BRPI1005971A2 - conjunto de terminaÇço de cabo, cabo terminado, mÉtodo de terminaÇço de um cabo, e, kit de partes - Google Patents
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Abstract
CONJUNTO DE TERMINAÇçO DE CABO, CABO TERMINADO, MÉTODO DE TERMINAÇçO DE UM CABO, E, KIT DE PARTES. São providos um sistema de terminação de cabo e método de montagem que fixa elementos de resistência do cabo depois que eles foram envolvidos ao redor de um elemento de enrolamento. Portanto, a força de fixação exigida é reduzida pelo efeito cabrestante do elemento de enrolamento. Preferivelmente, o elemento de enrolamento é um toro que circunda o cabo, e o sistema pode compreender inúmeros toros de progressivamente maiores arranjados em sequência ao longo do cabo para prover espaço suficiente para enrolar todos os elementos de resistência ao redor de si.
Description
"CONJUNTO DE TERMINAgAO DE CABO, CABO TERMINADO, METODO DE TERMINAgAO DE UM CABO, Ε, KIT DE PARTES"
Esta ΐηνεηφδο diz respeito a sistemas de terminagao de cabo, mais particularmente, a sistemas de terminagao de cabo submarino (ou cabo umbilical).
Frequentemente, modernos cabos submarinos sao assentados em ambientes perigosos, e podem ser sujeitos a cargas de alta forga. A fim de fortalecer os cabos de forma que eles sejam capazes de suportar estas for^as， usualmente, eles compreendem uma camada de blindagem externa tecida. Para cabos pesados, esta camada de blindagem pode ser espessos cabos de ago, fios ou similares. Preferivelmente, esta vigorosa camada blindada toma ο esforgo quando ο cabo for estirado ou curvo, protegendo os componentes intemos do cabo. Entretanto, consequentemente, os cabos sao grandes e pesados, e nao sao muito flexiveis, ο que pode tornar ο trabalho com eles dificil.
Na tecnologia, tipicamente, ο termo cabo diz respeito a estruturas com niicleos e fibra otica. No geral, um cabo umbilical diz respeito a uma estrutura que pode incluir cabos bem como mangueiras, fibra otica etc. Neste documento, referencias a cabos dizem respeito a qualquer tipo de estruturas de cabo que incluem sistemas de cabo umbilical.
Em algumas aplica^des, e desejavel usar um cabo mais leve, e um que e menos resistente a curvatura. Tais cabos leves podem ter uma leve camada de blindagem que compreende fibras sinteticas. Uma camada de blindagem como esta e capaz de suportar tensao sem danificar a flexibilidade do cabo. Um outro termo usado na tecnologia para fitas individuals ou magos destas em uma camada de blindagem como esta e "elemento de resistencia". Isto e em virtude de a principal ίίιηςδο para que servem as fibras sinteticas ser adicionar resistencia a tensao e resiliencia ao cabo, em vez de blinda-lo contra influencias externas. Frequentemente, a parte de um cabo proxima da sua termina9ao, por exemplo, no destino final do cabo, e sujeita a um esforgo particularmente alto, ja que ο cabo flexivel movel fica conectado em um objeto estacionario rigido. Como tal, e preferivel que ο cabo seja seguramente acoplado na estrutura na qual ο cabo esta conectado, caso contrario, a termina9ao forma um ponto fraco natural no sistema de cabo. Isto e realizado atraves de uma estrutura de termina9ao de cabo, que e montada no cabo e acoplada na estrutura. No geral, estruturas de termina9ao de cabo sao seguramente acopladas na camada de blindagem ou nos elementos de resistencia de um cabo, para transferir forgas para eles, deixando que os componentes internos do cabo passem atraves ou ao redor deles.
Um exemplo de uma estrutura de termina9ao de cabo e ilustrado na figura 1. O componente chave desta estrutura e a ponta 100, que e na forma de um cone oco. O oco no centro da ponta permite que os componentes centrais 104 passem atraves do cabo, e os elementos de resistencia 103 passem ao redor do exterior da ponta e sejam presos no lugar depois de passar ao redor da extremidade larga 101 da ponta. Normalmente, uma estrutura de terminagSo como esta ficara envolvida na resina a fim de prender a camada de blindagem no lugar. Um dos problemas com esta estrutura de terminagao de cabo e
que os elementos de resistencia sao assentados irregularmente ao longo da ponta. Aqueles na biqueira 102 da ponta sao embalados mais proximos e mais firmes que aqueles na extremidade 101 da ponta. Isto resulta em pressao por contato irregular por toda a superficie da ponta, ο que e indesejavel. Um problema adicional com esta estrutura de terminagSo e que a biqueira da ponta 102 deve ter um pequeno raio de curvatura, a fim de proteger os elementos de resistencia a medida que eles saem do cabo e correm sobre a ponta. Truncar a biqueira da ponta nao alivia a situa^So，e induz adicionalmente maiores
tensoes de carga secundarias nos elementos de resistencia quando ο cabo for sujeito a um torque. Um problema adicional com esta estrutura de termina9ao de cabo emerge em altas cargas. Estes elementos de resistencia na biqueira 102 da ponta, devido a ser firmemente embalados, podem realmente se esmagar e se separar uns dos outros, onde eles pressionam uns aos outros. Obviamente, isto e indesejavel ja que cargas transitorias sao capazes de destruir a integridade da termina9ao. Alem do mais, durante ο tempo, as resinas usadas para reter os elementos de resistencia na biqueira 102 da ponta podem migrar para a extremidade larga 101 da ponta, onde as altas tensoes podem romper a resina. Isto produz afiadas particulas de cristal que podem separar os elementos de resistencia nesta zona portadora de cargas critica.
Portanto, de acordo com a presente ΐηνεηςδο, e provido um conjunto de termina9ao de cabo para terminar um cabo com um componente interno e uma pluralidade de elementos de resistencia arranjados ao redor do componente interno, ο conjunto de termina^ao compreendendo: um elemento de enrolamento para envolver um ou mais elementos de resistencia ao redor; e dispositivo de fixagao para prender os elementos de resistencia em relagSo ao elemento de enrolamento.
Este arranjo ajuda os elementos de resistencia a portar todas as cargas de tensao no cabo mais uniformemente e sem esmagar uns aos outros, ο que pode ajudar a aumentar a confiabilidade e a resistencia dos terminos. O envolvimento dos elementos de resistencia ao redor dos elementos de enrolamento usa ο atrito da superficie (o efeito cabrestante) para transferir as cargas de tensao nos elementos de resistencia ao elemento de enrolamento, desse modo, ajudando a reduzir a forga de fixagSo que precisa ser aplicada nos elementos de resistencia pelo dispositivo de fixagSo.
Preferivelmente, ο dispositivo de fixa9ao prende os elementos de resistencia pela fixagSo das extremidades dos elementos de resistencia que
foram envolvidos ao redor do elemento de enrolamento. Os elementos de resistencia vem do cabo e sao envolvidos ao redor do elemento de enrolamento e, entao, as extremidades livres sao fixadas para suportar as cargas de tensao nos elementos de resistencia.
Preferivelmente, ο elemento de enrolamento forma um anel com um canal central atraves do qual os componentes internos do cabo podem passar. Isto prove uma estrutura ao redor dos componentes internos que pode passar para fora da extremidade da estrutura de terminayao desimpedida.
O conjunto de termina9ao de cabo tambem pode incluir um corpo de termina9ao acoplado no elemento de enrolamento, com ο dispositivo de fixagao compreendendo um grampo para prender os elementos de resistencia no corpo de terminafao. Desta maneira, ο corpo de terminagSo e ο dispositivo de fixagao podem encaixar um no outro, com os elementos de resistencia entre eles. O corpo de terminagSo e acoplado no elemento de enrolamento, de forma que eles fiquem relativamente contidos, de maneira tal que a tensao nos elementos de resistencia seja mantida. Pela formapao do corpo de termina9ao anularmente ao redor do cabo, com uma estrutura de fixa9ao anular similar, um grampo efetivo pode ser formado com os elementos de resistencia correndo do elemento de enrolamento ate ο grampo sem cruzar uns com os outros.
Preferivelmente, ο corpo de termina9ao inclui um canal atraves do qual ο cabo pode passar. Isto permite que os componentes internos passem para fora do cabo e atraves do corpo de termina9ao e do elemento de enrolamento sem curvar.
Enquanto a inverts。pode incluir um unico elemento de enrolamento, ela tambem pode ser usada com dois ou mais elementos de enrolamento. Entao, os elementos de resistencia podem ser distribuidos entre os primeiro e segundo elementos de enrolamento e quaisquer outros elementos de enrolamento. Isto ajuda a distribuir os elementos de resistencia
mais uniformemente, de forma que haja ainda menos possibilidade de eles ficarem excessivamente aglomerados e, desse modo, sobrepondo ou encaixando uns aos outros em uso.
Os elementos de enrolamento podem ter qualquer estrutura adequada para portar os elementos de resistencia, mas, preferivelmente, eles tern uma forma toroidal. Isto ajuda a garantir que os elementos de resistencia encaixem na superficie dos elementos de enrolamento ao longo de uma tangente, para minimizar todo esforgo de curvatura. Ter um toroide circular ou eliptico tambem ajuda a evitar concentragSo de esforQO de curvatura a medida que os elementos de resistencia passam ao redor do elemento de enrolamento.
Entretanto, ο elemento de enrolamento pode ter outras formas e pode incluir segues transversals com formas nao circulares, tais como poligonos. Ao mesmo tempo que isto pode aumentar a tensao de curvatura local, ele pode ajudar a aumentar ο atrito ao redor do elemento de enrolamento. Qualquer nao circularidade pode ser confinada em parte da superficie, tal como depois de metade de uma volta, de maneira tal que as partes mais pesadamente tensionadas dos elementos de resistencia, inicialmente, corram ao redor de uma parte circular do elemento de enrolamento e, entao, ao redor do restante do elemento de enrolamento, que inclui formas poligonais para aumentar ο atrito.
Ao mesmo tempo que os elementos de enrolamento podem ter uma forma toroidal, eles podem nao formar um anel completo e podem ser formados por iniimeras se9oes de um anel.
A presente inven9ao tambem prove um cabo terminado que compreende um cabo com um componente interno com uma pluralidade de elementos de resistencia arranjados ao redor do componente interno e um conjunto de terminagao, ο conjunto de terminafao compreendendo um elemento de enrolamento ao redor do qual um ou mais dos elementos de
resistencia sao envolvidos e dispositivo de fixa9ao que prende os elementos de resistencia em rela^So ao elemento de enrolamento.
Vantaj osamente, ο dispositivo de fixapao fixa as extremidades dos elementos de resistencia que foram envolvidos ao redor do elemento de enrolamento, como exposto.
O elemento de enrolamento pode formar um anel com um
canal central atraves do qual ο componente interno do cabo passa.
O cabo terminado pode compreender adicionalmente um corpo de terminagao acoplado no elemento de enrolamento com ο dispositivo de fixafao, que compreende um grampo, que prende os elementos de resistencia no corpo de terminagSo.
Preferivelmente, ο corpo de termina9ao inclui um canal atraves do qual ο cabo passa, ο elemento de enrolamento ficando mais proximo da extremidade do cabo terminado que do corpo de terminagSo.
Similarmente ao conjunto de termina9ao de cabo exposto, ο cabo terminado pode compreender adicionalmente um ou mais elementos de enrolamento adicionais acoplados no primeiro elemento de enrolamento.
Preferivelmente, os elementos de enrolamento do cabo terminado tem uma forma toroidal ou sao formados por iniimeras se90es (nao necessariamente contiguas), juntas, tendo uma forma toroidal. Preferivelmente, estas tem se9oes transversals circular ou eliptica, mas podem ter outras se9oes, tais como segdes poligonais.
A presente ϊηνεηςδο prove adicionalmente um metodo de termina9ao de um cabo que compreende um componente interno e uma pluralidade de elementos de resistencia, ο metodo compreendendo enrolar um ou mais dos ditos elementos de resistencia ao redor de um elemento de enrolamento e fixar a extremidade solta dos ditos um ou mais elementos de resistencia em relagao ao elemento de enrolamento.
Preferivelmente, ο elemento de enrolamento e acoplado em um
corpo de termina9ao e a etapa de fixa9ao envolve fixar a extremidade solta dos ditos um ou mais elementos de resistencia em uma superficie do corpo de termina9ao.
Preferivelmente, ο corpo de terminagSo define um canal para encaixar acima e ao redor do cabo e ο elemento de enrolamento e um anel para encaixar ao redor do componente interno do cabo. Neste caso, ο metodo pode compreender uma etapa inicial de instalar ο corpo de termina9ao e ο elemento de enrolamento ao redor do cabo ou pelo menos dos componentes internos do cabo.
Preferivelmente, a etapa de instalagao e realizada de forma que ο elemento de enrolamento fique mais proximo da extremidade do cabo a ser terminado do que do corpo de termina9ao.
Quando ο corpo de terminagao e ο elemento de enrolamento forem acoplados em um segundo dos elementos de enrolamento adicionais, a etapa de enrolamento pode compreender enrolar alguns dos elementos de resistencia ao redor do primeiro elemento de enrolamento e enrolar outros elementos de resistencia ao redor do segundo e dos outros elementos de enrolamento.
um elemento de liga^o em resina para prender os elementos de resistencia no corpo de termina9ao.
Uma camada de elastomero pode ser provida entre ο grampo e os elementos de resistencia do cabo terminado. O conjunto de termina9ao supramencionado tambem pode ser envolvido em uma resina.
Na invengao, a superficie do elemento de enrolamento pode ser aspera para resistir ao movimento dos elementos de resistencia. Ja que ο efeito de suporte a carga e a transferencia de carga ao elemento de enrolamento se baseiam no atrito entre os elementos de resistencia e a superficie do elemento de enrolamento, tornar a superficie aspera ajuda a maximizar ο efeito cabrestante. Uma modalidade especifica da presente inven9ao sera agora descrita, a titulo de exemplo, em relayao aos desenhos, nos quais:
a figura 1 e uma vista externa de uma estrutura de termina9ao
de cabo;
a figura 2 e uma se9ao transversal esquematica de uma estrutura de termina9ao de cabo de acordo com a inver^So;
a figura 3 e uma vista em perspectiva de uma estrutura de termina9ao de cabo de acordo com a invengao;
a figura 4 e uma segSo transversal esquematica de uma estrutura de termina9ao de cabo embutida em uma resina; e
a figura 5 e uma segao transversal esquematica de uma estrutura de terminagao de cabo que mostra a adi9ao de elementos de enrolamento adicionais.
A modalidade descrita a seguir diz respeito a um sistema de termina9ao de cabo submarine» e a ferramentas e metodos associados. Entretanto, os principios descritos podem ser adaptados para uso em outros sistemas de terminagao de cabo.
Em relagao as figuras 2 e 3, ο cabo 43 e mostrado com a estrutura de termina9ao de cabo 40 nele montada. A camada externa 14 do cabo foi removida para revelar os elementos de resistencia 7, 8 e os componentes internos 13 do cabo. A estrutura de termina9ao compreende um corpo de termina9ao 1 com um primeiro toro 2 e um segundo toro 3 montados sobre ele pelos primeiro e segundo elementos de espafamento 5 e 6. Da forma mostrada na figura 2, ο primeiro toro 2 e ο primeiro elemento de espa9amento formam um corpo unitario com ο corpo de terminagao 1, enquanto que ο segundo toro 3 e ο elemento de espagamento 6 sao um componente separado que foi montado no primeiro toro com parafusos 15.
O corpo de terminagSo 1 forma um cone oco, similar a ponta 2 da figura 1. Entretanto, nesta estrutura de termina9ao, os elementos de resistência passam através do oco central do corpo de terminação 1. Então, os elementos de resistência são enrolados ao redor tanto do primeiro quanto do segundo toros (2 ou 3) por uma volta e meia, antes de passar novamente ao longo do exterior do corpo de terminação 1. Então, eles são envolvidos novamente ao redor de um anel de retenção do elemento de resistência 4, que é um anel sólido que circunda o corpo de terminação.
O anel de retenção do elemento de resistência 4 fixa os elementos de resistência no corpo de terminação, a fim de impedir que os elementos de resistência deslizem. Os elementos de resistência são adicionalmente presos no topo do anel de retenção do elemento de resistência pela banda de fixação 9. Então, as extremidades soltas 10 dos elementos de resistência são amarradas em nós em pequenos grupos. Finalmente, todo o conjunto fica confinado em um bloco de resina elastomérica 16, da forma mostrada na figura 4. Isto provê atrito aos elementos de resistência e os impede de afrouxar na ausência de tensão no conjunto de terminação.
O anel de retenção do elemento de resistência 4 tem uma superfície interna que é complementar à superfície externa do corpo de terminação 1, correspondendo seu ângulo para garantir boa fixação dos elementos de resistência 7, 8. A fim de impedir o esmagamento dos elementos de resistência, uma fita elastomérica 41 fica posicionada entre o anel de retenção 4 e os elementos de resistência 7, 8. Além do mais, o anel de retenção 4 tem uma extremidade curva 42 nos raios interno 12a e externo 12b, a fim de impedir tensão de curvatura ou abrasão do elemento de resistência local.
O corpo de terminação 1 tem uma projeção interna que se
projeta radialmente para dentro 11 que suporta os elementos de resistência 7, 8, e ao redor da qual eles se curvam ligeiramente, a fim de angular para longe do eixo geométrico do cabo 43 e na direção dos toros 2 e 3. Esta projeção é suavemente curva, a fim de impedir tensão de curvatura ou abrasão do elemento de resistência local. Normalmente, o raio da curva será maior que os raios dos toros. Esta projeção ajuda a impedir uma zona de tensão nos elementos de resistência entre o local em que eles saem do cabo por baixo da camada externa e o toro.
A superfície dos primeiro e segundo toros (2 e 3) é
ligeiramente áspera, a fim de prover atrito entre os elementos de resistência 7, 8 e a superfície, e de impedir abrasão do elemento de resistência, que ocorreria se ele deslizasse sobre a superfície sob tensão. Tipicamente, esta rugosidade é tipicamente provida por jateamento de arenito com granularidade irregular padrão da superfície.
A seta 18 mostra a direção normal da força de carga no cabo, que é para longe da estrutura de terminação 40, e, portanto, representa uma atração no cabo para longe de qualquer que seja a estrutura na qual ele está montado. Esta carga será neutralizada por uma reação da estrutura, que age através da estrutura de terminação 40, da forma mostrada na figura 5 pelas setas 46.
A seção 7c, 8c dos elementos de resistência, antes de eles serem envolvidos ao redor dos toros, suporta a maior parte da carga 18 que está sendo aplicada no cabo. Isto significa que as seções 7a e 8a dos elementos de resistência envolvidos ao redor dos toros são firmemente puxadas ao redor do toro. De acordo com a equação do cabrestante, as seções 7b e 8b dos elementos de resistência podem ser mantidas contra a carga 18 por uma força significativamente menor, já que a tensão nos elementos de resistência 7c, 8c é amplamente neutralizada pelo atrito entre os elementos de resistência e os toros. Esta força de manutenção é provida pelo anel de retenção 4 e a banda de fixação 9. Como tal, a seção 7b, 8b dos elementos de resistência fica sob tensão significativamente menor que as seções 7c, 8c. Tipicamente, a tensão nas seções 7b, 8b é aproximadamente 25 % daquela na seção 7c, 8c. Desta maneira, a tensão nos elementos de resistência onde a fixação ocorre (no anel de retenção 4) é vantajosamente reduzida.
Em resumo, os elementos de resistência são realmente fixados pelo anel de retenção 4 contra o corpo de terminação 1. A pressão de fixação necessária é reduzida pelo uso dos toros, que, de acordo com a equação do cabrestante, reduz a tensão que deve ser mantida nas seções 7b, 8b dos cabos, quando comparada com a tensão geral que é resistida pelo conjunto de terminação. Reduzir a pressão de fixação reduz vantajosamente o risco de esmagar ou de outra forma separar os elementos de resistência.
Uma estrutura de terminação 40 como esta tem inúmeras vantagens em relação à estrutura de terminação mostrada na figura 1. Em particular, os toros 2 e 3 têm um grande raio, o que significa que o esforço de curvatura nos elementos de resistência é reduzido. Além do mais, não há força de esmagamento aplicada nos elementos de resistência no toro, mitigando o risco de separação ou dano nos elementos de resistência. Quando comparado com a estrutura de terminação da figura 1, o anel de retenção 4 aplica significativamente menos pressão de superfície nos elementos de resistência do que na ponta, reduzindo adicionalmente o risco de esmagá-los.
A provisão dos toros 2 e 3, e a maneira que os elementos de resistência são envolvidos ao redor deles, significa que todos os elementos de resistência são assentados em uma formação reta na estrutura de terminação 40 e não são cruzados uns sobre os outros. Desta maneira, eles são sujeitos a pressão de superfície igual sem nenhum esmagamento ou pontos de aperto em particular que estão presentes na ponta. Além do mais, a provisão de dois toros significa que os elementos de resistência podem ser espaçados para evitar aglomeração excessiva. A estrutura de terminação 40 também permite que a tensão inicial em cada elemento de resistência seja controlada durante a montagem da estrutura. Em decorrência disto, o compartilhamento de carga entre os elementos de resistência pode ser equalizado.
Os elementos de resistência fazem contato com os toros 2 e 3 em uma tangente. Aqui, os elementos de resistência são retos e, assim, vantajosamente, são não sujeitos a nenhuma força lateral. À medida que a tensão nos elementos de resistência reduz, à medida que eles circulam os toros de acordo com a equação do cabrestante, a pressão por contato entre o elemento de resistência e o toro reduz correspondentemente. O uso de uma resina elastomérica macia para confinar a estrutura de terminação significa que as resinas rígidas usadas na estrutura da ponta da figura 1 não estão presentes na área de carga crítica, impedindo o risco de fragmentos de resina rígida separar os elementos de resistência. Isto também controla qualquer torque que pode ser transmitido ao conjunto de terminação do resto do cabo 43. Qualquer torque transmitido para o interior dos elementos de resistência é igualmente distribuído entre eles, devido aos elementos que correm retos. Em desenhos prévios, tipicamente, apenas metade dos elementos suportaria a carga já que a outra metade estaria, efetivamente, em compressão. A resina elastomérica macia também permite que os elementos flexionam lateralmente, ao mesmo tempo em que fica retido em ordem. Além do mais, a resina elastomérica deformará em uma curva suave para prover proteção contra curvatura.
Da forma supradescrita, esta estrutura de terminação 40 é particularmente adequada para uso com cabos com uma leve camada de blindagem que compreende maços, cordas ou tranças de fibras sintéticas. Estes elementos de resistência individuais podem ser trançados ao redor do cabo 43 ou helicoidalmente enrolados ao redor dele. Elementos de resistência alternativos podem ser feitos de um compósito ou ser metálicos, e tomar a forma de fios, tranças, fitas ou congêneres. Além do mais, a camada de blindagem pode compreender uma combinação dos elementos de resistência expostos. Embora as extremidades do elemento de resistência 10 sejam amarradas em nós em pequenos grupos, é possível que eles possam ser amarrados em grupos de qualquer número ou individualmente. A estrutura de terminação supradescrita tem dois toros, o segundo toro 3 e o elemento de suporte associado 6 sendo montados na estrutura com parafusos 15. Entretanto, em aplicações em que há poucos elementos de resistência ou elementos de resistência estreitos, o espaço extra para enrolá-los provido pelo segundo toro pode não ser necessário, e, portanto, o segundo toro pode ser omitido. Alternativamente, no caso oposto, mais toros podem ser usados e estes podem ser adicionalmente montados sobre o segundo toro 3, de uma maneira similar à maneira que o segundo toro 3 é montado no primeiro toro 2. Uma modalidade como esta é ilustrada na metade inferior da figura 5 com dois toros adicionais adicionados.
Versados na técnica percebem que os vários componentes do conjunto de terminação 40, tais como os toros e elementos de suporte, podem ser partes separadas que são anexadas conforme apropriado ou, alternativamente, um corpo unitário. O segundo toro pode ser conectado no primeiro toro através de qualquer dispositivo de fixação apropriado, incluindo cola e parafusos, e pode ser permanentemente montado no conjunto quando sua remoção não for exigida.
O conjunto de terminação 40 supradescrito usa o efeito cabrestante de enrolamento dos elementos de resistência ao redor dos toros, a fim de reduzir a força de fixação exigida. Versados na técnica percebem que outras formas de elementos de enrolamento podem ser usadas no lugar dos toros. Por exemplo, o conjunto de terminação pode ser provido com um ou mais barras retas ao redor das quais os elementos de resistência podem ser enrolados. O elemento ou elementos de enrolamento podem ser associados em uma estrutura tipo anel ou, alternativamente, ter folgas entre eles.
Preferivelmente, os elementos de enrolamento ficam em um plano perpendicular ao eixo geométrico do cabo 43. Isto reduz o esforço lateral nos elementos de resistência envolvidos ao redor deles. Além do mais, preferivelmente, os elementos de enrolamento são curvos ao redor do cabo, em vez de retos, para impedir que os elementos de resistência se aglomerem no centro dos elementos de enrolamento.
Preferivelmente, a seção transversal de cada elemento de enrolamento é circular para reduzir qualquer esforço local nos elementos de resistência. Alternativamente, a seção transversal pode ser elíptica ou poligonal, por exemplo, quadrada. No caso em que a seção transversal é poligonal, é preferível que os cantos sejam arrendados para evitar a aplicação de esforço indevido nos elementos de resistência.
Da forma supradescrita, preferivelmente, os elementos de enrolamento constituem um anel ao redor do cabo. Este anel pode ter descontinuidades em si ou, alternativamente, pode ser um corpo sólido contínuo ao redor do cabo. A forma geral do anel pode ser circular, elíptica, poligonal ou qualquer outra forma apropriada.
Em qualquer caso, como exposto, preferivelmente, os elementos de enrolamento têm uma superfície áspera. A superfície áspera dos elementos de enrolamento pode ser alcançada pelo jateamento destas, por exemplo, com areia, ou, alternativamente, por um processo de erosão química. Em algumas modalidades, a superfície áspera pode ser completamente omitida quando o atrito adicional não for exigido.
Preferivelmente, o diâmetro da seção transversal através do anel do primeiro toro 2 é igual a uma ou mais vezes o diâmetro dos elementos de resistência. O segundo toro 3 é ilustrado nas figuras maior tanto no raio da seção transversal quanto no diâmetro geral, quando comparado com o primeiro toro 2. Preferivelmente, quaisquer toros adicionais adicionados na estrutura de terminação aumentam progressivamente de tamanho desta maneira. Isto significa que os elementos de resistência correm ao longo de uma tangente até os toros e o corpo de terminação 1. Camadas adicionais de elementos de resistência podem correr ao longo do topo de outros elementos de resistência quando todos eles não encaixarem lado a lado ao redor do corpo de terminação 1. No geral, a estrutura de terminação (excluindo o anel de retenção 4 e a banda de fixação associada 9) tem a forma de um cone oco truncado. O ângulo externo deste cone em relação ao eixo geométrico do cabo 43 é, preferivelmente, entre 0,5 e 60 graus, mais preferivelmente, entre 5 e 30 graus e, ainda mais preferivelmente, na região de 10 graus. O ângulo interno deste cone é arranjado de forma que, depois que os elementos de resistência desprenderem da projeção 11, os elementos de resistência não façam contato com o corpo de terminação. Em outras palavras, o ângulo é maior que o ângulo formado entre o ponto em que os elementos de resistência deixam o cabo e fazem contato com um toro.
Os elementos de resistência são mostrados enrolando ao redor dos toros uma vez e meia. Versados na técnica percebem que este número pode variar, tal como for necessário de acordo com a geometria do corpo de terminação 1. Além do mais, o número de voltas pode variar, conforme necessário, entre meia volta (simplesmente envolvido sobre a extremidade) e múltiplas voltas do toro. Preferivelmente, os elementos de resistência envolvem uma vez e meia ou duas vezes e meia ao redor dos toros. Os elementos de resistência podem ser divididos entre os toros, com alguns elementos sendo envolvidos ao redor do primeiro toro e outros ao redor do segundo toro. Alternativamente, alguns ou todos os elementos de resistência podem ser envolvidos ao redor de ambos os toros, por exemplo, com um número completo de voltas ao redor do primeiro toro e um número múltiplo mais meia volta ao redor do segundo toro. Além do mais, diferentes elementos de resistência podem ser envolvidos um diferente número de vezes ao redor do toro.
O anel de retenção do elemento de resistência 4 pode compreender um anel sólido, como exposto, em cujo caso ele é preferivelmente montado no cabo 43 antes de o cabo ser terminado, para evitar ter que enfiá-lo ao longo do cabo a partir da outra extremidade. Alternativamente, o anel de retenção 4 pode compreender diversos segmentos, que agem juntos como um grampo. Como uma alternativa adicional, o anel de retenção 4 pode ser substituído por uma ligação em resina adequada nas extremidades 10 dos elementos de resistência para formar uma âncora. No caso em que o anel de retenção 4 está presente, a banda de fixação 9 pode compreender uma trança em fibra sintética ou qualquer outro grampo, resina ou clipe apropriados para prender as extremidades soltas dos elementos de resistência no lugar. A fita elastomérica 41 pode ser substituída por uma seção de tubo elastomérico ou congêneres. A resina elastomérica na qual o conjunto de terminação 40 é envolvido pode, em algumas implementações, ser substituída por um composto de envasamento em resina.
Em uma implementação alternativa, o corpo de terminação e os toros podem ser montados "à montante" no cabo. Em uma implementação como esta, os elementos de resistência podem envolver ao redor dos toros e não entrarão no corpo de terminação, em vez disto, ficando presos contra o exterior. Desta maneira, os elementos de resistência serão envolvidos ao redor dos toros por um número completo de voltas, em vez de η + meia voltas.
Claims (28)
1. Conjunto de terminação de cabo para terminar um cabo, com um componente interno e uma pluralidade de elementos de resistência arranjados ao redor do componente interno, caracterizado pelo fato de que o conjunto de terminação compreende: um elemento de enrolamento para envolver um ou mais elementos de resistência; e dispositivo de fixação para prender os elementos de resistência em relação ao elemento de enrolamento.
2. Conjunto de terminação de cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fixação é adaptado para fixar as extremidades dos elementos de resistência que foram envolvidos ao redor do elemento de enrolamento.
3. Conjunto de terminação de cabo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o elemento de enrolamento forma um anel com um canal central através do qual o componente interno do cabo pode passar.
4. Conjunto de terminação de cabo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um corpo de terminação acoplado no elemento de enrolamento, em que o dispositivo de fixação compreende um grampo para prender os elementos de resistência no corpo de terminação.
5. Conjunto de terminação de cabo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corpo de terminação inclui um canal através do qual o cabo pode passar.
6. Conjunto de terminação de cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo elemento de enrolamento.
7. Conjunto de terminação de cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 até 6, caracterizado pelo fato de que cada elemento de enrolamento é toroidal.
8. Cabo terminado, caracterizado pelo fato de que compreende: um cabo com um componente interno e uma pluralidade de elementos de resistência arranjados ao redor do componente interno; e um conjunto de terminação, o conjunto de terminação compreendendo: um elemento de enrolamento ao redor do qual um ou mais dos elementos de resistência são envolvido; e dispositivo de fixação que prende os elementos de resistência em relação ao elemento de enrolamento.
9. Cabo terminado, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fixação fixa as extremidades dos elementos de resistência que foram envolvidos ao redor do elemento de enrolamento.
10. Cabo terminado, de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de enrolamento forma um anel com um canal central através do qual o componente interno do cabo passa.
11. Cabo terminado, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um corpo de terminação acoplado no elemento de enrolamento; em que o dispositivo de fixação compreende um grampo que prende os elementos de resistência no corpo de terminação.
12. Cabo terminado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corpo de terminação inclui um canal através do qual o cabo passa, o elemento de enrolamento ficando mais próximo da extremidade do cabo terminado do que do corpo de terminação.
13. Cabo terminado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 até 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo elemento de enrolamento acoplado no primeiro elemento de enrolamento.
14. Cabo terminado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 até 13, caracterizado pelo fato de que cada elemento de enrolamento é toroidal.
15. Método de terminação de um cabo que compreende um componente interno e uma pluralidade de elementos de resistência, caracterizado pelo fato de que o método compreende: enrolar um ou mais dos ditos elementos de resistência ao redor de um elemento de enrolamento; e fixar a extremidade solta dos ditos um ou mais elementos de resistência em relação ao elemento de enrolamento.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o elemento de enrolamento é acoplado em um corpo de terminação; e a etapa de fixação envolve fixar a extremidade solta dos ditos um ou mais elementos de resistência em uma superfície do corpo de terminação.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o corpo de terminação define um canal para encaixar sobre o cabo, e o elemento de enrolamento é um anel para encaixar ao redor do componente interno do cabo, o método compreendendo uma etapa inicial de: instalar o corpo de terminação e o elemento de enrolamento ao redor do cabo.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa de instalação é realizada de forma que o elemento de enrolamento fique mais próximo da extremidade do cabo a ser terminado do que do corpo de terminação.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o corpo de terminação e o elemento de enrolamento são adicionalmente acoplados em um segundo elemento de enrolamento, em que a etapa de enrolamento compreende enrolar alguns dos elementos de resistência ao redor do primeiro elemento de enrolamento e enrolar outros elementos de resistência ao redor do segundo elemento de enrolamento.
20. Cabo terminado, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fixação compreende um elemento de ligação em resina para prender os elementos de resistência no corpo de terminação.
21. Cabo terminado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma camada de elastômero entre o grampo e os elementos de resistência.
22. Cabo terminado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 até 14, caracterizado pelo fato de que o elemento de enrolamento tem uma seção transversal elíptica.
23. Cabo terminado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 até 14, caracterizado pelo fato de que o elemento de enrolamento tem uma seção transversal substancialmente poligonal.
24. Cabo terminado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 até 14, caracterizado pelo fato de que o conjunto de terminação é envolvido em uma resina.
25. Cabo terminado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 até 14, caracterizado pelo fato de que a superfície do elemento de enrolamento é áspera para resistir ao movimento dos elementos de resistência.
26. Conjunto de terminação de cabo, caracterizado pelo fato de que é substancialmente como aqui descrito com relação a e como mostrado em qualquer combinação das figuras 2 até 5.
27. Método de terminação de um cabo, caracterizado pelo fato de que é substancialmente como aqui descrito em relação a e como mostrado em qualquer combinação das figuras 2 até 5.
28. Kit de partes, caracterizado pelo fato de que se destina a fazer um conjunto de terminação substancialmente como aqui descrito em relação a e como mostrado em qualquer combinação das figuras 2 até 5.
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