la del cable D<2'>es A<2'>.

[0118] La vida útil relativa del cable de acero D<1>es del 100 %, mientras que su aptitud para almacenamiento relativa del 100 % A es del 80 %. Estos son valores de referencia que se producen mediante cálculo de la relación A<1>a A<1>, o bien L<1>a L<1>.

[0119] Para la determinación de la vida útil relativa del cable de acero D<2>se calcula la relación L<2>a L<1>. Una determinación de las vidas útiles relativas de los demás cables de acero se efectúa de forma análoga con respecto a la vida útil L<1>del cable de acero D<1>.

[0120] Para la determinación de la aptitud para almacenamiento relativa del 100 % del cable de acero D<2>se calcula la relación A<2>a A<1>. Una determinación de la aptitud para almacenamiento relativa del 100 % de los cables de acero adicionales se determina de forma análoga en relación con la aptitud para almacenamiento del 100 % A<1>del cable de acero D<1>.

[0121] Para el cable de acero D<1>se determinó un incremento de la vida útil L<1'>en un 6 % en comparación con la del cable de acero D<1>, mientras que se determinó un incremento de la aptitud para almacenamiento del 100 % A<1'>del 84 % al 80 %.

[0122] Para el cable de acero D<2>se determinó un incremento de la vida útil L<2>en un 13 % en comparación con la del cable de acero D<1>, mientras que se determinó un incremento de la aptitud para almacenamiento del 100 % A<2>del 80 % al 90 %.

[0123] Para el cable de acero D<2'>se determinó un incremento de la vida útil L<2'>en un 38 % en comparación con la del cable de acero D<1>, mientras que se determinó un incremento de la aptitud para almacenamiento A<2'>del 80 % al 110 %.

[0124] En total, para los cables de acero D<1'>y D<2'>se muestra un aumento significativo de la resistencia a la rotura real relativa, la vida útil relativa y la aptitud para almacenamiento del 100%.

[0125] Sorprendentemente, a pesar del aumento de la resistencia a la rotura real F<m>se determinó un aumento considerable de la vida útil y de la aptitud para almacenamiento del 100 %. Esto contradice las expectativas del especialista en tecnología de cables, ya que un aumento de la resistencia a la rotura real F<m>conduce habitualmente a una reducción de la vida útil y una reducción de la aptitud para almacenamiento del 100 %. Además se determinó que es posible una mejora adicional de las propiedades mencionadas anteriormente si el cable de acero presenta además una envoltura que rodea el cable central que no presenta una conexión con una matriz de plástico en la que exclusivamente están insertados los torones interiores de cable central.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Cable de acero libre de rotación (1; D1', D2'), en particular cable de torones redondos libre de rotación, que presenta un cable central (2), así como torones exteriores (4) que rodean el cable central, que forman una única capa de torones exteriores (3), en donde el cable central (2) comprende varios torones interiores de cable central (5, 6) que están introducidos en una matriz de plástico (9) y que están rodeados por torones exteriores de cable central (8) que forman una capa de torones exteriores de cable central (7),

caracterizado por que

exclusivamente los diversos torones interiores de cable central (5, 6) del cable central (2) están completamente introducidos en la matriz de plástico (9).

2. Cable de acero libre de rotación según la reivindicación 1,

caracterizado por que

los torones exteriores de cable central (8), que están insertados en la matriz de plástico (10) solo por zonas, tienen contacto directo con los torones exteriores (4) con las zonas de torones exteriores de cable central (101) orientadas en dirección opuesta a los torones interiores de cable central (5, 6).

3. Cable de acero libre de rotación según la reivindicación 1 o 2,

caracterizado por que

los torones exteriores de cable central (8) del cable central (2) están introducidos en la matriz de plástico (9) únicamente con las zonas de torones exteriores de cable central (10) de los torones centrales orientadas hacia los torones interiores de cable central (5, 6), y las zonas de los torones exteriores de cable central (101) orientadas en dirección opuesta a los torones interiores de cable central (5, 6) no están introducidas en la matriz de plástico.

4. Cable de acero libre de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado por que

los torones exteriores de cable central (8) adyacentes están separados entre sí por la matriz de plástico (9), que se extiende desde los torones interiores de cable central (5, 6) en dirección radial del cable de acero (1) hasta los torones exteriores de cable central (8), en donde la matriz de plástico (10) se extiende en dirección radial del cable central solo en tal medida que las zonas de los torones exteriores de cable central (101) que están orientadas en dirección opuesta a los torones interiores de cable central (5, 6) no están introducidas en la matriz de plástico.

5. Cable de acero libre de rotación según la reivindicación 1,

caracterizado por que

el cable central (2) está compactado.

6. Cable de acero libre de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado por que

los torones exteriores (4) se aplican directamente sobre el cable central (2).

7. Cable de acero libre de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizado por que

el cable central (2) es un cable de torcido paralelo.

8. Cable de acero libre de rotación según la reivindicación 1,

caracterizado por que

el cable de acero libre de rotación (1; D<1'>) presenta una fuerza de rotura real F<m>que es entre un 3 % y un 45 % más elevada que la fuerza de rotura real F<m>de un cable de acero (D<1>) de la misma construcción en el que los

torones interiores de cable central no están insertados en una matriz de plástico.

9. Cable de acero libre de rotación según la reivindicación 1,

caracterizado por que

el cable de acero libre de rotación (1; D<1'>), a una tensión de tracción nominal σ<Z>de 127 N/mm<2>+/- 10 N/mm<2>, presenta una vida útil L y/o una aptitud para almacenamiento A en ciclos de flexión, que es entre un 3 % y un 40 % más elevada que la vida útil L y/o la aptitud para almacenamiento A de un cable de acero (D1) de la misma construcción en el que los torones interiores de cable central no están insertados en una matriz de plástico.

10. Cable de acero libre de rotación según la reivindicación 1 y la reivindicación 5,

caracterizado por que

el cable de acero libre de rotación (1; D<2'>) presenta una fuerza de rotura real F<m>que es entre un 15 % y un 50 % más elevada que la fuerza de rotura real F<m>de un cable de acero (D<1'>) de la misma construcción cuyo cable central no está compactado.

11. Cable de acero libre de la rotación según la reivindicación 1 y la reivindicación 5,

caracterizado por que

el cable de acero libre de rotación (1; D<2'>), a una tensión de tracción nominal σ<Z>de 127 N/mm<2>+/- 10 N/mm<2>, presenta una vida útil L y/o una aptitud para almacenamiento A, que es entre un 3 % y un 45 % más elevada que la vida útil L y/o la aptitud para almacenamiento A de un cable de acero (D<1'>) de la misma construcción cuyo cable central no está compactado.

12. Cable de acero libre de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 11,

caracterizado por que

los torones interiores de cable central (5, 6) y los torones exteriores de cable central (8) están formados como torones completos en los que no se prescinde de ningún alambre para crear una cavidad para el alojamiento del plástico que forma la matriz de plástico (10).

13. Procedimiento para la producción de un cable de acero libre de rotación (1; D<1'>, D<2'>), en particular un cable de torones redondos libre de rotación, en el que un primer torón interior de cable central (5) está rodeado por un revestimiento de plástico y se cablea en un punto de cableado de un dispositivo de cableado con otros torones interiores de cable central (6), así como torones exteriores de cable central (8), para formar un cable central (2), y los torones exteriores (4) se cablean con el cable central (2) para formar el cable de acero libre de rotación (1; D<1'>, D<2'>),

caracterizado por que

exclusivamente los torones interiores de cable central (6) están completamente insertados en una matriz de plástico.

14. Método según la reivindicación 13,

caracterizado por que

el cable central (2) se compacta antes un cableado con los torones exteriores (4) para formar el cable de acero libre de rotación (1; D<1'>, D<2'>).

15. Dispositivo de elevación con un accionamiento por tambor, en particular grúa sobre orugas, que presenta un cable de acero libre de rotación (1; D<1'>, D<2'>) según una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el cable de acero libre de rotación (1; D<1'>, D<2'>) está formado como cable en servicio.