BR0311230B1

BR0311230B1 - corda de metal.

Info

Publication number: BR0311230B1
Application number: BRPI0311230-6A
Authority: BR
Inventors: Stijn Vancompernolle; Bert Vanderbeken
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2012-10-02
Also published as: WO2003100164A9; CN1656283A; KR101018828B1; EP1506338A1; WO2003100164A1; ATE426703T1; BR0311230A; JP4448773B2; JP2005526925A; AU2003240781A1; KR20050005477A; CN100427675C; EP1365063A1; EP1506338B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CORDA DE

METAL".

A presente invenção refere-se a cordas de metal e mais particu- larmente ao aperfeiçoamento da resistência à tração da corda de metal em soldas apresentadas sobre o comprimento da corda de metal.

Antecedentes da Invenção

Atualmente, usar soldas para conectar duas extremidades de cordas de metal é evitado tanto quanto possível. Isso acontece já que as soldas de corda de metal criam uma zona inflexível na corda de metal, per- turbando por exemplo a flexão da corda de metal. Adicionalmente, a solda na corda de metal cria uma zona fraca até onde as propriedades mecânicas, tais como resistência à tração, são concernidas. A força após ruptura de uma zona de soldagem de uma corda é usualmente menor do que 60% da força após ruptura da corda de metal sem a zona de soldagem.

Um outro aspecto importante é percebido quando diversas cor- das de metal são usadas por exemplo para reforçar uma correia de comando para uso em correias elevadoras. Quando uma corda de metal se rompe durante carga, parece criar um "efeito choque" ou "efeito cascata", que usu- almente causa ruptura de todas cordas de metal adjacentes, ou mesmo de toda a correia. O mesmo se aplica quando diversas bobinagens de uma cor- da de metal são usadas para reforçar por exemplo correias sem-fim. Essa é uma outra razão pela qual as soldas não são permitidas nessas aplicações.

Uma outra desvantagem da zona inflexível da solda, usando cordas de metal em matrizes de polímero ou borracha, é que na zona de soldagem, devido à inflexibilidade da solda, a solda tende a migrar no polí- mero ou borracha em uma direção transversal quando a corda de metal é fletida. Isso pode causar cisalhamento da matriz.

Evita-se as soldas de cordas através da exigência de comprimen- tos predeterminados para as cordas de metal sem soldas a serem supridas. Esse comprimento especificado causa um significante aumento de preço das cordas de metal. O fabricante de corda de metal confronta um aumento de perda, já que comprimentos insuficientes de cordas de metal ou produtos intermediários não podem ser vendidos ou usados. Sumário da Invenção

A presente invenção fornece uma corda de metal, que supera ou reduz os problemas de aumento de preço e redução de propriedades mecâ- nicas da corda de metal e possivelmente o objetivo em que a corda é usada.

De acordo com a presente invenção, a corda de metal compre- ende pelo menos dois fios. Pelo menos um desses fios compreende uma solda, cujo fio soldado tendo um alongamento na ruptura, que é de pelo me- nos 30%, mas preferivelmente mais largo do que 35% ou mesmo mais do que 40% de alongamento na ruptura do fio de metal em que nenhuma solda está presente.

Preferivelmente, o fio soldado tem uma força na ruptura sendo mais do que 30%, mas preferivelmente maior do que 35% ou mesmo mais do que 40% da força na ruptura do fio não-soldado.

A solda no fio de metal preferivelmente tem um diâmetro, que é menor do que 1,2 vez o diâmetro do fio ou mesmo mais preferido, menor do que 1,1 vez o diâmetro do fio. A solda no fio de metal preferivelmente tem um diâmetro, que é mais do que 0,8 vez o diâmetro do fio ou mesmo mais preferido, mais do que 0,9 vez o diâmetro do fio. Mais preferivelmente, o di- âmetro da solda é essencialmente idêntico ao próprio diâmetro do fio.

Uma corda de metal como matéria da invenção tem que com- preender pelo menos fios, mais preferivelmente no entanto, tais cordas de metal compreendem mais do que 2 fios, tal como 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou mes- mo mais fios. Todos os fios podem ser idênticos, ou podem ser fornecidos usando diferentes construções de fio, um diferente número de filamentos ou diferentes diâmetros de filamento.

Preferivelmente, para cada corte transversal radial da corda de metal, existe pelo menos um, mas mais preferivelmente mais de um fio que não é soldado nesse corte transversal.

Até mais preferido, em cada corte transversal radial da corda de metal como matéria da invenção, somente um fio de metal é soldado. No local na corda de metal, onde esse um fio de metal é soldado, os outros fios da corda de metal não são interrompidos e não compreendem uma solda perto da solda do um fio de metal que está sendo soldado.

Preferivelmente os outros fios não têm uma solda sobre um comprimento da corda de metal (daqui por diante chamado "parte soldada") que compreende a solda de um fio de metal da corda de metal. Essa parte soldada tem um comprimento da parte soldada L, sendo pelo menos 2 vezes o comprimento em descanso da corda de metal. Possivelmente o compri- mento da parte soldada é 2,5 ou 5 ou mesmo 10 vezes o comprimento em descanso da corda de metal.

Tal solda tendo uma elasticidade relativamente alta pode ser obtida usando-se ajustes cuidadosamente escolhidos durante as etapas de soldagem e preparação.

Um método para fornecer uma solda, que tem elasticidade aperfeiçoada, pode ser obtido através de:

- Fornecer um corte transversal essencialmente chato em ambas as extremidades da corda de metal que são para serem soldadas uma à ou- tra;

- Em ambas as extremidades do fio de metal, a serem soldadas uma à outra, diminuindo o comprimento em descanso Ls do fio; Ls pode ser

diminuído localmente a menos de 75% do comprimento em descanso origi- nal do fio, ou mesmo menos de 65% ou menos de 50% do comprimento em descanso original do fio.

- Durante a soldagem, os parâmetros de soldagem são para se- rem ajustados de acordo com as propriedades do fio; tais parâmetros de

soldagem são tempo de soldagem, corrente de soldagem, pressão de solda- gem e a distância entre os eletrodos fixados no fio de metal; as duas extre- midades a serem soldadas são grampeadas por dois eletrodos, em uma distância predeterminada da extremidade do fio a ser soldado. Essa distân- cia é preferivelmente tão menor quanto possível, por exemplo menor do que 2mm, entretanto deixando material de fio suficiente para ser soldado. Ambas as extremidades são pressionadas uma à outra com uma pressão pré- ajustada e durante um tempo pré-ajustado, uma corrente elétrica específica flui através do fio de um eletrodo para o outro.

- Depois da soldagem, os parâmetros de temperamento são para serem escolhidos de acordo com os parâmetros do fio. Tal tempera- mento é preferivelmente feito usando-se corrente elétrica. Dois eletrodos de temperamento são fixados ao fio cada um em uma distância pré-ajustada essencialmente idêntica da solda, e durante um tempo pré-ajustado, uma corrente elétrica pré-ajustada é para fluir através do fio de um eletrodo de temperamento para o outro. O assim chamado comprimento da parte soldada pode compre- ender pelo menos o comprimento de ambas as extremidades de fio de me- tal, que têm um comprimento em descanso diminuído, obtido pelas etapas de preparação. A solda está preferivelmente localizada essencialmente no meio do comprimento da parte soldada. O comprimento da parte soldada da corda de metal é então pelo menos igual ao comprimento da corda de metal, que compreende ambas as extremidades com o comprimento em descanso diminuído.

A distância entre os eletrodos de soldagem e a distância entre os eletrodos de temperamento são preferivelmente menores do que a soma dos comprimentos com comprimento em descanso diminuído.

Tais soldas têm a vantagem de elas adicionalmente poderem ser usadas no processo de operações de construção de corda, tanto operações de torção duplas quanto simples.

Uma corda de metal como matéria da invenção pode ter qual- quer construção de corda compreendendo pelo menos dois fios, cada um compreendendo pelo menos dois filamentos de metal. No entanto, algumas construções têm um benefício maior da invenção.

Preferivelmente, são usadas construções 'nxm', por exemplo 3x3, 7x3, 4x7, 7x4, 7x7 ou 7x19. É para ser entendido como η sendo o nú- mero de fios na corda, cada fio tendo filamentos m. É entendido que cada fio pode compreender diferentes filamentos, os quais são de, por exemplo, um diâmetro diferente, uma liga diferente ou têm um revestimento diferente. Também construções 'mi+(nxm2)' podem preferivelmente ser usa- das. Em volta de um fio de núcleo de filamentos mi, são fornecidos fios η de filamentos m2. Um exemplo é uma corda 3+5x7, sendo uma corda compreendo um fio de núcleo de 3 filamentos, em volta do que 5 fios de 7 filamentos cada são fornecidos. Os filamentos mi e m2 podem ser do mesmo diâmetro ou de um diâmetro diferente. Como um exemplo, uma corda 19+8*7 pode ser forneci- da. A corda tem um diâmetro de corda ótico de 1,7mm. Tal corda de metal é fornecida usando-se um fio de núcleo, o qual compreende um filamento de nú- cleo de diâmetro de 0,19mm, em volta do que 18 filamentos de diâmetro de 0,16mm são torcidos em duas camadas. Em volta desse fio de núcleo, 8 fios são torcidos, cada um desses fios compreendendo um filamento de núcleo de diâmetro de 0,16mm, em volta do que 6 filamentos de 0,15mm são torcidos. Como um outro exemplo, uma corda com construção de corda (0,25+6*0,23) + 6*(0,23+6*0,21) ou (0,25+6*0,23) + 6*(0,22+6*0,22) pode ser usada. Como um exemplo adiconal, uma corda com construção (7*0,22) + 6*(0,22+6*0,21) ou (7*0,22) + 6*(0,21+6*0,19) pode ser usada. É entendido que cada fio pode compreender filamentos, que são de, por exemplo, diâmetro diferente, uma liga diferente ou ter um revestimento diferente.

Uma corda de metal como matéria da invenção tem um diâmetro de corda ótico preferivelmente menor do que 14mm, por exemplo menor do que 12mm ou menor do que 9mm ou mesmo menor do que 7mm, tal como menor do que 5mm, ou menor do que 4mm ou mesmo menor do que 2,5mm, tal como menor do que 2mm ou menor do que 1,7mm. O diâmetro de corda ótico é o diâmetro do menor círculo imaginário que envolve o corte transversal radial da corda.

Os fios usados para fornecer uma corda de metal como matéria da invenção têm um diâmetro de fio ótico preferivelmente menor do que 5mm, por exemplo menor do que 4mm ou menor do que 2,5mm ou mesmo menor do que 1,75mm, tal como menor do que 1,4mm, ou menor do que 0,9mm, ou ainda menor do que 0,7mm, tal como menor do que 0,6mm. O diâmetro de fio ótico é o diâmetro do menor círculo imaginário, que envolve o corte transversal radial do fio. O diâmetro dos filamentos de metal é preferivelmente menor do que 1,15mm, por exemplo menor do que 1,05mm ou menor do que 0,85mm ou mesmo menor do que 0,7mm, tal como menor do que 0,5mm, ou menor do que 0,3mm ou mesmo menor do que 0,25mm, tal como menor do que 0,21 mm. Usualmente no en- tanto, o diâmetro de filamentos de metal naõ é menor do que 0,04mm.

A corda de metal como matéria da invenção, é preferencial- mente fornecida de ligas de aço, mais preferivelmente de aços de carbono, tendo mais do que 0,275% de carbono ou mais do que 0,4% de carbono ou mesmo mais do que 0,6% de carbono, ou ligas de aço inoxidável. Uma corda de metal como matéria da invenção tem a vantagem de que a solda no nível do fio, não fornece uma zona inflexível para a corda de metal a qual, no caso tal zona estaria presente, perturba o uso (por exemplo flexão) da corda ou o produto em que a corda é usada.

Adicionalmente, já que preferivelmente somente um pouco, ou mesmo somente um fio é soldado, para cada corte transversal radial da cor- da de metal, a corda não é muito enfraquecida. A resistência à tração da corda, no local do fio soldado, aborda minimamente a soma da resistência às frações dos fios de metal não-soldados na corda de metal. A força na ruptura da corda de metal como matéria da invenção compreendendo fio soldado é usualmente mais do que 50%, por exemplo mais do que 60% da força na ruptura de uma corda de metal idêntica sem soldas de fio.

O alongamento na ruptura da corda de metal como matéria da invenção compreendendo um fio soldado é usualmente mais do que 50% por exemplo mais do que 60% ou mesmo mais do que 70% tal como mais do que 80%, por exemplo mais do que 90% do alongamento na ruptura de uma corda de metal idêntica sem fio soldado. Este é especialmente o caso, quando somente um fio é soldado por seção transversal radial ou sobre seu comprimento de parte soldada. Já que fatores de segurança usualmente al- tos para cargas de corda são usados, a presença de uma ou de algumas soldas de fio não causa qualquer risco adicional. O alongamento na ruptura da corda de metal compreendendo uma ou algumas soldas de fio é maior do que comparado ao alongamento na ruptura de uma corda de metal que está sendo soldada por todo o corte transversal da corda.

Já que as cordas de metal como matéria da invenção, superam os presentemente conhecidos obstáculos técnicos, o fabricante de corda é também capaz de reduzir o nível de perda, e as cordas podem ser forneci- das de uma forma mais econômica.

Por isso a corda de metal como matéria da invenção pode, por exemplo, ser usada para reforçar polímero, tal como poliuretano, ou correias de borracha, tal como correias de distribuidor, correias elevadoras ou de içamento, correias transportadoras, correias em V tanto sem arestas quanto com arestas em direção longitudinal ou perpendicular, ou podem ser usadas para cabos de içamento, cabos de controle ou em diversas aplicações auto- motivas tais como pneus ou cabo elevador de janela. Devido à força aperfei- çoada após ruptura da corda de metal como matéria da invenção, o risco de um efeito cascata pode ser diminuído sobre uma faixa de carga maior, como comparado às cordas sendo soldadas sobre todo o corte transversal. Breve Descrição dos Desenhos

A invenção será agora descrita em mais detalhes com referência aos desenhos em anexo em que:

- A figura 1 mostra esquematicamente uma corda de metal como matéria da invenção;

- A figura 2 mostra esquematicamente um corte transversal radi- al de acordo com o plano AA' da corda de metal da figura 1.

- As figuras 3 e 4 são curvas de alongamento por carga da corda e usados fios da figura 1.

- A figura 5 mostra um gráfico de um método para fornecer uma corda de metal como matéria da invenção;

- A figura 6 mostra uma fita de polímero, compreendendo mais do que uma corda de metal como matéria da invenção.

Descrição das Modalidades Preferidas da Invenção

Uma modalidade de uma corda de metal como matéria da in- venção é mostrada na figura 1. Uma corda de metal 100, fornecida de aço tendo 0,7% de carbono, tendo uma construção "(0,21+6x0,19) + .6χ(0,19+6x0,175)". A corda compreende 7 fios (101a, 101b, 101c, 101d, 101e, 101 f e 101g). O fio de núcleo 101a compreendendo um filamento de núcleo 102 de diâmetro de 0,21 mm, sendo circundado por 6 filamentos 103 de um diâmetro de0,19mm. Os outros fios externos 101b, 101c, 101 d, 101e, 101 f e 101g tendo todos um filamento de núcleo 102 de diâmetro de 0,19mm, e 6 filamentos circundando 103 de 0,175mm.

O comprimento em descanso 104 da corda de metal 101 é de 12,5mm. O fio de núcleo 101a tem um comprimento em descanso de 6,3mm e os fios externos 101b, 101c, 101d, 101e, 101f e 101g tendo todos um comprimento em descanso de 8mm. O fio de núcleo 101a e a própria corda de metal são torci- dos na mesma direção (direção S ou Z) enquanto que os fios 101b, 101c, 101 d, 101 e, 101 f e 101 g são todos torcidos na direção oposta (Z, respectivamente S).

Como mostrado na figura 2, sendo um corte radial da corda de metal da FIGURA 1 de acordo com o plano AA', o fio 101 d tem uma solda 105, enquanto que os outros fios (101a, 101b, 101c, 101 e, 101 f e 101g) não são soldados nesse corte. Como mostrado na FIGURA 1, adjacente a am- bos os lados da solda 105, o fio 101 d tem uma zona ou comprimento 106, onde o fio tem uma torção significantemente maior.

Onde os fios externos normalmente têm um comprimento em descanso de 8mm, em zonas 106, o fio 101 d tem um comprimento em des- canso de 5mm.

O fio 101 d é incorporado na corda de metal usando operações de cabeamento. Como resultado, as duas zonas 106, com comprimento de descanso decrescente do fio 101 d, definem um comprimento da parte solda- da 107 da corda que é para a presente modalidade igual ao comprimento em descanso da corda de metal. Nessa zona determinada pelo comprimento 107, os fios 101 a, 101 b, 101 c, 101 e, 101 f e 101 g não têm solda. O diâmetro da solda é essencialmente igual ao diâmetro de fio ótico, sendo de 0,54mm.

As figuras 3 e 4 mostram curvas de alongamento por carga de fios e cordas, tendo em abscissa o alongamento, expressado em %, e em ordenada a força aplicada (expressada em Newton).

A figura 3 mostra uma curva de alongamento por carga 31 de um fio 101 d da FIGURA 1, tendo uma solda, comparada a uma curva de alongamento por carga 32 de um fio de referência, não sendo soldado. É percebido que o alongamento na ruptura de um fio soldado de curva 31 é de 41,8% do alongamento na ruptura do fio de referência.

A figura 4 mostra claramente que uma corda de metal como na figura 1 e figura 2, compreendendo um fio com uma solda, cuja curva de alongamento por carga é mostrada na figura 3, tem uma curva de alonga- mento por carga 41 que é essencialmente idêntica a uma curva de alonga- mento por carga 42 de uma corda de metal similar, não compreendendo uma solda. O alongamento na ruptura da corda soldada no fio (curva 41) é de 69% do alongamento na ruptura de uma corda de metal não-soldada, enquanto que a força na ruptura da corda de metal soldada no fio é até mesmo 90% da corda de metal não-soldada.

Um método para fornecer uma corda de metal como matéria da invenção é esquematicamente mostrado na FIGURA 5. Por exemplo, um fio pode romper ou o carretei, que fornece tal fio pode correr vazio. Ou um fila- mento usado para fornecer um fio pode romper durante a produção do fio. Em tais casos, de acordo com a invenção, duas extremidades de um fio de- vem ser conectadas uma à outra.

Na etapa 501, ambas as extremidades 51 são dadas como um comprimento em descanso significantemente inferior, por exemplo o com- primento em descanso de 5mm no lugar do original 8mm, sobre um compri- mento 52, por exemplo sendo de 60mm.

Na etapa 502, na superfície externa das extremidades 51, as extremidades são dadas um corte transversal externo essencialmente chato 54.

Os eletrodos de soldagem 55 são fixados um em cada extremi- dade 51 em uma distância 56 para o corte transversal 53, menor do que o comprimento 52 (etapa 503).

Durante a etapa de soldagem 504, ambas as extremidades 51 são trazidas em conexão uma com a outra nos cortes transversais 53, usan- do uma pressão pré-ajustada. Os eletrodos 55 fornecem uma corrente espe- cífica através do fio por um tempo pré-ajustado, que causa soldagem do fio.

A solda é então temperada durante a etapa de temperamento 505. Dois eletrodos de temperamento 56 são fixados ao fio, um em cada lado da solda. A distância 57 entre o eletrodo de temperamento e o meio da solda é preferivelmente menor do que o comprimento 52. Possivelmente, mas não necessariamente, os eletrodos de soldagem podem ser usados como eletrodos de temperamento. Durante um tempo pré-ajustado, uma cor- rente pré-ajustada está fluindo através da solda.

O fio soldado é então adicionalmente usado em operação de cabeamento ou formação de feixe 506 a fim de fornecer uma corda de metal 58 como matéria da invenção.

Tal corda de metal como matéria da invenção pode ser usada para fornecer uma correia, compreendendo diversas cordas de metal como matéria da invenção e uma matriz de polímero, por exemplo poliuretano.

Como mostrado na FIGURA 6, cordas de metal 61 como matéria da invenção são embutidas em uma matriz de poliuretano 62. A corda de metal 61a tem uma solda 63 em um dos seus fios, usada para fornecer a corda 61a. Tal correia pode ser usada como correia elevadora ou para diver- sos outros propósitos.

Claims

1. Corda de metal compreendendo pelo menos dois fios de me- tal, caracterizada pelo fato de que pelo menos um fio é soldado, o dito fio soldado tendo um alongamento na ruptura de mais do que 30% do alonga- mento na ruptura de um fio idêntico sem solda.

2. Corda de metal de acordo com a reivindicação 1, o dito fio soldado tendo uma força na ruptura de mais do que 30% da força na ruptura de um fio idêntico sem solda.

3. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 ou 2, em que o diâmetro na solda do dito fio soldado é menor do que 1,2 vez o diâmetro de fio ótico do dito fio soldado.

4. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções de 1 a 3, em que para cada corte transversal radial da dita corda de metal, pelo menos um dos ditos fios de metal não é soldado.

5. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções de 1 a 4, em que para cada corte transversal radial da dita corda de metal, somente um fio de metal é soldado.

6. Corda de metal de acordo com a reivindicação 5, a dita corda de metal tendo uma parte soldada com um comprimento de parte soldada, os outros ditos fios não sendo soldados na dita parte soldada, a dita parte soldada sendo pelo menos 2,5 vezes o comprimento em descanso da dita corda de metal.

7. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções de 1 a 6, a dita corda de metal tendo um diâmetro de corda ótico menor doque14mm.

8. Corda de metal de acordo com a reivindicação 7, a dita corda de metal tendo um diâmetro de corda ótico de menos do que 2,5mm.

9. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções de 1 a 8, os ditos fios de metal tendo um diâmetro de fio ótico menor do que 5mm.

10. Corda de metal de acordo com a reivindicação 9, os ditos fios de metal tendo um diâmetro de fio ótico menor do que 0,9mm.

11. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções de 1 a 10, os ditos fios de metal compreendendo filamentos de metal, os ditos filamentos tendo um diâmetro menor do que 1,15mm.

12. Corda de metal de acordo com a reivindicação 11, os ditos fios de metal compreendendo filamentos de metal, os ditos filamentos tendo um diâmetro menor do que 0,25mm.

13. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções de 1 a 12, a dita corda de metal sendo uma corda de aço.

14. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções de 1 a 13, a dita corda de metal tendo uma força na ruptura de mais do que 50% de uma corda de metal idêntica sem um fio soldado.

15. Corda de metal de acordo com qualquer uma das reivindica- ções de 1 a 14, a dita corda de metal tendo um alongamento na ruptura de mais do que 80% de uma corda de metal idêntica sem um fio soldado.

16. Uso de uma corda de metal como definida em uma das rei- vindicações precedentes para reforçar correias de polímero ou de borracha.

17. Uso de uma corda de metal como definida em uma das rei- vindicações precedentes em correias elevadoras ou de içamento.

18. Uso de uma corda de metal como definida em uma das rei- vindicações precedentes em correias de comando.

19. Uso de uma corda de metal como definida em uma das rei- vindicações precedentes como cabo de içamento ou cabo de controle ou cabo elevador de janela.