ES2614782T3

ES2614782T3 - Sistema de vigilancia del funcionamiento de una cadena de conducción de energía

Info

Publication number: ES2614782T3
Application number: ES13718319.0T
Authority: ES
Inventors: Thilo Alexander JAEKER; Andreas Hermey
Original assignee: Igus GmbH
Current assignee: Igus GmbH
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2033-04-19
Also published as: BR112014025794B1; EP2839184B1; DE202012003907U1; EP2839184A1; JP2015516551A; CN104395640A; CN104395640B; JP6259444B2; SG11201407267QA; US20150135845A1; BR112014025794A2; US10175124B2; WO2013156607A1

Abstract

Sistema de vigilancia para fuerzas de tracción y de compresión en una cadena (1) de conducción de energía con una gran cantidad de eslabones (2) de cadena unidos entre sí de manera articulada para la conducción protegida de cables, mangueras o análogos, que comprende al menos un receptor (10; 90) de fuerza para la medición de una fuerza de tracción o de compresión transmitida entre un elemento (4) de arrastre y un extremo (3) móvil de la cadena de conducción de energía, así como una unidad (12) de evaluación para la evaluación de las señales de medida registradas por el receptor de fuerza, estando configurado el receptor (10; 90) con elementos de unión para la fijación del extremo (3) móvil de la cadena (1) conducción de energía al elemento (4) de arrastre y al menos un brazo (32, 34; 92), que se extiende de manera esencial transversalmente a la dirección de la fuerza de tracción/compresión, caracterizado porque el brazo es sometido por una fuerza de tracción o de compresión, que actúe en la dirección longitudinal de la cadena de conducción de energía a una flexión y posee al menos una zona (321, 322; 341, 342) deformable elásticamente con un sensor (621, 622; 641, 642) asignado a ella para la medición de la deformación producida por la flexión y porque el receptor (10; 90) de fuerza comprende una primera brida (22) conformada en una pieza con al menos un brazo (32, 34; 92), que posee medios (23) para la fijación del receptor (10; 90) de fuerza al elemento (4) de arrastre.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de vigilancia del funcionamiento de una cadena de conduccion de ene^a

El invento se refiere de una manera general a un sistema de vigilancia de una cadena de conduccion de energfa con una gran cantidad de eslabones de cadena unidos entre si de manera articulada para la conduccion protegida de cables, mangueras o analogos entre un primer punto de conexion y un segundo punto de conexion movil con relacion a aquel. El invento se refiere en especial a un sistema de vigilancia para la vigilancia de las fuerzas de traccion y de compresion en una cadena de conduccion de energfa de esta clase asf como a un receptor de fuerza apropiado especialmente para un a sistema de vigilancia de esta clase, disenado para la medicion de la fuerza de traccion o de compresion transmitidas entre un elemento de arrastre y un extremo movil de la cadena de conduccion de energfa.

Un movimiento de la cadena de conduccion de energfa causa siempre a consecuencia de la friccion y de la inercia una fuerza contraria al movimiento del extremo movil.

En especial en el caso de las cadenas de conduccion de energfa largas y pesadas, por ejemplo de gruas de carga para el manejo de contenedores, pueden adquirir estas fuerzas dimensiones considerables. Para evitar las avenas debidas a fuerzas excesivas se conoce a traves del modelo de utilidad aleman DE 203 05 619, respectivamente la solicitud internacional de patente WO 2004/090375 un sistema de vigilancia conforme con el genero

En este sistema de vigilancia segun el documento DE 203 05 619, respectivamente WO 2004/090375 se utiliza un dispositivo de union especial, necesario para la conduccion lineal y para el almacenamiento flotante de la celda de pesaje utilizada. Estos sistemas de vigilancia se utilizan entretanto con exito en numerosos casos, por ejemplo en las gruas de carga para el manejo de contenedores. Sin embargo, este sistema exige un dispositivo de conexion relativamente costoso con un peso propio elevado asf como celdas de pesaje con un precio por unidad correspondiente.

El documento DE 2020 0800 1415 U divulga un sistema de vigilancia segun el preambulo de la reivindicacion 1.

Por ello, un sistema de esta clase no puede ser utilizado de una manera eficiente desde el puto de vista de los costes en instalaciones pequenas, por ejemplo dispositivos automaticos de concatenacion para el transporte de mercandas o en aplicaciones en maquinas-herramientas. Sin embargo, tambien en las instalaciones pequenas existe una demanda igualmente manifiesta de seguridad contra fallos, respectivamente la proteccion de los cables conducidos con la cadena de conduccion de energfa.

El invento se basa por ello en el problema de crear una solucion barata, pero a pesar de ello fiable, para la vigilancia de las fuerzas de traccion y de compresion en una cadena de conduccion de energfa.

El problema segun el invento se soluciona con un sistema de vigilancia segun la combinacion de caractensticas de la reivindicacion 1, por un lado, y, por otro, tambien con un eslabon de union para la fijacion del extremo movil de la cadena a un elemento de arrastre segun la combinacion de caractensticas de la reivindicacion 11.

El sistema de vigilancia segun el invento se caracteriza por el hecho de que el receptor de fuerza esta configurado como eslabon de union para la fijacion del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa al elemento de arrastre y realiza la funcion de una barra de flexion. El receptor de fuerza comprende para ello segun el invento un brazo, que se extiende esencialmente de modo transversal a la direccion de las fuerzas de traccion o de compresion, que se producen durante el funcionamiento en el extremo movil y que, por lo tanto, es sometido a una flexion en presencia de fuerzas correspondientes. El receptor de fuerza comprende, ademas, para la realizacion de la funcion de una barra de flexion al menos una zona de flexion deformable de manera elastica, respectivamente a modo de muelle, con un sensor incorporado para la medicion de las deformaciones creadas por la flexion de la zona de flexion.

El elemento de union propuesto segun el invento para la fijacion del extremo movil al elemento de arrastre se caracteriza correspondientemente por el hecho de que el propio elemento de union puede ser utilizado como receptor de fuerza, poseyendo con ello las caractensticas mencionadas mas arriba.

Debido a que el propio receptor de fuerza puede ser utilizado como elemento de union, respectivamente elemento de fijacion para la fijacion del extremo movil del elemento de arrastre, no es necesario en conjunto un dispositivo de union caro. Esta clase de fijacion simplificada hace posible la configuracion segun el invento del receptor de fuerza con un brazo flexible sometido a una flexion, analogamente al principio de una barra de flexion. Ademas, esta configuracion hace posible al mismo tiempo el registro efectivo de valores de medicion, incluso en aplicaciones con fuerzas de reaccion pequenas.

La construccion a modo de barra de flexion del receptor de fuerza propuesto para la medicion de las fuerzas de compresion y de traccion tiene, ademas, la ventaja de que a traves del brazo, que se extiende en la direccion transversal, se aprovecha un efecto de palanca, que hace posible una amplificacion de la deformacion elastica y con ello tambien hace posible la medicion exacta con fuerzas pequenas. Sin embargo, como deformacion a modo de

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muelle elastica se entiende cualquier flexion con un valor pequeno, que pueda ser registrada con sensores apropiados. Con otras palabras, con ello tambien se debe entender como zona deformable elasticamente, respectivamente zona de flexion, que puede flexionar, en el brazo, que se extiende transversalmente y segun los margenes de fuerza, que aparecen durante el funcionamiento, una zona con un grueso de pared relativamente grande, siempre que se asegure una determinada deformacion minima en el margen normal de las fuerzas de compresion o de traccion.

En una forma de ejecucion preferida posee cada receptor de fuerza exactamente dos brazos, que comprenden cada uno al menos una zona de flexion deformable elasticamente con sensores correspondientes dispuestos paralelos con la misma longitud eficaz. Los dos brazos representan, por lo tanto, una disposicion de paralelogramo con cuatro articulaciones, que al flexionar los brazos no dan lugar a un alabeo, sino a un desplazamiento paralelo del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa con relacion al elemento de arrastre. Un movimiento de rotacion inherente a la flexion debida a una fuerza no es transmitida con ello al extremo de la cadena de conduccion de energfa unido con el elemento de arrastre.

En una forma de ejecucion barata y a pesar de ello exacta desde el punto de vista de la tecnica de medicion se preve como sensor en al menos una zona de flexion deformable elasticamente una galga extensiometrica (DMS). En una configuracion ventajosa con dos brazos posee cada uno de los dos brazos dos galgas extensiometricas conectadas en serie. Las galgas extensiometricas se disponen simetricamente y diametralmente enfrentadas. Las galgas extensiometricas conectadas en serie estan conectadas en paralelo con un puente de Wheatstone, de manera, que las galgas extensiometricas de cada brazo estan conectadas en serie entre las conexiones de alimentacion del circuito en puente. Esta disposicion hace posible al menos en parte la compensacion de momentos de flexion no deseados y de la influencia de la temperatura. Cada receptor de fuerza posee para esta ejecucion con preferencia dos brazos simetricos tanto con relacion al plano transversal, como tambien con relacion al plano longitudinal. Sin embargo, tambien se pueden prever menos que cuatro galgas extensiometricas, por ejemplo solo dos galgas extensiometricas conectadas en serie en zonas de flexion enfrentadas. Tambien con la utilizacion de menos que cuatro galgas extensiometricas se disponen estas con preferencia en una disposicion de puente, en especial un puente de Wheatstone. Este puente de medida puede ser conectado correspondientemente con una conexion enchufable del receptor de fuerza a la unidad de evaluacion del sistema de vigilancia.

De manera alternativa de las galgas extensiometricas (DMS) tambien cabe imaginar la utilizacion de otro tipo de sensor adecuado, por ejemplo piezoelectrico, optico o inductivo.

Para obtener un determinado efecto de palanca es ventajoso, que el brazo, respectivamente los brazos posean desde el punto de vista de su margen de flexion una longitud eficaz, que teoricamente se pueda someter a flexion, de al menos el 20%, con preferencia de al menos el 25% referidos al brazo de palanca con el que la fuerza de reaccion de la cadena actua sobre el elemento de arrastre. Como magnitud de referencia se remite, por lo tanto, al brazo de palanca, perpendicular a la direccion de la fuerza entre el punto de fijacion en el elemento de arrastre y el eje de articulacion de la articulacion de la cadena de conduccion de energfa mas proxima con relacion al elemento de arrastre. Por medio de una longitud minima correspondiente, que responda a una flexion, tambien se genera en las cadenas de conduccion de energfa de tamano medio y pequenas, es decir en las aplicaciones con fuerzas pequenas desde el punto de vista de su valor una deformacion medible practicamente.

El receptor de fuerza, que sirve como elemento de union, respectivamente el elemento de union, que sirve como receptor de fuerza puede ser utilizado con preferencia, prescindiendo de la carga de flexion inherente deseada, para la fijacion eventualmente disoluble al elemento de arrastre. Para ello es conveniente, que se prevea una primera brida solidaria o conformada en una pieza con el al menos un, en el caso de estar previstos, con los dos brazos. En esta brida estan dispuestos medos adecuados para la fijacion del receptor de la fuerza y del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa fijado a su vez a este. Por ejemplo se pueden prever taladros con roscas para la fijacion por medio de uniones con tornillos. La primera brida sirve entonces correspondientemente como punto de referencia estacionario con relacion al que tiene lugar la flexion de la zona de flexion elastica del al menos un brazo. Para la aplicacion de las fuerzas de compresion y de traccion al receptor de la fuerza es conveniente en la forma de ejecucion mencionada en ultimo lugar, que el receptor de la fuerza posea una segunda brida conformada en una pieza con el al menos uno o eventualmente con los dos brazos. Esta sirve entonces correspondientemente para la fijacion del receptor de la fuerza al extremo movil de la cadena de conduccion de energfa, por ejemplo por medio de una segunda union con tornillos. Para obtener un determinado angulo de ataque de las fuerzas en el extremo movil de la cadena y propiedades de deslizamiento favorables, posee la segunda brida con preferencia una superficie de union para la fijacion al extremo movil, que se extiende oblicuamente en comparacion con una superficie de union en la primera brida, es decir, que se extiende oblicuamente con relacion al plano del movimiento del elemento de arrastre. El ancho de las dos superficies de union, en especial de la superficie de union en la segunda brida, en la direccion perpendicular al plano de flexion, respectivamente al plano central de la cadena equivale en este caso con preferencia al ancho del lado estrecho superior de un ramal de piezas de union sucesion de la cadena de conduccion de energfa a vigilar.

El receptor de fuerza propuesto puede ser configurado como elemento de union separado de la fijacion, es decir como pieza intermedia entre el extremo movil de la cadena de conduccion de energfa y el elemento de arrastre. Para ello se preve en una forma de ejecucion conveniente, que el receptor de fuerza comprende un armazon

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construido en una pieza con metal o con material plastico, en especial un material plastico apropiado para la transformacion por inyeccion. El metal garantiza sin mas, en el caso de deformacion, una proporcionalidad suficiente del valor medido con el efecto a medir de la fuerza. El material plastico permite de una manera tipica una configuracion barata de la fabricacion. Con independencia del material elegido, el armazon en una pieza forma al mismo tiempo el al menos un brazo o eventualmente los dos brazos. Este armazon puede representar tambien con preferencia, al formar una pieza con los brazos y dispuesto perpendicularmente a ellos la primera brida y eventualmente tambien la segunda brida. El armazon en una pieza sirve en este caso como elemento de union separado, respectivamente como pieza intermedia para la fijacion el extremo movil del elemento de arrastre. Una ventaja de esta construccion reside en el hecho de que a pesar de la deseada flexibilidad se garantiza una union relativamente ngida, respectivamente carente de movimiento. Ademas, con eleccion del material se pueden obtener con una configuracion correspondiente diferentes elasticidades de la zona de flexion en cada brazo dependiendo de la aplicacion deseada.

Cuando se utiliza un elemento de union construido separado del extremo movil de la cadena, es conveniente, que la primera brida, que debe ser fijada al elemento de arrastre posea un perfil de fijacion, por ejemplo un esquema de taladrado, respectivamente una plantilla de taladrado, que sea identica con el perfil de fijacion previsto de manera tfpica en el extremo movil de la cadena de conduccion de energfa, en especial como esquema de taladrado en el lado estrecho del eslabon final de la cadena.

Como alternativa de la ejecucion del elemento de union, respectivamente del receptor de fuerza como pieza intermedia separada, tambien se halla en el marco del invento, que el receptor de fuerza y en especial el al menos un brazo con funcion de barra de flexion se configure como componente integral de un elemento final de la cadena. Un elemento final correspondiente con receptor de fuerza sirve entonces para la fijacion del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa al elemento de arrastre.

Las caractensticas descritas en lo que antecede del receptor de fuerza tambien son propuestas y reivindicadas como caractensticas del elemento de union configurado como receptor de fuerza.

El invento tambien se refiere a una cadena de conduccion de energfa con una gran cantidad de eslabones de cadena unidos entre sf de manera articulada para la conduccion protegida de cables, mangueras o analogos, estando formados los eslabones de la cadena por piezas laterales de union, que, debido a la union articulada, se concatenan para formar ramales de piezas de union y unidas en la mayona de los casos por tirantes transversales. Para evitar la rotura de la cadena de conduccion de energfa se preve en al menos uno, con preferencia en las dos piezas de union del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa, un receptor de fuerza segun el invento para la fijacion del extremo movil al elemento de arrastre. En las aplicaciones en las que se supone una distribucion simetrica de la fuerza entre los dos ramales de piezas de union, es posible prever solo en un ramal de piezas de union un receptor real de fuerza. En el otro ramal de piezas de union se preve entonces convenientemente un elemento de union simplificado mas barato con la misma construccion mecanica, pero sin sensores para la medicion de la deformacion.

Finalmente, el invento se refiere por lo tanto tambien a la utilizacion de al menos un, con preferencia dos receptores de fuerza correspondientes para la medicion de las fuerzas de traccion y de compresion transmitidas entre el elemento de arrastre y el extremo movil.

Otros detalles, ventajas y caractensticas del invento se desprenden de la descripcion, que sigue de algunos ejemplos de ejecucion por medio del dibujo adjunto. En el muestran:

La figura 1, en una vista lateral esquematica un sistema de vigilancia segun el invento.

La figura 2, una vista lateral del extremo movil de una cadena de conduccion de energfa, fijado al elemento de arrastre con un elemento de union segun el invento.

La figura 3, una vista en perspectiva del extremo movil de una cadena de conduccion de energfa con un elemento de union segun el invento en cada una de las dos piezas de union para la fijacion al elemento de arrastre.

La figura 4, una vista en perspectiva ampliada de un elemento de union segun el invento, respectivamente un receptor de fuerza segun la figura 3.

Las figuras 5A-5B, una vista esquematica en perspectiva de un armazon en una pieza utilizado en el elemento de union, respectivamente el receptor de fuerza segun las figuras 3-4.

Las figuras 6A-6C, una vista lateral en parte quebrada asf como las secciones verticales correspondientes segun las lmeas de corte VIA y VIB del elemento de union, respectivamente del receptor de fuerza segun la figura 4.

La figura 7, una representacion de una superposicion de momentos no deseada en el armazon segun la figura 5A- 5B.

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La figura 8, un esquema electrico de conexion de las galgas extensiometricas utilizadas en el receptor de fuerza segun las figuras 6A-6C,

La figura 9, una vista lateral del extremo movil de una cadena de conduccion de ene^a con un elemento de union segun un segundo ejemplo de ejecucion

La figura 1 muestra una cadena 1 de conduccion de energfa con una gran cantidad de eslabones 2 de cadena unidos entre sf de manera articulada, que posee un extremo 3 movil fijado a un elemento 4 de arrastre representado de una manera puramente esquematica. La cadena 1 de conduccion de energfa sirve de manera en sf conocida para la conduccion protegida de cables, mangueras o analogos entre un punto de conexion fijo no representado con detalle y un punto de conexion movil. En el punto de conexion movil se preve el elemento 4 de arrastre, que por ejemplo esta fijado a un elemento movil de maquina (no representado). En el ejemplo segun la figura 1, el elemento 4 de arrastre es desplazable de acuerdo con las flechas 5, 6 horizontalmente hacia la izquierda o la derecha, respectivamente hacia delante o hacia atras. Las fuerzas de compresion y de traccion ejercidas con ello sobre la cadena 1 de conduccion de energfa poseen la misma direccion 5, 6 y son vigiladas con un sistema de vigilancia, que evita la rotura de la cadena 1 de conduccion de energfa y en especial de los elementos conducidos con ella en el caso de sobrecarga. Para ello posee el sistema de vigilancia al menos un receptor 10 de fuerza y una unidad 12 de evaluacion a la que esta conectado el receptor 10 de fuerza por medio del cable 14 de medicion. La unidad 12 de evaluacion esta conectada a traves de una lmea 16 de datos con un sistema de automatizacion con construccion convencional no representado con detalle y es alimentado a traves de la lmea 18 de corriente. La construccion y el funcionamiento de la unidad 12 de evaluacion pueden tener lugar de la manera en sf conocida, por ejemplo de acuerdo con la descripcion en el modelo de utilidad DE 203 05 619. El contenido relativo a ello del documento DE 203 05 619 es incluido en el presente caso por remision. De manera alternativa de la evaluacion allf propuesta, que tiene en cuenta la dependencia entre el camino de desplazamiento y el margen nominal del valor de la fuerza, la unidad 12 de evaluacion, simplificada con valores lfmite fijos, es decir sin informacion relativa a la posicion del extremo 3 movil, puede evaluar las fuerzas medidas unicamente desde el punto de vista de valores lfmites fijos.

Como se desprende con mayor claridad de las figuras 2-3, el receptor 10 de fuerza sirve segun el invento al mismo tiempo de elemento de union para la fijacion del extremo 3 movil de la cadena 1 de conduccion de energfa al

elemento 4 de arrastre. Dicho de otra forma, en el elemento de union esta integrado al mismo tiempo la funcion de

un receptor 10 de fuerza.

La figura 3 muestra en una vista en perspectiva de una manera mas clara la construccion tfpica de la cadena 1 de conduccion de energfa con dos ramales 7, 8 de piezas de union enfrentados entre sf y unidos por travesanos 9. La figura 3 muestra, ademas, en el extremo 3 de cada ramal 7, 8 de piezas de union de la cadena de conduccion de energfa un receptor 10 de fuerza correspondiente, que sirve para la fijacion del correspondiente ramal 7, 8 de piezas de union al elemento 4 de arrastre. De manera alternativa tambien es posible prever un solo receptor de fuerza, que se extienda sobre todo del ancho de la cadena 1 de conduccion de energfa, apropiado como elemento de union para la fijacion al elemento 4 de arrastre y que al mismo tiempo sea apropiado para la medicion de la fuerza.

Las figuras 4 y 5A-5B muestran en una representacion en perspectiva la construccion del receptor de fuerza,

respectivamente del elemento 10 de union. El componente principal es un armazon 20 a modo de cuadro. El

armazon 20 se fabrica en una pieza, por ejemplo por medio de una mecanizacion CNC apropiada de una preforma de aluminio. El armazon 20 posee una brida 22 superior y una segunda brida 24 inferior situada enfrente. En la primera brida 22 estan previstos taladros 23 de fijacion para la union con tornillos con el elemento 4 de arrastre. Los taladros 23 de fijacion se realizan con preferencia con el mismo esquema de taladrado, respectivamente la misma plantilla de taladrado que los taladros de fijacion previstos de manera tfpica para la fijacion del eslabon final del extremo 3 movil, de manera, que no es necesaria una modificacion en el elemento 4 de arrastre, respectivamente en la pieza a prever, en el caso de una ampliacion con receptores 10 de fuerza.

En la primera brida 22 se preven, ademas, roscas 25 interiores perpendicularmente a los lados anchos, que sirven por el atornillado de tapas 26 laterales con la primera brida 22 fijada de manera firme. En la tapa 26 lateral situada en el interior con relacion a la cadena 1 de conduccion de energfa se preve un conector 28 hembra para la lmea 14 de medicion. Por medio del conector 28 hembra se conectan con la unidad 12 de evaluacion los sensores previstos en el receptor 10 de fuerza segun las figuras 6A-6C.

Para la fijacion del receptor de fuerza, respectivamente del elemento 10 de union al correspondiente ramal 7, 8 de piezas de union del extremo 3 movil se preven en la segunda brida 24 dos taladros 27 de fijacion adicionales. Los taladros 27 de fijacion se preven, referidos a la superficie 29 inferior de union dispuesta oblicuamente de la segunda brida 24, tambien segun el mismo esquema de taladrado de los taladros 23 de fijacion en la primera brida 22. La superficie 29 de union en la segunda brida no esta dispuesta con relacion a la correspondiente superficie de union en la primera brida 22 paralelamente, sino oblicuamente. Con ello se crea un angulo de ataque del eslabon final favorable en el extremo 3 movil de la cadena 1 de conduccion de energfa. Las dos superficies de union tambien se pueden extender trapezoidalmente para crear el angulo de ataque. La superficie 29 de union tambien puede ser construida de manera alternativa paralela a la superficie superior de union en la primera brida 22.

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Como se desprende con especial claridad de la figura 5A, el receptor de fuerza, respectivamente el elemento 10 de union, mejor su armazon 20, comprende dos brazos 32, 34, esencialmente perpendiculares a la dileccion 5, 6 de las fuerzas de compresion y de traccion en el extremo 3 movil. Cuando el extremo 3 movil de la cadena 1 de conduccion de ene^a esta fijado al elemento 4 de arrastre, se someten con ello los brazos 32, 34, que se extienden transversalmente a la accion de la fuerza, a flexion, cuando se mueve el elemento 4 de arrastre. Para hacer posible la medicion de una deformacion generada por flexion posee cada brazo 32, 34 al menos una, como se representa en la figura 5B al meno dos zonas 321, 322, respectivamente 341, 342 de flexion. Las zonas 321, 322; 341, 342 de flexion se extienden cada una aproximadamente entre la transicion a las bridas 22, 24 y el centro de la longitud W eficaz de los brazos 32, 34. Para su explicacion se representa en la figura 5B esquematicamente un estado sometido a carga en el que existe una flexion en la zona de los brazos 32, 34, que se extienden transversalmente, es decir una deformacion elastica reversible en las zonas 321, 322; 341, 342 de flexion. Esta deformacion elastica depende de la fuerza de reaccion de la cadena 1 de conduccion de energfa, por ejemplo segun la direccion de la flecha 5, que es generada por la fuerza ejercida por el elemento 4 de arrastre. La figura 5A muestra en comparacion el estado sin carga del armazon 20 en el que no existe una flexion de los brazos 32, 34.

Como muestra una comparacion de la figura 5A y la figura 5B, los dos brazos 32, 34 estan dispuestos paralelos y con la misma longitud W eficaz. Con ello se garantiza, que, como muestra la figura 5B, siempre tiene lugar un desplazamiento paralelo del extremo 3 movil, en especial del eslabon de la cadena 1 de conduccion de energfa con relacion al elemento 4 de arrastre. Los brazos 32, 34 con sus zonas 321, 322; 341, 342 de flexion actuan conjuntamente con las bridas 22, 24 a modo de un mecanismo de paralelogramo con cuatro articulaciones. El angulo de ataque del eslabon final en el extremo 3 movil con relacion al elemento 4 de arrastre permanece con ello invariable, incluso con una flexion del armazon 20.

Las figuras 5A-5B muestran, ademas, un orificio 35 central, que confiere al armazon 20 una forma a modo de marco. La deseada elasticidad de las zonas 321, 322; 341, 342 de flexion se puede ajustar por medio de un a configuracion correspondiente el orificio 35 de acuerdo con la aplicacion y el material elegido para el armazon 20. Con una configuracion adecuada por medio de un mecanizado de metal o de inyeccion de material plastico se puede conferir a las zonas 321, 322; 341, 342 de flexion, por ejemplo por medio de estrechamientos no representados con detalle, una flexibilidad adaptada de manera especial a las fuerzas nominales, que se producen durante el funcionamiento de una determinada cadena 1 de conduccion de energfa. El orificio 35 central se configura simetricamente con preferencia con relacion a los planos centrales vertical y horizontal del armazon 20 para generar zonas 321, 322; 341, 342 de flexion simetricas correspondientes, que, ademas, generan un efecto de paralelogramo. La figura 5A muestra de manera correspondiente la longitud W eficaz teoricamente maxima, que puede ser sometida a flexion y que se elige igual para los dos brazos 32, 34 para asegurar el desplazamiento paralelo antes descrito el segundo brazo 24.

Para obtener un compromiso adecuado entre la rigidez entre los brazos 32, 34 y su flexibilidad se elige la longitud W con un valor tal, que equivalga al menos al 20%, con preferencia al menos al 25% del brazo H de palanca, mostrado en la figura 2, que da lugar a la flexion. El brazo H de palanca se mide en este caso entre los puntos de ataque de las fuerzas, por ejemplo entre el eje de articulacion de articulacion mas proxima al elemento 4 de arrastre de la cadena 1 de conduccion de energfa y el plano de fijacion del elemento 4 de arrastre. El elemento de union, respectivamente el receptor 10 de fuerza amplfa con ello, como pieza intermedia segun la figura 2, en conjunto el brazo H de palanca, y se configura con preferencia de tal modo, que la relacion W/H respete un determinado valor mmimo, con preferencia W/H > 0,2.

Las figuras 6A-6B muestran una disposicion preferida segun la que se asigna a los brazos 32, 34, en especial a cada una de las zonas 321, 322; 341, 342 de flexion, una galga extensiometrica (DMS) 621, 622; 641, 642 correspondiente como sensor para la medicion de la deformacion creada por la flexion. Como se desprende de la vista lateral parcialmente quebrada de la figura 6C, las galgas 621, 622; 641, 642 extensiometricas se fijan cada una al lado interior de los brazos 32, 34 con un pegamento apropiado. Las galgas 621, 622; 641, 642 extensiometricas son fijadas con relacion a los planos centrales vertical y horizontal del armazon 20 simetricamente en la zona de las correspondientes zonas 321, 322; 341, 342 de flexion. Las tapas 26 laterales sirven para proteger las galgas 621, 622; 641,642 extensiometricas contra agentes indeseados.

La figuras 7 muestra esquematicamente la superposicion de un momento M de vuelco creado por el brazo H de palanca existente de manera inherente con una fuerza de reaccion del extremo 3 movil. Al ejercer una fuerza de traccion sobre el extremo 3 movil de la cadena 1 de conduccion de energfa se crea un momento de vuelco opuesto de signo correspondientemente contrario. Debido al momento M, realmente no deseado, se crea en uno de los brazos 32 un recalcado en la direccion longitudinal del brazo, mientras que en el otro brazo 34 se crea inversamente un alargamiento en la direccion longitudinal. Este recalcado, respectivamente estirado representados en la figura 7 con flechas dobles en la direccion longitudinal de los brazos 32, 34 influye en la deformacion deseada debida a la flexion en las superficies interiores de las zonas 321, 322; 341, 342 de flexion.

La figura 8 muestra una disposicion ventajosa desde el punto de vista de la tecnica de mediciones de las galgas 621, 622; 641, 642 extensiometricas en forma de un puente de Wheatstone. En la disposicion segun la figura 8 estan conectadas las dos galgas 621, 622 extensiometricas dispuestas en el primer brazo 32 en serie con contactos 66, 68 de conexion para una fuente de alimentacion reprensada esquematicamente con +V y -V. Las dos galgas 641, 642

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extensiometricas en el segundo brazo 34 enfrentado estan conectadas igualmente en serie con los contactos de conexion 66, 68 de la fuente de alimentacion. Con la deformacion segun la figura 5B deseada y debida a la flexion se someten las dos galgas 621, 642 o 622, 641 extensiometricas situadas diagonalmente unas frente a otras por pares a extension o a recalcado. Con la disposicion preferida segun la figura 8 en el circuito de puente de medida se reparte el efecto secundario de dilatacion o de recalcado del momento M no deseado segun la figura 7 desde el punto de vista de la tecnica de medicion entre las diferentes galgas 621, 622; 641, 642 extensiometricas de tal modo, el efecto perjudicial del momento M se compensa aproximadamente con relacion a los pares enfrentados diagonalmente formados por galgas 621-642, respectivamente 622-641 extensiometricas.

La correspondiente conexion de las galgas 621, 622; 641, 642 extensiometricas como puente de medida tambien se representa en las figuras 6A-6C. La figura 6C muestra, ademas, contactos 62, 64 de conexion del puente de medida en los que tiene la medicion propiamente dicha de la senal para la determinacion de la fuerza. La figura 6C muestra tambien los contactos 66, 68 del conector 28 hembra a los que conecta por ejemplo una fuente de tension constante. La medicion de la senal y la alimentacion tienen lugar en este caso a traves de la lmea 14 de medida por medio de la unidad 12 de evaluacion.

La figura 9 muestra finalmente un segundo ejemplo de ejecucion posible de un elemento 90 de union segun el invento, que puede ser utilizado al mismo tiempo como receptor de fuerza. Contrariamente al primer ejemplo de ejecucion segun las figuras 1-7, el elemento de union, respectivamente el receptor 90 de fuerza segun la figura 9 posee unicamente un solo brazo 92, que se extiende de manera esencial transversalmente a la direccion de traccion/compresion y que durante el funcionamiento es sometido a flexion. Esta solucion es sencilla y barata desde el punto de vista de la tecnica de construccion, pero posee del inconveniente de que el angulo de ataque del elemento final con relacion al elemento de arrastre no puede ser mantenido constante y de que tampoco es posible obtener una compensacion desde el punto de vista de la tecnica de medicion segun la figura 8.

Finalmente se debe mencionar todavfa, que en un ejemplo de ejecucion segun la figura 3 con un elemento 10 de union en cada ramal 7, 8 de piezas de union no es obligatorio, que en cada uno de los dos elementos de union sea necesario prever sensores como por ejemplo galgas 621, 622; 641, 642 extensiometricas para la medicion de la deformacion generada por flexion. Tambien es posible prever unicamente en el ramal 7, 8 izquierdo o en el derecho de piezas de union un elemento 10 de union, que sirva al mismo tiempo como receptor de fuerza, mientras que en el otro ramal de piezas de union se preve unicamente un elemento de union con un armazon 20 con la misma construccion segun la figura 5A, pero sin galgas extensiometricas segun las figuras 6A-6C. La utilizacion de receptores 10 de fuerza para cada ramal 7, 8 de piezas de union aporta, sin embargo, desde el punto de vista de la tecnica de medicion una mayor precision y una mayor seguridad debido a la redundancia.

5

10

15

20

25

30

Lista de simbolos de referencia

1 Cadena de conduccion de ene^a

2 Eslabon de la cadena

3 Extremo movil

4 Elemento de arrastre

5, 6 Direccion de desplazamiento

7, 8 Ramal de piezas de union

9 Travesano

10 Receptor de fuerza, respectivamente elemento de union

12 Unidad de evaluacion

14 Lmea de medicion

16 Lmea de datos

18 Cable de corriente

20 Armazon

22 Primera brida

23 Taladro de fijacion

24 Segunda brida

25 Rosca interior

26 Tapa lateral

27 Taladro de fijacion

28 Conector hembra de conexion

32 Primer brazo

34 Segundo brazo

321, 322 Zonas de flexion

341, 342 Zonas de flexion

35 Orificio

62, 64 Conexiones para fuente de alimentacion

621, 622 Galgas extensiometricas

641, 642 Galgas extensiometricas

66, 68 Conexion para la medicion en puente

90 Receptor de fuerza, respectivamente elemento de union

92 Brazo

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Sistema de vigilancia para fuerzas de traccion y de compresion en una cadena (1) de conduccion de ene^a con una gran cantidad de eslabones (2) de cadena unidos entre s^ de manera articulada para la conduccion protegida de cables, mangueras o analogos, que comprende al menos un receptor (10; 90) de fuerza para la medicion de una fuerza de traccion o de compresion transmitida entre un elemento (4) de arrastre y un extremo (3) movil de la cadena de conduccion de energfa, asf como una unidad (12) de evaluacion para la evaluacion de las senales de medida registradas por el receptor de fuerza,

estando configurado el receptor (10; 90) con elementos de union para la fijacion del extremo (3) movil de la cadena (1) conduccion de energfa al elemento (4) de arrastre y al menos un brazo (32, 34; 92), que se extiende de manera esencial transversalmente a la direccion de la fuerza de traccion/compresion,

caracterizado porque el brazo es sometido por una fuerza de traccion o de compresion, que actue en la direccion longitudinal de la cadena de conduccion de energfa a una flexion y posee al menos una zona (321, 322; 341, 342) deformable elasticamente con un sensor (621, 622; 641, 642) asignado a ella para la medicion de la deformacion producida por la flexion y porque el receptor (10; 90) de fuerza comprende una primera brida (22) conformada en una pieza con al menos un brazo (32, 34; 92), que posee medios (23) para la fijacion del receptor (10; 90) de fuerza al elemento (4) de arrastre.
2. Sistema de vigilancia segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el receptor (10) de fuerza posee dos brazos (32, 34) de los que cada uno comprende al menos una zona (321, 322; 341, 342) de flexion con un sensor asignado a ella y dispuestos paralelos con la misma longitud eficaz para asegurar, con una flexion de los brazos, un desplazamiento paralelo del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa con relacion al elemento de arrastre.
3. Sistema de vigilancia segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque en la al menos una zona (321, 322; 341, 342) de flexion deformable elasticamente se puede fijar en calidad de sensor una galga (621, 622; 641,642) extensiometrica.
4. Sistema de vigilancia segun las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque en cada uno de los dos brazos (32, 34) estan previstas dos galgas (621, 622; 641, 642) extensiometricas, estando dispuestas las galgas extensiometricas con preferencia enfrentadas simetrica y diametralmente y las galgas (621, 622; 641, 642) conectadas en serie estan conectadas con preferencia en paralelo con un puente de Wheatstone, de manera, que las galgas extensiometricas de cada brazo estan conectadas en serie entre las dos conexiones (66, 68) del puente de Wheatstone.
5. Sistema de vigilancia segun un de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el brazo (92), respectivamente los dos brazo (32, 34) poseen una longitud (W) eficaz, que puede ser sometida a flexion, de al menos un 20%, con preferencia al menos un 25% del brazo (H) de palanca generador de una flexion, medida entre el p unto de fijacion al elemento (4) de arrastre y el eje de articulacion de la articulacion mas proxima de la cadena (1) de conduccion de energfa.
6. Sistema de vigilancia segun la reivindicacion 2 o 4, caracterizado porque la primera brida (22) del receptor (10; 90) de fuerza es conformado en una pieza con los dos brazos (32, 34).
7. Sistema de vigilancia segun la reivindicacion 6, caracterizado porque el receptor (10; 90) de fuerza comprende, ademas, una segunda brida (24) conformada en una pieza, que posee con preferencia medios (27) para la fijacion al extremo (3) movil de la cadena (1) de conduccion de energfa, extendiendose una superficie (29) de union en la segunda brida (24) con preferencia oblicuamente con relacion a un a superficie (22) de union en la primera brida.
8. Sistema de vigilancia segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el receptor (10; 90) de fuerza comprende un armazon (20) fabricado en una pieza con metal o con material plastico, que forma el al menos un brazo (92) o eventualmente los dos brazos (32, 34), formando tambien con preferencia en una pieza y perpendicularmente a el la primer brida (22) y eventualmente la segunda brida (24), estando configurado el armazon (20) como elemento de union separado para la fijacion del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa al elemento (4) de arrastre.
9. Sistema de vigilancia segun la reivindicacion 8, caracterizado porque la primera brida (22) posee para la fijacion al elemento (4) de arrastre un esquema de taladrado, que es identico con el perfil de fijacion del extremo (3) movil de la cadena de conduccion de energfa.
10. Sistema de vigilancia segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el receptor de fuerza, en especial el al menos un brazo es un componente integrado de un eslabon final de cadena configurado como elemento de union para la fijacion del extremo (3) movil de la cadena (1) de conduccion de energfa al elemento (4) de arrastre.

5

10

15

20

25

30

35

40

45
11. Cadena (1) de conduccion de ene^a con una gran cantidad de eslabones (2) de cadena unidos entre sf de manera articulada para la conduccion protegida de cables, mangueras o analogos, estando formados los eslabones de cadena por piezas de union laterales concatenadas por medio de la union articulada en ramales (7, 8) de piezas de union, estando previsto en al menos, con preferencia en los dos ramales (7, 8) de piezas de union del extremo (3) movil de la cadena de conduccion de energfa un elemento de union, estando configurado el elemento (10; 90) de union como receptor de fuerza para la medicion de las fuerzas de traccion o de compresion transmitidas entre el elemento (4) de arrastre y el extremo (3) movil y comprende al menos un brazo (32, 34; 92), que se extiende de manera esencial transversalmente a la direccion de traccion/compresion, caracterizada porque el brazo es sometido con una fuerza de traccion o de compresion a una flexion en la direccion longitudinal de la cadena y posee al menos una zona (321, 322; 341, 342) de flexion deformable elasticamente con un sensor (621, 622; 641, 642) asignado a ella para la medicion de la deformacion generada por flexion en la zona de flexion y porque el receptor (10; 90) de fuerza comprende una primera brida (22) conformada en una pieza con el al menos un brazo (32, 34; 92), que posee medios (23) para la fijacion del receptor (10; 90) de fuerza al elemento (4) de arrastre.
12. Cadena de conduccion de energfa segun la reivindicacion 11, caracterizada porque el receptor (10) de fuerza posee dos brazos (32, 34), que comprenden cada uno al menos una zona (321, 322; 341, 342) de flexion deformable elasticamente con un sensor asignado a ella dispuesto paralelo a el y con la misma longitud eficaz para asegurar un desplazamiento paralelo del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa, cuando se produce una flexion de los brazos.
13. Cadena de conduccion de energfa segun una de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizada porque en la al menos una zona (321, 322; 341, 342) de flexion elasticamente deformable esta fijada como sensor una galga (621, 622; 641, 642) extensiometrica o porque en cada uno de os dos brazos (32, 34) estan previstas dos galgas (621, 622; 641, 642) extensiometricas conectadas en serie, estando dispuestas las galgas extensiometricas con preferencia simetrica y diametralmente opuestas y estando conectadas las galgas (621, 622; 641, 642) extensiometricas en paralelo con un puente de Wheatstone, de manera, que las galgas extensiometricas de cada brazo esten conectadas entre las dos conexiones (66, 68) de alimentacion del puente de Wheatstone.
14. Cadena de conduccion de energfa segun una de las reivindicaciones 12 a 13, caracterizada porque la primera brida (22) del receptor (10; 90) de fuerza se conforma en una pieza con los dos brazos (32, 34) y posee medios (23) para la fijacion del receptor (10; 90) de fuerza al elemento (4) de arrastre, poseyendo, ademas, con preferencia el receptor (10; 90) de fuerza una segunda brida (24) conformada en una pieza, que con preferencia posee medios (27) para la fijacion al extremo (3) movil de la cadena (1) de conduccion de energfa, extendiendose una superficie (29) de union en la segunda brida (24) con preferencia oblicuamente con relacion a una superficie (22) de union en la primer brida.
15. Cadena de conduccion de energfa segun una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizada porque el receptor (10; 90) de fuerza comprende un armazon (20) construido en una pieza de metal o de material plastico, que forma el al menos un brazo (92) o eventualmente los dos brazos (32, 34), con preferencia en una pieza y perpendicularmente a el tambien la primera brida (22) y eventualmente tambien la segunda brida (24), estando configurado el armazon (20) como elemento de union separado para la fijacion del extremo movil de la cadena de conduccion de energfa al elemento (4) de arrastre, poseyendo con preferencia la primera brida (22) un perfil de fijacion para la fijacion al elemento (4) de arrastre, en especial un esquema de taladrado, que es identico con el perfil de fijacion del extremo (3) movil de la cadena de conduccion de energfa.
16. Cadena de conduccion de energfa segun una de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizada porque el receptor de fuerza, en especial el al menos un brazo es un componente integrado de un eslabon de cadena, que esta configurado como elemento de union para la fijacion del extremo (3) movil de la cadena (1) de conduccion de energfa al elemento (4) de arrastre y/o porque el brazo (92), respectivamente los dos brazos (32, 34) poseen una longitud (W) eficaz, que puede ser sometida a flexion, de al menos el 20%, con preferencia de al menos el 25% del brazo (H) de palanca, que da lugar a la flexion, medida entre el punto de fijacion al elemento (4) de arrastre y el eje de articulacion del eslabon mas proximo de la cadena (1) de conduccion de energfa.