BR9916369B1 - elemento de tensão para um elevador. - Google Patents

Description

"ELEMENTO DE TENSÃO PARA UM ELEVADOR"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a sistemas de eleva-dor, e mais particularmente a elementos de tensão para taissistemas de elevador.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Um sistema de elevador de tração convencional in-clui um carro, um contrapeso, dois ou mais cabos interconec-tando o carro e o contrapeso, uma polia de tração para moveros cabos, e uma máquina para rodar a polia de tração. Os ca-bos são formados a partir de arame de aço enrolado ou torci-do e a polia é formada a partir de ferro fundido. A máquinapode ser tanto uma máquina com engrenagem ou sem engrenagem.Uma máquina com engrenagem permite o uso de motor de altavelocidade, que é mais compacto e menos caro, mas exige ma-nutenção e espaço adicional.

Embora os cabos de aço redondos convencionais epolias de ferro fundido tenham provado ser muito seguras ede baixo custo, existem limitações em seu uso. Uma tal Iimi-tação é as forças de tração entre os cabos e a polia. Estasforças de tração podem ser acentuadas aumentando o ângulo deenrolamento dos cabos ou rebaixando as ranhuras na polia.Ambas as técnicas reduzem a durabilidade dos cabos, no en-tanto, como um resultado do desgaste crescente (ângulo deenrolamento) ou a pressão de cabo crescente (rebaixamento).Outro método de aumentar as forças de tração é usar invólu-cros formados a partir de material sintético nas ranhuras dapolia. Os invólucros aumentam o coeficiente de atrito entreos cabos e a polia enquanto ao mesmo tempo minimizam o des-gaste dos cabos e polia.

Outra limitação no uso de cabos de aço redondos éa flexibilidade e as características de fadiga de cabos dearame de aço redondos. Os códigos de segurança de elevadorhoje exigem que cada cabo de aço possui um diâmetro mínimo d(dmin = 8 mm para CEN; dmin = 9,5 mm (3/8") para ANSI) e que arelação D/d para elevadores de tração seja maior que ouigual a quarenta (D/d ≥ 40) , onde D é o diâmetro da polia.Is to resulta no diâmetro D pára a polia ser pelo menos 320mm (380 mm para ANSI) . Quanto maior o diâmetro de polia D,maior o torque exigido da máquina para acionar o sistema deelevador.

Com o desenvolvimento de alto esforço de tração,as fibras sintéticas leves tem sido a sugestão para substi-tuir os cabo de arame de aço em sistemas de elevador com ca-bos que possuem cordões carregando carga formados de fibrassintéticas, tais como fibras de aramida. Publicações recen-tes fazendo esta sugestão incluem: Patente U.S. N04.022.010, emitido para Gladdenbeck e outros; Patente U.S.N0 4.624.097 emitido para Wilcox; Patente U.S. N0 4.887.422emitido para Klees e outros; e Patente U.S. N0 5.566.786emitido para De Angelis e outros. Os benefícios citados desubstituir fibras de aço por fibras de aramida são a relaçãoesforço de tração aperfeiçoado com peso e flexibilidadeaperfeiçoada dos materiais de aramida, com a possibilidadede tração acentuada entre o material sintético do cabo e apolia.Outro inconveniente de cabos redondos convencio-nais é que quanto maior a pressão do cabo, mais curta a vidado cabo. A pressão de cabo (PCabo) é gerado quando o cabo sedesloca sobre a polia e é diretamente proporcional à tensão(F) no cabo e inversamente proporcional ao diâmetro da poliaDeo diâmetro do cabo d (Pcabo ≈ F/(Dd) ) . Em adição, o for-mato das ranhuras da polia, incluindo tais técnicas de acen-tuação de tração como rebaixar as ranhuras de polia, aindaaumenta a pressão de cabo máxima na qual o cabo é submetido.

Embora a característica de flexibilidade de taiscabos de fibra sintética possam ser usados para reduzir arelação D/d exigida, e desse modo o diâmetro de polia D, oscabos ainda serão expostas a pressão de cabo significante. Arelação inversa entre o diâmetro de polia Dea pressão decabo limita a redução em diâmetro de polia D que pode seralcançada com os cabos convencionais formados a partir defibras de aramida. Em adição, as fibras de aramida, emborapossuam alto esforço de tração, são mais suscetíveis a falhaquando submetidas a cargas transversas. Mesmo com reduçõesna exigência D/d, a pressão de cabo resultante pode causardano indevido nas fibras de aramida e reduzem a durabilidadedos cabos.

Apesar da técnica acima, cientistas e engenheirossob a direção do Cessionário do Requerente estão trabalhandopara desenvolver métodos e aparelho mais eficientes e durá-veis para acionar sistemas de elevador.DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção, um elemento detensão para um elevador possui uma relação de aspecto demaior que um, onde a relação de aspecto é definido como arelação de largura w e espessura t do elemento de tensão(Relação de Aspecto = w/t).

Um aspecto principal da presente invenção é oachatamento do elemento de tensão. 0 aumento em relação deaspecto resulta em um elemento de tensão que possui uma su-perfície de engate, definida pela dimensão de largura, que éotimizado para distribuir a pressão de cabo. portanto, apressão máxima é minimizada dentro do elemento de tensão. Emadição, aumentando a relação de aspecto com relação a umcabo redondo, que possui uma relação de aspecto igual a um,a espessura do elemento de tensão pode ser reduzida enquantomantém uma área de seção transversal constante do elementode tensão.

De acordo ainda com a presente invenção, o elemen-to de tensão inclui uma pluralidade de cordas conduzindocarga individuais encerradas dentro de uma camada comum derevestimento. A camada de revestimento separa as cordas in-dividuais e define uma superfície de engate para engatar umapolia de tração.

Como um resultado da configuração do elemento detensão, a pressão de cabo pode ser distribuída mais unifor-memente por todo o elemento de tensão. Como resultado, apressão de cabo máxima é significantemente reduzida quandocomparado a um elevador convencionalmente atado com cabospossuindo uma capacidade de conduzir carga similar. Alémdisso, o diâmetro de cabo efetivo 'd' (medido na direção decurvatura) é reduzido para a capacidade de suportar cargaequivalente. Portanto7 valores menores para o diâmetro depolia aD' podem ser alcançados sem uma redução na relaçãoD/d. Em adição, minimizar o diâmetro D da polia permite ouso de motores de alta velocidade, mais compactos e menoscaros como a máquina de acionamento sem a necessidade de umacaixa de transmissão.

Em uma modalidade particular da presente invenção,as cordas individuais são formadas a partir dos cordões dematerial não metálico, tais como fibras de aramida. Incorpo-rando cordas que possuem as características de peso, esfor-ço, durabilidade e, em particular, de flexibilidade de taismateriais dentro do elemento de tensão da presente invenção,o diâmetro de polia de tração aceitável pode ser ainda redu-zido enquanto mantém a pressão de cabo máxima dentro de li-mites aceitáveis. Como estabelecido previamente, os diâme-tros de polia menores reduzem o torque exigido da máquinaque aciona a polia e aumentam a velocidade rotacional. por-tanto, máquinas menores e de custo menor podem ser usadaspara acionar o sistema de elevador.

A camada de revestimento fornece várias vantagens,primeiro, a camada de revestimento elastomérico fornece au-mento de tração sobre os cabos de aço convencionais engata-dos com as polias de tração formadas a partir de ferro fun-dido ou outros materiais metálicos. Segundo, a camada de re-vestimento veda as cordas metálicas para eliminar a necessi-dade para aplicar continuamente e reaplicar lubrificação nascordas como é necessário em cabos de aço convencionais. Ter-ceiro, a camada de revestimento enche os espaços entre oscordões adjacentes das cordas para impedir contato de aramecom arame. Tal contato leva a roçadura e degradação das cor-das .

Em adição, a camada de revestimento fornece umabainha protetora em torno das cordas conduzindo carga paraimpedir dano inadvertido de fatores ambientais, tais comosolventes ou chama. Isto é particularmente significante naeventualidade de fogo. Para ambas as cordas não metálicas emetálicas, a camada de revestimento pode ser feita a partirde uma composição de retardador de chamas. A camada de re-vestimento retardadora de chamas minimizará os efeitos defogo as cordas não metálicas, que podem ser sensíveis ao ca-lor e fogo. Em adição, embora as cordas de aço ou outras me-tálicas são inerentemente retardadoras de chamas, possuindoum revestimento retardador de chamas fornece o benefícioadicional de impedir uma situação onde o material da camadade revestimento de combustão livre do cabo pode causar danoperiférico dentro do poço do elevador. Tornando a camada derevestimento retardadora de chamas, é menos provável que omaterial de camada de revestimento seja destacado do cabo emenos provável que cause o dano periférico.

Como usado aqui, "retardador de chamas" significaum material que é auto extinguível uma vez que a chama ativaé removida do material. Em uma modalidade particular da pre-sente invenção, um acionamento de tração para um sistema deelevador inclui um elemento de tensão possuindo uma relaçãode aspecto maior que um e uma polia de tração possuindo umasuperfície de tração configurada para receber o elemento detensão. 0 elemento de tensão inclui uma superfície de engatedefinida pela dimensão de largura do elemento de tensão. Asuperfície de tração da polia e a superfície de engate sãocontornadas de modo complementar para fornecer tração e paraguiar o engate entre o elemento de tensão e a polia. Em umaconfiguração alternada, o acionamento de tração inclui umapluralidade de elementos de tensão engatados com a polia e apolia inclui um par de aros dispostos em lados opostos dapolia e um ou mais divisores dispostos entre os elementos detensão adjacentes. O par de aros e divisores realizam a fun-ção de guiar o elemento de tensão para impedir problemas dealinhamento grosseiros na eventualidade de condições de cabofrouxo, etc.

Em uma modalidade ainda adicional, a superfície detração da polia é definida por um material que otimiza asforças de tração entre a polia e o elemento de tensão e mi-nimiza o desgaste do elemento de tensão. Em uma configura-ção, a superfície de tração é integral com um invólucro depolia que está disposto na polia. Em outra configuração, asuperfície de tração é definida por uma camada de revesti-mento que é ligada na polia de tração. Em ainda uma configu-ração adicional, a polia de tração é formada a partir do ma-terial que define a superfície de tração.

Embora descrito aqui como primeiramente um dispo-sitivo de tração para uso em uma aplicação de elevador pos-suindo uma polia de tração, o elemento de tensão pode serútil e ter benefícios em aplicações de elevador que não usamuma polia de tração para acionar o elemento de tensão, talcomo sistemas de elevador indiretamente atados com cabo,sistemas de elevador acionados por motor linear, ou elevado-res auto-impulsionados possuindo um contrapeso. Nestas apli-cações, o tamanho reduzido da polia pode ser útil a fim dereduzir as exigências de espaço para o sistema de elevador.Os objetivos, aspectos e vantagens precedentes ou outros dapresente invenção se tornam evidentes à luz da descrição de-talhada seguinte de modalidades exemplares da mesma, comoilustrado nos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um siste-ma de elevador possuindo um acionamento de tração de acordocom a presente invenção;

a Figura 2 é uma vista lateral, em seção do acio-namento de tração, mostrando um elemento de tensão e uma po-lia;

a Figura 3 é uma vista lateral, em seção de umamodalidade alternada mostrando uma pluralidade de elementosde tensão;

a Figura 4 é outra modalidade alternada mostrandouma polia de tração possuindo um formato convexo para cen-tralizar o elemento de tensão;

a Figura 5 é uma modalidade alternada adicionalmostrando uma polia de tração e elemento de tensão possuindocontornos complementares para aumentar a tração e guiar oengate entre o elemento de tensão e a polia;

a Figura 6a é uma vista em seção do elemento detensão; a Figura 6b é uma vista em seção de uma modalidadealternada de um elemento de tensão; a Figura 6c é uma vistaem seção de uma modalidade alternada adicional de um elemen-to de tensão; e a Figura 6d é uma vista em seção de uma mo-dalidade adicional de um elemento de tensão;

a Figura 7 é uma vista em seção transversal ampli-ada de uma corda única de uma modalidade alternada da inven-ção possuindo seis cordões torcidos em torno de um suportecentral;

a Figura 8 é uma vista em seção transversal ampli-ada de outra modalidade alternada de uma única corda da in-venção; e

a Figura 9 é uma vista em seção transversal ampli-ada de uma modalidade alternada adicional da invenção.

MELHOR MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO

Ilustrado na Figura 1 está um sistema de elevadorde tração 12. 0 sistema de elevador 12 inclui um carro 14,um contrapeso 16, um acionamento de tração 18, e uma máquina20. O acionamento de tração 18 inclui um elemento de tensão22, intercomunicando o carro 14 e o contrapeso 16, e uma po-lia de tração 24. o elemento de tensão 22 é engatado com apolia 24 tal que a rotação da polia 24 move o elemento detensão 22, e desse modo o carro 14 e o contrapeso 16. A má-quina 20 é engatada com a polia 24 para rodar a polia 24.Embora mostrado como uma máquina com engrenagens 20, deve-senotar que esta configuração é para propósitos ilustrativossomente, e a presente invenção pode ser usada com máquinascom engrenagens ou sem engrenagens.

O elemento de tensão 22 e a polia 24 são ilustra-das em mais detalhes na Figura 2. O elemento de tensão 22 éum dispositivo único que integra uma pluralidade de cordas26 dentro de uma camada de revestimento comum 28. Cada umdos cabos 26 é formado a partir de cordões enrolado ou tor-cido de fibras não metálicas, sintéticas de alta resistên-cia, tais como fibras de aramida comercialmente disponíveis.As cordas 2 6 são de comprimento igual, são espaçadas aproxi-madamente de modo igual transversalmente dentro da camada derevestimento 28 e são dispostas linearmente ao longo da di-mensão de largura. A camada de revestimento 2 8 é formada apartir de um material de poliuretano, de preferência um ure-tano termoplástico, que é extrusado em e através da plurali-dade de cordas 2 6 de tal maneira que cada uma das cordas in-dividuais 2 6 é restringida contra o movimento longitudinalcom relação às outras cordas 26. 0 material transparente éuma modalidade alternativa que pode ser vantajosa desde quefacilita a inspeção visual do cabo plano. Estruturalmente, éclaro, a cor é irrelevante, outros materiais podem tambémser usados para a camada de revestimento 28 se elas são su-ficientes para atender as funções exigidas da camada de re-vestimento: tração, desgaste, transmissão de cargas de tra-ção das cordas 26 e resistência a fatores ambientais. Deveainda ser entendido que se são usados outros materiais quenão atendem ou excedem as propriedades mecânicas de um ure-tano termoplástico, então o benefício adicional da invençãode reduzir dramaticamente o diâmetro da polia pode não sercompletamente obtido. Com as propriedades mecânicas de ure-tano termoplástico o diâmetro da polia é redutível em 100milímetros ou menos. A camada de revestimento 28 define umasuperfície de engate 30 que está em contato com uma superfí-cie correspondente da polia de tração 24.

Como mostrado mais claramente na Figura 6a, o ele-mento de tensão 22 possui uma largura w, medida lateralmentecom relação ao comprimento do elemento de tensão 22, e umaespessura tl, medida na direção de curvatura do elemento detensão 22 em torno da polia 24. Cada uma das cordas 26 pos-sui um diâmetro d e são espaçadas por uma distância s. Emadição, a espessura da camada de revestimento 28 entre ascordas 26 e a superfície de engate 30 é definida como t2 eentre as cordas 26 e a superfície oposta é definida como t3,tal que tl = t2 + t3 + d.

As dimensões totais do elemento de tensão 22 re-sulta em uma seção transversal possuindo uma relação de as-pecto de muito maior que um, onde a relação de aspecto é de-finida como uma relação de largura w com espessura tl ou(Relação de Aspecto = w/tl) . Uma relação de aspecto de umcorresponde a uma seção transversal circular, tal como aque-la comum em cabos redondos convencionais. Quanto maior a re-lação de aspecto, mais plano o elemento de tensão 22 é emseção transversal. Horizontalizar o elemento de tensão 22minimiza a espessura tl e maximiza a largura w do elementode tensão 22 sem sacrificar a área de seção transversal oucapacidade de conduzir carga. Esta configuração resulta emdistribuir a pressão de cabo através da largura do elementode tensão 22 e reduz a pressão de cabo máxima com relação aum cabo redondo de área de seção transversal comparável ecapacidade de conduzir carga. Como mostrado na Figura 2, pa-ra o elemento de tensão 22 que possui cinco cordas individu-ais 26 dispostas dentro da camada de revestimento 28, a re-lação de aspecto é maior que cinco. Embora mostrado comotendo uma relação de aspecto maior que cinco, acredita-seque os benefícios resultarão dos elementos de tensão quepossuem relações de aspecto maiores que um, e particularmen-te para relações de aspecto maiores que dois.

A separação s entre as cordas adjacentes 26 é de-pendente dos materiais e processos de fabricação usados noelemento de tensão 22 e a distribuição de esforço de caboatravés do elemento de tensão 22. Por considerações de peso,é desejável minimizar o espaçamento s entre as cordas adja-centes 26, desse modo reduzindo a quantidade de material derevestimento entre as cordas 26. Levando em conta a distri-buição de esforço de cabo, no entanto, pode limitar quãoperto as cordas 2 6 podem estar uma da outra a fim de impediresforço excessivo na camada de revestimento 28 entre as cor-das adjacentes 26. Baseado nestas considerações, o espaça-mento pode ser otimizado para exigências de condução de car-ga particulares.

A espessura t2 da camada de revestimento 28 é de-pendente da distribuição de esforço de cabo e a caracterís-ticas de desgaste do material da camada de revestimento 28.Como antes, é desejável impedir o esforço excessivo na cama-da de revestimento 28 enquanto fornece material suficientepara maximizar a vida esperada do elemento de tensão 22.

A espessura t3 da camada de revestimento 28 é de-pendente do uso do elemento de tensão 22. Como ilustrado naFigura 1, o elemento de tensão 22 se desloca sobre uma únicapolia 24 e portanto a superfície de topo 32 não engata a po-lia 24. Nesta aplicação, a espessura t3 pode ser muito fina,embora deva ser suficiente para suportar a deformação quandoo elemento de tensão 22 se desloca sobre a polia 24. Podetambém ser desejado fazer ranhuras na superfície do elementode tensão 32 para reduzir a tensão na espessura t3. Poroutro lado, a espessura t3 equivalente à t2 pode ser exigidase o elemento de tensão 22 é usado em um sistema de elevadorque exige curvatura inversa do elemento de tensão 22 em tor-no de uma segunda polia. Nesta aplicação, as superfícies su-perior 32 e inferior 30 do elemento de tensão 22 é uma su-perfície de engate e sujeita à mesma exigência de desgaste eesforço.

O diâmetro d das cordas individuais 26 e o númerode cordas 26 é dependente da aplicação específica. É desejá-vel manter a espessura d tão pequena quanto possível, comoantes discutido, a fim de maximizar a flexibilidade e mini-mizar a tensão nas cordas 26.

Embora ilustrado na Figura 2 como tendo uma plura-lidade de cabos redondos 2 6 embutidos dentro da camada derevestimento 28, outros estilos de cabos individuais podemser usados com o elemento de tensão 22, incluindo aquelesque possuem relações de aspecto maiores que um, por razõesde custo, durabilidade ou facilidade de fabricação. Os exem-plos incluem cabos de formato oval 34 (Figura 6b), cabos deformato plano ou retangular 36 (Figura 6c), ou cabo planoúnico 38 distribuído através da largura do elemento de ten-são 22 como mostrado na Figura 6d. uma vantagem da modalida-de da Figura 6d é que a distribuição- de pressão de cabo podeser mais uniforme e portanto a pressão de cabo máxima dentrodo elemento de tensão 22 pode ser menor que nas outras con-figurações. Desde que os cabos são encapsulados dentro deuma camada de revestimento, e desde que a camada de revesti-mento define a superfície de engate, o formato atual dos ca-bos é menos significante para tração e pode ser otimizadopara outros propósitos.

Em outra modalidade preferida, cada uma das cordas26 é formada de preferência a partir de sete cordões torci-dos, cada um feito de sete arames metálicos torcidos. Em umamodalidade preferida desta configuração da invenção, um açode alto carbono é empregado. 0 aço é de preferência estiradoa frio e galvanizado para as propriedades reconhecidas deforça e resistência à corrosão de tais processos. A camadade revestimento é de preferência um material poliuretano queé a base de éter e inclui uma composição retardadora de fo-go. A característica retardadora de chama pode ser obtidoselecionando um material de camada de revestimento que é i-nerentemente retardador de chamas ou usando um aditivo nomaterial de camada de revestimento para torná-lo retardadorde chamas. Exemplos de tais aditivos incluem ésteres fosfo-ricos, melaminas e halogêneos.

Em uma modalidade preferida incorporando as cordasde aço, referindo-se à Figura 7, cada cordão 27 de uma corda26 compreende sete arames com seis dos arames 29 torcido emtorno de um fio central 31. Cada corda 26, compreende umcordão 27a que é centralmente localizado e seis cordões ex-ternos adicionais 27b que são torcidos em torno do cordãocentral 27a. De preferência, o padrão de torção dos aramesindividuais 29 que formam o cordão central 27a são torcidosem uma direção em torno do arame central 31 do cordão cen-tral 27a enquanto os arames 29 de cordões externos 27b sãotorcidos em torno do arame central 31 dos cordões externos27b na direção oposta. Os cordões externos 27b são torcidosem torno do cordão central 27a na mesma direção que os ara-mes 29 são torcidos em torno do arame central 31 no cordão27a. Por exemplo, os cordões individuais em uma modalidade com-preendem o arame central 31, no cordão central 27a, com seis ara-mes torcidos 29 torcendo em sentido horário; os arames 29 noscordões externos 27b torcendo em sentido anti-horário em torno deseus arames centrais individuais 31 enquanto na corda 26 nivelaos cordões externas 27b torcem em torno do cordão central 27a nadireção horária. As direções de torção aperfeiçoam as caracterís-ticas de carga de tomar parte em todos os arames da corda.25 É importante para o sucesso desta modalidade da

invenção para empregar arame 2 9 de uma dimensão muito peque-na. Cada arame 29 e 31 são menores que 0,25 milímetros emdiâmetro e de preferência na faixa de cerca de 0,10 milíme-tros para 0,20 milímetros em diâmetro. Em uma modalidadeparticular, os arames são de um diâmetro de 0,175 milímetrosem diâmetro. As dimensões pequenas dos arames de preferênciaempregadas contribuem para o benefício do uso de uma poliade diâmetro menor. O arame de diâmetro menor pode superar oraio de curvatura de uma polia de diâmetro menor (em tornode 100 milímetros em diâmetro) sem colocar muito mais esfor-ço nos cordões do cabo plano. Devido à incorporação de umapluralidade de cordas pequenas 26, de preferência cerca de1,6 milímetros em diâmetro total nesta modalidade particularda invenção, dentro do elastômero de cabo plano, a pressãoem cada corda é significantemente diminuída sobre cabos datécnica anterior. A pressão de corda é diminuída em pelo me-nos de n~1/2 com η sendo o número de cordas paralelas no ca-bo plano, para uma dada carga e seção transversal de arame.

Em uma modalidade alternada da configuração queincorpora cordas formadas a partir de materiais metálicos,referindo-se à Figura 8, o arame central 35 do cordão cen-tral 37a de cada corda 26 emprega um diâmetro maior. Por e-xemplo, se os arames 29 da modalidade prévia (0,175 milíme-tros) são empregados, somente o arame central 35 do cordãocentral de todas as cordas seria de cerca de 0,20 - 0,22 mi-límetros de diâmetro. O efeito de tal mudança de diâmetro dearame central é reduzir o contato entre os arames 2 9 quecircundam o arame 35 bem como reduzir o contato entre oscordões 37b que são torcidos em torno do cordão 37a. Em talmodalidade o diâmetro da corda 26 será ligeiramente maiorque no exemplo prévio de 1,6 milímetros.Em uma terceira modalidade da configuração que in-corpora cordas formadas a partir de materiais metálicos, re-ferindo-se á Figura 9, o conceito da modalidade da Figura 8é expandido para ainda reduzir o contato arame-com-arame ecordão-com-cordão. Três dimensões distintas de arames sãoempregadas para construir as cordas da invenção. Nesta moda-lidade o arame maior é o arame central 202 no cordão central200. Os arames de diâmetro intermediário 204 estão localiza-dos em torno do arame central 202 do cordão central 200 eportanto compõem uma parte do cordão central 200. Este aramede diâmetro intermediário 204 é também o arame central 206para todos os outros cordões 210. Os arames de diâmetro me-nor empregados são numerados 208. Estes enrolam cada arame206 em cada cordão externo 210. Todos os arames na modalida-de são ainda menores que 0,25 milímetros de diâmetro. Em umamodalidade representativa, os arames 202 podem ser de 0,21mm; os arames 204 podem ser de 0,19 mm; os arames 206 podemser de 0,19 mm; e os arames 208 podem ser de 0,175 mm. Seráapreciado que nesta modalidade os arames 204 e 206 são dediâmetros equivalentes e são numerados individualmente parafornecer informação de localização somente. Nota-se que ainvenção não está limitada por arames 204 e 206 sendo idên-ticos em diâmetro. Todos os diâmetros de arames fornecidossão para exemplo somente e poderiam ser redispostos com oprincipio de união sendo que o contato entre os arames ex-ternos do cordão central é reduzido; aquele contato entre osarames externos dos cordões externos é reduzido e aquele contatoentre os cordões externos é reduzido. No exemplo fornecido, (so-mente para propósito de exemplo) o espaço obtido entre os aramesexternos dos cordões externos é 0,14 mm. Deve-se notar que o es-paço entre os arames é enchido com material de camada de revesti-mento durante o processo de aplicar a camada de revestimento nascordas. Como resultado, a camada de revestimento contribui para aredução do contato de arame-com-arame.

Referindo-se de novo à Figura 2, a polia de tração 24inclui uma base 40 e um invólucro 42. A base 40 é formada a par-tir de ferro fundido e inclui um par de aros 44 dispostos em Ia-dos opostos da polia 24 para formar uma ranhura 46. O invólucro42 inclui uma base 48 possuindo uma superfície de tração 50 e umpar de flanges 52 que são suportados pelos aros 44 da polia 24. 0invólucro 42 é formado a partir de um material de poliuretano,tal como aquele descrito na Patente US N°. 5.112.933, ou qualqueroutro material adequado fornecendo a tração desejada com a super-fície de engate 30 da camada de revestimento 28 e característicasde desgaste. Dentro do acionamento de tração 18, é desejado que oinvólucro de polia 42 desgaste em vez da polia 24 ou do elementode tensão 22 devido ao custo associado com a substituição doelemento de tensão 22 ou polia 24. Como tal, o invólucro 42realiza a função de uma camada sacrificial no acionamento detração 18. O invólucro 42 é retido, tanto por aderênciaquanto por qualquer outro método convencional, dentro da ra-nhura 46 e define a superfície de tração 50 para receber oelemento de tensão 22. A superfície de tração 50 possui umdiâmetro D. 0 engate entre a superfície de tração 50 e asuperfície de engate 30 fornece a tração para acionar o sis-tema de elevador 12. O diâmetro de uma polia para uso com oelemento de tração descrito aqui acima é dramaticamente re-duzido a partir de diâmetros de polia da técnica anterior.

Mais particularmente, as polias a serem empregadas com ocabo plano da invenção pode ser reduzido em diâmetro em 100mm ou menos Como será imediatamente reconhecido por aquelesversados na técnica, tal redução de diâmetro da polia permi-te o emprego de uma máquina muito menor. De fato, as dimen-sões da máquina podem cair para H de sua dimensão convencio-nal em por exemplo, aplicações sem engrenagens de baixa ele-vação para elevadores de capacidade de 8 passageiros típi-cos. Isto é porque as exigências de torque seriam cortadasem cerca de H com uma polia de 100 mm e a rpm do motor seriaaumentada, o custo para as máquinas indicadas consequente-mente cai.

Embora ilustrada como tendo um invólucro 42, deveser evidente para aqueles versados na técnica que o elementode tensão 22 pode ser usado com uma polia não possuindo uminvólucro 42. como uma alternativa, o invólucro 42 pode sersubstituído revestindo a polia com uma camada de materialselecionado, tal como poliuretano, ou a polia pode ser for-mada ou moldada a partir de um material sintético apropria-do. Estas alternativas podem provar serem econômicas se édeterminado que, devido à dimensão diminuída da polia, podeser menos caro para substituir simplesmente a polia inteiraem vez de substituir os invólucros de polia.O formato da polia 24 e o invólucro 42 define umespaço 54 dentro do qual o elemento de tensão 22 é recebido.Os aros 44 e as flanges 52 do invólucro 42 fornecem um limi-te no engate entre o elemento de tensão 22 e a polia 24 eguiar o engate para impedir que o elemento de tensão 22 setorne desengatado da polia 24.

Uma modalidade alternada do acionamento de tração18 é ilustrado na Figura 3.'nesta modalidade, o acionamentode tração 18 inclui três elementos de tensão 56 e uma poliade tração 58. Cada um dos elementos de tensão 56 é similar emconfiguração ao elemento de tensão 22 descrito acima com respeitoàs Figuras 1 e 2. A polia de tração 58 inclui uma base 62, um parde aros 64 dispostos em lado oposto da polia 58, um par de divi-sores 66, e três invólucros 68. Os divisores 66 são lateralmenteespaçados dos aros 64 e um do outro para definir três ranhuras 70que recebem os invólucros 68. Como com o invólucro 42 descritocom respeito à Figura 2, cada invólucro 68 inclui uma base 72 quedefine uma superfície de tração 74 para receber um dos elementosde tensão 56 e um par de flanges 76 que se apoiam nos aros 64 oudivisores 66. Também como na Figura 2, o revestimento 42 é largobastante para permitir que um espaço 54 exista entre as bordas doelemento de tensão e as flanges 76 do invólucro 42.

A construção alternativa para o acionamento detração 18 são ilustrados nas Figuras 4 e 5. A Figura 4 ilus-tra uma polia 86 que possui uma superfície de tração em for-mato convexo 88. 0 formato da superfície de tração 88 impeleo elemento de tensão plana 90 para permanecer centralizadodurante a operação. A Figura 5 ilustra um elemento de tensão92 possuindo uma superfície de engate contornada 94 que édefinida pelas cordas encapsuladas 96. A polia de tração 98inclui um invólucro 100 que possui uma superfície de tração102 que é contornada para complementar o contorno do elemen-to de tensão 92. A configuração complementar fornece direçãoao elemento de tensão 92 durante o engate e, em adição, au-menta as forças de tração entre o elemento de tensão 92 e apolia de tração 98.

O uso de elementos de tensão e acionamento de tra-ção de acordo com a presente invenção pode resultar em redu-ções significantes em pressão de cabo máxima, com reduçõescorrespondentes no diâmetro de polia e exigências de torque.A redução em pressão de cabo máxima resulta da área de seçãotransversal do elemento de tensão que possui uma relação deaspecto maior que um. Para esta configuração, assumindo queo elemento de tensão é tal como aquele mostrado na Figura6d, o cálculo para a pressão de cabo máxima é determinadacomo se segue:

Pmax = (2f/Dd)

onde F é a tensão máxima no elemento de tensão.

Para as outras configurações da Figura 6a-c, a pressão decabo máxima seria aproximadamente a mesma embora ligeiramen-te maior devido à separação dos cabos individuais. Para umcabo redondo dentro de uma ranhura redonda, o cálculo dapressão de cabo máxima é determinado como se segue:Pmax = (2F/Dd) (4/π)

O fator de (4/π) resulta em um aumento de pelo me-nos 27% na pressão de cabo máxima, assumindo que os diâme-tros e os níveis de tensão são comparáveis. Mais significan-temente, a largura w é muito maior que o diâmetro da cordad, que resulta em pressão de cabo máxima enormemente reduzi-da. Se as ranhuras de cabo convencionais são cortadas, apressão de cabo máxima é mesmo maior e portanto reduções re-lativas maiores na pressão de cabo máxima podem ser obtidasusando uma configuração de elemento de tensão plana. Outravantagem do elemento de tensão de acordo com a presente in-venção é que a espessura tl do elemento de tensão pode sermuito menor que o diâmetro d dos cabos redondos de capacida-de de transporte de carga equivalente. Isto aumenta a flexi-bilidade do elemento de tensão quando comparado com os cabosconvencionais.

Embora a invenção tenha sido mostrada e descritacom respeito a modalidades exemplares da mesma, deve ser en-tendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças,omissões, e adições podem ser feitas na mesma, sem se afas-tar do espírito e escopo da invenção como definido nas rei-vindicações seguintes.

Claims (5)

1. Elemento de tensão (22) para fornecer força deelevação a um carro (14) de um sistema de elevador de tração(12) , o elemento de tensão (22) sendo engatável com e acio-nado por uma polia da tração rotativa (24) do sistema deelevador (12) a fim de elevar e abaixar (14) , o elemento detensão (22) possuindo uma corda transportando carga (26) en-cerrada dentro de uma camada de revestimento (2 8),CARACTERIZADO pelo fato de que a corda transportando carga(26) é formada a partir de material metálico e a camada derevestimento (28) é formada a partir de um material não me-tálico.

2. Elemento de tensão (22), de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda incluiuma pluralidade de cordas metálicas transportando carga (26)espaçadas com relação uma a outra, e onde a camada de reves-timento (28) encapsula a pluralidade de cordas metálicas es-paçadas.

3. Elemento de tensão (22), de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de re-vestimento (26) é retardadora de chamas.

4. Elemento de tensão (22), de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada corda (26)é formada a partir de uma pluralidade de arames (29) , e ondea camada de revestimento (2 8) enche os espaços.

5. Elemento de tensão (22) para fornecer força deelevação a um carro (14) de um sistema de elevador (12), oelemento de tensão (22) possuindo uma largura w, uma espes-sura t medida na direção de curvatura, e uma superfície deengate (3 0) definida pela dimensão de largura do elemento detensão (22) , CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento detensão (22) possui uma relação de aspecto, definida como arelação de largura w com relação à espessura t, maior queum, o elemento de tensão (22) incluindo uma pluralidade decordas carregando carga individuais (26) encerradas dentrode uma camada comum de revestimento (28) , e onde a camada derevestimento (28) é retardadora de chamas.