ÓRGANO DE ELEVACIÓN CON MEDIOS DE MEDICIÓN DE CARGA Y/O ESFUERZOS.

Órgano de elevación con medios de medición de carga y/o esfuerzos CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a órganos de elevación destinados a transmitir la totalidad o una parte de un esfuerzo de elevación entre un aparato de elevación y una carga a elevar. Estos órganos de elevación son de utilización habitual en todos los campos tales como la ingeniería civil o también la manutención portuaria. Una gran parte de los accidentes que tiene lugar en el levantamiento de cargas es debido al hecho de que los usuarios intentan, por falta de información, levantar una carga excesiva y superior a la carga máxima que es posible levantar con un aparato de elevación. Para evitar estos accidentes se ha ideado efectuar mediciones sobre los accionadores de los aparatos de elevación, en los cilindros hidráulicos, por ejemplo, y obtener indirectamente por cálculo el peso de la carga levantada por el dispositivo de elevación. Estos métodos indirectos se han demostrado peligrosos, puesto que utilizan métodos que se basan en aproximaciones y no tienen en cuenta suficientemente el estado de la estructura del dispositivo de elevación. En el caso de aparatos de elevación que utilizan simultáneamente varios órganos de elevación, se han producido igualmente numerosos accidentes por el hecho de un levantamiento de la carga por una parte solamente de los órganos de elevación. Se pueden citar como ejemplo los repartidores (spreaders) o marcos de sujeción y de levantamiento, que presentan una serie de tornillos rotativos destinados a acoplarse y bloquearse sobre la carga por disposición complementaria de formas. Los repartidores se utilizan especialmente para la elevación y manutención de contenedores portuarios por acoplamiento de cerrojos giratorios en orificios alargados dispuestos en las cuatro esquinas superiores de los contenedores. Según el estado de desgaste del contenedor y los choques que ha sufrido, los orificios alargados pueden estar deformados y no permitir, por lo tanto, el bloqueo. El levantamiento se efectúa entonces con una parte solamente de los órganos de elevación, lo que puede conducir a la sobrecarga y a la rotura de éstos. El documento EP 1 236 980 describe un captador de esfuerzos para órganos de levantamiento que comprende: - un cuerpo de soporte y una plataforma de apoyo que definen conjuntamente, como mínimo, una cámara de compresión de un fluido y que están destinados a su interposición entre el órgano de elevación y el órgano de enganche, - medios de medición de la presión dentro de la cámara de compresión. Un captador de esfuerzos de este tipo permite controlar la puesta bajo carga del órgano de elevación y vigilar el esfuerzo inducido por la carga levantada en el órgano de elevación por la medición de la presión en la cámara de compresión. La medición de esfuerzos con intermedio de la medición de presión se muestra, no obstante, poco precisa, poco reactiva y sensible a las variaciones de temperatura. La reducida reactividad de este tipo de captador de esfuerzos no permite la medición de los esfuerzos inducidos en un órgano de levantamiento cuando tienen lugar choques o aceleraciones bruscas que se producen en el levantamiento de la carga. Igualmente es el caso cuando se producen vibraciones en el curso de la operación de elevación y de manutención de la carga. Este tipo de medición de esfuerzos es necesariamente trasladada en la posición del órgano de elevación y resulta de ello una falta de precisión en el conocimiento del esfuerzo realmente soportado por el órgano de elevación. Además, un captador de esfuerzos de este tipo necesita la añadidura de elementos dispuestos en el órgano de elevación, elementos que se muestran voluminosos y difíciles de adaptar en todos los dispositivos de elevación y de manutención habitualmente utilizados. CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN Un primer problema al que se dirige la invención es el de medir de manera precisa una carga y/o los esfuerzos inducidos en un órgano de elevación cuando se efectúa la elevación de una carga. Al mismo tiempo, la invención se propone realizar esta medición lo más cerca del órgano de levantamiento con la finalidad de limitar al máximo los riesgos de errores que pudieran resultar de aproximaciones por cálculo. 2 E07734655 14-11-2011   Según otro aspecto, la invención se refiere a diseñar un dispositivo de medición que presenta una elevada duración, capacidad de resistir choques, insensibilidad a los campos electromagnéticos y que no requiere ninguna operación voluntaria de recalibrado para compensar las variaciones de temperatura. La invención intenta además diseñar un dispositivo de medición del peso de una carga levantada por un órgano de elevación y/o esfuerzos inducidos por el levantamiento de una carga, que tiene una elevada reactividad y una gran rapidez, permitiendo una medición en tiempo real. Según otro aspecto, la invención está destinada a realizar un dispositivo de medición poco voluminoso, fácilmente adaptable a la mayor parte de los órganos de elevación existentes y actualmente utilizados en los campos de la elevación, pudiéndose realizar la adaptación sin modificación apreciable de las características de los órganos de elevación. Para conseguir estos objetivos y otros, la invención propone un órgano de elevación destinado a transmitir la totalidad o una parte del esfuerzo de elevación entre un aparato de elevación y una carga a elevar, que comprende: - una parte próxima adaptada para su fijación al aparato de elevación, - una parte distal adaptada para su conexión a la carga, - un tramo longitudinal que se desarrolla desde la parte próxima en dirección de la parte distal, y apropiada para alojarse elásticamente bajo la acción de la parte del esfuerzo de elevación, en el que: - un tramo longitudinal del órgano de elevación comprende, como mínimo, un canal longitudinal, - un captador óptico de esfuerzos está insertado en dicho, como mínimo, un canal longitudinal y está fijado a la pared lateral de dicho, como mínimo, un canal longitudinal, - se prevén medios de enlace para transmitir las señales del captador óptico de esfuerzos a medios de recepción y de análisis de las señales del captador óptico de esfuerzos. La utilización de un captador óptico de esfuerzos permite una gran reactividad así como una gran precisión en la medición de la carga y/o de los esfuerzos inducidos por la elevación de la carga en el órgano de elevación. De manera ventajosa, el captador óptico de esfuerzos está fijado a la pared lateral del canal longitudinal según, como mínimo, una primera y una segunda zonas de fijación situadas a una cierta distancia una de otra, según la dirección longitudinal del canal longitudinal. Cuando tiene lugar la elevación de una carga, el tramo longitudinal del órgano de elevación se alargará elásticamente bajo la acción del esfuerzo de elevación. Este alargamiento del tramo longitudinal hará variar la separación entre las dos zonas de fijación lo que provocará una variación de las señales del captador óptico de esfuerzos, cuya variación permitirá deducir directamente el estado de esfuerzo inducido por la carga en el órgano de elevación y/o el peso de la carga levantada por el órgano de elevación. Preferentemente, las primera y segunda zonas de fijación pueden estar dispuestas en una zona de diámetro constante del tramo longitudinal del órgano de elevación. Una disposición de este tipo permite evitar cualquier aproximación a efectuar por cálculo para evaluar los esfuerzos y/o el peso de la carga a partir de las señales del captador de esfuerzos de fibra óptica. Se evita de esta manera tener que efectuar un cálculo tomando en consideración los alargamientos respectivos de diferentes tramos de secciones diferentes que sufrirán un alargamiento distinto bajo una misma carga. Estos cálculos no son otra cosa frecuentemente que una simple aproximación en función de la geometría del órgano de elevación y de los tramos de conexión entre los diferentes tramos de secciones diferentes. Se pueden producir, además, fenómenos de concentración de esfuerzos que podrán ser tenidos en cuenta difícilmente en los cálculos y de los que se prescinde de manera eficaz por la disposición particular de dichas primera y segunda zonas de fijación. De manera ventajosa, el canal longitudinal puede estar dispuesto en medio de la sección transversal del tramo longitudinal del órgano de elevación. El captador óptico de esfuerzos está, por lo tanto, insertado en la fibra neutra del tramo longitudinal del órgano de levantamiento. El esfuerzo medido por el captador óptico de esfuerzos será por lo tanto un esfuerzo axial puro. La medición no estará afectada, por lo tanto, por el efecto parásito de una flexión cualquiera del órgano de... [Seguir leyendo]

1. Órgano de elevación (1) destinado a transmitir la totalidad o una parte del esfuerzo de elevación entre un aparato de elevación y una carga a elevar, que comporta: - una parte próxima (1a) adaptada para ser fijada al aparato de elevación, - una parte distal (1b) adaptada para ser conectada a la carga, - un tramo longitudinal (1c) que se extiende desde la parte próxima (1a) en dirección de la parte distal (1b) y que es apropiado para alargarse elásticamente bajo la acción de la parte del esfuerzo de elevación, caracterizado porque: - el tramo longitudinal (1c) del órgano de elevación (1) comprende, como mínimo, un canal longitudinal (1d), - un captador óptico de esfuerzos (2) está insertado en dicho, como mínimo, un canal longitudinal (1d) y está fijado a la pared lateral de dicho, como mínimo, un canal longitudinal (1d), - medios de enlace (3) están previstos para transmitir las señales del captador óptico de esfuerzos (2) a medios de recepción y de análisis (4) de las señales del captador óptico de esfuerzos (2). 2. Órgano de elevación (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque el captador óptico de esfuerzos (2) está fijado a la pared lateral del canal longitudinal (1d), según por lo menos una primera zona (5a) y una segunda zona (5b) de fijación, situadas a una cierta distancia entre sí, según la dirección longitudinal del canal longitudinal (1d). 3. Órgano de elevación (1), según la reivindicación 2, caracterizado porque la primera (5a) y segunda (5b) zonas de fijación están dispuestas en una zona de diámetro (D) constante del tramo longitudinal (1c) del órgano de elevación (1). 4. Órgano de elevación (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el canal longitudinal (1d) es ciego, extendiéndose desde la parte próxima (1a) y está dispuesto en medio de la sección transversal del tramo longitudinal (1c) del órgano de elevación (1). 5. Órgano de elevación, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el captador óptico de esfuerzos (2) es un captador óptico con fibra óptica, habiéndose hecho solidaria dicha fibra óptica de la pared lateral del canal longitudinal (1d), según la primera zona de fijación (5a) y la segunda zona de fijación (5b). 6. Órgano de elevación, según la reivindicación 5, caracterizado porque la fibra óptica está pegada en un tubo metálico que por su parte está pegado en el canal longitudinal (1d). 7. Órgano de elevación, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el captador óptico de esfuerzos (2) comprende un captador de distancia con láser, apropiado para producir una señal imagen del alargamiento del tramo longitudinal (1c) del órgano de elevación (1). 8. Órgano de elevación (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la parte distal (1b) está adaptada en forma de gancho. 9. Órgano de elevación (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la parte distal (1b) está adaptada en forma de T. 10. Marco de sujeción y elevación (6), caracterizado por comportar, como mínimo, un órgano de elevación (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9. 11. Dispositivo (9) para la medición y análisis de una carga, caracterizado por comportar, como mínimo, un órgano de elevación (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, y porque los medios de recepción y de análisis (4) tratan las señales del captador óptico de esfuerzos (2) para determinar uno o varios de los siguientes parámetros: - peso levantado por dicho por lo menos un órgano de elevación (1), - estado de esfuerzo de dicho por lo menos un órgano de elevación (1), - duración de la aplicación de las cargas y su intensidad, - número de ciclos realizados por dicho por lo menos un órgano de elevación (1), - espectro de carga y/o de esfuerzos de dicho por lo menos un órgano de elevación (1). 12. Dispositivo (9), según la reivindicación 11, caracterizado por comportar varios órganos de elevación (1) para la sujeción simultánea de una misma carga y porque los medios de recepción y de análisis (4) tratan las señales de varios captadores ópticos de esfuerzos (2) para determinar, además, uno o varios de los parámetros siguientes: - localización del centro de gravedad de la carga, - fuerza de elevación ejercida por cada órgano de elevación (1). 9 E07734655 14-11-2011   13. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque el aparato de elevación es un pórtico de manutención (7). 14. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque el aparato de elevación es una grúa. 15. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque el aparato de elevación es una apiladora o carro de manutención con tabla porta-horquilla (8). E07734655 14-11-2011   11 E07734655 14-11-2011   12 E07734655 14-11-2011   13 E07734655 14-11-2011   14 E07734655 14-11-2011   E07734655 14-11-2011