BR0305967B1 - sapata de freio para a frenagem de um cabo. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SAPATA DEFREIO PARA A FRENAGEM DE UM CABO".

A presente invenção refere-se a uma sapata de freio segundo oparâmetro da reivindicação 1.

Tais sapatas de freio estão sendo utilizadas especialmente em

dispositivos para a limitação da velocidade em cabinas de elevadores deelevadores de alta potência. Neste caso é utilizado como cabo auxiliar umcabo fechado, a saber, um assim chamado cabo limitador de velocidade oqual, a seguir, é chamado, abreviado, de cabo. Este cabo corre em volta deuma polia para cabos de um limitador de velocidade instalado em um poçode elevador e em volta de uma polia tensora instalada na parte de baixo nopoço de elevador e, através de uma alavanca de disparo do dispositivo desalvamento, é unido à cabina de elevador. Se a velocidade da cabina deelevador ultrapassar uma determinada velocidade limite, por exemplo, cercade 10 metros por segundo, então o cabo limitador de velocidade é bloquea-do pelo limitador de velocidade e em conseqüência disso, o cabo freadoaciona a alavanca de disparo do dispositivo de salvamento que se movejunto à cabina de elevador em viagem e que, com isso, dispara o dispositivode salvamento instalado na cabina.

São conhecidos dispositivos para a frenagem ou o bloqueio de

cabos com sapatas de freio, que apresentam um corpo de sapata de freio euma camada de freio contínua, fixada nessa, com uma superfície ativa que,quando da frenagem, é levada a encostar no cabo.

Com a US-6.371.261-B1 tornaram-se conhecidas sapatas defreio que consistem, em essência, em um corpo de sapata de freio e em re-vestimentos ou camadas com superfícies ativas viradas para o cabo a serfreado, sendo que existem várias primeiras regiões de camadas distancia-das uma das outras, por entre as quais são dispostas segundas regiões decamadas de outro material; as segundas regiões de camadas sobressaemacima das primeiras regiões de camadas de tal maneira que, quando dafrenagem, apenas as segundas regiões de camadas viradas para o cabotocam no cabo; apenas as segundas regiões de camadas formam aqui su-perfícies ativas ou superfícies de frenagem efetivas, a não ser que estassejam tão desgastadas que se situariam niveladas com as primeiras regiõesde camadas.

É desvantagem nos dispositivos deste tipo até agora conheci-dos, ou nas sapatas de freio até agora utilizadas, que ao iniciar uma frena-gem com o fim de limitar a velocidade, o cabo está sendo freado na prática,aos solavancos. Isto, por um lado, é muito desagradável para os passagei-ros de uma cabina de elevador e, por outro, tem, como conseqüência, tem-porariamente, elevados esforços mecânicos do material, o que leva a umelevado desgaste de material.

A tarefa da invenção propõe uma sapata de freio aperfeiçoadado tipo acima mencionado que, por um lado, seja resistente ao desgaste e,por outro, evite uma frenagem aos solavancos e indica uma aplicação de talsapata de freio.

De acordo com a invenção, a tarefa é solucionada pelas medi-das indicadas na reivindicação 1.

Construções e aperfeiçoamentos vantajosos da invenção resul-tam das reivindicações dependentes 2 a 10.

A nova sapata de freio é configurada de tal maneira que suacamada de frenagem virada para o cabo consiste em, pelo menos, duas re-giões de camadas as quais, formadas por materiais diferentes, são dispos-tas contíguas e são configuradas de tal maneira que, quando da frenagem,quer dizer quando a sapata de freio se encontrar na sua posição ativa, asregiões superficiais destas regiões de camadas juntas encostem no cabo;nisso, tanto as primeiras regiões de camadas, quer dizer as regiões do pri-meiro material, quanto as segundas regiões de camadas, quer dizer as regi-ões do segundo material, formam superfícies ativas ou superfícies de frena-gem efetivas.

Com a nova sapata de freio se consegue, com vista em um tipodesejado de frenagem, aproveitar, simultaneamente, as propriedades ativasdistintas de ambos os materiais. Na verdade, quando da utilização da novasapata de freio está sendo prolongado, geralmente, o percurso de frena-gem. Todavia, consegue-se tanto garantir uma frenagem confiável ou umalimitação de velocidade desejada ou prescrita quando impedir uma frena-gem aos solavancos de material desgastante. Em suma, resulta uma siner-gia entre regiões superficiais de um primeiro material, que, por si só, causa-ria uma frenagem aos solavancos mas que é mais durável, e regiões super-ficiais de um segundo material que, por si só, causaria um efeito de frena-gem mais brando, eventualmente brando demais, mas que é muito susceptí-vel a desgaste.

Por um dimensionamento e uma disposição adequadas das re-giões de camadas da superfície ativa, configurada pelos diversos materiais,pode ser otimizada a execução da frenagem.

Ao demais, por uma moldagem adequada das regiões de cama-das, eventualmente com vãos, pode-se conseguir que partículas de abra-são, que se formam quando da frenagem entre o cabo e a superfície ativada camada de frenagem, sejam conduzidas de tal maneira que não atuemde maneira perturbadora.

Como já mencionado, as regiões de camadas ou as regiões su-perficiais da sapata de freio que limitam estas, viradas para o cabo, encos-tam sob pressão no cabo a ser freado quando a sapata de freio se encontrarna sua posição ativa. As superfícies de frenagem de todas as diversas su-perfícies de camadas se situam então, pelo menos aproximadamente, emsuperfícies contínuas na direção do cabo, formadas, em essência, comple-mentarmente em relação à superfície externa do cabo, de maneira que ocabo, quando da frenagem, é cercado, parcialmente, pelas superfícies defrenagem. De preferência, o primeiro e o segundo materiais e, eventual-mente, os demais materiais, dos quais é produzida a camada de frenagem,são escolhidos de maneira tal que a superfície de frenagem formará umasuperfície contínua, em essência complementar - eventualmente com pe-quenos vãos - em relação à superfície externa do cabo, também quando asapata de freio não assumir sua posição ativa. Tais regiões sobresselentespoderiam ser fabricadas, por exemplo, de um material compressível ou deoutra maneira facilmente deformável, de maneira que a camada de frena-gem somente quando do encosto no cabo receberia uma forma comple-mentar em relação ao cabo.

A nova sapata de freio é configurada, normalmente, de tal ma-neira que esta apresenta um corpo de sapata de freio que compreende asregiões de camadas, ao menos duas da camada de frenagem de um materi-al facilmente compressível ou de qualquer outra maneira deformável, demaneira que a camada de freio receberia, apenas quando do encosto nocabo, uma forma complementar em relação ao cabo.

Em uma forma de execução preferida da sapata de freio, o cor-po de sapata de freio propriamente dito é fabricado de um de ambos osmateriais. Todavia, o corpo de sapata de freio pode ser fabricado tambémde outro material adequado em forma de um bloco ou de uma estruturaportadora.

Em geral, a sapata de freio é configurada de tal maneira que asregiões de camadas de um dos materiais, na verdade, são unidas umas àsoutras, mas que apresentam recessos no lado virado para o cabo nos quaissão recebidas as regiões de camadas do outro dos materiais.

As regiões de camadas dos materiais distintos podem ser dis-postas, um atrás do outro, na direção do movimento relativo entre o cabo ea sapata de freio e/ou transversalmente a essa direção ou em qualquer ou-tra configuração, por exemplo, à moda de espinhas de peixe.

Regiões de camadas adjacentes de materiais distintos podemou confinar diretamente umas com as outras ou ser separadas umas dasoutras por vãos.

Em uma forma de execução preferida da sapata de freio é es-colhido como primeiro material um material metálico, sendo que, por exem-plo, bronze, especialmente bronze de alumínio aprovou muito satisfatoria-mente.

O primeiro material também pode ser um material à moda deebonite ou sintético ou um material sintético que apresenta, de preferência,um reforço de fibras.

Como particularmente vantajoso, no caso, provou escolher, pelomenos para o segundo material, um material sinterizado.

Em um aperfeiçoamento da sapata de freio, a camada de frena-gem destinada ao encosto no cabo pode apresentar, pelo menos, uma regi-ão de camadas de um outro material adequado.

Outras vantagens e detalhes da invenção estão sendo descri-tos, a seguir, detalhadamente, com base em exemplos de execução e comreferência ao desenho. Os desenhos mostram:

Figura 1A duas sapatas de freio de acordo com a invenção,não em posição ativa, com um cabo vertical a serfreado, em um corte horizontal simplificado;

FiguraIB as sapatas de freio representadas na Figura 1,em posição ativa, na mesma representação comona Figura 1A;

Figura 2A uma primeira sapata de freio, de acordo com ainvenção, em setores, em um corte vertical;

Figura 2B uma segunda sapata de freio, de acordo com ainvenção, na mesma representação como a Figu-ra 2A;

Figura 2C uma terceira sapata de freio, de acordo com ainvenção, na mesma representação como as Fi-guras 2A e 2B;

Figura 3A uma quarta sapata de freio de acordo com a in-venção, em setores, em uma vista frontal;

Figura 3B uma quinta sapata de freio, de acordo com a in-venção, na mesma representação como a Figura3A;

Figura 3C uma sexta sapata de freio, de acordo com a in-venção, na mesma representação como as Figu-ras 3A e 3B;

Figura 4 um limitador de velocidade com uma polia paracabos e um dispositivo de frenagem para umcabo a ser freado em uma posição na qual o cabonão está freado, em uma vista lateral;

A Figura 1A e a Figura 1B mostram um cabo 10 e um par de sa-patas de freio com duas sapatas de freio 12, 13, previstas para a frenagemou o bloqueio do cabo 10. O movimento do cabo 10 em relação às sapatasde freio 12, 13 se efetua nisso perpendicularmente ao plano de desenho. Assapatas de freio 12, 13 são configuradas e dispostas em simetria especularno exemplo de execução representado. Que ainda seja mencionado que onúmero de duas sapatas de freio e a disposição e a configuração repre-sentadas são comuns mas não obrigatórias.

Cada uma das sapatas de freio 12, 13 apresenta uma camadade frenagem 14, 15 respectivamente com uma superfície total ativa que éconfigurada, pelo menos aproximadamente, complementarmente à superfí-cie externa do cabo 10. Na representação segundo a Figura 1A, o cabo 10não está sendo freado, as sapatas de freio 12 e 13 não assumem sua posi-ção ativa e as superfícies ativas destinadas para o encosto no cabo 10 dassuperfícies de frenagem 14 e 15 das sapatas de freio 12, 13 respectiva-mente não tocam aqui o cabo 10. Na representação segundo a Figura 1B, ocabo 10 está sendo freado, as sapatas de freio 12, 13 encostam sob pres-são no cabo 10, de maneira que todas as superfícies ativas destinadas parao encosto no cabo 10 das camadas de frenagem 14 e 15 tocam no cabo 10.

Na Figura 2A é representada uma sapata de freio isolada 12que, para a execução de uma frenagem, é deslocável na direção de umaseta B, enquanto a direção do movimento relativo do cabo 10 e da sapatade freio é indicada por uma seta dupla A.

A sapata de freio 12 representada na Figura 2A compreende umcorpo de sapata de freio 16 com a camada de frenagem 14, pela qual a su-perfície ativa total destinada para o encosto no cabo 10, é limitada. A cama-da de frenagem 14 apresenta várias regiões de camadas de distintos mate-riais. Na parte da sapata de freio 12 representada na Figura 2A podem serdepreendidas da camada de frenagem 14 as cinco regiões de camadas 14.1a 14.5 contíguas umas às outras. As regiões de camadas 14.1, 14.3, 14.5são formadas por um primeiro material, a saber, o material do próprio corpode sapata de freio 16. As regiões de camadas 14.2, 14,4 são formadas poroutro material; estas são superfícies externas de peças postiças 18, fixadasem recessos 20.2 e 20.4 do corpo de sapata de freio 16, sendo que os re-cessos 20.2 e 20.4 partem da superfície ativa que delimita a camada de fre-nagem 14 e que se estendem para dentro do corpo de sapata de freio 16.

As propriedades ativas - positivas para o modo aspirado da fre-nagem ou bloqueio de um cabo limitador de cabo - de ambos os materiaissão distintas. Por sua interação quando do encosto no cabo 10, podem serusadas as propriedades ativas específicas de ambos os materiais ao mesmotempo. Com um dimensionamento adequado de toda a camada de frenagem14 e das várias regiões de camadas 14.1 a 14.5 podem ser influenciados omodo e o decurso da frenagem. As dimensões das várias regiões de cama-das podem ser iguais ou distintas.

A fixação das peças postiças 18 no corpo de sapata de freio 16pode ser efetuada de qualquer maneira, especialmente por fecho pela forçaou fecho pela forma; como exemplos para possíveis uniões sejam mencio-nados substâncias adesivas e elementos de união mecânicos como parafu-sos ou rebites. Também poderá ser utilizada, por exemplo, uma configura-ção em forma de rabo de andorinha como esta é representada na Figura 2Apara a mais baixa das peças postiças 18. Apropriado também é um ajusteforçado ou um ajuste por contração.

A Figura 2B mostra uma sapata de freio 12 isolada com um cor-po de sapata de freio 16. Todas as regiões de camadas 14.1 a 14.5 da ca-mada de frenagem 14 são formadas aqui por superfícies externas de peçaspostiças 18, fixadas no corpo de sapata de freio 16. Nisso, as regiões decamadas 14.1, 14.3, 14.5 são formadas por um primeiro material e as regi-ões 14.2, 14.4 por um segundo material.

Outra sapata de freio 12 é representada na Figura 2C. Enquantocom as sapatas de freio da Figura 2A e 2B as regiões de camadas adja-centes sempre são imediatamente contíguas umas às outras, as regiões decamadas vizinhas 14.1 e 14.2, 14.2 e 14.3, 14.3 e 14.4, 14.4 e 14.5 são se-paradas umas das outras por vãos 22.AS Figuras 3A a 3C mostram, exemplarmente, três outras vari-antes da subdivisão da superfície de frenagem 14 nas regiões de camadas14.1, 14.3, 14.5 configuradas por um primeiro material e as regiões de ca-madas 14.2, 14.4 configuradas por um segundo material.

A sapata de freio 12 segundo a Figura 3A mostra ambas as re-giões de camadas 14.2, 14.2, configuradas por peças postiças 18, em formade tiras que se estendem paralelamente ao sentido do movimento relativodo cabo 10 e da sapata de freio 12, quer dizer na direção da seta A. Nestadisposição, o setor longitudinal do cabo, situado sempre entre as sapatas dofreio do cabo, está praticamente em contato contínuo com o segundo mate-rial da camada de frenagem, porém somente com partes da sua circunfe-rência.

A sapata de freio 12 segundo a Figura 3B mostra ambas as re-giões de camadas 14.2, 14.4, formadas por peças postiças 18, em forma detiras que se estendem perpendicularmente à direção do movimento relativodo cabo 10 e da sapata de freio 12. Nesta disposição, o setor longitudinaldo cabo que se acha sempre entre as sapatas de freio está em contato,temporalmente de maneira alternada, com o primeiro e o segundo materiaisda camada de frenagem, porém com sua circunferência toda ou uma parteessencial da sua circunferência. As regiões de camadas podem também serdispostas em posição inclinada, por exemplo, sob um ângulo de 45° em re-lação à seta A.

Na Figura 3C é representada uma sapata de freio na qual asregiões de camadas 14.2, 14.4 são dispostas na camada de frenagem 14em uma configuração à moda de espinhos de peixe.

A Figura 4 mostra detalhes de uma instalação para a frenagemou o bloqueio do cabo - não-representado - com sapatas de freio 12, 13 deacordo com a invenção.

Na Figura 4 é representado um limitador de velocidade de umelevador com uma polia para cabos 30 para um cabo limitador de velocida-de. A polia para cabos 30 apresenta dois pesos centrífugos 32, que intera-gem com uma alavanca 33. Das duas sapatas de freio 12, 13, destinadaspara a frenagem do cabo, a sapata de freio 12 é estacionária e a sapata defreio 13 é guiada através de um guiador paralelogramo com molas 34, de talmaneira que esta, em posição levantada do cabo - não-representado - e dasapata é situada distante da sapata 12. Nesta posição levantada, esta é re-tida por um nariz, instalado em um primeiro braço, aqui vertical, da alavanca33.

Esta posição será assumida quando a velocidade do cabo limi-tador de velocidade se situar abaixo de uma determinada velocidade. Comsobrevelocidade, quer dizer, quando a velocidade do cabo limitador de ve-Iocidade ultrapassar a velocidade limite, ambos os pesos centrífugos 32 semovem radialmente partindo do eixo central da polia para cabos 30 parafora e nisso encontram o segundo braço dotado de recessos da alavanca33. Em conseqüência disso, a alavanca 33 gira - na Figura 4 no sentido dosponteiros do relógio - pelo que o nariz mencionado se move para a esquer-da e deixa cair a sapata de freio 13 não mais apoiada sobre esta. Pela açãodos guiadores de paralelogramo oblíquos junto às molas 34, a sapata defreio 13 é conduzida contra o cabo e contra a outra sapata de freio 12 e ar-rastada pelo cabo para baixo até sobre um batente. O componente hori-zontal do movimento tem como conseqüência que o cabo é apertado porentre ambas as sapatas de freio 12, 13, sendo que a força de aperto é limi-tada pelas molas 34 dos guiadores de paralelogramo.

A nova sapata de freio é especialmente, mas não exclusiva-mente, apropriada para a utilização de freios de cabo em elevadores, porexemplo, para a frenagem de um cabo limitador de velocidade ou para afrenagem do cabo portador de cabinas de elevadores e contrapesos. En-tretanto, esta também pode encontrar aplicação em meios de transporteoperados com cabos, por exemplo, teleféricos.

Claims (10)

1. Sapata de freio (12, 13) para um freio atuante sobre um cabo(10) de um elevador ou de outro meio de transporte acionado por cabos,com uma camada de frenagem (14, 15), com uma superfície ativa total, vira-da para o cabo (10) a ser freado, sendo que a camada de frenagem (14, 15)pode ser levada a uma posição ativa, na qual em essência, a superfície ati-va total encosta no cabo (10) e sendo que a camada de frenagem (14, 15)possui, pelo menos, duas regiões de camadas (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5)em que regiões de camadas sempre adjacentes consistem em materiais dis-tintos, caracterizada pelo fato de que as superfícies ativas das regiões decamadas ao menos duas (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5) na posição ativa en-costam, juntas, no cabo (10) para tornar úteis simultaneamente as proprie-dades ativas distintas dos materiais quando da frenagem do cabo(10).

2. Sapata de freio (12, 13), de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a superfície ativa total da camada de frena-gem (14, 15) é, pelo menos aproximadamente, contínua e complementar emrelação ao cabo (10) quando a sapata de freio (12, 13) não assumir sua po-sição ativa.

3. Sapata de freio (12), de acordo com uma das reivindicações 1a 2, caracterizada pelo fato de que esta apresenta um corpo de sapata defreio (16) que compreende as regiões de camadas (14.1, 14.2, 14.3, 14.4,-14.5) ao menos duas da camada de frenagem (14).

4. Sapata de freio (12), de acordo com uma das reivindicações 1a 3, caracterizada pelo fato de que o corpo de sapata de freio (16) configu-ra, pelo menos, uma das regiões de camadas (14.1, 14.3, 14.5) da camadade frenagem (14).

5. Sapata de freio (12), de acordo com uma das reivindicações 1a 4, caracterizada pelo fato de que a região de camada (14.1, 14.2, 14.3)que consiste em um dos materiais apresenta, pelo menos, um recesso noqual é recebido um corpo (18), que forma a região de camadas (14.2, 14.4)que consiste no outro material.

6. Sapata de freio (12), de acordo com uma das reivindicações 1a 5, caracterizada pelo fato de que regiões de camadas adjacentes, configu-radas pelos materiais distintos, da camada de frenagem (14) confinam dire-tamente umas com as outras.

7. Sapata de freio (12), de acordo com uma das reivindicações 1a 6, caracterizada pelo fato de que pelo menos, setores das regiões de ca-madas, configuradas pelos materiais distintos, da camada de freio (14) sãodispostos, um atrás do outro, na direção do movimento relativo (A) entre ocabo (10) e a sapata de freio (12) e/ou transversalmente a essa direção (A).

8. Sapata de freio (12, 13), de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 7, caracterizada pelo fato de que um primeiro material é um mate-rial metálico, por exemplo bronze, especialmente bronze de alumínio ou ummaterial não-metálico, por exemplo, um material sintético, de preferência,com um reforço de fibras.

9. Sapata de freio (12, 13), de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 8, caracterizada pelo fato de que um segundo material é um mate-rial sinterizado, por exemplo, bronze grafítico.

10. Sapata de freio (12), de acordo com uma das reivindicações-1 a 9, caracterizada pelo fato de que a camada de frenagem (14) apresenta,pelo menos, uma região de camada de um outro material que na posiçãoativa encosta no cabo e/ou de que a camada de frenagem (14) apresentaum vão (22) entre regiões de camadas adjacentes (12.4, 12.5).