ELEMENTO DE ACCIONAMIENTO DE CABLE PARA EL ACCIONAMIENTO DE CABLES DE FIBRA SINTÉTICA.
D E S C R I P C I Ó N
La invención se refiere a un elemento de accionamiento de cable para el accionamiento de cables de fibra sintética, preferentemente para un accionamiento de cable de una instalación de ascensor, con las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1. Los accionamientos de cable de este tipo, se utilizan en la técnica del transporte, principalmente en la construcción de grúas, la minería y la construcción de ascensores, o en funiculares y similares. Como es sabido, el funcionamiento de estos accionamientos de cable se basan en que la fuerza de accionamiento se aplica al cable a través de la sección que está en contacto en cada caso con el elemento de accionamiento de cable, por ejemplo la polea motriz, el tambor de cable o similares. Durante la marcha, el cable se doble sobre la polea motriz, lo que conduce a movimientos de compensación de los cordones de un cable de varias capas . La capacidad de arrastre de estos sistemas de tracción está limitada a áreas de servicio con suficiente unión por rozamiento entre la polea motriz y el cable. Por ejemplo, en caso de un ascensor accionado por cable, la fuerza de rozamiento ha de compensar como mínimo la diferencia de peso entre el contrapeso y la cabina. Además, el momento de giro ha de ser transmitido de la polea motriz al cable bajo unión por rozamiento. Por consiguiente, los accionamientos de cable se dimensionan de tal modo que siempre presenten una capacidad de tracción suficiente para las diferentes situaciones de transporte, por ejemplo marcha normal, parada de emergencia, carga y descarga. El margen de unión por rozamiento está limitado esencialmente por un llamado coeficiente de rozamiento de sistema mínimo y otro máximo entre la polea motriz y el cable conducido sobre ésta. Para obtener en la polea motriz el coeficiente de rozamiento adecuado, en las poleas motrices convencionales se practican ranuras perfiladas, por ejemplo ranuras en cuña o ranuras de asiento, que mediante su configuración ejercen una presión específica sobre los cables de acero, de modo que el cable queda sujeto por presión en mayor o menor medida. Pero estas ranuras de polea motriz no pueden utilizarse para cables de sustentación completamente sintéticos. En el caso de estos cables de fibra sintética, el coeficiente de rozamiento deseado se puede ajustar muy bien mediante el material empleado en cada caso, como por ejemplo poliuretano, poliamida o similares, y su dureza. Sin embargo, desviaciones del coeficiente de rozamiento condicionadas por la fabricación, o reducciones imprevisibles de los coeficientes de rozamiento por aceite, lubricante u otros líquidos, podrían influir negativamente y de forma duradera en la capacidad de tracción. Por lo tanto, en las condiciones más desfavorables no puede excluirse la posibilidad de que el cable se mueva sin que el accionamiento pueda influir ese movimiento. Esto podría conducir a daños personales o materiales . Por ello, el objetivo de la invención consiste en especificar un sistema de tracción para cables de fibra sintética que asegure una buena capacidad de arrastre constante independientemente de influencias del entorno. Este objetivo se resuelve según la invención, mediante un sistema de tracción con las características indicadas en la reivindicación 1, que está caracterizado principalmente porque la superficie de rodadura de cable del elemento de accionamiento de cable presenta, como mínimo parcialmente, una superficie de clase de rugosidad N7 a N12. Las subreivindicaciones contienen perfecciona-mientos y/o realizaciones convenientes y ventajosas de la invención según la reivindicación 1. En el sistema de tracción según la invención, la dispersión de los coeficientes de rozamiento del sistema de emparejamiento superficie de cable y superficie de rodadura del elemento de accionamiento de cable, como por ejemplo una polea de cable o motriz, un tambor de cable, una correa de accionamiento con cambio de dirección o similares, es considerablemente menor. Ensayos realizados por el solicitante han mostrado que con una superficie de rodadura de cable según la invención se aumenta el coeficiente de rozamiento del sistema en servicio en condiciones normales, y dicho coeficiente permanece ventajosamente constante en este nivel superior, incluso bajo la acción de lubricantes u otros líquidos. La profundidad de rugosidad y/o el tamaño de granulación del revestimiento están adaptados a la dureza Shore de la camisa del cable o de la camisa de la capa exterior de cordones, de modo que cada requisito de desgaste o funcionamiento se puede satisfacer mediante la combinación adecuada en cada caso. Con el fin de aumentar la vida útil de la camisa del cable y estabilizar de forma duradera la capacidad de tracción del accionamiento de cable, para las profundidades de rugosidad menores está previsto un compañero de rozamiento con menor dureza Shore, mientras que para las durezas Shore mayores se utilizan camisas de cable o de capa exterior de cordones con superficies de material sintético más duras. Para lograr las ventajas según la invención, es indiferente que el cable de fibra sintética marche sobre una superficie exterior cilindrica del elemento de accionamiento de cable o en una ranura perfilada, como por ejemplo una ranura semicircular. Igualmente se pueden prever diferentes tipos de configuración de perfiles de polea, por ejemplo una ranura semicircular doble en la que marcha un cable doble o gemelo complementario, etc. Las ventajas alcanzarles con la invención también se logran en principio independientemente de la forma elegida para la superficie de rodadura de cable del elemento de accionamiento de cable . Al marchar sobre una polea motriz, el cable de fibra sintética se estrecha contra el perfil de la ranura semicircular y se deforma bajo carga sobre la superficie de apoyo, o en la ranura perfilada, pasando de su forma originalmente circular a una sección transversal ovalada. Correspondientemente a la deformación, las fuerzas de apriete del cable en la ranura no son constantes a lo largo de la sección transversal de ésta, sino que aumentan hacia el fondo de la ranura. Esta distribución de las fuerzas de apriete es más pronunciada cuanto mayor es la carga del cable. En un perfeccionamiento preferente y ventajoso de la invención, en caso de formas de realización con ranuras perfiladas se emplea una configuración de la superficie según la invención en áreas parciales de una ranura, con el fin de establecer la distribución de presión de apriete dependiente de la carga a lo largo de la sección transversal de la ranura perfilada para ajustar el comportamiento de tracción del cable y, con ello, satisfacer un requisito de funcionamiento deseado. Partiendo de una forma de realización de la polea motriz según la invención con ranuras perfiladas semicirculares, en una primera realización la superficie según la invención está configurada de forma limitada sobre el fondo de la ranura a lo largo de un área angular por ejemplo de 45°. Por consiguiente, el coeficiente de rozamiento de sistema de esta ranura perfilada es elevado en el fondo de la misma y disminuye hacia ambos lados. Correspondientemente, el comportamiento de tracción de un cable de fibra sintética que marcha por esa ranura es menos pronunciado si el cable no está sometido a carga que si soporta una carga mayor, cuando el' cable es apretado con más fuerza en la ranura perfilada y se apoya en el fondo de ésta con una fuerza de apriete máxima. Un segundo ejemplo de realización preferente de una ranura perfilada según la invención consiste en configurar la superficie según la invención simétricamente en dos áreas laterales de la sección transversal de la ranura semicircular separadas entre sí. Con esta forma de realización también se logra un comportamiento de tracción dependiente de la carga del cable. A diferencia del ejemplo de realización previamente descrito, en este caso el fondo de ranura presenta una profundidad de rugosidad superficial menor. Por consiguiente, en caso de carga grande, la tracción de un cable de fibra sintética que marcha en una ranura semicircular configurada de este modo es menos pronunciada que en el caso del ejemplo de realización anterior. Por el contrario, el comportamiento de tracción en el área de carga reducida es muy pronunciado, en gran medida independientemente de las influencias del entorno. En una tercera realización ventajosa, la superficie según la invención está configurada prácticamente en toda la sección transversal de la ranura en un área angular de hasta 140°. Un cable de fibra sintética que marcha en esta ranura perfilada muestra se-gún la invención un comportamiento de tracción pronunciado de alto nivel independientemente de la carga del cable y de las influencias del entorno. La superficie según la invención, que corresponde a un coeficiente de rugosidad medio de Ra = 1.6 a 50 µm, puede configurarse bien mediante mecanización posterior adecuada para obtener una calidad superficial resistente, por ejemplo mediante amoldadura o similares, bien mediante un revestimiento de la superficie, preferentemente con plasma de corindón. Un revestimiento de la superficie de rodadura de cable ofrece además la posibilidad de transformar poleas motrices o tambores de cable convencionales para un comportamiento de tracción ventajoso con cables de fibra sintética. El revestimiento se puede aplicar directamente en las áreas deseadas sobre la ranura de acero, o en primer lugar se revisten con plasma tiras correspondientemente flexoelásticas y estas tiras/bandas prefabricadas se pegan, atornillan y/o fijan de otro modo sobre el lugar deseado de la superficie de rodadura de cable . En un perfeccionamiento de la invención, el comportamiento de tracción de una polea motriz con varias ranuras perfiladas configuradas en el perímetro se adapta a los requisitos impuestos en cada caso al sistema de tracción mediante una combinación de las realizaciones anteriormente mencionadas de las superficies de ranura. En los dibujos se representan ejemplos de realización preferentes de la invención que se describen detalladamente a continuación. Los dibujos muestran: Figura 1, una vista esquemática de una polea de cable según la invención en la dirección de su eje de giro y un cable de cordones de fibra sintética conducido sobre ella. Figura 2, una vista en sección el eje de giro de la polea motriz según la invención mostrada en la figura 1. Figura 3a, una sección parcial esquemática de la ranura de cable de un primer ejemplo de realización de la polea motriz según la invención. Figura 3b, una sección parcial esquemática de la ranura de cable de un segundo ejemplo de realización de la polea motriz según la invención. Figura 3c, una sección parcial esquemática de la ranura de cable de un tercer ejemplo de realización de la polea motriz según la invención. Figura 4a, una sección parcial de un cuarto ejemplo de realización de la invención con una ranura de - cable doble y un cable gemelo dispuesto sobre ella. Figura 4b, una sección parcial de un quinto ejemplo de realización de la polea motriz según la invención con ranura doble. Figura 4c, una sección parcial de un sexto ejemplo de realización de la polea motriz según la invención con ranura doble . Figura 4d, una sección parcial de la ranura doble de la polea motriz según la invención mostrada en la Figura 4a. Figura 4e, una sección parcial de un séptimo ejemplo de realización de la polea motriz según la invención con ranura doble . Figura 4f, una sección parcial de un octavo ejemplo de realización de la polea motriz según la invención con ranura doble .
La figura 1, empleando el ejemplo de una instalación de ascensor, muestra esquemáticamente un accionamiento de cable 1 para accionar cinco cables de fibra sintética 4 conducidos sobre una polea motriz 2. Cada uno de estos cables 4 se apoya sobre el perímetro exterior de la polea motriz 2 a lo largo de un ángulo de abrazamiento 3 de casi 180°. Los cinco cables de fibra sin tética 4 actúan como cables de transporte accionados para subir y bajar una cabina de ascensor 5 unida a un extremo de cada uno de los cables 4, mientras que el segundo extremo de los cinco cables de fibra sintética 4 está fijado a un contrapeso 6. Los cables de fibra sintética 4, al marchar sobre la polea motriz 2, están permanentemente sometidos a carga por las fuerzas de masa de la cabina de ascensor 5 y el contrapeso 6. El sistema de tracción representado, consistente en la polea motriz 2 y cinco cables de fibra sintética 4 conducidos sobre ella, está dimensionado según la invención de tal modo que, bajo la carga de la cabina 5 y el contrapeso 6, se asegura suficiente unión por rozamiento para transmitir el momento de giro de accionamiento de una máquina de accionamiento mediante la polea motriz 2 a los cables de fibra sintética 5. En un ascensor por cable, el límite máximo del coeficiente de rozamiento se deriva del requisito técnico de seguridad consistente en que, cuando el contrapeso 6 se apoye, los cables 4 deben resbalar sobre la polea motriz. De este modo se evita que la cabina de ascensor 5, al sobrepasar la parada superior, a pesar de que la polea motriz 2 siga en marcha, sea arrastrada bajo el techo de la caja y los cables de sustentación 4 sean sometidos a carga hasta el límite de su carga de rotura. En otro caso se produciría un fallo rotal de los cables . Por otra parte, también hay que mantener un coeficiente de rozamiento mínimo para poder neutralizar las diferencias de peso entre la cabina 5 y el contrapeso 6 en la polea motriz 2 mediante la componente de la fuerza de rozamiento . Para ello, en el ejemplo de realización representado, en el perímetro exterior de la polea motriz 2 están configuradas ranuras perfiladas 7, 17, 27 para la conducción de los cables de fibra sintética. Estas ranuras presentan una forma que corresponde esencialmente a la curvatura exterior de los cables de transporte 4 , es decir, la sección transversal parcial del cable 4 que se apoya sobre la ranura. En las formas de realización de lá polea motriz 2 mostradas en las figuras 2 a 3c, las ranuras de cable 7, 17, 27 están configuradas en forma de ranuras semicirculares . La figura 2 es una sección transversal de una forma de realización de la polea motriz 2 según la invención. La polea motriz 2 tiene un cubo 8 con un orificio pasante central 9 para el alojamiento de un eje de accionamiento. La polea motriz 2 está asentada con exactitud de ajuste sobre el eje de accionamiento y, para la transmisión del momento de accionamiento, está montada sobre éste sin posibilidad de giro mediante ensamble de chaveta. Una llanta 11, esencialmente con forma de cilindro hueco, forma una pieza con el cubo 8 a través de un cuerpo de polea 12 perforado. Sobre la superficie del perímetro exterior de la polea motriz 2 formada por la superficie lateral cilindrica de la llanta 11, están conformadas hacia el eje de la polea motriz 2 cinco ranuras de cable 7, 17, 17 con separa ciones uniformes entre sí. Cada una de estas ranuras, como se describe más detalladamente a continuación, está provista según la invención de un revestimiento de plasma 14. En la construcción de ascensores se han utilizado habitualmente hasta el momento poleas motrices 2 con dos a doce ranuras. En la realización que aquí se describe según la figura 2, están configuradas cinco ranuras 7, 17, 27 con perfil semicircular (figuras 3a a 3c) . No obstante, también se pueden emplear otras formas de ranuras que el especialista conoce y puede prever de acuerdo con las formas de la sección transversal de cable utilizadas en cada caso, sin modificar por ello la esencia de la invención. Las figuras 4a a 4f muestran ejemplos de ello que se describen más abajo. Como es habitual, el accionamiento de cable 1 es tá dimensionado de tal modo que siempre presenta una capacidad de tracción suficiente para las diferentes situaciones de transporte, por ejemplo marcha normal, parada de emergencia, carga y descarga. Para generar la capacidad de tracción o de arrastre necesaria o máxima, es decir, para mantener también la capacidad de tracción entre límites relativamente estrechos para los medios de sustentación completamente sintéticos conocidos, en la forma de realización de la figura 2 las superficies de ranura de la polea motriz 2 están provistas según la invención de un revestimiento de plasma 14 parcial o - total . El revestimiento parcial de una ranura 7, 17, 27 con plasma sirve para poder emplear ésta para cumplir un requisito funcional deseado de una distribución de presión de apriete dependiente de la carga a lo largo de la sección transversal de la ranura perfilada, con el fin de regular el comportamiento de tracción del cable 4. Al marchar sobre una polea motriz 2, el cable de fibra sintética 4 se estrecha contra el perfil de la ranura semicircular 7, 17, 27 y se deforma bajo carga sobre la superficie de apoyo, en la ranura perfilada, pasando de su forma originalmente circular a una sección transversal ovalada. Correspondientemente a la deformación las fuerzas de apriete del cable 4 en la ranura 7, 17, 2,7 no son constantes a lo largo de la sección transversal de ésta, sino que aumentan hacia el fondo de la ranura. Esta distribución de las fuerzas de apriete es más pronunciada cuanto mayor es la carga del cable. Partiendo de una forma de realización de la polea motriz 2 según la invención con ranuras perfiladas semicirculares, en la ranura de cable 7 mostrada en la figura 3a está configurado un revestimiento de plasma 14 de forma limitada sobre el fondo de la ranura a lo largo de un área angular de 45°. El revestimiento de fondo de ranura no está limitado al área angular de 45° aquí indicado; para generar un coeficiente de rozamiento deseado se puede elegir correspondientemente el área angular revestida del fondo de ranura. El coeficiente de rozamiento de sistema de esta ranura de cable 7 es elevado en el fondo de la misma y disminuye hacia ambos lados . Correspondientemente, el comportamiento de tracción de un cable de fibra sintética 4 que marcha por esa ranura 7 es menos pronunciado cuando el cable 4 no está sometido a carga que si soporta una carga mayor, cuando el cable 4 es apretado con más fuerza en la ranura 7 y, a consecuencia de la deformación anteriormente descrita, se ajusta de forma especialmente estrecha contra el fondo y se apoya en él con una fuerza de apriete máxima. En la ranura de cable 17, representada en la figura 3b, está configurado un revestimiento simétrico 14 sobre dos áreas laterales de 45° cada una, de la sección transversal de ranura semicircular, separadas entre sí por un área angular de 45°. También en esta ranura de cable 17 se produce un comportamiento de tracción dependiente de la carga del cable mediante el revestimiento de plasma 14 por secciones . A diferencia de la ranura de cable 7 previamente descrita, en este caso el fondo de la ranura no está revestido con plasma. Por consiguiente, la tracción del cable de fibra sintética 4 que marcha sobre una ranura semicircular 17 configurada de este modo es menos pronunciada bajo una gran carga de cable que la del anterior ejemplo de realización 7. Por el contrario, el comportamiento de tracción en el área de carga reducida es muy pronunciado, en gran medida independientemente de las influencias del entorno . En la figura 3c, el revestimiento de plasma 14 de la ranura de cable 27 está configurado prácticamente en toda la sección transversal de la ranura en un área angular de hasta 140°. Un cable de fibra sintética 4 que marcha en esta ranura perfilada 27 muestra según la invención un comportamiento de tracción pronunciado de al-to nivel independientemente de la carga del cable y de las influencias del entorno. En lugar de un revestimiento total de la superficie de ranura, en esta área angular también pueden revestirse con plasma varias zonas localmente limitadas . Según la invención, mediante una disposición en una polea motriz 2 de varias ranuras 7, 17, 27 adyacentes provistas de revestimientos diferentes del modo arriba descrito se puede ajustar el comportamiento de tracción de un accionamiento de cable 1 a procesos de funcionamiento exigidos . Gracias a la rugosidad superficial según la invención, que en este caso se obtiene mediante un revestimiento de plasma 14, el coeficiente de rozamiento de sistema del emparejamiento de superficie de cable y superficie de rodadura de la polea motriz 2 es mayor y permanece constante en ese nivel incluso bajo la influencia de lubricantes u otros líquidos. La naturaleza de las superficies de rodadura de cable, en este caso las ranuras de cable 7, 17, 27, creada mediante el revestimiento de plasma 14 según la invención, tiene profundidades de rugosidad y tamaños de granulación que, dependiendo de los requisitos de desgaste o de funcionamiento, están adaptados a la dureza Shore de la ca misa de cable o de la camisa de la capa exterior de cordones de poliuretano, poliamida o similares. En este contexto, para las profundidades de rugosidad (valores Ra) menores ha de preverse un compañero de rozamiento con dureza Shore menor. Análogamente, para las durezas Shore mayores han de preverse superficies de material sintético más duras . La rugosidad superficial del revestimiento de plasma 14 en combinación con cables de transporte 4 completamente sintéticos oscila en el rango de las categorías de calidad N7 a N12, lo que corresponde a una profundidad de rugosidad superficial media de Ra = 1,6 a 50 µm . En la forma de realización representada en las figuras 1 a 3 se combina un revestimiento de plasma 14 N9 con una camisa de cable de fibra sintética de dureza Shore A. En cambio, las rugosidades superficiales NIO y superiores deberían combinarse con camisas de cable de mayor dureza, por ejemplo dureza Shore D. En las figuras 4a a 4f se representan ejemplos de realización de una polea de cable 18 según la invención con ranuras dobles 19, 20, 21, 22, 23, en las que, como se muestra en la figura 4a a modo de ejemplo, marcha un llamado cable gemelo 2 . El cable gemelo 24 está constituido simétricamente por dos cables de cordones de - fibra sintética 25, 26 de varias capas torcidos en sentidos de giro opuestos y unidos entre si mediante una camisa de cable 28 común formando el cable gemelo 24 de torsión neutra con sección transversal en forma de haltea. La forma de la ranura doble es en cada caso complementaria del contorno del cable gemelo 24. La forma de las ranuras dobles 19, 20, 21, 22, 23 consiste en cada caso en una parte central y dos perfiles exteriores 29, 30, que encierran entre sí la parte central 31, 32, 33, 34. Los perfiles exteriores 29, 30 están configurados en cada caso por media ranura semicircular y son idénticos en todas las realizaciones mostradas en las figuras 4a a 4f. La parte central 31 tiene un perfil curvado radialmente hacia fuera, mientras que la parte central 32 de la ranura doble 20 está curvado radialmente hacia dentro (figura 4b) . La ranura doble 21 mostrada en la figura 4c tiene una parte central 33 que presenta una canal 36 configurado radialmente hacia dentro. En la figura 4d se muestra la ranura doble 19 de la figura 4a sin el cable gemelo 24 dispuesto sobre ella. En el caso de la ranura doble 22, la parte central 34 tiene una forma de trapecio orientado hacia fuera. Las dos partes exteriores con forma de ranura semicircular de la ranura doble 23 están unidas en línea recta por una parte central 35 lisa y plana. Todas las for mas de realización de ranura doble 19, 20, 21, 22, 23, en el área 37, están provistas según la invención de la superficie de rodadura de cable según la invención mediante revestimiento de plasma. Tal como se ha descrito anteriormente, este revestimiento puede estar configurado en toda la superficie o en múltiples lugares limitados locales.
Lista de números de referencia
I. Accionamiento de cable 2. Polea motriz 3. Ángulo de abrazamiento 4. Cable de fibra sintética de varias capas
. Cabina de ascensor 6. Contrapeso 7. Ranura de cable con revestimiento de base
8. Cubo 9. Orificio pasante 10. Ensamble de chaveta II. Llanta en forma de cilindro hueco 12. Cuerpo de polea perforado 13. Eje de giro 14. Revestimiento de plasma 15. 16. 17. Ranura de cable con revestimiento lateral
18. Polea de cable 19. Ranura doble 20. Ranura doble 21. Ranura doble 22. Ranura doble 23. Ranura doble 24. Cable gemelo 25. Cable de fibra sintética 26. Cable de fibra sintética 27. Ranura de cable con revestimiento de base
28. Camisa de cable 29. Perfil exterior 30. Perfil exterior 31. Parte central 32. Parte central 33. Parte central 34. Parte central 35. Parte central 36. Canal 37. Revestimiento de plasma