MXPA00005637A - Cable de fibra sintetica para accionamiento a traves de una polea de cable - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un cable de fibra sintética para el accionamiento a través de una polea estáconfigurado como cable doble (30) a partir de dos cables (14), (15) torcidos en sentidos de torsión opuestos (S), (Z), y fijados de forma resistente a la tracción en posición paralela y distanciada mediante una camisa de cable (17) común. La camisa de cable (17) configurada según la invención sobre los dos cables (14), (15) actúa como soporte de momentos de torsión de los cables (14), (15) orientados en sentido opuesto que se producen bajo carga axial del cable doble (3), condicionados por la estructura del cable, lo que produce una compensación de momentos de giro en toda la sección transversal del cable doble (3) entre la suma de las partes de cordón con torsión a derechas y a izquierdas. El cable (3) no sufre torsión cuando marcha sobre la polea.

Description

Cable de fibra sintética para accionamiento a través de una polea de cable Descripción La invención se refiere a un cable de fibra sintética, preferentemente de poliamida aromática, para el accionamiento a través de una polea de cable según el concepto genérico de la reivindicación 1. Los cables en movimiento constituyen en la técnica del transporte, especialmente en el caso de ascensores, en la construcción de grúas y en "la mineria, un elemento mecánico sometido a fuertes solicitaciones. Las solicitaciones de cables accionados, como se utilizan por ejemplo en la construcción de ascensores, son especialmente múltiples. En las instalaciones de ascensores tradicionales, el bastidor de una cabina conducida dentro de un hueco de ascensor y un contrapeso, están conectados entre si a través de varios cables de cordones de acero. Para poder elevar y bajar la cabina y el contrapeso, los cables giran sobre una polea motriz accionada por un motor de accionamiento. El momento de accionamiento se aplica, bajo cierre de fuerza por fricción, a la sección del cable que se encuentra en cada momento sobre la polea motriz a través del ángulo de abrazamiento. En este contexto, los cables experimentan tensiones de tracción, flexión, presión y torsión. Los movimientos relativos producidos por la flexión sobre la polea de cable originan dentro de la estructura del cable un frotamiento que influye negativamente en el desgaste del cable dependiendo de la concentración de lubricante. Las tensiones primarias y secundarias originadas influyen negativamente en el estado del cable en función de la construcción del cable, el ángulo de flexión, el perfil de la garganta y el factor de seguridad de cable. En las instalaciones de ascensores, además de los requisitos de resistencia también se requieren las menores masas posibles por razones energéticas. Los cables de fibra sintética de alta resistencia, por ejemplo de poliamidas aromáticas, o bien de aramidas, con cadenas moleculares orientadas en alto grado cumplen estos requisitos mejor que los cables de acero. En comparación con los cables de acero tradicionales, los cables construidos con fibras de aramida, con la misma sección transversal y la misma capacidad de carga, tienen únicamente entre un cuarto y un quinto de su peso especifico. En comparación con el acero, las fibras de aramida, debido a la alineación de las cadenas moleculares, presentan una resistencia al cizallamiento considerablemente menor en relación con la capacidad de carga longitudinal. Asi pues, con el fin de someter las fibras de aramida durante el movimiento sobre la polea motriz a tensiones transversales lo más reducidas posibles, por ejemplo en el documento EP 0 672 781 Al se propone un cable de cordones de fibras de aramida torcido en paralelo adecuado como cable de accionamiento. El cable de aramida descrito ofrece valores muy satisfactorios en cuanto a la vida útil, y una gran resistencia a la abrasión y a la flexión alterna, pero, sin embargo, en circunstancias desfavorables existe la posibilidad de que en los cables de aramida trenzados en paralelo se • produzcan fenómenos de destorcedura del cable que alteran de forma duradera el equilibrio de la estructura original del cable. Estos fenómenos de torsión proceden, por una lado, de los momentos de torsión interiores alrededor del eje longitudinal del cable que, dependiendo del esfuerzo de tracción, generan una destorcedura del cable y, por otro lado, de las desviaciones del cable aplicadas desde fuera, por ejemplo producidas por tracciones oblicuas durante la marcha sobre poleas de cable. El contacto sobre los flancos de la garganta origina otra alteración de la estructura del cable. La destorcedura origina sobrelargos en la capa exterior de cordones que, dependiendo de los movimientos de flexión, se desplazan de forma duradera en una u otra dirección. Estos fenómenos no son deseables porque pueden perjudicar de forma duradera la funcionalidad del cable de aramida. La invención tiene como objetivo evitar las desventajas del cable de fibra sintética conocido y crear un cable de fibra sintética con una estructura neutra a la torsión. Este objetivo se alcanza según la invención, con un cable motor de las características indicadas en la reivindicación 1. Las reivindicaciones secundarias contienen perfeccionamientos y/o realizaciones convenientes y ventajosas de la invención descrita en las características de la reivindicación 1. En el cable doble según la invención, la camisa de cable configurada sobre ambos cables de aramida actúa como soporte de momentos de torsión. Preferentemente, los cables de aramida son de construcción idéntica, pero son simétricos en el sentido de torsión, es decir, un cable está torcido a derechas y el otro a izquierdas. De este modo se asegura que los momentos de torsión de sentido opuesto alrededor del eje longitudinal del cable, que se producen bajo tracción y al marchar sobre poleas de cable, se compensen entre si mediante el soporte de momentos de torsión, de modo que la suma de los momentos de torsión resultantes del cable de aramida, torcido a derechas y a izquierdas, bajo carga, sea cero. El momento de torsión exterior que actúa sobre el cable cuando éste pasa por la polea motriz se neutraliza mediante el contorno exterior del cable doble con camisa. La forma del cable anteriormente redonda es ' ahora aproximadamente ovalada, siendo la anchura del cable de aramida preferentemente el doble de su altura, en sección transversal. La construcción de cada uno de los cables del cable doble puede diferir entre si, siempre que la suma asegure la función del cable doble completo, la compensación del momento de torsión. La vida útil de los cordones trenzados en paralelo puede aumentarse si se prevé que, por ejemplo en un trenzado en paralelo de dos capas, el sentido de torsión de las fibras de los cordones de una capa sea opuesto al sentido de torsión de las fibras de los cordones de la otra capa. La invención se describe detalladamente a continuación, a base de ejemplos de realización representados en los dibujos. Los dibujos muestran: Figura 1. Representación esquemática de una instalación de ascensores con una cabina conectada con un contrapeso a través de cables de cordones de fibras sintéticas según la invención. - Figura 2. Representación en perspectiva de un primer ejemplo de realización del cable doble según la invención.

- Figura 3. Vista en sección transversal de un segundo ejemplo de realización de la invención. Según la figura 1, una cabina 2 conducida dentro de un hueco de ascensor 1 está suspendida de varios, en este caso tres, cables dobles 3 portantes según la invención, que marchan sobre una polea motriz 5 unida a un motor de accionamiento . Sobre la cabina 2 se encuentran conexiones de extremos de cable 6 en las que están fijados los cables dobles 3 por un extremo. Los otros extremos de los cables dobles 3 están fijados de igual modo a un contrapeso 7, que también está conducido dentro del hueco 1. Hay cables de equilibrio 9 unidos de forma similar por un extremo al extremo inferior de la cabina 2, desde donde son conducidos, sobre una polea de inversión 11, dispuesta en el suelo 10 del hueco y alineada con el lugar de fijación del cable de equilibrio al suelo de la cabina, y a través de otra polea de inversión 12 orientada hacia el contrapeso 7 y montada junto a la primera también en el suelo 10 del hueco, hacia la parte inferior del contrapeso 7, donde están articulados. Los cables de equilibrio 9 están tensados longitudinalmente entre la cabina 2 y el contrapeso 7 con ayuda de pesos o, como se muestra aqui, mediante la polea 12. Para ello se emplea un muelle de tracción 13 anclado en la pared del hueco que tira de la polea de inversión 12 hacia dicha pared, tensando asi los cables de equilibrio 9. En lugar del muelle de ^tracción, la polea de inversión 12 también puede estar provista de una cinemática adecuada para tensar los cables de equilibrio. El escaso peso de los cables de aramida, ofrece además la ventaja de que puede prescindirse parcial o completamente de los cables de equilibrio, a diferencia de la instalación de ascensores representada en la figura 1. De este modo, en comparación con los cables de acero tradicionales, se puede ampliar la altura de transporte máxima de una instalación de ascensores o aumentar la carga máxima admisible a igualdad de dimensiones de cable. La polea motriz 5 tiene tres gargantas dobles 8 dispuestas una junto a otra muy cercanas entre si, cada una de ellas para un cable doble 3, 30 según la invención descrito más abajo. Hasta la fecha, en la construcción de ascensores se han utilizado habitualmente poleas motrices con dos a doce gargantas. Utilizando los cables dobles 3 según la invención pueden preverse poleas motrices con una a seis gargantas dobles 8. En lugar de la disposición de un ascensor de polea motriz mostrada en la figura 1, el accionamiento 4, 5 también puede estar dispuesto en el hueco de ascensor 1 bien sobre el suelo del hueco 10 o bien en la zona inferior de la pared del hueco por debajo de la cabina 2 y el contrapeso 7. Las poleas de inversión 11, 12 - o incluso una sola polea - estarían entonces ancladas en el extremo superior del hueco. Los cables de equilibrio 9 desempeñan en ese caso esencialmente la función portadora y los cables dobles 3 según la invención la elevación y el descenso de la cabina 2 y el contrapeso 7. La figura 2 muestra un cable doble 3 en detalle. El cable doble 3 está constituido por dos cables de fibra sintética 14, 15 dispuestos paralelos y separados entre si que, mediante la camisa de cable 17 que rodea a ambos, están unidos de forma fija en su posición mutua y principalmente de forma resistente a la torsión formando el cable doble 3 según la invención. Los cables 14, 15 son cables torcidos fabricados mediante torsión en dos etapas de cordones, estando torcidas entre si en la segunda etapa dos capas 25, 26, 27, 28 de cordones 20, 21, 22, 23, 24. Según la invención, los dos cables de fibra sintética 14, 15 se diferencian por su sentido de torsión "S", "Z". En el cable 14, hilos de fibras de aramida con torsión "S" están torcidos entre si con torsión "Z" formando los cordones 22, 24. En la primera capa de cordones 26 hay cinco cordones 22 de este tipo con torsión "Z" dispuestos en colchadura de calabrote con torsión "S" alrededor de un cordón de alma 20. Otros cinco cordones 22 de este tipo están torcidos con cinco cordones 24 de mayor diámetro en torsión "Z" con colchadura en paralelo formando una segunda capa de cordones 28. Conjuntamente forman un cable de cordones de dos capas torcido: el cable 14 con torsión "S".

La estructura del cable 15 es igual a la del cable 14, pero con sentidos de torsión "S", "Z" opuestos. Asi, en el cable 15, hilos de cable de fibra sintética con torsión "Z" están torcidos entre si formando los cordones 21, 23 con torsión "S". Estos cordones 21, 23 con torsión "S" están torcidos entre si con torsión "Z" en dos capas 25, 27 formando el cable 15. En la segunda capa de cordones 27 los cordones 23 de mayor diámetro ser encuentran, por asi decirlo, en los valles de la primera capa de cordones 25 que los soportan, mientras que los cinco cordones 21 están en las cumbres de esta primera capa de cordones 25 portante, con lo que llenan los espacios existentes entre cada dos cordones 23 de mayor diámetro adyacentes. De este modo, los cables 14, 15 torcidos en paralelo en dos capas tienen un contorno exterior prácticamente cilindrico. Mientras que los cordones 21, 23, 22, 24 están torcidos entre si con una proporción equilibrada entre el paso de torsión de fibras y de cordones, los hilos de fibra de aramida pueden estar torcidos en el mismo sentido de torsión o, como en la realización según la figura 2, en sentido de torsión contrario como los cordones 21, 23, 22, 24 de la capa 25, 27, 26, 28 a la que pertenecen. Con un mismo sentido de torsión se logra una mejor consistencia del cableado cuando el cable doble 3, no está sometido a carga. Si los hilos de cable de la primera capa de cordones 25, 26 están torcidos en sentido contrario al sentido de torsión de las fibras de los cordones 21, 23 de la segunda capa de cordones 27, 28, o viceversa, se logra un aumento de la vida útil. Los sentidos de torsión "S" y "Z", es decir el sentido de paso helicoidal de las fibras de aramida de los hilos de cable de un cordón 21, 22, 23, 24 y de los cordones 21, 22, 23, 24 en los cables 14, 15, están definidos en la medida en que, en la torsión "S", los hilos de cable y/o los cordones 22, 24 están torcidos entre si en un sentido tal que siguen helicoidalmente la sección central de la letra "S"; de ahi la denominación "torsión S". Lo mismo ocurre correspondientemente en el caso de la torsión "Z", en la que los cordones 21, 23 a torcer se encuentran unidos helicoidalmente de forma uniforme en el sentido de la sección central de la letra "Z", por lo que la torsión se denomina torsión "Z". Como ya se ha mencionado más arriba, los cordones 20, 21, 22, 23,^24, 35, 36, 37 utilizados para el cable doble 3, 30 están formados por hilos de fibra de aramida torcidos. Cada hilo de fibra de aramida individual, al igual que los propios cordones 20, 21, 22, 23, 24, 35, 36, 37, se trata con un medio de impregnación, por ejemplo poliuretano, poliolefina o cloruro de polivinilo, para proteger las fibras. La proporción de impregnación puede oscilar por ejemplo entre el 10 % y el 60 % dependiendo del rendimiento de flexión alternativa deseado. Todo el perímetro exterior de los cables 14 y 15 está rodeado por una camisa de cable 17 de material sintético, como por ejemplo goma, poliuretano, poliolefina, cloruro de polivinilo o poliamida. El material deformable elástico se proyecta o extrude sobre los cables 14 y 15 y a continuación se compacta. De este modo, el material de camisa de cable entra desde el exterior en todos los espacios entre los cordones 22, 24 y 21, 23 en el perímetro exterior y los rellena. La unión asi obtenida de la camisa de cable 17 con los cables 14 y 15 es tan firme que únicamente se producen pequeños movimientos relativos entre los cordones 22, 24 y 21, 23 de los cables 14, 15 y la camisa de cable 17. Más bien, la camisa de cable 17 configurada según la invención en una pieza sobre los dos cables 14, 15 desempeña la función de alma de unión 18 que puentea la distancia 19 entre los dos cordones 14, 15 en colchadura de calabrote. Esta alma de unión, como puente de momentos de torsión, anula mutuamente los momentos de torsión de los cables 14, 15 orientados en sentido opuesto que se producen bajo carga axial del cable doble 3, condicionados por la estructura del cable, con lo que produce una compensación de momentos de giro en toda la sección transversal del cable doble 3 según la invención, entre la suma de todas las partes de cordón con torsión a derechas y a izquierdas. El contorno exterior de la camisa de cable 17 del cable doble 3 está configurado en forma de haltera para conseguir asi una mejor transmisión de fuerza, un coeficiente de rozamiento constante del orden de más de 0,18 y un efecto de apoyo en los flancos de garganta para aumentar adicionalmente la vida útil. Los cables dobles también pueden utilizarse con una garganta de polea redonda, ovalada, cóncava, rectangular o cuneiforme. Para ello se adapta correspondientemente el perfil exterior de los cables dobles 3. Por ejemplo, un nervio configurado en la dirección longitudinal del cable que actúe conjuntamente con una garganta que tenga la forma complementaria, proporciona una gran exactitud de la rodada del cable doble sobre la polea motriz de cable. En un segundo ejemplo de realización según la figura 3, el cable doble 30 consiste en dos cables 31, 32 torcidos en sentidos de torsión opuestos "S", "Z", que están fijados de forma resistente a la torsión en posición paralela y distanciada entre si mediante una camisa de cable 33 común. Sin tener en cuenta el sentido de torsión, opuesto "S", "Z" de los cables 31, 32, el cable doble 30 está constituido simétricamente con respecto a su eje longitudinal 34. Cada uno de los cables 31 y 32 consiste en tres grupos de cordones 35, 36, 37 con diámetros diferentes. La cantidad de hilos es igual en todos los cordones 35, 36, 37 del cable doble 30 y depende del diámetro deseado de los cables 31, 32 a fabricar. En el cable 31 de este ejemplo de realización, tres cordones 35 con torsión "Z" están torcidos entre si con torsión "S" formando un núcleo de cable. Alrededor de este núcleo de cable están torcidos otros tres cordones 36 en colchadura en paralelo, que se acoplan estrechamente al contorno exterior del núcleo de cable. Finalmente, los espacios entre los cordones 35, 36 torcidos entre si están ocupados en el perímetro exterior del cable 31 por los cordones 37 del tercer grupo. Estos cordones 37 también están torcidos en paralelo y de forma helicoidal con respecto al cable 31. La estructura del cable 32 se diferencia de la estructura del cable 31 únicamente en que los hilos de aramida y los cordones tienen en cada caso sentidos de giro "S", "Z" opuestos. En este ejemplo de realización, la camisa de cable 33 está configurada de modo que rodea de forma plana los cables 31, 32 por todas partes, siendo la anchura del cable doble 30 considerablemente mayor que su espesor. Para lograr el coeficiente de rozamiento deseado, la camisa de cable 33 está revestida en su totalidad, o como en este caso parcialmente, con materiales adecuados en el área del alma de unión 38. Adicional o alternativamente, para lograr un coeficiente de rozamiento deseado se puede elegir de forma correspondiente el material del revestimiento de la garganta de polea motriz.

Lista de números de referencia 1 - Hueco de ascensor 2 - cabina 3 - Cable doble 4 - Motor de accionamiento 5 - Polea motriz 6 - Conexión de extremo de cable 7 - Contrapeso 8 - Gargantas dobles Cable de equilibrio 10 Suelo de hueco de ascensor 11 Polea de inversión 12 Polea de inversión 13 Muelle de tracción 14 Cable con torsión "S" 15 Cable con torsión "Z" 16 Eje longitudinal del cable 17 Camisa de cable 18 Alma de unión 19 Distancia entre cables 20 Cordón de alma 21 Cordón, torsión "S" 22 Cordón, torsión "Z" 23 Cordón, torsión "S" 24 Cordón, torsión "Z" 25 Primera capa de cordones, torsión "Z" 26 Primera capa de cordones, torsión S' 27 Segunda capa de cordones, torsión ?? z ?? 28 Segunda' capa de cordones, torsión 29 Distancia entre cables - Cable doble - Cable - Cable - Camisa de cable - Eje longitudinal del cable - Cordón grueso - Cordón - Cordón, fino - Alma de unión

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES '1.- Cable de fibra sintética, para el accionamiento a través de una polea de cable, que consiste en un primer cable, soportador de carga, torcido en u primer sentido de torsión a partir de cordones de fibra sintética resistentes a la tracción y en una camisa de cable que envuelve el primer cable caracterizado porque a una distancia del primer cable torcido y de forma esencialmente paralela a éste, está dispuesto un segundo cable torcido con un sentido de torsión opuesto al primer sentido de torsión, y porque los dos cables torcidos están fijados en su posición paralela entre si y de forma resistente a la torsión mediante una camisa de cable común. 2.- Cable de fibra sintética según la reivindicación 1, caracterizado porque el cable de fibra sintética exceptuando los sentidos de torsión, diferentes de los cables torcidos, tiene una estructura simétrica con respecto al eje longitudinal del cable. 3. - Cable de fibra sintética según la reivindicación 1, caracterizado porque los cordones consisten en fibras de aramida dispuestas paralelas entre sí. 4.- Cable de fibra sintética según la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras sintéticas con torsión "S" están torcidas formando cordones con torsión " "S" y porque las fibras sintéticas con torsión "Z" están torcidas formando cordones con torsión "Z" 5- Cable de fibra sintética según la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras sintéticas con torsión "S" están torcidas formando cordones con torsión "Z" y porque las fibras sintéticas con torsión "Z" están torcidas formando cordones con torsión "S" . 6. Cable de fibra sintética según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque los cordones con torsión "S" está torcidos formando un cable con torsión "Z" y los ccrdones con torsión "Z" están torcidos formando un cable con torsión "S" 7. Cable de fibra sintética según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la camisa de cable tiene una sección transversal en forma de haltera o plana . Cable de fibra sintética según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la camisa de cable tiene una sección transversal de forma redonda, ovalada, cóncava, rectangular o cuneiforme. 9. Cable de fibra sintética según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la camisa de cable está configurada en una pieza.