ES2663227T3 - Heavy duty lathe - Google Patents

Abstract

Un torno, en particular para enrollar y desenrollar un cable, que comprende una estructura de soporte (3), un tambor (2) capaz de girar alrededor de un eje de giro (X) para enrollar o desenrollar el cable, un eje de transmisión (7) apto para hacer que el tambor (2) gire, un motor (5) fijado a la estructura de soporte (3), que comprende además un dispositivo para la variación de las relaciones de transmisión entre el motor (5) y el tambor (2) con al menos dos relaciones de transmisión, al menos un dispositivo de control para controlar la tensión del cable apto para detectar la carga que actúa sobre el cable y transmitir continuamente datos de la carga a un sistema de control durante la operación del torno, a fin de controlar el motor (5) y la variación de las relaciones de transmisión de acuerdo con la necesidad de carga.A winch, in particular for winding and unwinding a cable, comprising a support structure (3), a drum (2) capable of rotating around a rotation axis (X) for winding or unwinding the cable, a transmission shaft (7) suitable for making the drum (2) rotate, a motor (5) fixed to the support structure (3), further comprising a device for varying the transmission ratios between the motor (5) and the drum (2) with at least two transmission ratios, at least one control device for controlling the tension of the cable suitable for detecting the load acting on the cable and continuously transmitting load data to a control system during the operation of the lathe, in order to control the engine (5) and the variation of the transmission ratios according to the need for loading.

Description

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DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Torno para cargas pesadas Campo de la invenciónLathe for heavy loads Field of the invention

[0001] La presente invención se refiere a un torno diseñado para aplicaciones náuticas y capaz de tirar de cargas pesadas.[0001] The present invention relates to a winch designed for nautical applications and capable of pulling heavy loads.

Antecedentes de la técnicaPrior art

[0002] Barcos cada vez más grandes, capaces de propulsarse con velas, se ofrecen en el mercado de yates actual. Los cascos de estas embarcaciones ya superan los 50 m de longitud y los mástiles de vela tienen más de 60 m de altura. Aunque también tienen motores, la propulsión a vela se puede utilizar para una parte importante de su uso, también para largas travesías y participar en regatas competitivas.[0002] Increasingly large ships, capable of propelling themselves with sails, are offered in the current yacht market. The hulls of these boats already exceed 50 m in length and the sailing masts are over 60 m high. Although they also have engines, sailing propulsion can be used for an important part of its use, also for long journeys and participating in competitive races.

[0003] Estos veleros difieren de las grandes embarcaciones que fueron utilizadas antes del uso generalizado de los barcos de propulsión a motor para la navegación comercial para algunos aspectos muy importantes. Una diferencia esencial es que los antiguos veleros necesitaban la presencia de un gran equipo para controlar las velas. En todos los casos, las operaciones que se realizan en las velas en tales barcos eran muy lentas también en relación con la baja velocidad de tales barcos. Veleros de gran tamaño con los dispositivos y artilugios modernos, principalmente para su uso como barcos escuela de las armadas, se construyeron todavía durante el siglo pasado. Los veleros de este tipo fueron sin embargo provistos de grandes tripulaciones para operar las disposiciones de vela de gran tamaño.[0003] These sailboats differ from the large vessels that were used before the widespread use of motor-propelled vessels for commercial navigation for some very important aspects. An essential difference is that the old sailboats needed the presence of a great team to control the sails. In all cases, the operations carried out on sails on such ships were also very slow in relation to the low speed of such ships. Large sailboats with modern devices and gadgets, primarily for use as navy school ships, were still built during the last century. Sailboats of this type were however provided with large crews to operate the large sail arrangements.

[0004] Un nuevo mercado para yates de vela más grandes con disposiciones de vela de alta superficie que pueden maniobrarse por tripulaciones de unas pocas manos y que también podrían participar en regatas competitivas se han desarrollado durante los últimos años. Tales requerimientos exigen un rendimiento muy alto de los dispositivos de control del velero, que tienen una alta velocidad de maniobra y capacidad de reacción a las cargas pesadas que se generan en las velas, que nunca fueron necesarios en los veleros del pasado.[0004] A new market for larger sailing yachts with high surface sail arrangements that can be maneuvered by crews of a few hands and that could also participate in competitive regattas have developed over the past few years. Such requirements require a very high performance of the control devices of the sailboat, which have a high maneuvering speed and ability to react to the heavy loads that are generated in the sails, which were never necessary in the sailboats of the past.

[0005] Además de permitir elevar y controlar las cargas pesadas, tales dispositivos proporcionan también información sobre la seguridad de los barcos. Con las disposiciones de vela del tamaño encontrado en los grandes yates de vela actuales, las cargas que se pueden generar en algunas velas requieren que la escota soporte cargas de más de 300 kN. Estas son cargas que solo dispositivos mecánicos poderosos pueden gestionar.[0005] In addition to allowing lifting and controlling heavy loads, such devices also provide information on the safety of ships. With the sail arrangements of the size found on today's large sailing yachts, the loads that can be generated on some sails require that the blade support loads of more than 300 kN. These are loads that only powerful mechanical devices can handle.

[0006] Tornos ya sean eléctricos o hidráulicos están disponibles en el mercado para aplicaciones en barcos o botes de propulsión a motor, pero tienen una potencia limitada y son insuficientes para aplicaciones en veleros que deben participar en regatas, durante lo que las cargas en la escota de vela puede variar de casi cero a más de 300 kN con tales variaciones repentinas del estabilizador de velas para requerir velocidades de re-enrollamiento de la escota particularmente rápidas.[0006] Lathes, whether electric or hydraulic, are available in the market for applications on boats or motor-powered boats, but have limited power and are insufficient for applications on sailboats that must participate in regattas, during which the loads on the Sail sheet can vary from almost zero to more than 300 kN with such sudden variations of the candle stabilizer to require particularly rapid re-winding speeds.

[0007] Un ejemplo de tales tornos se divulga en el documento US3309066A, que divulga una estructura de soporte, un tambor, un eje de transmisión adaptado para hacer que el tambor gire, un motor fijado a la estructura de soporte y un dispositivo de control para controlar la tensión del cable adaptado para detectar la carga que actúa sobre el cable y transmitir continuamente los datos de la carga a un sistema de control durante la operación del torno. Los tornos para su uso en aplicaciones náuticas que pueden proporcionar tales prestaciones no están disponibles.[0007] An example of such lathes is disclosed in US3309066A, which discloses a support structure, a drum, a drive shaft adapted to cause the drum to rotate, a motor fixed to the support structure and a control device. to control the tension of the adapted cable to detect the load acting on the cable and continuously transmit the load data to a control system during the operation of the lathe. Lathes for use in nautical applications that can provide such features are not available.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

[0008] El objeto principal de la presente invención es proporcionar un torno para su uso en el campo náutico, en particular un torno para un yate de vela de gran tamaño, que sea capaz de proporcionar velocidades de enrollamiento de cable o escota lentas en presencia de cargas muy pesadas y velocidades de enrollamiento de cable o escota muy rápidas en presencia de cargas muy bajas en la escota, o con la escota no-tensada.[0008] The main object of the present invention is to provide a winch for use in the nautical field, in particular a winch for a large sailing yacht, which is capable of providing slow winding speeds of cable or notch in the presence very heavy loads and winding speeds of cable or sheet very fast in the presence of very low loads on the notch, or with the non-tensioned sheet.

[0009] Este objeto, además de otros que serán más evidentes por la lectura de la descripción detallada de la invención, se consigue mediante un torno que, de acuerdo con la reivindicación 1, comprende una estructura de soporte; un tambor capaz de girar alrededor de un eje de giro X para enrollar o desenrollar el cable; un eje de transmisión adaptado para hacer que el tambor gire; un motor fijado a la estructura de soporte; un dispositivo para la variación de las relaciones de transmisión entre el motor y el tambor con al menos dos relaciones de transmisión; al menos un dispositivo de control para controlar la tensión del cable adaptado para detectar la carga que actúa sobre el cable y transmitir continuamente datos sobre la carga a un sistema de control durante la operación del torno, a fin de controlar el motor y la variación de las relaciones de transmisión en función de la carga necesaria.[0009] This object, in addition to others that will be more evident by reading the detailed description of the invention, is achieved by means of a lathe which, according to claim 1, comprises a support structure; a drum capable of rotating around an axis of rotation X to wind or unwind the cable; a drive shaft adapted to make the drum rotate; a motor fixed to the support structure; a device for the variation of the transmission ratios between the engine and the drum with at least two transmission ratios; at least one control device for controlling the tension of the adapted cable to detect the load acting on the cable and continuously transmitting data on the load to a control system during the operation of the lathe, in order to control the motor and the variation of Transmission ratios depending on the load required.

[0010] En una variante, el dispositivo para la variación de las relaciones de transmisión entre el motor y el tambor[0010] In a variant, the device for the variation of the transmission ratios between the motor and the drum

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tiene solo dos relaciones de transmisión.It has only two transmission ratios.

[0011] Un dispositivo de control para controlar la tensión del cable comprende una célula de carga, preferentemente dispuesta en un primer extremo de la estructura de soporte opuesto a un segundo extremo de la estructura de soporte en el que se fija el dispositivo para la variación de las relaciones de transmisión.[0011] A control device for controlling the tension of the cable comprises a load cell, preferably arranged at a first end of the support structure opposite a second end of the support structure on which the device for fixing is fixed of transmission relations.

[0012] Un dispositivo de control adicional para controlar la tensión de los cables comprende[0012] An additional control device for controlling cable tension comprises

- una palanca provista de rodillos de accionamiento para guiar el cable hasta una posición de inserción del cable en el tambor, haciéndose pivotar dicha palanca sobre un eje alrededor del que puede girar;- a lever provided with drive rollers to guide the cable to a position of insertion of the cable into the drum, said lever being pivoted on an axis around which it can rotate;

- un detector para detectar la posición angular de la palanca con respecto a un plano de referencia, adaptado para enviar una señal de posición angular de la palanca al sistema de control por lo que cuando el cable se somete a una carga alta, la palanca realiza un giro en una primera dirección de giro y el sistema de control controla la variación de la relación de transmisión para reducir la velocidad angular del tambor,- a detector to detect the angular position of the lever with respect to a reference plane, adapted to send an angular position signal of the lever to the control system so that when the cable is subjected to a high load, the lever performs a rotation in a first direction of rotation and the control system controls the variation of the transmission ratio to reduce the angular velocity of the drum,

y, cuando el cable se somete a una carga baja, la palanca realiza un giro en una segunda dirección de giro, opuesta a la primera dirección, y el sistema de control controla la variación de la relación de transmisión para aumentar la velocidad angular del tambor.and, when the cable is subjected to a low load, the lever makes a turn in a second direction of rotation, opposite the first direction, and the control system controls the variation of the transmission ratio to increase the angular velocity of the drum .

[0013] Dicho dispositivo de control adicional para controlar la tensión del cable comprende además[0013] Said additional control device for controlling cable tension further comprises

- primeros medios elásticos, situados en el eje de giro de palanca, adaptados para generar una fuerza de torsión que genera un giro de la palanca en la segunda dirección de giro,- first elastic means, located on the lever rotation axis, adapted to generate a torsional force that generates a rotation of the lever in the second direction of rotation,

- y segundos medios elásticos adaptados para generar una fuerza de retorno elástica opuesta a dicha fuerza de torsión.- and second elastic means adapted to generate an elastic return force opposite to said torsional force.

[0014] Dichos segundos medios elásticos comprenden un cilindro neumático adaptado para producir una tensión sobre la palanca por medio de un vástago de un pistón del cilindro neumático y una correa de transmisión en la palanca, estando dicha correa de transmisión conectada en un primer extremo a la varilla y en un segundo extremo a la palanca.[0014] Said second elastic means comprises a pneumatic cylinder adapted to produce a tension on the lever by means of a piston rod of the pneumatic cylinder and a transmission belt on the lever, said transmission belt being connected at a first end to the rod and at a second end to the lever.

[0015] La combinación de características presentes en el torno de la invención permite que el torno ofrezca un alto rendimiento, normalmente una alta velocidad de enrollamiento del cable, por ejemplo, de la escota, cuando está sin tensión y descargada, por ejemplo, durante maniobras de viraje, y velocidades muy bajas cuando la vela está cargada y la carga que actúa sobre el cable es muy alta.[0015] The combination of features present in the lathe of the invention allows the lathe to offer high performance, usually a high winding speed of the cable, for example, of the notch, when it is without tension and unloaded, for example, during turn maneuvers, and very low speeds when the sail is loaded and the load acting on the cable is very high.

[0016] En virtud de las características de la invención, según se reivindica, el rendimiento que se necesita en tales barcos durante regatas, pero obviamente también durante todas las demás etapas de navegación, se aseguran.[0016] By virtue of the features of the invention, as claimed, the performance that is needed on such boats during regattas, but obviously also during all other navigation stages, is ensured.

[0017] Las reivindicaciones dependientes describen las realizaciones preferidas de la invención.[0017] The dependent claims describe preferred embodiments of the invention.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

[0018] Otras características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes en vista de una descripción detallada, pero no exclusiva, de una realización preferida de un torno de acuerdo con la invención que se muestra a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:[0018] Other features and advantages of the present invention will be apparent in view of a detailed, but not exclusive, description of a preferred embodiment of a lathe according to the invention shown by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la Figura 1 es una vista axonométrica del torno de la invención como un todo; la Figura 2 es una vista axonométrica ampliada de un primer detalle de la Figura 1;Figure 1 is an axonometric view of the lathe of the invention as a whole; Figure 2 is an enlarged axonometric view of a first detail of Figure 1;

la Figura 3 es una vista axonométrica ampliada de un segundo detalle de la Figura 1;Figure 3 is an enlarged axonometric view of a second detail of Figure 1;

la Figura 4 es una vista axonométrica ampliada de un tercer detalle de la Figura 1;Figure 4 is an enlarged axonometric view of a third detail of Figure 1;

la Figura 5 es una vista axonométrica ampliada de un cuarto detalle de la Figura 1;Figure 5 is an enlarged axonometric view of a fourth detail of Figure 1;

la Figura 6 es una vista en sección transversal del cuarto detalle de la Figura 5; la Figura 7 es una vista en sección transversal del torno de la Figura 1; la Figura 8 es una primera vista lateral de algunos componentes del torno de la Figura 1; la Figura 9 es una segunda vista lateral de los componentes de la Figura 8;Figure 6 is a cross-sectional view of the fourth detail of Figure 5; Figure 7 is a cross-sectional view of the lathe of Figure 1; Figure 8 is a first side view of some components of the lathe of Figure 1; Figure 9 is a second side view of the components of Figure 8;

la Figura 10 es una vista parcial de una sección transversal tomada a lo largo del plano A-A de los componentes de la Figura 8.Figure 10 is a partial view of a cross section taken along the plane A-A of the components of Figure 8.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invenciónDetailed description of the preferred embodiments of the invention

[0019] En la descripción de la invención, cuya aplicación principal es en la industria náutica, términos más específicos en este dominio se utilizarán sin limitar las posibilidades de aplicación del torno de la invención a la industria náutica solamente.[0019] In the description of the invention, whose main application is in the nautical industry, more specific terms in this domain will be used without limiting the possibilities of applying the invention's lathe to the nautical industry only.

[0020] El torno de la invención, indicado con el número de referencia 1 comprende, en su conjunto, un tambor 2[0020] The winch of the invention, indicated with reference number 1, comprises, as a whole, a drum 2

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fijado en giro a los lados laterales de una estructura de soporte 3 provista de una base 4 adaptada para su fijación a la estructura del barco. El tambor 2 es capaz de girar alrededor del eje de giro X para enrollar y desenrollar el cable o escota 22.fixed in rotation to the lateral sides of a support structure 3 provided with a base 4 adapted for fixing to the structure of the ship. The drum 2 is able to rotate around the axis of rotation X to wind and unwind the cable or sheet 22.

[0021] Un motor eléctrico 5 se utiliza para mover el tambor 2, se acciona por un controlador (no mostrado) conectado al motor 5 y comprende un freno 6 para mantener la carga estática (cuando se detiene la máquina). El eje de giro X' de motor 5 es paralelo al eje X del tambor 2 del torno. Un conjunto de cambio de velocidad, algunos detalles del que se muestra en mayor detalle en la Figura 2, se dispone en la zona entre la base 4 de la estructura de soporte 3 y el motor eléctrico 5.[0021] An electric motor 5 is used to move the drum 2, is driven by a controller (not shown) connected to the motor 5 and comprises a brake 6 to maintain the static charge (when the machine stops). The rotation axis X 'of motor 5 is parallel to the X axis of the drum 2 of the winch. A speed change assembly, some details of which is shown in greater detail in Figure 2, is arranged in the area between the base 4 of the support structure 3 and the electric motor 5.

[0022] Aunque se hace referencia a un motor eléctrico en esta descripción, es evidente para los expertos en la materia que se pueden utilizar otros tipos de motores, como por ejemplo un motor hidráulico o similar.[0022] Although reference is made to an electric motor in this description, it is apparent to those skilled in the art that other types of motors can be used, such as a hydraulic motor or the like.

[0023] Un primer embrague neumático 9 se fija coaxialmente al eje de transmisión 7, que transmite un par motor al engranaje de reducción epicicloidal 44 (Figura 7) que, teniendo la carcasa integrada con el tambor 2 y el eje de salida 45 bloqueado en una célula de carga 40, hace girar el tambor 2.[0023] A first pneumatic clutch 9 is coaxially fixed to the drive shaft 7, which transmits a motor torque to the epicyclic reduction gear 44 (Figure 7) which, having the housing integrated with the drum 2 and the output shaft 45 locked in a load cell 40, rotates the drum 2.

[0024] Un segundo embrague neumático 10 se fija coaxialmente a un eje auxiliar 8 con el eje de giro X" paralelo al eje X del tambor 2.[0024] A second pneumatic clutch 10 is coaxially fixed to an auxiliary axis 8 with the axis of rotation X "parallel to the axis X of the drum 2.

[0025] El conjunto de cambio de velocidad transmite el movimiento del motor 5 al eje de transmisión 7 del tambor de la siguiente manera. Mediante el pequeño diámetro de la rueda dentada 11, el movimiento generado por el motor eléctrico 5 se transmite a la correa dentada 14, que a su vez engrana la rueda dentada de diámetro más grande 12. La rueda dentada 12 se fija de manera permanente al eje auxiliar 8. Una rueda dentada 13, de diámetro sustancialmente igual a la rueda dentada 12, se integra con el embrague neumático 10 y se fija sobre el eje auxiliar 8 a fin de engranarla o hacerla girar al ralentí sobre el mismo como una función de la posición en la que el embrague neumático 10 se dispone. La rueda dentada 13 engrana con una correa dentada 15, que transmite un movimiento de giro al eje de transmisión principal 7 engranándose en la rueda dentada 17, que tiene un diámetro más pequeño que la rueda dentada 13 y está integralmente fijada al eje de transmisión 7. Una rueda dentada adicional 18, que tiene un diámetro más pequeño que la rueda dentada 13, se fija también integralmente en el eje auxiliar 8, rueda dentada que engrana una correa dentada 16, que transmite el movimiento de giro por medio de su engranaje con una corona dentada o rueda dentada 19, al embrague 9 y lo transmite al eje de transmisión 7 cuando el embrague 9 está en la posición de engrane, mientras que la corona dentada 19 se hace girar al ralentí alrededor del eje de transmisión 7 cuando el embrague 9 no está en posición de engrane. En efecto, la corona dentada 19 se integra con el embrague neumático 9 y se fija sobre el eje de transmisión 7 a fin de engranarla o hacerla girar al ralentí sobre el mismo como una función de la posición en la que se dispone el embrague neumático 9. El conjunto de cambio de velocidad obtenido de este modo permite que el movimiento de giro se transmita del motor eléctrico 5 al eje de transmisión principal 7 con dos relaciones de velocidad diferentes:[0025] The speed change assembly transmits the movement of the motor 5 to the drive shaft 7 of the drum as follows. By means of the small diameter of the sprocket 11, the movement generated by the electric motor 5 is transmitted to the sprocket 14, which in turn engages the cogwheel of larger diameter 12. The sprocket 12 is permanently fixed to the auxiliary axle 8. A cogwheel 13, of a diameter substantially equal to the cogwheel 12, is integrated with the pneumatic clutch 10 and fixed on the auxiliary axle 8 in order to engage or idle it on it as a function of the position in which the pneumatic clutch 10 is arranged. The gearwheel 13 engages with a toothed belt 15, which transmits a turning movement to the main drive shaft 7 by engaging in the gearwheel 17, which has a smaller diameter than the gearwheel 13 and is integrally fixed to the drive shaft 7 An additional cogwheel 18, which has a smaller diameter than the cogwheel 13, is also integrally fixed to the auxiliary axle 8, cogwheel that meshes a cogged belt 16, which transmits the turning movement by means of its gear a cogwheel or cogwheel 19, to the clutch 9 and transmits it to the drive shaft 7 when the clutch 9 is in the gear position, while the cogwheel 19 is idling around the drive shaft 7 when the clutch 9 is not in the gear position. In fact, the toothed crown 19 integrates with the pneumatic clutch 9 and is fixed on the drive shaft 7 in order to engage it or to rotate it idling thereon as a function of the position in which the pneumatic clutch 9 is arranged. The speed change assembly obtained in this way allows the turning movement to be transmitted from the electric motor 5 to the main transmission shaft 7 with two different speed ratios:

- una primera relación con velocidad lenta y alto par motor,- a first relationship with slow speed and high torque,

- y una segunda relación con alta velocidad y bajo par motor.- and a second relationship with high speed and low torque.

[0026] La velocidad de giro más alta se transmite por el motor 5 al eje de transmisión 7 situando el embrague neumático 10 de manera que la rueda dentada 13 gira integralmente con el eje auxiliar 8 y, por lo tanto, gira a la misma velocidad angular que la rueda dentada 12. De este modo, el eje de transmisión 7 se hace girar a una alta velocidad angular. En una posición de este tipo, el embrague neumático 9 se coloca también en posición de liberación por el eje de transmisión 7, de manera que por medio de la correa 16 la corona dentada 18 transmite el movimiento a la corona dentada 19, que gira al ralentí.[0026] The highest turning speed is transmitted by the motor 5 to the drive shaft 7 by placing the pneumatic clutch 10 so that the toothed wheel 13 rotates integrally with the auxiliary axle 8 and therefore rotates at the same speed. angular than the sprocket 12. In this way, the drive shaft 7 is rotated at a high angular speed. In such a position, the pneumatic clutch 9 is also placed in the release position by the drive shaft 7, so that by means of the belt 16 the toothed crown 18 transmits the movement to the toothed crown 19, which rotates to the slow motion.

[0027] Con el fin de correlacionar la relación con la velocidad reducida, el sistema de control del torno invierte las posiciones de trabajo de los dos embragues neumáticos 9 y 10, disponiendo el embrague 10 en inactividad y disponiendo el embrague 9 en engranaje. En estas posiciones, la correa 15 ya no transmite el movimiento de giro a la rueda dentada 17, estando la rueda dentada 13 de reposo; en cambio, la correa 16 hace girar ahora la corona dentada 19, el embrague 9 y el eje de transmisión 7, que ahora estar integrados en giro. Con estas relaciones entre las ruedas de engranaje dentadas 18 y 19, la velocidad de giro angular del eje 7 es lenta y el par motor transmitido es alto.[0027] In order to correlate the relationship with the reduced speed, the lathe control system reverses the working positions of the two pneumatic clutches 9 and 10, placing the clutch 10 in idle and arranging the clutch 9 in gear. In these positions, the belt 15 no longer transmits the turning movement to the cogwheel 17, the cogwheel 13 being resting; instead, the belt 16 now rotates the toothed crown 19, the clutch 9 and the drive shaft 7, which are now integrated in rotation. With these relationships between the gear wheels 18 and 19, the angular rotation speed of the shaft 7 is slow and the torque transmitted is high.

[0028] En el caso de aplicaciones del torno para cargas pesadas, en el que las fuerzas que actúan sobre la transmisión del movimiento del motor 5 al eje de transmisión 7 son muy altas, las correas dentadas 14, 15 y 16 se fabrican de material basado en fibra de carbono especial, que en medio marino garantiza una larga vida útil también si se somete a cargas pesadas.[0028] In the case of applications of the lathe for heavy loads, in which the forces acting on the transmission of the movement of the motor 5 to the transmission shaft 7 are very high, the toothed belts 14, 15 and 16 are made of material based on special carbon fiber, which in marine environment guarantees a long service life also if it is subjected to heavy loads.

[0029] En una variante preferida, el torno comprende también dos dispositivos de control 22 de la tensión del cable durante las operaciones de enrollado y desenrollado. Tales dispositivos de control aseguran que, tanto en condiciones de carga máxima que actúan sobre el cable como en condiciones de trabajo de extremas de enrollado y desenrollado con baja o casi sin carga, el cable 22 se mantiene a la tensión correcta mediante el ajuste de la[0029] In a preferred variant, the winch also comprises two control devices 22 of the cable tension during winding and unwinding operations. Such control devices ensure that, both in conditions of maximum load acting on the cable and in working conditions of winding and unwinding ends with low or almost no load, the cable 22 is maintained at the correct tension by adjusting the

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velocidad de enrollado del propio cable y evitando el aflojamiento accidental de las vueltas en el tambor 2, lo que provoca la solapamiento del cable 22.winding speed of the cable itself and avoiding the accidental loosening of the turns in the drum 2, which causes the cable to overlap 22.

[0030] Un dispositivo de control de la tensión del cable, en la forma de una célula de carga 40 (Figuras 4 y 7) de tipo conocido y que, por tanto, no se describe con mayor detalle aquí, dispuesto en el eje de salida 45 del engranaje de reducción epicicloidal 44 (Figura 7) se proporciona para la detección y la gestión de cargas pesadas que actúan en el cable 22 durante la operación. Esta célula de carga 40 se utiliza para detectar las cargas de intervalo pesadas que actúan en el cable 22, por ejemplo, cuando una vela de gran tamaño está totalmente desplegada y contra el viento. La célula de carga 40 envía la información sobre la tensión que actúa en el cable 22 al sistema de control del torno con el fin de controlar su velocidad de enrollamiento.[0030] A cable tension control device, in the form of a load cell 40 (Figures 4 and 7) of known type and which, therefore, is not described in greater detail here, arranged on the axis of Output 45 of the epicyclic reduction gear 44 (Figure 7) is provided for the detection and management of heavy loads acting on the cable 22 during operation. This load cell 40 is used to detect the heavy interval loads acting on the cable 22, for example, when a large sail is fully deployed and against the wind. The load cell 40 sends the information about the tension acting on the cable 22 to the lathe control system in order to control its winding speed.

[0031] La célula de carga 40 se coloca preferentemente en un primer extremo de la estructura de soporte 3 opuesto a un segundo extremo de la estructura de soporte 3 en el que se fija el dispositivo de variación de relaciones de transmisión o conjunto de cambio de velocidades.[0031] The load cell 40 is preferably placed at a first end of the support structure 3 opposite a second end of the support structure 3 in which the transmission ratio variation device or gear change assembly is fixed. speeds.

[0032] Un eje de salida 45 de un engranaje de reducción epicicloidal 44, dispuesto en el interior del tambor 2 a lo largo del eje de giro X y que tiene una carcasa que es integral con el tambor 2, se bloquea en la célula de carga 40. El eje de transmisión 7 transmite el par a dicho engranaje de reducción epicicloidal 44, estando conectado por su extremo 7' a un eje de entrada del engranaje de reducción epicicloidal.[0032] An output shaft 45 of an epicyclic reduction gear 44, disposed inside the drum 2 along the axis of rotation X and having a housing that is integral with the drum 2, is locked in the cell of load 40. The drive shaft 7 transmits the torque to said epicyclic reduction gear 44, being connected at its end 7 'to an input shaft of the epicycloidal reduction gear.

[0033] En aplicaciones en veleros de gran tamaño, por ejemplo, con mástiles más de 50 m de altura, el viento que actúa sobre una vela puede generar cargas de más 300 kN. Lamentablemente, las células de carga capaces de detectar cargas de esta magnitud no pueden detectar las cargas en el intervalo de carga baja cerca de cero, cuando las únicas cargas que son detectadas en el cable son aquellas causadas por la fricción entre los diversos componentes móviles.[0033] In applications on large sailboats, for example, with masts over 50 m high, the wind acting on a sail can generate loads of more than 300 kN. Unfortunately, load cells capable of detecting loads of this magnitude cannot detect loads in the low load range near zero, when the only charges that are detected in the cable are those caused by friction between the various moving components.

[0034] Dada la baja sensibilidad a pequeñas cargas sobre las células de carga diseñadas para cargas pesadas, se proporciona un dispositivo de control adicional 50 que compensa esta falta de precisión para las cargas bajas.[0034] Given the low sensitivity to small loads on load cells designed for heavy loads, an additional control device 50 is provided that compensates for this lack of precision for low loads.

[0035] Dicho dispositivo de control 50 de la tensión del cable, adecuado cuando se trabaja con cargas pequeñas, comprende la palanca 20 o el brazo oscilante, que puede girar alrededor del cojinete de giro 21 sobre un eje 26 sobre el que se articula (Figura 6). Los principales componentes de este dispositivo de control 50 se muestran con mayor detalle en la Figura 5.[0035] Said cable tension control device 50, suitable when working with small loads, comprises the lever 20 or the oscillating arm, which can rotate around the rotation bearing 21 on an axis 26 on which it is articulated ( Figure 6). The main components of this control device 50 are shown in greater detail in Figure 5.

[0036] Enchavetado en el eje de giro de la palanca 20, se proporciona también un detector de posición angular de la palanca 20, que envía la información de la tensión que actúa en el cable 22 al sistema de control del torno con el fin de controlar su velocidad de enrollamiento. En otras palabras, cuando el cable 22 no es arrastrado por una carga pesada, la palanca 20 tiende a girar en sentido antihorario como se muestra en la Figura 1 o en la Figura 5, disponiéndose en una posición próxima a la vertical. En un caso de este tipo, la señal de la posición angular de la palanca 20 enviada a la señal de control solicita el incremento de la velocidad angular del tambor 2 con el fin de enrollar cable 22 mucho más rápido.[0036] Keyed in the axis of rotation of the lever 20, an angular position detector of the lever 20 is also provided, which sends the information of the tension acting on the cable 22 to the lathe control system in order to Control your winding speed. In other words, when the cable 22 is not pulled by a heavy load, the lever 20 tends to rotate counterclockwise as shown in Figure 1 or Figure 5, being arranged in a position close to the vertical. In such a case, the signal of the angular position of the lever 20 sent to the control signal requests the increase in the angular speed of the drum 2 in order to wind cable 22 much faster.

[0037] Por otro lado, en cambio, cuando el cable o la escota 22 es tirada por una carga pesada, la palanca 20 se empuja para realizar un giro en sentido horario y se dispone en una posición cerca de la horizontal. En este caso, la señal de posición angular que llega al sistema de control reduce la velocidad de giro angular del tambor 2, porque se requiere un par más elevado en presencia de una mayor carga en el cable 22.[0037] On the other hand, however, when the cable or the neck 22 is pulled by a heavy load, the lever 20 is pushed to make a clockwise rotation and is arranged in a position close to the horizontal. In this case, the angular position signal that reaches the control system reduces the angular rotation speed of the drum 2, because a higher torque is required in the presence of a greater load on the cable 22.

[0038] La palanca 20 soporta unos rodillos 23, 24, 25 que funcionan como una guía para el cable 22 para hacer que siga la trayectoria correcta entre la posición necesaria para su inserción en las ranuras 30 del tambor 2 y la dirección de aplicación del trabajo de carga.[0038] The lever 20 supports rollers 23, 24, 25 that function as a guide for the cable 22 to make it follow the correct path between the position necessary for insertion into the grooves 30 of the drum 2 and the direction of application of the load work

[0039] El dispositivo de control 50 de la tensión del cable comprende (Figura 5) un resorte neumático 27, que por medio de la varilla de pistón de resorte 28 produce una fuerza de tensión por medio de la correa de transmisión 29 en la palanca 20. Esta fuerza de retorno elástico se opone, en una dirección de bajada de la palanca 20, a la fuerza de un resorte de torsión en el eje 26, lo que produce una fuerza que permite que la palanca se eleve hacia la posición vertical.[0039] The cable tension control device 50 comprises (Figure 5) a pneumatic spring 27, which by means of the spring piston rod 28 produces a tension force by means of the transmission belt 29 on the lever 20. This elastic return force opposes, in a direction of lowering of the lever 20, the force of a torsion spring on the shaft 26, which produces a force that allows the lever to rise towards the vertical position.

[0040] Este dispositivo de control 50 de la tensión del cable cumple también las funciones de una célula de carga capaz de detectar las cargas en la zona de intervalo bajo que actúan sobre el cable.[0040] This cable tension control device 50 also fulfills the functions of a load cell capable of detecting the loads in the low range area acting on the cable.

[0041] Con referencia a las Figuras 8-10, dos guías 46 se instalan en la base 4 sobre la que un carro 47 discurre que, por medio de la polea 48, distribuye el cable 22 a lo largo de la ranura helicoidal 30 cuando se enrolla y desenrolla el cable en el tambor 2, y asegura un enrollamiento regular para evitar que el cable se solape. En la práctica, el cable 22, después de pasar sobre los rodillos 24, 23 y 25 (Figura 5), se guía en la polea 48 del carro 47. El carro 47 se desplaza en paralelo al eje X por medio de una tuerca de avance 49 que engrana con la rosca del tornillo sin fin 60, este tornillo sin fin 60 está integrado con una rueda dentada de diámetro pequeño 51 que, al[0041] With reference to Figures 8-10, two guides 46 are installed in the base 4 on which a carriage 47 runs which, by means of the pulley 48, distributes the cable 22 along the helical groove 30 when the cable is wound and unwound in the drum 2, and ensures regular winding to prevent the cable from overlapping. In practice, the cable 22, after passing on the rollers 24, 23 and 25 (Figure 5), is guided in the pulley 48 of the carriage 47. The carriage 47 travels parallel to the X axis by means of a nut feed 49 that engages with the thread of the worm 60, this worm 60 is integrated with a small diameter 51 gear wheel which, when

engranarse en una rueda dentada de diámetro más grande 52, integrada con el tambor 2, mueve el carro 47 por el mismo paso que la ranura helicoidal 30. Un detector de posición angular 53 se proporciona también en el tornillo sin fin 60 para controlar la posición de transporte 47. Dos sensores 54 se disponen en los extremos de las guías 46 para detener el carro 47 en os topes límites respectivos. Este movimiento de vaivén del carro 47 se controla por el 5 sistema de control del torno teniendo en cuenta todos los factores de carga, velocidad, condiciones de trabajo medioambientales del torno y el estado del cable.engaging in a larger diameter cogwheel 52, integrated with the drum 2, moves the carriage 47 by the same step as the helical groove 30. An angular position detector 53 is also provided in the worm 60 to control the position of transport 47. Two sensors 54 are arranged at the ends of the guides 46 to stop the carriage 47 at the respective limit stops. This reciprocating movement of the car 47 is controlled by the lathe control system taking into account all the load factors, speed, environmental working conditions of the lathe and the condition of the cable.

[0042] Se proporciona un dispositivo detector de solapamiento, que se muestra en la Figura 3, que consiste en una varilla 42 dispuesta en paralelo al eje X y cerca de la superficie exterior del tambor 2, a una distancia radial tal como[0042] An overlapping sensing device is provided, which is shown in Figure 3, which consists of a rod 42 arranged parallel to the X axis and near the outer surface of the drum 2, at a radial distance such as

10 para dejar el paso para un solo cable con el fin de asegurar un óptimo enrollamiento de cable 22 en el tambor 2, con una tensión siempre apropiada y constante, y para evitar que el cable se solape. Dos sensores de movimiento 43 de la varilla 42 se proporcionan en cada extremo de la varilla 42. Si una perturbación provoca un solapamiento del cable sobre la vuelta anterior ya enrollada durante el enrollamiento, la mayor altura que se genera mediante el solapamiento de las dos secciones de cable causan una presión de elevación que actúa sobre la varilla 42, que por 15 tanto transmite una señal a los sensores 43, que envían la señal correspondiente al sistema de control y se pueden tomar las medidas necesarias que se han necesitado para eliminar el solapamiento.10 to leave the passage for a single cable in order to ensure an optimal winding of cable 22 in the drum 2, with an always appropriate and constant tension, and to prevent the cable from overlapping. Two motion sensors 43 of the rod 42 are provided at each end of the rod 42. If a disturbance causes an overlap of the cable on the previous turn already wound during the winding, the greatest height that is generated by the overlapping of the two sections of cable cause a lifting pressure acting on the rod 42, which therefore transmits a signal to the sensors 43, which send the corresponding signal to the control system and the necessary measures that have been needed to eliminate the overlap can be taken .

[0043] El dispositivo detector de solapamiento se dispone preferentemente en paralelo al eje X, en un lado de la base 4, que es opuesto al lado de la base 4 sobre el que se fija el primer dispositivo de control 50.[0043] The overlapping detection device is preferably arranged parallel to the X axis, on one side of the base 4, which is opposite the side of the base 4 on which the first control device 50 is fixed.

20twenty

[0044] Este dispositivo detector de solapamiento actúa además como un dispositivo de seguridad si la célula de carga 40 y/o el dispositivo de control 50 arrojan problemas.[0044] This overlapping detection device also acts as a safety device if the load cell 40 and / or the control device 50 causes problems.

[0045] En virtud de estas características, el torno de la invención puede hacer frente a todas las condiciones 25 operativas que se plantean en un velero de alto rendimiento con grandes superficies de vela y puede hacer frente a[0045] By virtue of these characteristics, the winch of the invention can cope with all operating conditions that arise in a high performance sailboat with large sail surfaces and can cope with

las condiciones que surgen durante una regata.the conditions that arise during a regatta.

Claims (11)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 45Four. Five 50fifty 5555 6060 6565 REIVINDICACIONES 1. Un torno, en particular para enrollar y desenrollar un cable, que comprende una estructura de soporte (3), un tambor (2) capaz de girar alrededor de un eje de giro (X) para enrollar o desenrollar el cable, un eje de transmisión (7) apto para hacer que el tambor (2) gire, un motor (5) fijado a la estructura de soporte (3),1. A winch, in particular for winding and unwinding a cable, comprising a support structure (3), a drum (2) capable of rotating around a rotation axis (X) for winding or unwinding the cable, an axis transmission (7) suitable to make the drum (2) rotate, a motor (5) fixed to the support structure (3), que comprende además un dispositivo para la variación de las relaciones de transmisión entre el motor (5) y el tambor (2) con al menos dos relaciones de transmisión, al menos un dispositivo de control para controlar la tensión del cable apto para detectar la carga que actúa sobre el cable y transmitir continuamente datos de la carga a un sistema de control durante la operación del torno, a fin de controlar el motor (5) y la variación de las relaciones de transmisión de acuerdo con la necesidad de carga.further comprising a device for varying the transmission ratios between the motor (5) and the drum (2) with at least two transmission ratios, at least one control device for controlling the tension of the cable suitable for detecting the load It acts on the cable and continuously transmit load data to a control system during the operation of the lathe, in order to control the motor (5) and the variation of the transmission ratios according to the need for loading. 2. Un torno de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se proporciona un dispositivo de control para controlar la tensión del cable que comprende una célula de carga (40), dispuesta preferentemente en un primer extremo de la estructura de soporte (3) opuesto a un segundo extremo de la estructura de soporte (3) a la que se fija el dispositivo para la variación de las relaciones de transmisión.2. A lathe according to claim 1, wherein a control device is provided for controlling the tension of the cable comprising a load cell (40), preferably arranged at a first end of the support structure (3) opposite to a second end of the support structure (3) to which the device for the variation of the transmission ratios is fixed. 3. Un torno de acuerdo con la reivindicación 2, en el que en dicha célula de carga (40) se monta en un eje de salida (45) de un engranaje de reducción epicicloidal (44), dispuesto en el interior del tambor (2) a lo largo del eje de giro (X) y que tienen una carcasa que está integrada en el tambor (2), siendo dicho eje de transmisión (7) apto para transmitir el par motor a dicho engranaje de reducción epicicloidal (44).3. A lathe according to claim 2, wherein said load cell (40) is mounted on an output shaft (45) of an epicyclic reduction gear (44), arranged inside the drum (2 ) along the axis of rotation (X) and having a housing that is integrated in the drum (2), said transmission axis (7) being able to transmit the torque to said epicycloidal reduction gear (44). 4. Un torno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona un dispositivo de control (50) para controlar la tensión del cable que comprende:4. A winch according to any one of the preceding claims, wherein a control device (50) is provided to control the tension of the cable comprising: - una palanca (20) provista de rodillos de accionamiento (23, 24, 25) para guiar el cable (22) hasta una posición de inserción del cable en el tambor (2), haciendo pivotar dicha palanca (20) sobre un eje ( 26) alrededor del que se puede hacer girar;- a lever (20) provided with drive rollers (23, 24, 25) to guide the cable (22) to a position for inserting the cable into the drum (2), by pivoting said lever (20) on an axis ( 26) around which it can be rotated; - un detector para detectar la posición angular de la palanca (20) con respecto a un plano de referencia, apto para enviar una señal de posición angular de la palanca al sistema de control;- a detector for detecting the angular position of the lever (20) with respect to a reference plane, suitable for sending an angular position signal of the lever to the control system; con lo que cuando el cable (22) se somete a una carga alta, la palanca (20) realiza un giro en una primera dirección de giro y el sistema de control controla la variación de la relación de transmisión para reducir la velocidad angular del tambor (2),whereby when the cable (22) is subjected to a high load, the lever (20) makes a turn in a first direction of rotation and the control system controls the variation of the transmission ratio to reduce the angular velocity of the drum (2), mientras que, cuando el cable se somete a una carga baja, la palanca (20) realiza un giro en una segunda dirección de giro, opuesta a la primera dirección, y el sistema de control controla la variación de la relación de transmisión para aumentar la velocidad angular del tambor (2).while, when the cable is subjected to a low load, the lever (20) makes a turn in a second direction of rotation, opposite the first direction, and the control system controls the variation of the transmission ratio to increase the angular speed of the drum (2). 5. Un torno de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho dispositivo de control (50) para controlar la tensión del cable comprende:5. A winch according to claim 4, wherein said control device (50) for controlling cable tension comprises: - primeros medios elásticos, situados en el eje (26), aptos para generar una fuerza de torsión que genera una giro de la palanca (20) en la segunda dirección de giro,- first elastic means, located on the shaft (26), capable of generating a torsional force that generates a rotation of the lever (20) in the second direction of rotation, - y segundos medios elásticos aptos para generar una fuerza de retorno elástico opuesta a dicha fuerza de torsión.- and second elastic means capable of generating an elastic return force opposite to said torsional force. 6. Un torno de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dichos segundos medios elásticos comprenden un cilindro neumático (27) apto para producir una tensión sobre la palanca (20) por medio de una varilla (28) de un pistón del cilindro neumático y una correa de transmisión (29) en la palanca (20), estando dicha correa de transmisión (29) conectada en un primer extremo a la varilla (28) y en un segundo extremo a la palanca (20).A lathe according to claim 5, wherein said second elastic means comprises a pneumatic cylinder (27) capable of producing a tension on the lever (20) by means of a rod (28) of a piston of the pneumatic cylinder and a transmission belt (29) on the lever (20), said transmission belt (29) being connected at a first end to the rod (28) and at a second end to the lever (20). 7. Un torno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de 4 a 6, en el que sobre una base (4) de la estructura de soporte (3) se proporcionan guías (46) para el desplazamiento de un carro (47) que, provisto de un rodillo de accionamiento adicional (48), es apto para distribuir el cable (22) a lo largo de la ranura helicoidal (30) del tambor (2).7. A lathe according to any one of claims 4 to 6, wherein guides (46) for moving a carriage (47) are provided on a base (4) of the support structure (3). , provided with an additional drive roller (48), it is suitable for distributing the cable (22) along the helical groove (30) of the drum (2). 8. Un torno de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el sistema de control es apto para controlar el movimiento de traslación de dicho carro (47) paralelo al primer eje de giro (X).8. A lathe according to claim 7, wherein the control system is capable of controlling the movement of said carriage (47) parallel to the first axis of rotation (X). 9. Un torno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona un dispositivo de detección para detectar una solapamiento del cable (22) que comprende una varilla (42) dispuesta en paralelo al primer eje de giro (X) y a una distancia radial de la superficie exterior del tambor (2), tal como para permitir el paso en la dirección radial para una sola sección del cable.9. A lathe according to any one of the preceding claims, wherein a detection device is provided for detecting an overlap of the cable (22) comprising a rod (42) arranged parallel to the first axis of rotation (X) and at a radial distance from the outer surface of the drum (2), such as to allow passage in the radial direction for a single section of the cable. 10. Un torno de acuerdo con la reivindicación 9, en el que se proporcionan sensores de movimiento (43) en cada extremo de la varilla (42) para detectar un movimiento de la varilla (42), siendo dichos sensores de movimiento (43) aptos para enviar una señal correspondiente al sistema de control.10. A lathe according to claim 9, wherein motion sensors (43) are provided at each end of the rod (42) to detect a movement of the rod (42), said motion sensors (43) being suitable for sending a corresponding signal to the control system. 11. Un torno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo para variar la relación de transmisión entre el motor (5) y el tambor (2) proporciona solo dos relaciones de transmisión.11. A lathe according to any one of the preceding claims, wherein the device for varying the transmission ratio between the motor (5) and the drum (2) provides only two transmission ratios.