MXPA99009670A - Cable de fibra sintetica - Google Patents

Abstract

En un cable de transporte accionado por una polea de cable,, con un núcleo de cable (19) de cordones portantes (9, 10, 11) de fibra de aramida trenzados de forma paralela en capas de cordones concéntricas (14, 16), se propone trenzar los cordones (12) de la capa exterior (21) en capa cruzada con el núcleo (19) del cable. Por el trenzado en capa cruzada, los momentos de torsión que se generan bajo carga en las capas (14, 16, 21) se compensan mutuamente y se consigue una estructura de cable neutra ante la torsión. Una envolvente intermedia (20) elástica colocada entre las capas de colocación cruzada (16, 21) sirve como protección contra la abrasión para los cordones (10, 11, 12) y para una transmisión de momentos de torsión por grandes superficies en el cable de ascensor (1).

Description

Cable de fibra sintética Descripción La invención se refiere a un cable de fibra sintética para el transporte, de preferencia de poliamida aromática, según el concepto genérico de la reivindicación 1. Los cables que giran constituyen en la técnica del transporte, especialmente en el caso de ascensores, en las grúas y en la minería, un elemento mecánico sometido a fuertes solicitaciones. Las solicitaciones en los cables accionados o desviados por poleas, como se utilizan por ejemplo en la construcción de ascensores, son especialmente múltiples. En las instalaciones de ascensores tradicionales, el bastidor de la cabina conducida por el hueco del ascensor y el contrapeso, están conectados mediante un cable. Para elevar y bajar la cabina y el contrapeso, el cable gira sobre una polea motriz accionada por un motor de accionamiento. El momento de accionamiento se aplica, bajo fuerza de rozamiento, a la porción de cable que está en contacto en cada momento con la polea motriz a lo largo del ángulo abarcado. El cable está sometido a una fuerte tensión transversal. Al curvarse el cable alrededor de la polea motriz bajo carga, los cables trenzados realizan movimientos relativos para compensar diferencias de tensión de tracción. Lo mismo es aplicable a los cables arollados en tambores, como se utilizan en la construcción de ascensores y de grúas . Por otro lado, en las instalaciones de ascensores se requieren grandes longitudes de cable y, por razones energéticas, las menores dimensiones posibles. Los cables de fibra sintética de alta resistencia, especialmente de aramidas o poliamidas aromáticas con cadenas de moléculas orientadas en un alto grado, cumplen estos requisitos. Los cables de fibra de aramida tienen el mismo sección transversal que los. cables de acero tradicionales, una capacidad de carga considerablemente mayor y un quinto, y hasta un sexto, de peso específico. Sin embargo, y debido a su estructura atómica, la fibra de aramida tiene en comparación con el acero un reducido alargamiento de rotura y una reducida resistencia al cizallamiento. Por tanto, con el fin de someter a la fibra de aramida durante el movimiento sobre la polea motriz a tensiones transversales lo más reducidas posible, en la EP 0 672 781 Al se propone un cable de fibra de aramida adecuado como cable de accionamiento. Entre la capa de cordones exterior e interior se ha previsto una envolvente ntermedia que impide el contacto de cordones de diferentes capas reduciendo así el desgaste por rozamiento. El cable de aramida así explicado ofrece valores satisfactorios en cuanto a la vida útil, y una gran resistencia a la abrasión y a la flexión alterna. Sin embargo, se ha observado que existe la posibilidad de que con el cable de accionamiento bajo carga permanente y debido al trenzado paralelo, en una longitud parcial a partir de la polea motriz actúa un momento de torsión interno y que esta longitud parcial del cable gira durante el funcionamiento de la polea motriz alrededor del eje longitudinal o se destrenza. Debido a la carga que actúa en este caso, pueden producirse modificaciones estructurales que conducen a sobrelargos de diferentes cordones exteriores. Los sobrelargos se siguen transportando en el cable por la polea motriz durante los pasos repetidos de la longitud parcial del cable. Una modificación de este tipo de la estructura constructiva del cable es indeseable, puesto que puede conducir a una reducción de la carga de rotura del cable o incluso a una avería del mismo. 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 de transporte de las características indicadas en la reivindicación 1. Como cable de transporte se entiende un cable giratorio y accionado que, en algunos casos, también se denomina cable de tracción o cable motriz. Las ventajas conseguidas con la invención consisten en que los momentos de torsión, que se producen bajo carga y están condicionados por la estructura del cable, se compensan mutuamente por el trenzado de los cordones de la capa externa en sentido contrario al de los cordones portantes internos, consiguiéndose así una estructura del cable neutra exteriormente frente a la torsión. Ventajosamente la capa de cordones interna se estructura con cordones de diferentes diámetros. Una disposición alterna de cordones con diámetro grande y diámetro pequeño proporciona una capa de cordones con una sección transversal prácticamente circular y un alto grado de relleno. En total, los cordones se apoyan estrechamente entre sí soportándose mutuamente, lo que da como resultado un cableado compacto y sólido que se deforma poco en la polea motriz y no muestra tendencia al destorcido. Además, la colocación paralela de cordones superpuestos de diferentes capas proporciona contactos lineales y, por lo tanto, una presión superficial considerablemente menor en dirección transversal de los cordones. Esto es aplicable de forma análoga a las fibras de aramida de un cordón. Si las fibras sintéticas de un cordón están trenzadas en el mismo sentido en que se trenza el cordón, se consigue una mejor cohesión del cableado. Además, para prolongar la vida útil de cordones colocados paralelamente, por ejemplo con una colocación paralela de dos capas/ se ha previsto que el sentido de torsión de las fibras de los cordones de una capa de cordones sea contrario al sentido de torsión de las fibras de los cordones de otras capas de cordones. Una distribución ventajosa de las fuerzas que actúan sobre el cable de accionamiento, sobre la sección transversal completa de los cordones, se alcanza, según un tipo de ejecución preferido de la invención, debido a que los cordones exteriores y los cordones de la capa interior están trenzados en una proporción pasos de trenzado de 1,5 a 1,8. Al aplicar una carga en el cable esta proporción da por resultado una distribución homogénea de las tensiones por todos los cordones de alta resistencia, contribuyendo, por lo tanto, todos los cordones a la resistencia a la tracción del cable, debido a lo cual se consigue una gran resistencia a flexiones alternas y una larga vida útil del cable. En otras subreivindicaciones se presentan desarrollos ventajosos y mejoras de la invención indicada en la reivindicación 1. A continuación se describen con mayor detalle otras características de la invención, con ayuda de los tipos de ejecución, representados en los dibujos, de un cable de capas cruzadas realizado por trenzado ulticapa. Los dibujos muestran: - La figura 1, una representación esquemática de una instalación de ascensores con un recorrido del cable de 2:1. - La figura 2, una vista en perspectiva de un primer ejemplo de ejecución del cable de capas cruzadas de la invención. - La figura 3, una sección transversal de un segundo ejemplo de ejecución de la invención. La figura 1 muestra una representación esquemática de una instalación de ascensores con un recorrido de cable de 2:1 por dos poleas de inversión 2, 3. En esta disposición, las conexiones extremas 4 del cable de ascensor 1 no se instalan en la cabina 5 y en el contrapeso 6, sino en cada caso en el extremo superior 7 del hueco. Se puede reconocer claramente la inversión del cable bajo la carga de la cabina 5 y del contrapeso 6 a través de las dos poleas de inversión 2 y 3 y la polea de cable 8 diseñada como polea motriz. En la figura 2 se representa un primer ejemplo de ejecución del cable de ascensor 1 según la invención. Los cordones 9, 10, 11, 12 utilizados para el cable de ascensor 1 se trenzan a partir de diferentes fibras de aramida. Cada fibra de aramida, así como los propios cordones 9, 10, 11, 12, se tratan con un medio de impregnación, por ejemplo una solución de poliuretano, con el fin de proteger las fibras. La proporción de poliuretano puede ser, según el rendimiento deseado ante flexiones alternas, desde un diez a un sesenta por ciento. El cable de ascensor 1 se compone de un cordón de núcleo 9, alrededor del cual se trenzan en forma helicoidal, en un primer sentido 13 cinco cordones iguales 10, que forman una primera capa 14 de cordones y que a su vez se trenzan con diez cordones 10, 11, que forman una segunda capa 16 de cordones, en colocación paralela, con una proporción equilibrada entre torsión de la fibra y trenzado de cordones. Las fibras de aramida pueden trenzarse para formar los cordones en el mismo sentido o en sentido contrario al del trenzado de la capa a la que pertenecen. En el caso del mismo sentido de trenzado, se consigue una mejor cohesión del trenzado del cable en estado sin carga. Se puede conseguir un aumento de la vida útil si el sentido de torsión de las fibras de los cordones de la primera capa 14 de cordones, es contrario al sentido de torsión de las fibras de los cordones 10, 11 de la segunda capa 16 de cordones o viceversa. La segunda capa 16 de cordones se compone de una disposición alterna de dos tipos de cordones 10, 11, cinco de cada. Cinco cordones 11 con un diámetro mayor se apoyan de forma helicoidal sobre las concavidades de la primera capa 14 de cordones, mientras que cinco cordones 10 del mismo diámetro que el de los cordones de la primera capa 14, se apoyan sobre las cimas 17 de la primera capa 14 llenando así los intersticios 18 entre los cordones 11 adyacentes de mayor diámetro. De esta forma, el núcleo 19 del cable, de trenzado paralelo doble, tiene la segunda capa 16 de cordones con un contorno exterior prácticamente cilindrico que ofrece las ventajas descritas más adelante al actuar junto con una envolvente intermedia 20. Al estar sometido el cable de ascensor 1 a carga longitudinal, el trenzado paralelo del núcleo 19 del cable genera un momento de torsión de sentido opuesto al primer sentido 13 de trenzado.

Con el núcleo 9 del cable, se trenzan en colchadura de calabrote aproximadamente 17 cordones 12 en un segundo sentido de trenzado 15 opuesta al primer sentido de trenzado 13, formando una capa exterior de cordones 21. La relación entre los pasos de trenzado de los cordones exteriores 12 y de los cordones 10, 11 de las capas interiores 14, 16, es, en el ejemplo de ejecución representado de 1,6. En principio es ventajosa una relación de pasos de trenzado entre capas cruzadas comprendida en el rango de 1,5 a 1,8. Así, resulta un ángulo de inclinación esencialmente idéntico de los cordones 10, 11 de las dos capas interiores 14, 16 y de los cordones 12 de la capa exterior 21 con una desviación admisible en el rango de ± 2 grados. El trenzado de la capa exterior 21 genera, bajo carga, un momento de torsión que actúa en sentido contrario al segundo sentido de trenzado 15. Entre la capa exterior 21 trenzada en el segundo sentido de trenzado 15 y los cordones 10, 11 de la segunda capa 16, se encuentra una envolvente intermedia 20. Esta envolvente 20 envuelve la segunda capa 16 de cordones en forma de manguera, evitando el contacto de los cordones 10, 11 con los cordones 12. De esta forma se evita el desgaste de los cordones 10, 11, 12 por rozamiento mutuo durante el movimiento del cable de ascensor 1 sobre la polea de cable 8 y durante el desplazamiento relativo de los cordones 10, 11, 12 entre sí producido durante el citado movimiento. Otra función de la envolvente intermedia 20 consiste en la transmisión del momento de torsión generado bajo carga del cable 1 en la capa exterior 21 de cordones a la segunda capa 16 de cordones y, por lo tanto, al núcleo 19 del cable, cuyo trenzado paralelo al primer sentido de trenzado 13 y estando el cable 1 sometido a carga longitudinal genera un momento de torsión en sentido contrario al sentido de trenzado de los cordones. Para este fin, la envolvente intermedia 20 se ha inyectado o bien extrudido sobre el núcleo del cable 19 con material elásticamente deformable, como por ejemplo elastomeros de poliéster o poliuretano. Bajo la fuerza de restricción de efecto céntrico de la capa exterior de cordones la envolvente intermedia 20 se deforma elásticamente apoyándose estrechamente sobre los contornos periféricos de las capas adyacentes 16 y 21 llenando todos los intersticios 22. Su elasticidad ha de ser mayor que la de la impregnación de los cordones así como de la del material portante de dichos cordones, con el fin de evitar un deterioro temprano. Por otro lado, el alargamiento total de la envolvente intermedia 20 debería ser, en cualquier caso, mayor que el movimiento relativo de los cordones 10, 11, 12 entre sí. Al mismo tiempo se selecciona la resistencia al rozamiento entre los cordones 10, 11, 12 y la envolvente intermedia 20 con u > 0,15, de manera que prácticamente no se producen movimientos relativos entre los cordones y la envolvente intermedia 20, sino que la envolvente intermedia 20 sigue los movimientos de compensación por deformación elástica. Mediante el espesor 23 de la envolvente intermedia 20, se puede ajustar de forma controlada la distancia radial 24 desde la capa exterior 21 de cordones 12 al eje de giro del cable 1, con el fin de neutralizar así la relación de los pares de torsión de actuación contraria de la capa exterior 21 y del núcleo del cable 19 de trenzado paralelo en el cable 1 bajo carga. El espesor 23 de la envolvente intermedia 20 debe ser mayor a medida que aumenta el diámetro de los cordones 12 o bien de los cordones 9 y 10. En cualquier caso, el espesor 23 de la envolvente intermedia 20 debe dimensionarse de forma que quede asegurado un espesor de la envolvente de 0,1 mm entre los cordones 10, 11 y 12 de las capas 16 y 21 adyacentes en estado cargado, después de terminarse el proceso de fluencia, es decir, con los intersticios 22 entre cordones completamente rellenos. La envolvente intermedia 20, plásticamente deformada proporciona una transmisión uniforma de los momentos a través de toda la superficie periférica de la segunda capa 16 de cordones. Así, la fuerza de restricción de la capa exterior 21 de cordones y el momento de torsión de dicha capa exterior no se distribuyen, como hasta ahora, principalmente sobre las cimas 17 de los distintos cordones, sino por toda la superficie periférica. Se evitan puntas de fuerza y en su lugar se presentan fuerzas superficiales menores de actuación plana. El volumen de los intersticios 22 entre cordones puede minimizarse por disposición alterna de cordones de gran diámetro 11 y cordones de pequeño diámetro 10 en la segunda capa 16 de cordones . Otra variante de ejecución consiste en no envolver con una capa intermedia la segunda capa 16 de cordones como un total, sino envolver los cordones 10, 11 y/ó 12 individualmente con una envolvente de plástico con las correspondientes características elásticas. Aquí hay que tener en cuenta para el material de la envolvente un factor de rozamiento lo más alto posible. Como envolvente de protección para los cordones de fibra de aramida se ha previsto una envolvente de cable 25. Esta envolvente de cable 25 está hecha de plástico, de preferencia poliuretano, y garantiza el factor de rozamiento deseado u con la polea de cable 8. Otro requisito estricto es la resistencia a la abrasión de la envolvente de plástico, para que no se presenten daños al moverse el cable del ascensor por encima de la polea de cable 8. La envolvente de cable 25 entra con la capa exterior 21 de cordones 21 en una unión de tan buena adherencia que durante el movimiento del cable 1 sobre la polea de cable 8 y con las fuerzas de empuje y presión entre los dos, no se producen ningún movimiento relativo. Además de una envolvente de cable 25 que envuelve toda la capa exterior 21 de cordones, se puede prever para cada cordón 12 una envolvente 26 separada, totalmente cerrada. Sin embargo, el resto de la estructura del cable 1 sigue sin modificar. La figura 3 muestra una sección transversal de la estructura de un segundo ejemplo de ejecución del cable de capas cruzadas según la invención, libre de carga. En la medida de lo posible, a iguales elementos se han asignado los números de referencias del primer ejemplo de ejecución arriba descrito. También en este segundo ejemplo de ejecución la capa exterior 28 de cordones 27 está trenzada en sentido contrario a un núcleo de cable 29. La capa exterior 28 comprende trece cordones 12 y se cubre con una envolvente de cable 30. Entre la capa exterior 28 y el núcleo de cable 29 se ha previsto una envolvente intermedia 31. Esta envolvente intermedia 31 se apoya en las superficies adyacentes de la capa exterior 28 de cordones y del núcleo de cable 29 llenando por completo los intersticios 32 entre los cordones. En cuanto al material, las dimensiones y la función de la envolvente intermedia 31, es aplicable lo dicho en el primer ejemplo de ejecución referente a la envolvente intermedia 20. El núcleo de cable 29 se estructura con cordones de diferentes diámetros 33, 34, 35 de fibra de aramida, formando tres cordones 33 un núcleo alrededor del cual se trenzan los cordones 34 y 35 en secuencia alternativa y colocación paralela. Además de los ejemplos de ejecución arriba descritos, se pueden prever una o varias capas de cordones exteriores coaxiales entre si y trenzadas en capas cruzadas con la capa inferior de cordones. Además, se pueden conformar capas exteriores de cordones múltiples veces. Con vistas al efecto ventajoso conseguido con la invención, hay que tener en cuenta que los momentos de torsión que parten de las capas de cordones siempre se compensan mutuamente. El cable puede utilizarse en diferentes instalaciones de la técnica de transporte, por ejemplo en ascensores, transportadores de pozos en el sector de la minería, para grúas de carga como grúas para la construcción, grúas de fábricas y grúas de buques, funiculares y telesquís y como medio de tracción en escaleras mecánicas. El accionamiento puede tener lugar por la fuerza de rozamiento a través de poleas motrices o poleas Koeppe y también por tambores giratorios de cables, sobre los cuales se arrolla el cable.

Claims (11)

1. - -
2. REIVINDICACIONES 1.- Cable de transporte, para accionamiento mediante una polea de cable o tambor de cable alrededor de los cuales gira el cable de accionamiento abarcando un arco de circunferencia, compuesto de, como mínimo, cordones de plástico portantes trenzados entre sí formando dos capas concéntricas de cordones, caracterizado porque los cordones de una capa exterior están trenzados en capa cruzada con la capa de cordones interior adyacente. 2.- Cable de transporte según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa interior tiene cordones de diferentes diámetros .
3. 3. -Cable de transporte según la reivindicación 1, caracterizado porque los cordones consisten en fibras de aramida paralelas entre sí.
4. 4.- Cable de transporte según la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras de plástico están trenzadas en el mismo sentido que los cordones de la capa en la que se encuentran dispuestas .
5. 5. - Cable de transporte según la reivindicación 1, caracterizado porque los cordones de la capa interior están trenzados en colocación paralela con una capa adyacente de un núcleo de cable portante, siendo el sentido de torsión de las fibras de los cordones de la capa adyacente contrario al sentido de torsión de las fibras de los cordones de la capa interior de cordones .
6. 6.- Cable de transporte según la reivindicación 1, caracterizada porque los cordones exteriores y los cordones de la capa interior están trenzados en una relación de paso de 1,5 a 1,8.
7. - - 7..- Cable de transporte según la reivindicación 1, caracterizado porque entre la capa interior de cordones y la capa exterior de cordones, se ha conformado una capa intermedia deformable elásticamente para evitar el contacto de los cordones entre las capas adyacentes .
8. 8. - Cable de transporte según la reivindicación 7 , caracterizado porque la capa intermedia está conformada como una envolvente intermedia en forma de manguera que envuelve la capa interior de cordones .
9. 9.- Cable de transporte según la reivindicación 7, caracterizado porque cada cordón de la capa exterior tiene una envolvente.
10. 10. Cable de transporte según la reivindicación 7 o 9, caracterizado porque cada cordón de la capa interior tiene una envolvente.