Cadena.

Cadena (51) que comprende por lo menos dos eslabones de cadena de bloqueo (1;

11; 21; 41; 52; 61), de modo que el eslabón de cadena (1; 11; 21; 41; 52; 61) comprende dos miembros laterales (3, 4; 13, 14; 53; 63, 5 64), unidos en ambos extremos mediante partes curvadas (5, 6; 15, 16; 25, 26; 45, 46; 54; 65, 66), y una cinta sin fin (7; 17; 47; 55) de material fibroso (72) enrollada alrededor del perímetro del eslabón de cadena (1; 11; 21; 41; 52; 61), en la que dicha parte extrema curvada (5; 15; 25; 45; 54; 65) de un eslabón de cadena (1; 11; 21; 41; 52; 61) queda fijada rodeando una parte extrema curvada (6; 16; 26; 46; 54; 66) de un eslabón de cadena adyacente (1; 11; 21; 41; 52; 61), caracterizada porque la parte extrema curvada (5; 15; 25; 45; 54; 65) de uno de los eslabones (1; 11; 21; 41; 52; 61) está provista de una protuberancia (49) que coopera con su correspondiente receptáculo (50) del otro eslabón de bloqueo (1; 11; 21; 41; 52; 61), estando ubicada dicha protuberancia (49) en la zona de contacto interior de la parte extrema (5; 15; 25; 45; 54; 65) de uno de los eslabones (1; 11; 21; 41; 52; 61) y estando ubicado dicho receptáculo (50) en la zona de contacto interior de la parte extrema (6; 16; 26; 46; 54; 66) del otro eslabón de bloqueo (1; 11; 21; 41; 52; 61) .

Cadena.

La presente invención se refiere a una cadena, por ejemplo del tipo cadena larga y de resistencia elevada de eslabones de cadena de bloqueo para amarres y patas en tensión, que se utiliza para conectar plataformas offshore u otras construcciones marinas flotantes al fondo marino, o cadenas de ancla para yates o embarcaciones adicionales.

Generalmente, las líneas de amarre y las patas en tensión están realizadas a partir de cables de cadena de eslabones de acero o bien cuerdas de poliéster que presentan una sección transversal de hasta 750 cm². En servicio, dichos elementos soportan una cierta carga de tracción durante un intervalo temporal largo estando sumergidos en el agua del mar. El peso del acero en el agua del mar constituye un 92% de su peso en el aire. Por este motivo, a raíz del peso de las cadenas de acero, la flotabilidad de las plataformas offshore fijadas al fondo marino mediante dicho tipo de cadenas debe ser superior que en circunstancias distintas, a fin de que puedan boyar las líneas.

El transporte y la colocación de los amarres de acero y de las patas en tensión resultan difíciles debido a su longitud y peso. Típicamente, se transportan en barco o en tren hasta un puerto cercano, y se descargan en embarcacionesgrúa de carga pesada muy costosas o en embarcaciones de manejo de anclas para su transporte y la instalación a cierta distancia de la costa. Si se pudiera reducir su peso y volumen sustancialmente, y se pudiera mejorar su capacidad para acortarse o alargarse sin problemas, se podrían disponer en una longitud predeterminada y transportarse y manipularse más fácilmente, así como instalarse más rápidamente con la ayuda de embarcaciones de soporte menos costosas y disponibles más rápidamente.

Se ha propuesto emplear cuerdas de fibras de polietileno, como la fibra Dyneema® de DSM. La industria marina ya está utilizando cuerdas de poliéster para aplicaciones de amarre en aguas profundas. Dicho tipo de materiales presenta prácticamente flotabilidad neutra en el agua del mar. La resistencia a la rotura por tracción de dicho tipo de materiales es suficiente para amarres a largo plazo. Sin embargo, las cuerdas adolecen del inconveniente que no se pueden agarrar fácilmente, dado que su capa exterior se desgarra, ni pueden mantenerse en posición mediante bozas de cable de cadena. Asimismo, las cuerdas son sensibles a la acción abrasiva de las partículas de fango y arena, que pueden penetrar y ocasionar desgaste entre las fibras de la cuerda, y por lo tanto debilitarla. Por este motivo, frecuentemente se prefiere emplear eslabones de cadena metálicos.

Contrariamente a las cuerdas de fibras, los eslabones de cadena pueden mantenerse en posición mediante bozas de cable de cadena. Dichas bozas de cable de cadena se pueden emplear para asegurar la cadena en una longitud específica, de este modo ajustándose la tensión y optimizando el rendimiento de conservación de la estación en cuestión. Típicamente, una boza de cable de cadena presenta dos pasadores que retienen la cadena en su posición, soportados sobre los rebordes de un único eslabón. Se arrastra una cadena a través de la boza de cable de cadena hasta que se obtiene la posición, ángulo y tensión de la cadena deseadas. Un diseño de boza de cable de cadena se describe por ejemplo en la patente US nº . 7240633.

En condiciones de carga axial, cada uno de los eslabones de cadena está sometido a todo tipo de esfuerzos principales: esfuerzos de soporte, de flexión, de cizallamiento y esfuerzos debidos a tracción. Cerca de los puntos de contacto entre eslabones, la carga de soporte debido a la tensión axial se convierte en un patrón complejo de esfuerzo que provoca que el esfuerzo mayor en la barra se localice en puntos simétricos aproximadamente a +/- 45 grados a cada lado de la cruz. Por lo demás, en un eslabón de cadena de acero convencional se infrautiliza una gran parte de la estructura de acero, ya que los procesos de fabricación y maquinaria existentes en los que se utiliza acero forjado en barras redondas están muy arraigados en la industria convencional de fabricación de cadenas, por lo que se está avanzando muy lentamente en lo que concierne a la geometría de las cadenas o en el empleo de soluciones híbridas. En particular, este es el caso en el que un eslabón se retiene en una boza de cable de cadena. Debido a cargas cíclicas, las cadenas son asimismo susceptibles de sufrir fallos por fatiga. Adicionalmente, durante el transporte o la instalación de la cadena, los eslabones individuales pueden estar sometidos a cargas elevadas de impacto.

El patrón complicado de esfuerzo existente en el interior de los eslabones individuales de la cadena, cuando la cadena está sometida a cargas de tracción, dificulta un uso sencillo de las fibras o del material reforzado con fibras. En las fibras, la resistencia de mayor valor se obtiene cuando la dirección de las fibras coincide con la dirección de la carga. Los materiales compuestos unidireccionales presentan una resistencia al cizallamiento relativamente reducido en la dirección paralela a la dirección de las fibras. Las uniones eslabón a eslabón ocasionan esfuerzos relevantes en la matriz compuesta en direcciones que inherentemente presentan una baja resistencia.

La patente US nº . 5269129 da a conocer una cadena formada por eslabones realizados en un material compuesto de resina reforzado con fibras. Cada uno de los eslabones presenta un bucle terminal situado en cada extremo axial de una brida larga. Los bucles, situados en extremos adyacentes de eslabones sucesivos, se unen entre sí mediante eslabones de conexión relativamente cortos que solapan casquillos dispuestos en el interior de cada uno de los

bucles. Mediante unos pasadores y unas arandelas, se mantiene la posición de dichos casquillos y eslabones de conexión en cada lateral de los eslabones. En el mismo punto en que la brida se ensancha para formar el bucle terminal, un anillo envuelve cada uno de los eslabones. Los bucles pueden formar una sola unidad o pueden separarse lateralmente a fin de alojar en el interior del espacio un bucle unitario de un eslabón adjunto alineado axialmente con el otro bucle. Un pasador situado en el interior de los bucles soporta arandelas en los laterales de los eslabones para mantener su posición y para transferir carga entre los mismos.

Dicho tipo de cadenas adolece del inconveniente de que presenta una resistencia a impactos de valor únicamente moderado. Los eslabones comprenden un cierto número de arandelas, pasadores y otras piezas independientes, por lo que el montaje de la cadena resulta una tarea minuciosa. Asimismo, la resistencia de la cadena queda determinada por la resistencia de los pasadores que acoplan los distintos eslabones. La forma de los eslabones de cadena es bastante distinta a la forma toroidal de los eslabones de acero de cadena de bloqueo convencionales, de modo que su utilización requiere la modificación de equipos e instalaciones existentes, como bozas de cable de cadena.

El documento JP09324376 describe una cadena según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una cadena de eslabones de peso ligero, mediante la que se resuelvan dichos problemas y que combine una resistencia elevada a los impactos y una resistencia elevada a la rotura por tracción, manteniéndose la forma convencional de los eslabones, de modo que las instalaciones existentes, en particular los cabrestantes de cadena y las bozas de cable de cadena, se puedan utilizar.

El objetivo de la presente invención se ha alcanzado mediante una cadena que presenta las características descritas en la reivindicación 1 adjunta.

El eslabón de cadena comprende por lo menos una cinta sin fin de un material fibroso envuelta a lo largo de su perímetro. Dicho material fibroso resigue la dirección longitudinal de los miembros y la curvatura de las partes extremas. De este modo, dicho material fibroso absorbe todas las cargas de tracción, mientras que la carga de soporte debido al contacto entre eslabones, junto con el cizallamiento de los eslabones y los esfuerzos de flexión cerca de los puntos de contacto queda absorbido por las partes extremas. La forma del eslabón puede ser similar a la forma convencional oval toroidal existente, de modo que se puedan utilizar las instalaciones existentes, por ejemplo bozas de cadena, o puede ser alargada a fin de reducir en último término el coste por longitud de la cadena. La relación entre la longitud y la anchura de los eslabones de la cadena se puede diseñar de valor... [Seguir leyendo]

1. Cadena (51) que comprende por lo menos dos eslabones de cadena de bloqueo (1; 11; 21; 41; 52; 61) , de modo que el eslabón de cadena (1; 11; 21; 41; 52; 61) comprende dos miembros laterales (3, 4; 13, 14; 53; 63, 5 64) , unidos en ambos extremos mediante partes curvadas (5, 6; 15, 16; 25, 26; 45, 46; 54; 65, 66) , y una cinta sin fin (7; 17; 47; 55) de material fibroso (72) enrollada alrededor del perímetro del eslabón de cadena (1; 11; 21; 41; 52; 61) , en la que dicha parte extrema curvada (5; 15; 25; 45; 54; 65) de un eslabón de cadena (1; 11; 21; 41; 52; 61) queda fijada rodeando una parte extrema curvada (6; 16; 26; 46; 54; 66) de un eslabón de cadena adyacente (1; 11; 21; 41; 52; 61) , caracterizada porque la parte extrema curvada (5; 15; 25; 45; 54; 65)

de uno de los eslabones (1; 11; 21; 41; 52; 61) está provista de una protuberancia (49) que coopera con su correspondiente receptáculo (50) del otro eslabón de bloqueo (1; 11; 21; 41; 52; 61) , estando ubicada dicha protuberancia (49) en la zona de contacto interior de la parte extrema (5; 15; 25; 45; 54; 65) de uno de los eslabones (1; 11; 21; 41; 52; 61) y estando ubicado dicho receptáculo (50) en la zona de contacto interior de la parte extrema (6; 16; 26; 46; 54; 66) del otro eslabón de bloqueo (1; 11; 21; 41; 52; 61) .

2. Cadena (51) según la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos las partes extremas (5, 6; 15, 16; 25, 26; 45, 46; 54; 65, 66) de por lo menos dos eslabones de cadena de bloqueo (1; 11; 21; 41; 52; 61) están realizadas en acero.

3. Cadena (51) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque por lo menos las partes extremas (15, 16) de por lo menos dos eslabones de cadena de bloqueo (11) comprenden una cavidad (18)

dispuesta a lo largo de su perímetro exterior en la que se aloja y protege una cinta (17) de material fibroso de refuerzo (72) .

4. Cadena (51) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los miembros laterales (13, 14) de por lo menos dos eslabones de cadena de bloqueo (11) están realizados en un material plástico.

5. Cadena (51) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material fibroso (72) 25 está pretensado.

6. Cadena (51) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material fibroso (72) se selecciona del grupo de fibras de carbono, fibras de polietileno, fibras de aramida y fibras de vidrio.

7. Cadena (51) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los por lo menos dos

eslabones de cadena de bloqueo (1) son eslabones con contrete (1) , que comprenden un travesaño (9) entre 30 los dos miembros (3, 4) .

8. Cadena (51) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cinta (7) de material fibroso (72) forma un manguito (27) que rodea a los miembros (13, 14) y a las partes extremas (25, 26) de los por lo menos dos eslabones de cadena de bloqueo (21) .

9. Cadena (51) según la reivindicación 8, caracterizada porque el eslabón (21) está formado por dos tramos

especulares en forma de C (28; 29) de un material plástico esponjoso, estando unidos entre sí los extremos libres de dichos tramos (28, 29) .

10. Procedimiento para el anclaje de una estructura flotante, en la que por lo menos un eslabón (51) se utiliza para unir dicha estructura flotante al fondo marino, de modo que por lo menos uno de los eslabones (51) es una cadena (51) según la reivindicación 1.

11. Procedimiento para la fabricación de una cadena (51) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque un primer eslabón de cadena (61) se monta provisto de una cavidad (74) dispuesta en todo su perímetro exterior, a continuación se enrolla un material de fibras (72) alrededor del eslabón de cadena (61) en el interior de su cavidad (74) , entonces un segundo eslabón (61) se monta provisto de una parte extrema curvada (66) que queda fijada rodeando a una parte extrema curvada (66) del primer eslabón (61) , a 45 continuación dicho segundo eslabón (61) se gira mientras que un suministrador de fibras (71) arrolla un material fibroso (72) alrededor del eslabón de cadena (61) , y luego se repiten dichos pasos, montando eslabones de cadena de bloqueo (61) adicionales hasta que se obtenga una cadena (51) de la longitud deseada.