BR112012028039B1

BR112012028039B1 - cabo híbrido e método para a fabricação do mesmo

Info

Publication number: BR112012028039B1
Application number: BR112012028039-2A
Authority: BR
Inventors: Shunji Hachisuka; Yoichi Shuto; Ippei Furukawa; Jaeduk Im; Jong-Eun Kim
Original assignee: Kiswire Ltd.; Tokyo Rope Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2021-01-19
Also published as: KR20130015011A; JPWO2011145224A1; EP2573257A1; KR101437321B1; WO2011145224A1; AU2010353318B2; US20130055696A1; ES2654791T3; SG185108A1; EP2573257A4; EP2573257B1; BR112012028039A2; CN102892946A; CN102892946B; MY166586A; JP5478718B2; US9045856B2

Abstract

CABO HÍBRIDO E MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DO MESMO O objetivo da presente invenção consiste da provisão de um cabo híbrido leve e de alta resistência. Junto à parte central do cabo híbrido 1, tem-se o posicionamento de um cabo de fibra sintética de alta resistência 3 formado entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência 30, cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra sintética de alta resistência 31. Dado que o passo de trança dos feixes de fibra sintética de alta resistência 3 representado por d, o passo de trança L e o diâmetro d são ajustados de modo que o valor de L/d venha a ser igual ou mais elevado do que 6,7.

Description

Campo Técnico

A presente invenção se refere a um cabo híbrido utilizado para cabos de acionamento de guindastes, cabos para ancoragem de navios, e outras aplicações, e a um método destinado a fabricação de tal cabo híbrido.

Fundamentos Técnicos

Os cabos de fio são utilizados sob a forma de cabos de acionamento e cabos de ancoragem. A Fig. 7 apresenta um cabo de fio de aço tipicamente convencional empregado como cabo de acionamento e cabo de ancoragem. O cabo de fio de aço 50 inclui um IWRC 51 (Núcleo de Cabo de Fio Independente) disposto no centro do mesmo e seis fios laterais de aço 52 formados em camada em volta do IWRC 51. O IWRC 51 vindo a ser formado pela acomodação de sete fios de aço 53.

O documento de patente norte-americano n° 4887422 descreve um cabo híbrido que não inclui um IWRC 51, porém um cabo de fibra disposto na sua parte central e múltiplos fios de aço acomodados em camada em torno do cabo de fibra. Os cabos de fibra são mais leves do que os IWRCs e, portanto, o cabo híbrido é mais leve do que os cabos de fio de aço.

Em geral, nos cabos de fibra, a taxa de resistência à tração de um cabo de fibra pela resistência à tração de um filamento (uma simples fibra ou um elemento de linha) incluso no cabo de fibra (eficiência de emprego de resistência) é baixa. Ou seja, a resistência à tração de um cabo de fibra formada pela deposição de muitos filamentos de fibra é mais baixa do que a resistência à tração de um dos filamentos de fibra. Por esta razão, ao não se fazer uso de um IWRC e sim de um cabo de fibra pode resultar em que a resistência à tração não venha a chegar a ser como a referente aos cabos de fio de aço de mesmo diâmetro incluindo a presença de um IWRC.

Sumário da Invenção

Um objetivo da presente invenção consiste na provisão de um cabo híbrido exibindo uma resistência à tração igual ou mais elevada do que aquela referente a cabos de fio de aço que venham a incluir um IWRC.

Um outro objetivo da presente invenção consiste na provisão de um cabo híbrido que não venha a provocar danos diretos em um cabo de fibra.

A presente invenção é direcionada a um cabo híbrido incluindo um núcleo de fibra sintética de alta resistência e múltiplos fios laterais, cada um dos quais vindo a serem formados pela deposição de múltiplos fios de ali e assentados junto à periferia externa do núcleo de fibra sintética de alta resistência, aonde o núcleo de fibra sintética de alta resistência consiste de um cabo de fibra sintética de alta resistência formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência aonde dado que o passo de entrelaça- mento dos feixes de fibra sintética de alta resistência vem a ser representado por "L" e o diâmetro do cabo de fibra sintética de alta resistência vem a ser representado por "d", com o valor L/d sendo igual ou superior a 6,7.

O cabo de fibra sintética de alta resistência é formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência. Os feixes de fibra sintética de alta resistência vêm a ser cada um dos quais formados pelo agrupamento de múltiplos filamentos de fibra sintética de alta resistência, tal como fibras de aramida, fibras de polietileno de peso molecular ultraelevado, fibras de poliarilato, fibras PBO, ou fibras carbono. Na presente invenção, o cabo de fibra sintética de alta resistência vem a ser formado através do emprego de filamentos de fibra apresentando uma resistência à tração de 20 g/d ou maior (259 kg/mm2). Quando uma força de tração é aplicada ao cabo híbrido, o cabo de fibra sintética de alta resistência, formado por sua vez a partir do entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência, contrai-se um pouco (radialmente) para dentro. Devido a que a contração veio a ser provocada por uma força uniforme, o formato do cabo de fibra sintética de alta resistência, ou seja, o formato circular da seção transversal pode ser mantido para a exibição de um efeito elevado de preservação do formato.

Os múltiplos fios laterais são depositados junto à periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência. Os fios laterais são cada qual formados pela deposição de múltiplos fios de aço. Os múltiplos fios laterais podem vir a serem depositados junto à periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência em uma deposição ordinária ou em uma camada de Lang. A quantidade de filamentos de fibra sintética de alta resistência formando cada feixe de fibra e a quantidade dos feixes de fibra sintética de alta resistência formando o cabo de fibra sintética de alta resistência vem a serem definidos de acordo, por exemplo, com o diâmetro requerido para o cabo híbrido.

O cabo de fibra sintética de alta resistência apresenta um peso e um coeficiente elástico menores e, portanto, apresentando uma resistência à fadiga mais elevada do que os núcleos de cabo de fio de aço (ou seja, os IWRCs) de mesmo diâmetro. Ou seja, o cabo de fibra sintética de alta resistência é leve, de fácil curvamento, e menos propenso a fadiga devido a aplicações repetitivas provindas da tensão e curvamentos. O cabo híbrido fazendo emprego de tal cabo de fibra sintética de alta resistência é também leve e oferece uma durabilidade e flexibilidade elevadas.

Em geral, a resistência à tração dos cabos de fibra incluindo-se os cabos de fibra sintética de alta resistência varia em função do ângulo de deposição (ângulo de inclinação com respeito ao eixo do cabo) dos feixes de fibra formando o cabo de fibra. Quanto menor o ângulo de deposição dos feixes de fibra, mais elevada se torna a resistência à tração do cabo de fibra, enquanto que quanto maior o ângulo de deposição dos feixes de fibra, menor se torna a resistência à tração do cabo de fibra. O ângulo de deposição dos feixes de fibra é proporcional ao passo de deposição ou entrelaçamento dos feixes de fibra e inversamente proporcional ao diâmetro do cabo de fibra.

O cabo híbrido, de acordo com a presente invenção, vem a ser caracterizado no sentido de dado que o passo de entrelaçamento dos feixes de fibra sintética de alta resistência constituindo o cabo de fibra sintética de alta resistência provido junto ao centro do cabo híbrido é representado por "L", e o diâmetro do cabo de fibra sintética de alta resistência é representado por "d", com o valor L/d sendo igual ou maior do que 6,7. Uma vez que o diâmetro "d" do cabo de fibra sintética de elevada resistência é definido de acordo, por exemplo, com o diâmetro do cabo híbrido a ser disponibilizado como um produto final, o valor L/d é ajustado, em geral, pelo passo de entrelaçamento "L" dos feixes de fibra sintética de alta resistência.

Quanto mais longo o passo de entrelaçamento "L" dos feixes de fibra sintética de alta resistência, ou seja, quanto mais alto o valor L/d, menor é o ângulo de deposição dos feixes de fibra sintética de alta resistência e, portanto maior se torna a resistência à tração do cabo de fibra sintética de alta resistência. Ou seja, o entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência em um passo longo de entrelaçamento "L" pode vir a resultar em um cabo de fibra sintética de alta resistência contendo uma resistência à tração elevada e, portanto, resultando em um cabo híbrido apresentando uma resistência à tração elevada incluindo o cabo de fibra sintética de alta resistência.

Através de testes tensoriais veio a se confirmar que o cabo de fibra sintética de alta resistência formado através de entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência, de modo que o valor L/d venha a ser igual ou maior do que 6,7 oferece uma resistência à tração igual ou mais elevada do que aquela referentes aos cabos de fio de aço (ou seja, aos IWRCS) de mesmo diâmetro formados pela deposição de múltiplos fios de aço. O cabo híbrido vindo de acordo com a presente invenção apresentando um cabo de fibra sintética de alta resistência formado a partir de entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência, de modo que o valor L/d seja igual ou maior do que 6,7 oferece uma resistência à tração igual ou maior do que aquela referente aos cabos de fio de aço (veja a Fig. 7) de mesmo diâmetro, e, além disso, vindo a ser mais leve e oferecendo durabilidade e flexibilidade elevadas, conforme mencionado anteriormente.

Tem-se ainda a confirmação através de um teste de tração de que caso o valor L/d seja igual ou maior do que 6,7, a taxa de resistência à tração do cabo de fibra sintética de alta resistência pela resistência à tração do filamento de fibra sintética de alta resistência (eficiência de emprego de resistência) é de 50% ou mais. A presente invenção pode aumentar a eficiência de emprego da resistência do cabo de fibra sintética de alta resistência e consequentemente, a resistência à tração do cabo híbrido.

Quanto mais alto for o valor de L/d (ou seja, quanto mais longo for o passo de en- trelaçamento "L” dos feixes de fibra sintética de alta resistência), mais elevada se torna a resistência à tração do cabo de fibra sintética de alta resistência, conforme mencionado anteriormente, enquanto que pelo contrário, quanto menor se torna o grau de alongamento (alongamento ocorrendo antes da ruptura) do cabo de fibra sintética de alta resistência. Caso o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência no interior do cabo híbrido venha a ser menor do que o grau de alongamento dos fios laterais de aço posicionados na parte mais externa do cabo híbrido, somente o cabo de fibra sintética de alta resistência pode vir a romper no interior do cabo híbrido durante o emprego do cabo híbrido. Para se endereçar este problema, o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência é preferencialmente igual ou mais elevado do que o grau de alongamento dos fios laterais.

O grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência depende também do valor de L/d. O cabo de fibra sintética de alta resistência contendo um valor de L/d inferior (isto é, apresentando um passo de entrelaçamento "L" mais curto) exibe estruturalmente um grau amis elevado de alongamento longitudinal, enquanto que os cabos de fibra sintética de alta resistência apresentando um valor de L/d mais elevado (isto é, apresentando um passo de entrelaçamento "L" maior) exibem estruturalmente um grau de alongamento longitudinal menor. Portanto, o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência pode ainda vir a ser ajustado pelo passo de entrelaçamento "L" dos feixes de fibra sintética de alta resistência.

O valor L/d é limitado, preferencialmente, para ser igual ou menor do que 13. Tem- se a constatação através de um teste de tração de que o cabo de fibra sintética de alta resistência, caso o valor de L/d venha a ser igual ou menor do que 13, exibe um alongamento de 4% ou mais. O grau de alongamento dos fios laterais de aço utilizados nos cabos híbridos é, em geral, de 3 a 4%. Caso o valor L/d seja 13 conforme mencionado acima, o cabo de fibra sintética de alta resistência exibe um alongamento de 4%, aproximadamente idêntico ao grau de alongamento dos fios laterais. Caso o valor de L/d venha a ser inferior a 13, o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência torna-se mais do que o grau de alongamento dos fios laterais. Isto pode vir a reduzir a possibilidade de que somente o cabo de fibra sintética de alta resistência pode se romper no interior do cabo híbrido durante o uso do cabo híbrido. Deve-se entender que o valor L/d pode vir a ser ainda menor (ou seja, limitado a ser igual ou menor do que 10) para uma redução adicional quanto à possibilidade de que somente o cabo de fibra sintética de alta resistência pode vir a romper-se no interior do cabo híbrido durante o uso do cabo híbrido.

Em um tipo de implementação, o núcleo de fibra sintética de alta resistência compreende ainda de um mancai entrelaçado formado pelos feixes de fibra sintética de alta resistência, cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra e revestindo a perife- ria externa do cabo de fibra sintética de alta resistência. Cada feixe de fibra incluso no mancai entrelaçado é formado pelo enfeixamento de muitas fibras sintéticas (fibras sintéticas de alta resistência ou fibras sintéticas padrões) ou filamentos de fibra natural. O mancai entrelaçado é formado em uma maneira disposta em seção transversal junto à periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência. Quando se aplica uma força de tração ao cabo híbrido, o mancai entrelaçado contrai-se para dentro (radialmente) comprimindo-se junto à periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência com uma força uniforme. Desse modo, o formato do cabo de fibra sintética de alta resistência, ou seja, o formato circular da seção transversal pode ser ainda preservado pelo mancai entrelaçado para a prevenção da deformação local (perda de formato) do cabo de fibra sintética de alta resistência e, portanto, a deterioração da resistência à tração. Além disso, o mancai entrelaçado pode vir a impedir o cabo de fibra sintética de alta resistência de se esticar ou ficar danificado.

Em outro tipo de implementação, o núcleo de fibra sintética de alta resistência compreende ainda de uma camada de resina revestindo a periferia externa do mancai entrelaçado. A periferia externa do mancai entrelaçado é revestida com, por exemplo, uma camada de resina plástica sintética. A camada de resina pode absorver ou reduzir as forças de impacto, caso estas venham a ser aplicadas, para prevenção adicional quanto à deformação ou danificação do cabo de fibra sintética de alta resistência.

A camada de resina apresente, preferencialmente, de uma espessura de 0,2 mm ou mais. A camada de resina, caso se apresente muito delgada, pode vir a se partir. No caso de uma espessura de 0,2 mm ou mais, as forças de impacto aplicadas ao cabo de fibra sintética de alta resistência providas junto ao centro do cabo híbrido podem ser absorvidas ou reduzidas de forma suficiente.

Caso a camada de resina se apresente muito espessa, enquanto que o diâmetro do cabo híbrido é especificado como produto final, o cabo de fibra sintética de alta resistência é inevitavelmente impelido a apresentar um diâmetro relativamente pequeno. A área de seção transversal da camada de resina contabiliza, preferencialmente, por menos de 30% da área de seção transversal do cabo de fibra sintética de alta resistência, que consiste de três camadas: o cabo de fibra sintética de alta resistência, o mancai entrelaçado, e a camada de resina. Ou seja, dado que a área da seção transversal da camada de resina é representada por D1 e a área de seção transversal do cabo de fibra sintética de alta resistência é repre-sentada por D2, o valor de D1/D2 é inferior a 0,3. Sob a forma de um produto final, o cabo híbrido pode oferecer uma resistência à tração pré-determinada devido ao cabo de fibra sintética de alta resistência levar em conta um percentual mais elevado do cabo de fibra sintética de alta resistência.

Um cabo de fibra sintética de alta resistência pode vir a ser posicionado não somente na parte central do cabo híbrido, porém também no centro de cada um dos múltiplos fios laterais na parte mais externa do cabo híbrido. Em um tipo de implementação, pode-se vir a posicionar um cabo de fibra sintética de alta resistência junto ao centro de cada um dos múltiplos fios laterais. Isto dá condição a que o cabo híbrido possa apresentar um peso menor e também uma maior resistência à fadiga. Deve-se entender que o cabo de fibra sintética de alta resistência posicionado ao centro de cada fio lateral pode ser ainda revestido com uma camada de resina. Além disso, tal tipo de um mancai entrelaçado, conforme mencionado acima, pode vir a ser formado entre a periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência posicionado junto ao centro de cada fio lateral e da camada de resina.

Além disso, em cada um dos múltiplos fios laterais, a área de seção transversal da camada de resina preferencialmente é responsável por menos do que 30% da área de seção transversal das três camadas: cabo de fibra sintética de alta resistência, mancai entrelaçado, e camada de resina. Ou seja, dado que a área de seção transversal da camada de resina é representada por D3, a área de seção transversal do cabo de fibra sintética de alta resistência é representada por D4, e a área de seção transversal do mancai entrelaçado é representada por D5 em cada um dos múltiplos fios laterais, o valor D3/(D3+D4+D5) é inferior a 0,3.

Em um tipo de implementação, os fios laterais são preparados em formato Seale. Em comparação com o formato Warrington, a porção periférica interna no formato Seale apresenta uma seção transversal mais próximo a de um circulo. O formato circular da seção transversal do cabo de fibra sintética de alta resistência posicionado junto ao centro de cada fio lateral pode ser preservado para prevenção da deformação (perda de formato) do cabo e, portanto, a deterioração da resistência à tração.

A presente invenção vem a ser ainda direcionada para um método destinado a fabricação de tal cabo híbrido conforme mencionado anteriormente, aonde múltiplos fios laterais, cada um dos quais vindo a serem formados pela deposição de múltiplos fios de aço são assentados na periferia externa de um cabo de fibra sintética de alta resistência formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência, cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra sintética de alta resistência, onde o passo de entrelaçamento "L" dos feixes de fibra sintética de alta resistência é ajustado de tal modo que a resistência à tração do cabo de fibra sintética de alta resistência vem a ser igual ou maior do que a resistência à tração de um cabo de fio de aço com o mesmo diâmetro e o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência vem a ser igual ou mais elevado do que o grau de alongamento dos fios laterais.

Breve Descrição dos Desenhos

A Fig. 1 consiste de uma vista da seção transversal de um cabo híbrido vindo de acordo com uma primeira modalidade.

A Fig. 2 consiste de uma vista frontal do cabo híbrido vindo de acordo com a primei- ra modalidade.

As Figuras 3A e 3B apresentam um teste de tração resultante de um cabo de fibra sintética de alta resistência incluso no cabo híbrido vindo de acordo com a primeira modalidade.

As Figuras 4A e 4B apresentam um outro teste de tração resultante no cabo de fibra sintética de alta resistência incluso no cabo híbrido de acordo com a primeira modalidade.

A Fig. 5 consiste de uma vista da seção transversal de um cabo híbrido vindo de acordo com uma segunda modalidade.

A Fig. 6 consiste de uma vista da seção transversal de um cabo híbrido vindo de acordo com uma terceira modalidade.

A Fig. 7 consiste de uma vista da seção transversal de um cabo de fio apresentando uma estrutura convencional.

Melhor Modo de se Conduzir a Invenção

A Fig. 1 consiste de uma vista da seção transversal de um cabo híbrido vindo de acordo com uma primeira modalidade. A Fig. 2 consiste do cabo híbrido mostrado na Fig. 1, com um cabo de fibra, um mancai entrelaçado, e uma camada de resina inclusa em um núcleo junto ao centro do cabo híbrido estando parcialmente exposto. Para fins de conveniência ilustrativa, a taxa de escala difere entre as Figuras 1 e 2.

O cabo híbrido 1 inclui um núcleo de fibra sintética de alta resistência 2, denominado de Núcleo de Super Fibra (daqui em diante referido como SFC 2) contendo fibras de aramida sintética de alta resistência e seis fios laterais de aço 6 concebidos depositados em torno do SFC 2. O SFC 2 é posicionado em seção transversal junto à parte central do cabo híbrido 1. Tanto o cabo híbrido 1 quanto o SFC 2 apresentam aproximadamente o formato da seção transversal circular.

O SFC 2 inclui um cabo de fibra sintética de alta resistência 3 posicionado na parte central do mesmo, sendo envolto pelo mancai entrelaçado 4. A periferia externa do mancai entrelaçado 4 é ainda revestida com um camada de resina 5.

O cabo de fibra sintética de alta resistência 3 é formado através da preparação de múltiplos conjuntos de dois feixes de múltiplos filamentos de fibra de aramida de alta resistência 31 (daqui em diante referenciados como feixes de fibra sintética de alta resistência 30), efetuando o entrelaçamento dos múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência 30. Dado que o passo de entrelaçamento dos feixes de fibra sintética de alta resistência 30 (comprimento para um enrolamento dos feixes de fibra sintética de alta resistência entrelaçados 30) vem a ser representado por "L", e o diâmetro do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 vem a ser representado por "d", o valor L/d se situa dentro da faixa de 6,7 s L/d < 13. A Fig. 2 apresenta uma situação aonde o valor L/d é aproximadamente de 7,0. O signi- ficado técnico de se limitar o valor de L/d circunscrito a uma faixa tem a sua descrição dada em detalhes adiante.

O cabo de fibra sintética de alta resistência 3 apresenta um peso e coeficiente elástico menores e, portanto, uma resistência de fadiga mais elevada do que aquela referente aos núcleos de cabo de fio de aço (ou seja, IWRCs) (veja a Fig. 7) de igual diâmetro. O cabo híbrido 1 fazendo emprego de tal cabo de fibra sintética de alta resistência 3 apresenta-se ainda leve, oferecendo altas flexibilidade e durabilidade. Além disso, o cabo de fibra sintética de alta resistência 3 que é formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência 30, exibe estruturalmente um alongamento longitudinal e, quando submetido à aplicação de uma força de tração, vem a se contrair (radialmente) para dentro com uma força uniforme. Portanto, o formato do cabo de fibra sintética de alta resistência 3, ou seja, o formato circular da seção transversal tem propensão a ser mantido durante o emprego do cabo híbrido 1.

O mancai entrelaçado 4 vem a ser formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra de poliéster 40 em torno da periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. Cada feixe de fibra de poliéster 40 vem a ser formado pelo enfeixamento de múltiplos filamentos de fibra de poliéster 41. O mancai entrelaçado 4 é formado em seção transversal sob um formato aproximadamente circular ao longo da periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. O mancai entrelaçado 4 pode impedir o estiramento, a danificação, ou a ruptura do cabo de fibra sintética de alta resistência 3.

O comprimento total da periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 é envolto pelo mancai entrelaçado 4. O mancai entrelaçado 4 que vem a ser formado pelos feixes de fibra de poliéster de entrelaçamento 40 contrai-se para dentro (radialmente), quando da aplicação de uma força de tração, comprimindo-se junto à periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 por meio de uma força uniforme. Portanto, o formato do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 é propenso a ser preservado também pelo mancai entrelaçado 4 durante o emprego do cabo híbrido 1. Isto pode vir a prevenir a que o cabo de fibra sintética de alta resistência 3 venha a se deformar localmente aonde provavelmente poderia ser originada uma ruptura.

O comprimento total da periferia externa do mancai entrelaçado 4 vem a ser revestido com uma camada de resina de polipropileno 5. A camada de resina 5 é plástica de forma a prevenir que o cabo de fibra sintética de alta resistência 3 venha a ser estirado e absorvido ou reduzindo as forças de impacto, caso estas possam vir a serem aplicadas, pre- venindo-se a que ocorra o dano, rompimento ou deformação do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. A camada de resina 5 apresenta uma espessura de 0,2 mm ou mais para não vir a romper durante o emprego do cabo híbrido 1. Deve-se entender que a camada de resina 5 não necessita de apresentar uma desnecessária espessura, tendo uma área de seção transversal para a mesma preferencialmente menor do que 30% da área da seção transversal do SFC 2.

Os seis fios laterais 6 são depositados em torno da periferia externa do SFC 2, a qual apresenta uma estrutura de três camadas consistindo do cabo de fibra sintética de alta resistência 3, do mancai entrelaçado 4, e da camada de resina 5. Cada fio lateral 6 vem a ser formado pela deposição de 41 fios de aço sob o formato Warrington (6 x WS(41)). Além disso, cada fio lateral 6 pode vir a ser depositado em uma camada ordinária ou camada de Lang.

A Fig. 3A apresenta o resultado de um teste de tração quanto à eficiência de emprego de resistência (taxa de utilização de resistência) do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. A Fig. 3B apresenta graficamente o resultado do teste de tração da Fig. 3A, aonde o eixo vertical representa a eficiência de emprego de resistência (5), enquanto que o eixo horizontal representa o valor L/d. A Fig. 3B mostra os múltiplos gráficos baseados no resultado do teste de tração da Fig. 3A e uma curva aproximada obtida a partir desses gráficos.

A partir do teste de tração tem-se que os múltiplos cabos de fibra sintética de alta resistência 3 (nove neste exemplo) foram preparados apresentando um diâmetro constante "d" (9,8 mm) e seus respectivos passos diferenciados de entrelaçamento "L", sendo cortados junto a um comprimento pré-determinado. Uma extremidade de cada cabo de fibra sintética de alta resistência 3 vem a ser cortada em um comprimento pré-determinado fixo, com a solicitação de sua outra extremidade. A carga de tração foi sendo aumentada gradualmente e registrada (sob a forma de carga de ruptura) quando da ruptura do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. O registro da carga de ruptura foi dividido, em seguida, pelo valor denier do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 para a obtenção da resistência à tração do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 (unidade: g/d). O cabo de fibra sintética de alta resistência 3 para o teste de tração foi preparado empregando-se filamentos de fibra sintética de alta resistência 31 apresentando 1500 denier e uma resistência à tração de 28 g/d. A resistência à tração (28 g/d) do filamento de fibra sintética de alta resistência 31 veio a ser dividida, em seguida, pela resistência à tração de cada cabo de fibra sintética de alta resistência 3 obtida no teste de tração e multiplicada por 100 para a obtenção de uma eficiência de emprego de resistência (unidade: %). A eficiência de emprego de resistência de cada cabo de fibra sintética de alta resistência 3 representa o quão eficientemente o cabo de fibra sintética de alta resistência 3 faz uso da resistência à tração do filamento de fibra sintética de alta resistência 31.

Tendo por referência a Fig. 3A, a resistência à tração de cada cabo de fibra sintética de alta resistência 3 apresenta-se inferior a da resistência à tração (28 g/d) do filamento de fibra sintética de alta resistência 31 inclusa no cabo de fibra sintética de alta resistência

Em referência as Figuras 3A e 3B, quanto maior se torna o valor de L/d, mais relativamente elevada a eficiência de emprego de resistência, enquanto que quanto mais baixo o valor de L/d, mais baixa se torna a eficiência de emprego de resistência. Em comparação com os cabos de fibra sintética de alta resistência 3 apresentando um L/d mais elevado (isto é, contendo um passo mais alongado de entrelaçamento "L" para um diâmetro constante "d"), os feixes de fibra sintética de alta resistência 30 inclusos nos cabos de fibra sintética de alta resistência 3 contendo um L/d mais baixo (isto é com um passo de entrelaçamento mais curto "L" para um diâmetro constante "d") apresentam um ângulo de deposição maior (ângulo de inclinação com respeito ao eixo do cabo), o que leva a que venha a ser aplicada uma fraca força longitudinal aos filamentos de fibra sintética de alta resistência 31 quando impul-sionados. Por esta razão, os cabos de fibra sintética de alta resistência 3 apresentando um L/d mais baixo são considerados como apresentando uma resistência à tração e uma eficiência de emprego de resistência mais baixas. Necessita-se do aumento do valor de L/d para se obter um cabo de fibra sintética de alta resistência 3 apresentando resistência à tração e eficiência de emprego de resistências mais elevadas.

Obteve-se a confirmação através de testes tensoriais que o ajuste do valor de L/d (passo de entrelaçamento "L") vindo a ser igual ou maior do que 6,7 ofereceu uma resistência à tração igual ou maior do que a resistência à tração (em torno de 14,0 g/d) dos cabos de fio de aço (ou seja, IWRCs) (veja a Fig. 7) de mesmo diâmetro. Obteve-se ainda a confirmação por meio de testes tensoriais que os cabos de fibra sintética de alta resistência 3 apresentando um valor para L/d de 6,7 ou maior apresentam uma eficiência de emprego de resistência maior do que 50%. O mesmo se aplica a cabos de fibra sintética de alta resistência 3 apresentando os seus respectivos diâmetros diferenciados.

A Fig. 4A apresenta um outro resultado advindo de teste de tração quanto ao grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. A Fig. 4B apresenta graficamente o resultado do teste de tração da Fig. 4A, aonde o eixo vertical representa o grau de alongamento (5), enquanto que o eixo horizontal representa o valor de L/d. A Fig. 4B apresenta múltiplos gráficos baseados no resultado do teste de tração da Fig. 4A e uma curva aproximada obtida a partir desses gráficos. Além disso, em referência ao grau de alongamento deste teste de tração, foram preparados múltiplos (cinco no exemplo) cabos de fibra sintética de alta resistência 3 apresentando um diâmetro constante "d” (9,8 mm) e seus respectivos passos diferenciados de entrelaçamento "L" dos feixes de fibra sintética de alta resistência 30. Fixou-se uma extremidade de cada cabo de fibra sintética de alta resistência 3 sendo cortada em um comprimento pré-determinado, enquanto que a outra extremidade do mesmo foi solicitada. A carga de tração veio a crescer gradualmente e, quando ocorreu a ruptura do cabo de fibra sintética de alta resistência 3, o grau de alongamento (%) foi medi- do com respeito ao comprimento pré-determinado anterior ao procedimento do teste de tração.

Conforme já mencionado anteriormente, quanto maior o valor de L/d, maior se torna a resistência à tração e a eficiência de emprego de resistência do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. Entretanto, com referência a Fig. 4B, quanto maior o valor de L/d, menor se torna o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. Isto acontece devido a que os feixes de fibra sintética de alta resistência 30 inclusos nos cabos de fibra sintética de alta resistência 3 apresentando um L/d mais elevado apresentam um menor ângulo de deposição, resultando em estruturalmente um pequeno grau de alongamento. Caso o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 seja baixo, o cabo de fibra sintética de alta resistência 3 pode vir a se romper no interior do cabo híbrido 1 durante o uso do cabo híbrido 1 mediante os fios laterais 6. O grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 vem a ser requerido como sendo pelo menos igual ao grau de alongamento dos fios laterais 6 utilizados no cabo híbrido 1.

O grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 depende do valor L/d do cabo de fibra sintética de alta resistência 3. O valor de L/d do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 é ajustado de modo que o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 venha ser idêntico ou maior do que o grau de alongamento dos fios laterais 6 utilizados no cabo híbrido 1. Por exemplo, caso o grau de alongamento dos fios laterais 6 utilizado nos cabo híbridos seja de 3%, o valor de L/d do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 é ajustado de modo que o seu grau de alongamento é de 3% ou maior, ou preferencialmente, com uma flexibilidade de 4% ou maior. Obteve-se a confirmação por meio de testes tensoriais que um grau de alongamento de 4% ou maior pode vir a ser atingido com um valor para L/d de 13 ou mais baixo. O valor de L/d de 13 ou mais baixo possibilita a que o cabo de fibra sintética de alta resistência 3 apresente um grau de alongamento igual ou mais elevado do que aquele referente ao dos fios laterais 6, o que pode vir a reduzir a possibilidade de poder ocorrer somente uma ruptura do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 durante o emprego do cabo híbrido 1.

Deve-se entender que o valor de L/d pode ser ainda menor (ou seja, limitado para ser igual ou menor do que 10) dando condições a que o cabo de fibra sintética de alta resistência 3 apresente um grau confiável de alongamento mais elevado. Isto pode vir a reduzir ainda mais a possibilidade de que o cabo de fibra sintética de alta resistência 3 possa vir a romper diante dos fios laterais 6.

A Fig. 5 consiste de uma vista da seção transversal de um cabo híbrido vindo de acordo com uma segunda modalidade. O cabo híbrido 1A, de acordo com a segunda modalidade, difere do cabo híbrido 1 vindo de acordo com a primeira modalidade no sentido de que o SFC 2a vem a ser formado não somente junto à parte central do cabo híbrido 1 A, as- sim como também junto à parte central de cada um dos seis fios laterais 6a.

Tal conforme dado para o SFC 2, o SFC 2a provido junto à parte central de cada um dos seis fios laterais 6a apresenta também uma estrutura de três camadas consistindo de um cabo de fibra sintética de alta resistência 3a, um mancai entrelaçado 4a, e uma camada de resina 5a. Uma vez que o peso dos seis fios laterais 6a venha ser reduzido, o peso integral do cabo híbrido 1A é reduzido ainda mais. A camada de resina 5a não tem de ter uma espessura desnecessária, com a sua área de seção transversal, preferencialmente, contabilizando por menos do que 30% da área de seção transversal do SFC 2a.

A Fig. 6 consiste de uma vista da seção transversal de um cabo híbrido 1B vindo de acordo com uma terceira modalidade, diferindo do cabo híbrido 1A (veja a Fig. 5) de acordo com a segunda modalidade no sentido de que os fios laterais 6b vêm a serem formados não sob o formato Warrington, mas no formato Seale. No formato Seale, os fios laterais 6b entram em contato com o SFC 2a em uma maneira mais arredondada e uniforme do que acontece no formato Warrington, aonde se tem a propensão a que venha a ser mantida a configuração circular da seção transversal do cabo de fibra sintética de alta resistência 3.

Uma vez que a configuração circular do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 tem a propensão de vir a ser preservada no formato Seale, ocorre que no cabo híbrido 1B, de acordo com a terceira modalidade mostrada na Fig. 5, o SC 2a contido no interior de cada fio lateral 6b pode excluir o mancai entrelaçado 4a para assumir uma estrutura de duas camadas consistindo do cabo de fibra sintética de alta resistência 3 e da camada de resina 5a.

Muito embora os cabos híbridos descritos acima 1, 1A, 1B, incluam cada um dos quais seis fios laterais 6, 6a, 6b, a quantidade de fios laterais não ficam restrita a seis, podendo chegar, porém a vir a ser de sete a dez, por exemplo.

Claims

1. Cabo híbrido (1, 1A, 1B), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) e múltiplos fios laterais (6, 6a, 6b), cada um dos quais formado pela deposição de múltiplos fios de aço e assentados junto à periferia externa do núcleo de fibra sintética de alta resistência (2), em que o núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) compreende um cabo de fibra sin-tética de alta resistência (3) formado a partir do entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência (30), cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra sintética de alta resistência (31), e em que dado que o passo de entrelaçamento dos feixes de fibra sintética de alta resistência (30) é representado por "L", e o diâmetro do cabo de fibra sintética de alta resistência (3) é representado por "d", o valor de L/d é igual ou mais elevado do que 6.7, o núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) compreende ainda um mancal en-trelaçado (4) formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra (40), cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra (41), e a periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência (3) é revestida com o mancal entrelaçado (4), e o núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) compreende ainda uma camada de resina (5) revestindo o mancal entrelaçado (4).

2. Cabo híbrido (1, 1A, 1B), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência (3) é igual ou mais elevado do que o grau de alongamento dos fios laterais (6, 6a, 6b).

3. Cabo híbrido (1, 1A, 1B), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o valor de L/d é igual ou mais baixo do que 13.

4. Cabo híbrido (1, 1A, 1B), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) compreende ainda um mancal entrelaçado (4) formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra (40), cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra (41), e a periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência (3) é revestida com o mancal entrelaçado (4).

5. Cabo híbrido (1, 1A, 1B), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, dado que a área de seção transversal da camada de resina (5) é representada por D1 e a área de seção transversal do núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) é representada por D2, o valor de D1/D2 é menor do que 0,3.

6. Cabo híbrido (1A, 1B), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que um cabo de fibra sintética de alta resistência (3a) formado a partir do entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência, cada um dos quais sendo composto de múltiplos filamentos de fibra sintética de alta resistência, é posicionado junto à parte central de cada um dos múltiplos fios laterais (6a, 6b).

7. Cabo híbrido (1A, 1B), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) e múltiplos fios laterais (6, 6a, 6b), cada um dos quais formado pela deposição de múltiplos fios de aço e assentados junto à periferia externa do núcleo de fibra sintética de alta resistência (2), em que o núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) compreende um cabo de fibra sin-tética de alta resistência (3) formado a partir do entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência (30), cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra sintética de alta resistência (31), e em que dado que o passo de entrelaçamento dos feixes de fibra sintética de alta resistência (30) é representado por "L", e o diâmetro do cabo de fibra sintética de alta resistência (3) é representado por "d", o valor de L/d é igual ou mais elevado do que 6.7, o cabo de fibra sintética de alta resistência (3a) posicionado junto á parte central de cada um dos fios laterais (6a, 6b) é revestido com uma camada de resina (5a), um cabo de fibra sintética de alta resistência (3a) formado a partir do entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência, cada um dos quais sendo composto de múltiplos filamentos de fibra sintética de alta resistência, é posicionado junto à parte central de cada um dos múltiplos fios laterais (6a, 6b).

8. Cabo híbrido (1A, 1B), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que um mancal entrelaçado (4a), formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra, cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra, é provido entre o cabo de fibra sintética de alta resistência (3a) e a camada de resina (5a) em cada um dos múltiplos fios laterais (6a, 6b).

9. Cabo híbrido (1A, 1B), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que, dado que a área de seção transversal da camada de resina (5a) é representada por D3, a área de seção transversal do cabo de fibra sintética de alta resistência (3a) é representada por D4, e a área de seção transversal do mancal entrelaçado (4a) é representada por D5 em cada um dos múltiplos fios laterais (6a, 6b), o valor de D3/(D3+D4+D5) é inferior a 0,3.

10. Método para a fabricação de um cabo híbrido (1, 1A, 1B), conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que múltiplos fios laterais (6, 6a, 6b), cada um dos quais formado a partir da deposição de múltiplos fios de aço, são assentados junto à periferia externa de um cabo de fibra sintética de alta resistência (3) formado pelo entrela-çamento de múltiplos feixes de fibra sintética de alta resistência (30), cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra sintética de alta resistência (31), em que o passo de entrelaçamento "L" dos feixes de fibra sintética de alta resistência (30) é ajustado de modo que a resistência à tração do cabo de fibra sintética de alta resistência (3) seja igual ou maior do que a resistência à tração de um cabo de fio de aço de mesmo diâmetro e o grau de alongamento do cabo de fibra sintética de alta resistência (3) seja igual ou mais elevado do que o grau de alongamento dos fios laterais (6, 6a, 6b), o núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) compreende ainda um mancal en-trelaçado (4) formado pelo entrelaçamento de múltiplos feixes de fibra (40), cada um dos quais composto de múltiplos filamentos de fibra (41), e a periferia externa do cabo de fibra sintética de alta resistência (3) é revestida com o mancal entrelaçado (4), e o núcleo de fibra sintética de alta resistência (2) compreende ainda uma camada de resina (5) revestindo o mancal entrelaçado (4).