PT672781E

PT672781E - Cabo para servir de orgao de suspensao para ascensores

Info

Publication number: PT672781E
Application number: PT95101891T
Authority: PT
Inventors: Claudio De Angelis; Ernst Ach
Original assignee: Inventio Ag
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 2000-04-28
Also published as: NZ270477A; PL307384A1; CN1121040A; CN1049401C; BR9500779A; JPH07267534A; NO310042B1; CA2142072C; AU682743B2; MXPA95001137A; JP3177397B2; DE59507263D1; CA2142072A1; DK0672781T4; RU95102775A; CZ282660B6; EP0672781A1; FI950936A0; CZ52395A3; FI950936A

Description

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DESCRIÇÃO "CABO PARA SERVIR DE ÓRGÃO DE SUSPENSÃO PARA ASCENSORES" \ A invenção refere-se a um cabo para servir de órgão de suspensão para ascensores, em que uma das pontas do cabo está ligada a uma cabina oU a um dispositivo de recepção de carga e em que os cordões portantes do cabo são constituídos por fibras sintéticas que são envolvidas a toda a volta por um invólucro de matéria sintética.

Até à data utilizam-se na construção de ascensores cabos de aço que se encontram ligados às cabinas ou aos dispositivos de recepção de carga e aos contrapesos na relação de 1:1, no caso mais simples. A utilização de cabos de aço acarreta no entanto alguns inconvenientes. 0 elevado peso próprio do cabo de aço põe limites à altura de elevação de uma instalação de ascensores. Para além disso o coeficiente de atrito entre a polia motriz, que é metálica, e o cabo de aço é tão reduzido que se torna necessário aumentar o coeficiente de atrito por intermédio de diversas medidas apropriadas, tais como contornos especiais dos sulcos ou forros especiais dos sulcos da polia motriz ou ainda através do aumento do ângulo ao longo do qual a polia motriz é abraçada. Além disso o cabo de aço disposto entre o accionamento e a cabina do ascensor tem o efeito de uma ponte de transmissão de ruído, o que significa na prática uma redução do conforto de utilização do ascensor. Para reduzir estes efeitos indesejados torna-se necessário prever medidas elaboradas de carácter construtivo. Acresce que, em comparação com os cabos de fibras sintéticas, os cabos de aço suportam um menor número de ciclos de flexão, além de estarem expostos à corrosão e se tornar necessário efectuar regularmente a sua manutenção. 1 u, ^

Pela patente CH-PS 495 911 ficou a ser conhecido um aro de inserção que serve para forrar os sulcos de apoio dos cabos de aço de roldanas para teleféricos e ascensores, forro esse que é constituído por um material elástico, para amortecer os ruídos e para poupar os cabos de aço. Para assegurar uma melhor dissipação do calor intrínseco, o aro de inserção é composto por vários segmentos individuais espaçados entre si. A dilatação do aro de inserção, que é consequência do aquecimento, é compensada pela diminuição dos afastamentos existentes entre os diferentes segmentos. Quando solicitado por acção do cabo de aço, o material elástico pode desviar-se para dentro das incisões, sendo deste modo por assim dizer aliviado, de modo que não se verifica a ocorrência de fissuras no sulco para cabo. Havendo desgaste localizado do aro de inserção, torna-se necessário substituir alguns dos segmentos.

De acordo com a invenção atrás descrita continua a utilizar-se como meio de suspensão um cabo de aço que apresenta os in-1 convenientes de início referidos. Além disso e devido ao reduzido comprimento da superfície de contacto com a roldana para cabo, em comparação com o comprimento do cabo de aço, o forro elástico sofre um forte desgaste, pelo que se torna necessário substituí-lo frequentemente, o que acarreta elevados custos de manutenção.

Pela patente DE 24 55 273 ficou a ser conhecido um cabo para guindastes feito de matéria sintética, do qual se afirma que tem uma elevada vida útil, nomeadamente quando corre permanentemente sobre pequenas roldanas para cabo. Cordões individuais de matéria sintética são torcidos de modo a formar um cabo, o qual é envolvido por uma bainha de matéria sintética em forma de tubo elástico.

Na prática o cabo atrás descrito não pode ser utilizado como meio de suspensão para ascensores ou para cargas movido por um accionamento apropriado. A bainha em forma de tubo flexível 2 p u, ^ que envolve os cordões do cabo não permite que o mesmo seja trac-cionado. As forças de aderência entre a bainha em forma de tubo flexível e os cordões é tão reduzida que a carga teria de ser principalmente suportada pela bainha, o que conduziria a deslocamentos não controláveis da bainha e em consequência disso a uma rotura da mesma passado pouco tempo, pelo que o cabo seria totalmente desconjuntado. De igual modo, ao fazer passar à tracção o cabo por cima da polia motriz, só a bainha é accionada, permanecendo os cordões na mesma posição. Além disso os espaços ocos de grandes dimensões existentes entre os cordões do cabo provocam uma deformação do cabo quando este se encontra sujeito a uma carga, com a consequência de os cordões se deslocarem uns em relação aos outros, ao que o cabo se torce e salta para fora dos sulcos da polia motriz quando é aliviado. A invenção tem o objectivo de propor um cabo do tipo de início referido para servir de órgão de suspensão para ascensores, que não apresente os inconvenientes atrás apontados e o qual proporcione um aumento do conforto de utilização do ascensor. De acordo com a invenção, este objectivo atinge-se pela adopção das características enunciadas na reivindicação 1.

As vantagens obtidas pela aplicação da invenção residem essencialmente no facto de um cabo de fibras sintéticas revestido de um invólucro e constituído por várias camadas, cujos cordões não são tratados ou então são tratados com um agente impregnante, apresentar uma capacidade de carga substancialmente maior e ser praticamente isento de manutenção em comparação com cabos de aço.

As medidas enunciadas nas reivindicações secundárias permitem obter aperfeiçoamentos vantajosos, bem como melhoramentos do cabo de fibras sintéticas revelado na reivindicação 1. 0 invólucro do cabo de fibras sintéticas produz um maior coeficiente de atrito em relação à polia motriz, de modo que o ângulo ao longo do qual o cabo abraça a polia pode ser menor. 0 coeficiente de 3

V

L·, ^ atrito pode ser influenciado por meio de uma estrutura diferenciada da superfície exterior do invólucro. Isto permite uniformizar as polias motrizes, uma vez que já não se torna necessário prever formas diferenciadas para os sulcos. Nos cabos de aço o diâmetro da polia motriz terá de ter quarenta vezes o diâmetro do cabo. Utilizando cabos de fibras sintéticas, a estrutura dos mesmos permite escolher polias motrizes com diâmetros significativamente menores. Os cabos de fibra sintética permitem, quando comparados com cabos de aço e tomando como base os mesmos diâmetros, um número substancialmente maior de flexões alternadamente num sentido e no outro. 0 peso reduzido do cabo de fibras sintéticas em relação a um cabo de aço permite, para além da redução do número de cabos de compensação, uma redução substancial da massa do peso tensor. As melhorias acima indicadas resultam, em termos de dimensionamento do accionamento, num binário de arranque e num binário de rotação menor, com a consequência de também a corrente de arranque e o consumo de energia do accionamento baixarem. Isto por sua vez permite reduzir o tamanho construtivo dos motores de accionamento. Além disso não existem quaisquer transmissões de frequências num cabo deste tipo de construção, pelo que não haverá qualquer excitação da cabina através do cabo, o que por sua vez, para além do aumento do conforto de utilização do ascensor, permite também reduzir as medidas de carácter construtivo tendentes a melhorar a insonorização da cabina.

No desenho encontra-se representado um exemplo de realização da invenção, que será de seguida explicado mais em pormenor. As figuras mostram:

Fig. 1 uma vista em corte do cabo de fibras sintéticas de acordo com a invenção,

Fig. 2 uma representação em perspectiva do cabo de fibras sintéticas de acordo com a invenção, 4

Fig. 3 uma representação esquemática de uma instalação de ascensores,

Fig. 4 uma representação esquemática de uma instalação de ascensores com uma desmultiplicação de 2:1 e

Fig. 5 um excerto em corte transversal de uma polia motriz, na qual se encontra assente um cabo de fibras sintéticas de acordo com a invenção. A fig. 1 mostra em corte um cabo de fibras sintéticas 1 de acordo com a invenção. Um invólucro 2 estende-se em torno da camada exterior de cordões 3. 0 invólucro 2 de matéria sintética, que será de preferência de poliuretano, aumenta o coeficiente de atrito do cabo 1 em relação à polia motriz. A camada exterior de cordões 3 deve apresentar forças de aderência tão elevadas em relação ao invólucro 2 que este não se desloca relativamente aos cordões, nem forma bojos de recalcamento devido aos esforços de compressão que se verificam quando o cabo 1 é submetido à carga. Estas forças de aderência são obtidas por meio de um processo de injecção ou de extrusão do invólucro de matéria sintética 2 de modo a preencher todos os espaços livres compreendidos entre os cordões 4, sendo deste modo formada uma grande superfície de retenção. Os cordões 4 são produzidos a partir de fibras individuais de aramida 5 torcidas ou entrançadas. Cada um dos cordões 4 é tratado com um agente de impregnação, por exemplo uma solução de poliuretano, para a protecção das fibras 5. A capacidade de o cabo 1 suportar flexões alternadamente num sentido e no outro depende da quota-parte de poliuretano de cada cordão 4. Quanto maior for a quota-parte de poliuretano tanto maior será a capacidade de suportar flexões alternadamente num sentido e no outro. Uma quota-parte crescente de poliuretano reduz no entanto a capacidade de carga ê o módulo de elasticidade do cabo de fibras sintéticas 1. A quota-parte de poliuretano para impregnação dos cordões 4 pode situar-se por exemplo entre dez e sessenta por cento, con- 5 t forme a capacidade de flexão alternada pretendida. De maneira conveniente os cordões individuais 4 podem também ser protegidos por uma bainha entrançada feita de fibras de poliester.

Para evitar um desgaste dos cordões sobre a polia motriz por efeito do atrito produzido entre os mesmos, intercala-se entre a camada exterior de cordões 3 e a camada interior de cordões 6 uma bainha intermédia 7 que reduz o atrito. 0 mesmo efeito redutor de atrito pode ser obtido tratando com silicone os cordões 4 que se encontram por debaixo da referida bainha. Isto faz com que na camada exterior de cordões 3 e na camada interior de cordões 6, que executam a maior parte do movimento relativo durante a flexão do cabo em torno da polia motriz, se consiga alcançar um desgaste reduzido. Uma outra maneira de impedir o desgaste devido à fricção dos cordões 4 poderá ser a de prever uma massa de enchimento elástica que liga os cordões 4 uns aos outros, sem reduzir demasiado a flexibilidade do cabo 1.

Contrariamente ao que acontece com os cabos que se destinam unicamente a movimentos de tracção torna-se necessário que os cabos para ascensores sejam torcidos ou entrançados de maneira muito compacta, para que não se deformem ao passar sobre a polia motriz e comecem a torcer-se devido ao efeito de torção intrínseco ou de desvio. Por esse motivo os interstícios e espaços ocos existentes entre as diferentes camadas de cordões 4 são preenchidos com cordões de enchimento 9 que têm um efeito de apoio em relação aos outros cordões 4. Obtém-se deste modo uma camada de cordões 6 com uma forma quase circular, e isto através do aumento do grau de enchimento com cordões. Estes cordões de enchimento 9 são feitos de matéria sintética, por exemplo de poliamida.

As fibras de aramida 4, constituídas por cadeias de moléculas com um elevado grau de orientação num determinado sentido, proporcionam uma elevada resistência à tracção. Contrariamente ao aço a fibra de aramida 5 tem no entanto uma resistência transver- 6 Γ

sal relativamente reduzida e isto devido à sua estrutura atómica.

Por este motivo não é possível utilizar presilhas de cabo vulgares do mercado, feitas de aço, para a fixação das extremidades dos cabos de fibra sintética 1, uma vez que as forças de aperto que actuam nestas presilhas reduzem fortemente a carga de rotura do cabo 1. Uma ligação de fim de cabo apropriada para cabos de fibra sintética 1 é já bem conhecida pela patente PCT/CH 94/00044. A fig. 2 mostra uma representação em perspectiva da estrutura do cabo de fibra sintética de acordo com a invenção. Os cordões 4 torcidos ou entrançados a partir de fibras de aramida são cablados camada por camada, em conjunto com os cordões de enchimento 9, em torno de uma alma 10, alternadamente com torção à esquerda e à direita. Entre uma camada interior de cordões e uma camada exterior de cordões 3 aplica-se uma bainha intermédia 7 para redução do atrito. A camada exterior de cordões 3 é envolvida pelo invólucro 2. Para conseguir um coeficiente de atrito bem definido a superfície 11 do invólucro 2 pode ser executada de maneira estruturada. A finalidade do invólucro 2 é a de assegurar o coeficiente de atrito desejado em relação à polia motriz e de proteger os cordões 4 contra danos mecânicos ou químicos e ainda contra as radiações ultravioletas. A carga é exclusivamente suportada pelos cordões 4. Quando comparado com um cabo de aço de igual secção transversal, o cabo 1 constituído por fibras de aramida 5 apresenta uma capacidade de carga substancialmente maior para um peso específico que não é mais do que um quinto ou um sexto do de um cabo de aço. Para uma mesma capacidade de carga pode portanto reduzir-se o diâmetro de um cabo de fibra sintética 1 em relação a um cabo de aço convencional. A utilização dos materiais acima indicados faz ainda com que o cabo 1 seja totalmente protegido contra corrosão. Torna-se perfeitamente desnecessário prever uma manutenção do cabo, tal como acontece nos cabos de aço, que têm de ser lubrificados. 7

Uma outra forma de realização do cabo de fibra sintética 1 refere-se a uma outra forma de configuração do invólucro 2.

Em vez de utilizar um invólucro 2 que envolve toda a camada exterior de cordões 3, cada cordão individual 4 é provido de uma bainha separada, fechada a toda a volta e de preferência feita de poliuretano ou de poliamida. A restante estrutura do cabo de fibra sintética 1 permanece no entanto idêntica à da forma de realização descrita na fig. 1 ou na fig. 2. A fig. 3 mostra uma representação esquemática de uma instalação de ascensores. Uma cabina 13 guiada ao longo de uma caixa de ascensor 12 é accionada por um motor de accionamento 14 ligado a uma polia motriz 15, que por sua vez move o cabo de fibra sintética 1 de acordo com a invenção. Na outra extremidade do cabo 1 encontra-se suspenso um contrapeso 15, que serve de órgão de compensação. 0 coeficiente de atrito entre o cabo 1 e a polia motriz 15 é então escolhido de tal maneira que a cabina 13 não pode continuar a ser movida quando o contrapeso 16 se encontra assente num pára-choques 17. A fixação do cabo 1 na cabina 13 e no contrapeso 16 efectua-se por meio de ligações de fim de cabo 18.

Sempre que o accionamento se encontrar montado no contrapeso ou na cabina, que é o caso quando se utiliza um motor linear, o coeficiente de atrito entre o cabo 1 e a polia de reenvio deverá ser tão pequeno quanto possível para manter reduzidas as per-das por atrito. Neste caso a polia de reenvio não transmite nenhum binário de accionamento ao cabo 1. Para neste caso especial obter uma redução do coeficiente de atrito, o invólucro 2 pode ser feito também de poliamida em vez de poliuretano. A fig. 4 mostra uma representação esquemática de uma instalação de ascensores com uma desmultiplicação de 2:1. Nesta disposição as ligações de fim de cabo 18 para o cabo de fibra sintética não são fixadas na cabina 13 e no contrapeso 16, mas sim na 8

V respectiva extremidade superior 19 da caixa do ascensor. A fig. 5 mostra em corte transversal o cabo de fibra sintética 1 de acordo com a invenção, assente na polia motriz 15. A forma de um sulco 20 da polia 15 acoplada ao motor de accionamen-to 15 do ascensor é de preferência semicircular para se obter uma aderência tão boa quanto possível do cabo 1. Uma vez que o cabo 1 se deforma um pouco sobre a superfície de assentamento quando está sujeito à carga, pode também escolher-se para o sulco uma secção oval. Estas formas de sulco muito simples podem ser utilizadas porque o invólucro de matéria sintética 2 garante um coeficiente de atrito suficientemente grande. Simultaneamente e devido aos coeficientes de atrito elevados é possível reduzir o ângulo ao longo do qual o cabo 1 abraça a polia motriz 15. A forma do sulco da polia motriz 15 pode ser idêntica para ascensores destinados a suportarem cargas diferentes, uma vez que o coeficiente de atrito é determinado pela estrutura superficial 11 e pelo material de que o invólucro 2 é constituído. Deste modo pode também reduzir-se um atrito demasiado grande num caso de aplicação particular, para evitar um transporte da carga quando o contrapeso se encontra assente (teste de assentamento). Adicionalmente é possível reduzir as dimensões da polia motriz 15 e isto devido ao menor diâmetro do cabo de fibra sintética 1, o que por outro lado permite prever um menor diâmetro de polia motriz. Um menor diâmetro de polia motriz condiciona um menor binário de accionamento e consequentemente um menor tamanho de motor. Também a produção e a manutenção em stock das polias motrizes 15 são significativamente simplificadas e tornadas mais económicas. A superfície de assentamento bastante grande do cabo 1 no interior do sulco 20 faz com que se obtenham igualmente pressões superficiais menores, o que prolonga substancialmente a vida útil do cabo 1 e da polia motriz 15. Além disso o cabo 1 feito a partir de fibras de aramida 5 não permite a transmissão das frequências de vibração que têm o seu ponto de partida na polia motriz 15. Não se verifica portanto uma excitação da cabina 13 através do cabo 1, excitação essa que re- 9 duz o conforto do movimento do ascensor. 0 maior coeficiente de atrito, o menor ângulo ao longo do qual o cabo abraça a polia e o reduzido peso do cabo de fibra sintética 1 permitem realizar outras reduções na área dos accio-namentos. Reduzem-se de maneira muito marcada os binários de arranque ou de accionamento necessários e os binários que actuam sobre os veios de máquinas com engrenagem desmultiplicadora. A consequência é que se tornam mais baixas as intensidades de corrente de arranque e todo o consumo de energia. Isto por sua vez permite reduzir o tamanho dos motores e das caixas de engrenagem, bem como o tamanho construtivo dos conversores que alimentam os motores.

Lisboa, 19 de Janeiro de 2000

\(iHNTC OFICIAI. DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Claims

U, REIVINDICAÇÕES 1. Cabo (1) servindo de órgão de suspensão para ascensores, em que uma das pontas do cabo está ligada a uma cabina (13) ou a um dispositivo de recepção de carga e em que os cordões por-tantes (4) do cabo (1) são constituídos por fibras sintéticas e os cordões portantes (4) da camada exterior de cordões (3) são envolvidos a toda a volta por um invólucro (2) de matéria sintética, caracterizado por a outra ponta do cabo de fibra sintética (1) estar ligada a um contrapeso e o cabo ser acci-onado por meio de uma polia motriz e ainda por o invólucro (2) do cabo de fibra sintética (1), feito de matéria sintética, preencher a partir do lado da periferia exterior do cabo também os espaços livres existentes entre os cordões portantes (4) da camada exterior de cordões (3).
2. Cabo (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o revestimento exterior (2) ser constituído por poliuretano.
3. Cabo (1) de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por os cordões (4) serem impregnados com um agente de impregnação de uma concentração específica, que poderá por exemplo ser uma solução de poliuretano.
4. Cabo (1) de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por os cordões (4) serem envolvidos por uma manga entrançada feita de fibras de poliester.
5. Cabo (1) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por entre uma camada exterior de cordões (3) e uma camada interior de cordões (6) se encontrar aplicada uma bainha intermédia (7) de matéria sintética, que tem como função a redução do atrito. 1
6. Cabo (1) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, ca-racterizado por os cordões (4) da camada interior de cordões (6) receberem um tratamento com silicone.
7. Cabo (1) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, ca-racterizado por a superfície exterior (11) do invólucro (2) ser lisa.
8. Cabo (1) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, ca-racterizado por a superfície exterior (11) do revestimento (2) ser estruturada.
9. Cabo (1) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, ca-racterizado por os cordões (4) serem torcidos a partir de fibras de aramida (5). Lisboa, 19 de Janeiro de 2000 agente oficial da propriedade industrial

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