BRPI0703764B1

BRPI0703764B1 - Synthetic fiber cable, support and operation medium for a lift, elevator system with a synthetic fiber cable and process for the manufacture of a synthetic fiber cable

Info

Publication number: BRPI0703764B1
Application number: BRPI0703764-3A
Authority: BR
Inventors: Dold Florian; Bissig Adolf; Bachmann Herbert; Wirth Manfred; Noseda Tobias; Lorenz Roland; De Angelis Claudio; D'apice Alessandro
Original assignee: Inventio Aktiengesellschaft
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2017-12-12
Also published as: SG141343A1; ES2377888T3; TW200829749A; ATE533889T1; MX2007011868A; JP2008094624A; CN101153468B; KR101527970B1; RU2430207C2; CN101153468A; RU2007136047A; BRPI0703764A; US20080078157A1; US7757472B2; CA2604769A1; KR20080029909A; HK1118585A1; CA2604769C; TWI420009B; JP5260922B2

Abstract

cabo de fibra sintética e sistema de elevador para um cabo de fibra sintética deste tipo. refere-se a um cabo de fibra sintética (1),com cordões de uma camada de cordões que são distanciados reciprocamente. com o distanciamento recíproco (dl) os cordões (7) da camada de cordões externa (2) podem ser movimentados radialmente na direção do centro do cabo, e podem exercer uma pressão radial sobre os cordões (8, 9) da primeira camada de cordões interna (3). a pressão radial é transmitida pelos cordões (8, 9) da primeira camada de cordões interna (3) para os cordões (10) da segunda camada de cordões interna (4). a pressão radial é transmitida pelos cordões (10) da segunda camada de cordões interna (4) para o cordão de núcleo (5). a pressão radial aumenta da camada de cordões para a camada de cordões para dentro. o revestimento do cabo (6) macio não atua como apoio entre os cordões (7) na direção da circunferência ur.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CABO DE FIBRA SINTÉTICA, MEIO DE SUPORTE E DE ACIONAMENTO PARA UM ELEVADOR, SISTEMA DE ELEVADOR COM UM CABO DE FIBRA SINTÉTICA E PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UM CABO DE FIBRA SINTÉTICA”.

Descrição [001] A invenção refere-se a um cabo de fibra sintética, constituído de cordões dispostos torcidos em, pelo menos, uma camada de cordões, refere-se ainda a um sistema de elevador com um cabo de fibra sintética desse tipo, [002] Do documento de Patente EP 1 004 700 A2 tornou-se conhecido um cabo de fibra sintética para um sistema de elevador com cordões torcidos de várias camadas, no qual ao invés de um revestimento de material sintético extrudado, protetor está previsto um revestimento dos cordões. Os cordões de cada uma das camadas de cordões se protegem reciproca mente na direção da circunferência. Os cordões da camada de cordões externa são tratados com um meio de impregnação, que assegura uma proteção confiável contra influências do ambiente, bem como, uma resistência ao desgaste suficiente.

[003] Do documento de patente US 4 202 164 tornou-se conhecido um cabo de suporte formado de fibras de aramido. Várias fibras de aramido formam um fio, e vários fios formam um cordão. Vários cordões dispostos em torno de um cordão de núcleo formam o cabo de suporte, sendo que, os cordões são embebidos completamente em um termoplástico. Durante a fabricação do cordão os espaços ocos entre os fios são cheios com um meio lubrificante.

[004] Nesse caso, a invenção quer criar um auxílio. A invenção, soluciona a tarefa para criar um meio de suporte e de acionamento na forma de um cabo de fibra sintética, com transmissão otimizada das forças de tração da camada de cordões para camada de cordões. A invenção se refere também a um sistema de elevador com um meio de suporte e de acionamento desse tipo.

[005] As vantagens obtidas através da invenção devem ser vistas no fato de que, o cabo de fibra sintética funciona corretamente e, com isso, a durabilidade do cabo de fibra sintética é prolongada. Normalmente, o cabo de fibra sintética de acordo com a invenção é empregado como meio de tração e de acionamento, por exemplo, de um sistema de elevador, sendo que, o meio de tração e de acionamento é conduzido através de, pelo menos, uma polia de acionamento e através de polias de desvio, e precisa manter as trocas de dobra. Com o cabo de fibra sintética de acordo com a invenção também é aperfeiçoada a segurança do sistema de elevador.

[006] Durante o rolamento de um meio de tração e de acionamento através de uma polia de acionamento do acionamento do elevador são aplicadas forças de tração na direção longitudinal do meio de suporte, que resultam da diferença de peso entre o contrapeso e a cabine. Essas forças de tração precisam ser introduzidas de modo uniforme através de toda a seção transversal do meio de suporte, a fim de obter uma otimização da durabilidade e da confiabilidade do meio de tração e de acionamento ou do cabo de fibra sintética.

[007] A transmissão da força de tração ocorre através de forças de atrito entre a polia de acionamento e o revestimento do cabo. A introdução das forças de tração entre o revestimento e os cordões externos do cabo de fibra sintética é, em si, não problemática, uma vez que o revestimento está ligado fixamente com os cordões externos. As forças de tração a serem transmitidas dos cordões externos do cabo para os cordões internos, todavia é problemática, quando/se as camadas de cordões e seus cordões puderem ser deslocados um contra o outro. A transmissão de força entre os cordões externos e internos ocorre através das forças de atrito.

[008] A fim de poder transmitir forças de atrito é necessária uma força normal e um valor de atrito de uma certa altura. Com o ajuste da pressão radial de compressão dos cordões externos a força normal necessária é aplicada sobre os cordões internos. Os valores de atrito entre os cordões internos e externos são muito reduzidos, em particular, em cordões lubrificados. Mesmo no caso de cordões não lubrifica-dos, os valores de atrito se situam na faixa de μ = 0,2 até 0,45. Os valores não devem ficar abaixo dessa faixa, para que as forças de cisa-Ihamento possam ser transmitidas de forma duradoura sem alteração sustentável da estrutura do cabo. Os valores de atrito entre os cordões precisam ser relativamente altos para a transmissão de tração. Todavia, valores de atrito altos causam um desgaste aumentado dos cordões. No caso de valores de atrito muito baixos, as camadas de cordões individuais podem se deslocar uma contra a outra. A faixa do valor de atrito de μ = 0,2 até 0,45 tem-se comprovado como ideal com respeito ao desgaste e à transmissão de tração de inúmeros testes, e pode ser obtida por meio de lubrificante seco (por exemplo, pó de te-flon).

[009] A força normal necessária para a transmissão da força de tração surge através da introdução da força de tração nos cordões externos, que se contraem para dentro e exercem uma pressão radial de compressão, também denominada pressão de contração, sobre os cordões internos. Todavia, os cordões externos podem exercer somente uma pressão radial para dentro, se eles puderem se movimentar radialmente na direção do centro do cabo. Se o grau de liberdade radial for bloqueado, não pode ser exercida nenhuma pressão radial. Os cordões externos com grande diâmetro formam, com os cordões de camadas iguais, um tipo de abóbada, e não estão na situação de se movimentar radialmente mais para dentro. Por isso, na direção da circunferência precisa haver distância, em particular, entre os cordões exter- nos individuais.

[0010] O meio de tração e de acionamento de acordo com a invenção na forma de um cabo de fibra sintética é constituído de cordões dispostos torcidos em, pelo menos, uma camada de cordões, sendo que, os cordões de uma camada de cordões estão distanciados um do outro na direção da circunferência, sem que os cordões sejam acomodados.

[0011] Com auxílio das figuras anexas, a presente invenção será esclarecida em mais detalhes. São mostrados: figura 1 um cabo de fibra sintética de acordo com a invenção, figura 2 um meio de tração e de acionamento com mais que um cabo de fibra sintética e figura 3 um sistema de elevador com o cabo de fibra sintética ou meio de tração e de acionamento de acordo com a invenção.

[0012] A figura 1 mostra um cabo de fibra sintética 1 de acordo com a invenção. O cabo de fibra sintética 1 apresenta várias camadas de cordões, uma camada de cordões externa 2, uma primeira camada de cordões interna 3, uma segunda camada de cordões interna 4 e um cordão de núcleo 5. Um revestimento do cabo está designado com 6. A montagem e o diâmetro dos cordões 7 da camada de cordões externa 2 são iguais. A primeira camada de cordões interna é constituída, no diâmetro, de cordões maiores 8 e de cordões menores 9. Os cordões maiores 8 correspondem, no diâmetro, aproximadamente aos cordões 10 da segunda camada de cordões interna 4 e ao cordão de núcleo 5. Os cordões 7 da camada de cordões externa 2 são maiores no diâmetro que os cordões maiores 8 da primeira camada de cordões interna 3, e dos cordões 10 da segunda camada de cordões interna 4. Os cordões maiores 8 das camadas de cordões internas 3, 4 são maiores no diâmetro que os cordões menores 9 da primeira camada de cordões interna 3. Os cordões maiores 8 da primeira camada de cordões 3 e os cordões 10 da segunda camada de cordões interna 4 são aproximadamente do mesmo tamanho no diâmetro como o cordão de núcleo 5. Os cordões 10 da segunda camada de cordões interna 4 são torcidos em torno do cordão de núcleo 5, os cordões 8, 9 da primeira camada de cordões interna 3 são torcidos em torno da segunda camada de cordões 4, os cordões 7 da camada de cordões externa 2 são torcidos em torno da primeira camada de cordões interna 3.

[0013] Um cordão 5, 7, 8, 9, 10 é constituído de fios torcidos, que, por sua vez, são constituídos de fibras sintéticas não torcidas e unidi-recionais, sendo que, um fio é constituído, por exemplo, de 1000 fibras sintéticas, também denominadas filamentos. A direção de torção dos fios nos cordões está prevista de tal modo que, a fibra individual está alinhada na direção de tração do cabo ou no eixo longitudinal do cabo. Cada fio é impregnado em um banho de material sintético. O material sintético que envolve um fio ou um cordão também é chamado de matriz ou de material de matriz. Após a torção dos fios para formar um cordão, o material sintético dos fios é homogeneizado por meio de um tratamento térmico. O cordão apresenta, então, uma superfície do cordão lisa, e é constituído, então, de fios torcidos completamente acomodados no material sintético.

[0014] As fibras são ligadas entre si através da matriz, porém não possuem qualquer contato direto entre si. A matriz envolve ou acomoda as fibras completamente, e protege as fibras contra a abrasão e o desgaste. Condicionados pela mecânica do cabo, entre as fibras individuais e os cordões ocorrem deslocamentos. Esses deslocamentos não são convertidos através de um movimento relativo entre os filamentos, mas devido a uma dilatação reversível da matriz.

[0015] O grau de enchimento dos cordões descreve a relação de cota de fibras para a matriz. Esse grau de enchimento pode ser defini- do através da superfície parcial das fibras na seção transversal total, como também através da cota de peso das fibras no peso total. O grau de enchimento, nos cordões de aramido empregados atualmente é entre 35 - 80 por cento da superfície, ou 35 - 80% da superfície da seção transversal dos cordões é constituído de fibras e o resto de material da matriz.

[0016] O cabo de fibra sintética 1 pode ser formado de fibras químicas, como, por exemplo, de fibras de aramido, de fibras de vectran, de fibras de polietileno, de fibras de poliéster, etc. O cabo de fibra sintética 1 também pode ser constituído de uma ou de duas ou de três ou de mais que três camadas de cordões.

[0017] A figura 1 mostra o cabo de fibra sintética 1 de acordo com a invenção, no qual os cordões de uma camada de cordões estão distanciados entre si. A distância entre dois cordões 7 da camada de cordões externa 2 é designada com d1. A distância entre dois cordões 8, 9 da primeira camada de cordões interna 3 é designada com d2. A distância entre dois cordões 10 da segunda camada de cordões interna 4 é designada com d3. Por exemplo, d1 pode se situar na faixa de 0,05 mm até 0,3 mm, e d2 e d3 podem se situar na faixa de 0,01 mm até 0,08 mm. De preferência, d1 = 0,2 mm, d2 = 0,03 mm e d3 = 0,03 mm. As distâncias entre os cordões individuais é definida anteriormente através do diâmetro do cordão, do comprimento de torção e do número dos cordões de cada camada de cordões.

[0018] Com o distanciamento recíproco dos cordões de uma camada de cordões, os cordões da camada de cordões podem se movimentar livremente na direção radial r, na direção do centro do cabo. Os cordões de uma camada de cordões externa exercem uma pressão radial sobre os cordões de uma camada de cordões interna. Os cordões 7 da camada de cordões externa 2 exercem uma pressão radial sobre os cordões 8, 9 da primeira camada de cordões interna 3, como está simbolizado com as setas P2. A pressão radial é transmitida pelos cordões 8, 9 da primeira camada de cordões interna 3 para os cordões 10 da segunda camada de cordões interna 4, como está simbolizado com as setas P3. A pressão radial é transmitida pelos cordões 10 da segunda camada de cordões interna 4 para o cordão de núcleo 5, como está simbolizado com a seta P4. A pressão radial aumenta da camada de cordões para a camada de cordões para dentro.

[0019] Cada cordão 7 da camada de cordões externa 2 se apoia em dois cordões 8, 9 da primeira camada de cordões interna 3. Cada cordão menor 9 da primeira camada de cordões interna 3 se apoia em um cordão 10 da segunda camada de cordões interna 4. Cada cordão maior 8 da primeira camada de cordões interna 3 se apoia no mesmo cordão 10 que o cordão menor 9 e em um outro cordão 10 da segunda camada de cordões interna 4.

[0020] As faixas de diâmetro ou diâmetros otimizados dos cordões individuais podem ser escolhidos, por exemplo, em um comprimento de torção de 80 mm como a seguir: cordão 5: faixa de diâmetro de 1,55 mm até 1, 85 mm, diâmetro 1,66 mm; cordão 7: faixa de diâmetro de 1,85 mm até 2,15 mm, diâmetro 1,97 mm; cordão 8: faixa de diâmetro de 1,55 mm até 1, 85 mm, diâmetro 1,66 mm; cordão 9: faixa de diâmetro de 1,15 mm até 1,45 mm, diâmetro 1,28 mm; cordão 10: faixa de diâmetro de 1,45 mm até 1,75 mm, diâmetro 1,58 mm.

[0021] O revestimento do cabo 6 muito mais macio em relação aos cordões 7 chega até aproximadamente a primeira camada de cordões interna 3 e não tem nenhuma influência sobre o apoio recíproco dos cordões 7. O revestimento 6 macio atua na direção da circunferência Ur não como apoio entre os cordões 7. Os cordões 7 da camada de cordões externa 2 estão na situação de se movimentar radialmente para dentro. O material de revestimento pode se situar, por exemplo, na faixa de dureza Shore de 75A até 95A, e o material da matriz dos cor- dões pode se situar, por exemplo, na faixa de dureza Shore de 50D até 75D.

[0022] O cabo de fibra sintética 1 também pode se sair bem sem revestimento do cabo 6, todavia, a construção do cabo precisa ser ligeiramente alterada, pelo que a camada de cordões externa 2 é torcida no sentido contrário (na torção contrária) em relação às camadas de cordões internas 3, 4.

[0023] Se os cordões 7, 8, 9, 10 da respectiva camada de cordões, vistos na direção da circunferência Ur, se chocassem entre si, as forças de tração dos cordões 7 da camada de cordões externa 2 não poderíam ser transmitidas para os cordões 8, 9 da primeira camada de cordões interna 3, e dessa camada não poderíam ser transmitidas para os cordões 10 da segunda camada de cordões interna 4 e adiante para o cordão de núcleo 5.

[0024] A figura 2 mostra um meio de suporte e de acionamento para um elevador com dois cabos de fibra sintética 1 de acordo com a figura 1, que suportam a carga, envolvidos por um revestimento 12 comum em parte única, os quais formam um cabo duplo 11.0 cabo duplo 11 pode ser executado entre os cabos de fibra sintética 1, junto com o revestimento 12 como cabo plano, ou entre os cabos de fibra sintética 1 podem apresentar uma redução 13. Visto na seção transversal, na variante com a redução 13, a superfície de rolamento do cabo duplo 11 com a polia de acionamento é formada de aproximadamente um semicírculo do cabo de fibra sintética 1 e da metade da redução 13. A superfície da polia de acionamento é quase complementar ao contorno do cabo duplo 11. Também podem ser envolvidos mais de dois cabos de fibra sintética 1 por um revestimento comum e um cabo múltiplo com ou sem redução entre os cabos de fibra sintética 1.

[0025] Na figura 3 está representado um sistema de elevador designado com 100, constituído de uma cabine do elevador 103 que pode ser deslocada em um poço do elevador 102, e de um contrapeso 104. A cabine do elevador 103 com fundo 121 e teto 140 é conduzida por meio de um primeiro trilho de guia 105 e por meio de um segundo trilho de guia 106. O contrapeso 104 é conduzido por meio de um terceiro trilho de guia 107, e por meio de um quarto trilho de guia não representado. Os trilhos de guia estão apoiados em um poço do elevador 108, sendo que, as forças verticais são conduzidas para o poço do elevador 108. Os trilhos de guia 105, 106, 107 estão ligados com arcos não representados com a parede do poço. No poço do elevador 108 estão dispostos amortecedores 109, sobre os quais podem ser assentadas placas do amortecedor 110 da cabine do elevador 103 ou o contrapeso 104.

[0026] Como meio de suporte e de acionamento está previsto o cabo de fibra sintética 1 ou cabo duplo 11 de acordo com a invenção com uma guia de correia de 2:1. Se um acionamento linear 112 mecânico disposto no segundo trilho de guia 106, por exemplo, no cabeçote do poço 102.1 avançar o cabo de fibra sintética 1 ou o cabo duplo 11 por meio de uma roda de acionamento 113 em torno de uma unidade, a cabine do elevador 103 ou o contrapeso 104 se movimenta em torno de uma meia unidade. A transmissão da força de tração, como mencionado mais acima, ocorre através de forças de atrito entre a roda de acionamento e o revestimento do cabo. Uma das extremidades do cabo de fibra sintética 1 ou do cabo duplo 11 está disposta em um primeiro ponto fixo do cabo 114, e a segunda extremidade do cabo de fibra sintética 1 ou do cabo duplo 11 está disposta em um segundo ponto fixo do cabo 115. O cabo de fibra sintética 1 ou cabo duplo 11 é conduzido através de uma primeira polia de desvio 116, através de uma polia perfilada 117, através de uma segunda polia de desvio 118, através de uma terceira polia de desvio 119, através da roda de acionamento 113 e através de uma quarta polia de desvio 120. A terceira po- lia de desvio 119 disposta no segundo trilho de guia 106 apresenta um freio para a operação normal. As polias de desvio 122 do acionamento linear 112 aumentam o ângulo de enlaçamento do cabo de fibra sintética 1 ou cabo duplo 11 na roda de acionamento 113. O motor ou os motores para a roda de acionamento 113 não está ou não estão representados. A quarta polia de desvio 120 está disposta no contrapeso 104, e na montagem é comparável com a primeira polia de desvio 116 ou com a segunda polia de desvio 118.

[0027] O cabo de fibra sintética 1 ou o meio de suporte e de acionamento 11 pode ser empregado também para outros acionamentos de elevador conhecidos.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Cabo de fibra sintética (1), constituído de cordões (7, 8, 9, 10) dispostos torcidos em, pelo menos, uma camada de cordões (2, 3, 4), caracterizado pelo fato de que, os cordões (7, 8, 9, 10) de uma camada de cordões (2, 3, 4) estão distanciados entre si (d1, d2, d3) na direção da circunferência (Ur), sendo que, os cordões (7) de uma camada de cordões externa (2) podem se movimentar livremente na direção radial (r) na direção do centro do cabo (5) e exercem uma pressão radial sobre os cordões (8, 9) de uma camada de cordões (3) interna e a pressão radial aumenta para dentro de camada de cordões (2, 3, 4) para camada de cordões (2, 3, 4).

2. Cabo de fibra sintética de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, estão previstos uma camada de cordões externa (2), com cordões (7) dispostos torcidos, uma primeira camada de cordões interna (3) com cordões (8, 9) dispostos torcidos, uma segunda camada de cordões interna (4) com cordões (10) dispostos torcidos e um cordão de núcleo (5).

3. Cabo de fibra sintética de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, o distanciamento recíproco dos cordões de uma camada de cordões na direção da circunferência (Ur) é definida anteriormente através do diâmetro do cordão, do comprimento de torção e do número dos cordões de cada camada de cordões.

4. Cabo de fibra sintética de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que, o distanciamento recíproco (d1) dos cordões (7) da camada de cordões externa (2) se situa na faixa de 0,05 mm até 0,3 mm, pelo fato de que, o distanciamento recíproco (d2) dos cordões (8, 9) da primeira camada de cordões interna (3) se situa na faixa de 0,01 mm até 0,08 mm, e pelo fato de que, o distanciamento recíproco (d3) dos cordões (10) da segunda camada de cordões inter- na (4) se situa na faixa de 0,01 mm até 0,08 mm.

5. Cabo de fibra sintética de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, os cordões (7) da camada de cordões externa (2) se situam na faixa de diâmetro de 1,85 mm até 2,15 mm, pelo fato de que, os cordões (8, 9) da primeira camada de cordões interna (3) se situa na faixa de diâmetro de 1,55 mm até 1, 85 mm, ou na faixa de diâmetro de 1,15 mm até 1,45 mm, pelo fato de que, os cordões (10) da segunda camada de cordões interna (4) se situam na faixa de diâmetro de 1,45 mm até 1,75 mm, e pelo fato de que, o cordão de núcleo (5) se situa na faixa de diâmetro de 1,55 mm até 1, 85 mm.

6. Cabo de fibra sintética de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, o cordão menor (9) da primeira camada de cordões interna (3) se apoia em um cordão (10), e o cordão (10) da segunda camada de cordões (4) se apoia em um cordão (5), e os outros cordões (7, 8) se apoiam em dois cordões (8, 9,10) cada.

7. Cabo de fibra sintética de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, os valores de atrito (μ) entre os cordões (7, 8, 9, 10) se situam na faixa de = 0,2 até 0,45.

8. Cabo de fibra sintética de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, a camada de cordões externa (2) está envolvida por um revestimento de cabo (6), e o revestimento de cabo (6) chega até aproximadamente a primeira camada de cordões interna (3).

9. Cabo de fibra sintética de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que, o material de revestimento se situa na faixa de dureza de Shore 75A até 95A, e o material da matriz dos cordões se situa na faixa de dureza de Shore 50D até 75D.

10. Meio de suporte e de acionamento para um elevador com, pelo menos, dois cabos de fibra sintética (1), como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que são envolvidos por um revestimento (12) comum, em peça única.

11. Meio de suporte e de acionamento de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que, o revestimento (12) apresenta uma redução (13) entre dois cabos de fibra sintética (1).

12. Sistema de elevador (100) com um cabo de fibra sintética (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, ou com um meio de suporte e de acionamento (11) como definido em qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que, o cabo de fibra sintética (1) ou o meio de suporte e de acionamento (11) é conduzido através de uma roda de acionamento (113), e movimenta uma cabine do elevador (103) e um contrapeso (104).

13. Processo para a fabricação de um cabo de fibra sintética, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, os fios são fabricados de fibras sintéticas, sendo que, os fios são impregnados em um banho de material sintético, e vários fios torcidos formam um cordão, que após a torção dos fios são homogeneizados por meio de um tratamento térmico, sendo que, a superfície do cordão é alisada, e os fios torcidos são embebidos completamente no material sintético.