ES2248702T3 - Zapata de freno para frenar un cable. - Google Patents
Zapata de freno para frenar un cable.Info
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Abstract
Zapata de freno (12, 13) que actúa sobre un cable (10), para un freno de un ascensor o de otro medio de transporte autopropulsado, con una capa de frenado (14, 15) que mira hacia el cable (10) a frenar, con una superficie activa total, donde la capa de frenado (14, 15) puede llevarse a una posición activa, en la que esencialmente la superficie activa total se apoya sobre el cable (10) y donde la capa de frenado (14, 15) tiene, como mínimo, dos áreas de capa (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5) donde las correspondientes áreas de capa adyacentes son de diferentes materiales caracterizada porque las superficies activas de las, como mínimo, dos áreas de capa (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5) se apoyan en la posición activa juntas sobre el cable (10) para aprovechar simultáneamente diferentes características de efecto de los materiales durante el frenado del cable (10).
Description
Zapata de freno para frenar un cable.
La presente invención se refiere a una zapata de
freno según el preámbulo de la reivindicación 1.
Tales zapatas de freno se utilizan,
especialmente, en instalaciones para limitar la velocidad de cabinas
de ascensor de ascensores de alto rendimiento. Aquí se utiliza como
cable auxiliar un cable cerrado, es decir un, así llamado, cable
limitador de velocidad llamado a continuación cable. Este cable
rodea una polea de cable de un limitador de velocidad montado en la
parte superior en un hueco de ascensor y una polea tensora instalada
en la parte inferior del hueco del ascensor y se encuentra conectado
con la cabina del ascensor a través de una palanca de disparo del
paracaídas. Si la velocidad de la cabina del ascensor sobrepasa una
cierta velocidad límite, por ejemplo aproximadamente 10 metros por
segundo, el cable del limitador de velocidad queda bloqueado por el
limitador de velocidad debido a lo cual el cable frenado acciona la
palanca de disparo del paracaídas que se desplaza junto con la
cabina del ascensor en marcha y dispara por lo tanto el paracaídas
instalado en la cabina.
Se conocen dispositivos para frenar o bien
bloquear cables con zapatas de freno que tienen un cuerpo de zapatas
de freno y una capa de frenado fijada en el mismo, con una
superficie activa que durante la frenada aprieta el cable.
Por la
US-6.371.261-B1, se conocen zapatas
de freno que consisten esencialmente en un cuerpo de zapatas de
freno y de los recubrimientos o bien capas con las superficies
activas del lado del cable a frenar, donde existen varias primeras
áreas de capas, distanciadas entre sí, entre las cuales se han
dispuesto segundas áreas de capa de otro material. Las segundas
áreas de capa sobresalen de las primeras áreas de capa de manera que
al frenar solamente las segundas áreas de capa que miran hacia el
cable entran en contacto con el cable; solamente las segundas áreas
de capa forman aquí superficies activas o bien superficies de
frenada efectivas, a no ser que estuvieran desgastadas en tal medida
que enrasaran con las primeras áreas de capa.
Una desventaja de los dispositivos de este tipo
conocidos hasta la fecha o bien de las zapatas de freno utilizadas
hasta la fecha, es que al iniciar un proceso de frenado se frena el
cable prácticamente de golpe para limitar la velocidad. Esto es, por
un lado, muy desagradable para los pasajeros de una cabina de
ascensor y, por otro lado, significa una carga temporal y
mecánicamente muy alta sobre el material, lo que lleva a un fuerte
desgaste del material.
El objetivo de la invención consiste, por lo
tanto, en proponer una zapata de freno mejorada del tipo arriba
indicado, la cual, por un lado, es resistente al desgaste y, por
otro lado, evita un frenado brusco, y en indicar una utilización de
una zapata de freno de este tipo.
Según la invención, este objetivo se alcanza con
las medidas indicadas en la reivindicación 1.
En las subreivindicaciones 2 a 10 se pueden ver
configuraciones ventajosas y desarrollos de la invención.
Las nuevas zapatas de freno están diseñadas de
manera que su capa de frenado del lado del cable consiste en, como
mínimo, dos áreas de capa hechas de materiales diferentes,
dispuestas de forma adyacente y configuradas de manera que al
frenar, es decir, cuando las zapatas de freno se encuentran en su
posición activa, las áreas superficiales de estas áreas de capa se
apoyan juntas sobre el cable. Aquí, tanto las primeras áreas de
capa, es decir, las áreas del primer material, como también las
segundas áreas de capa, es decir las áreas del segundo material,
forman superficies activas o bien superficies de frenado
efectivas.
Con las nuevas zapatas de freno se consigue
aprovechar simultáneamente las diferentes características activas
positivas de ambos materiales en relación con un tipo deseado de
frenado. Aunque al utilizar la nueva zapata de freno se prolonga en
general el recorrido de frenado, sin embargo se consigue garantizar
tanto un frenado fiable o bien una limitación de velocidad deseada o
prescrita, como también evitar un frenado brusco que representa un
desgaste del material. En total se produce una sinergia entre las
áreas superficiales de un primer material que de por sí solo
causaría un frenado brusco pero es más resistente y las áreas
superficiales de un segundo material que por sí solo causaría un
frenado más suave en caso dado un efecto de frenado demasiado suave,
pero que está muy sujeto al desgaste.
Con un dimensionamiento adecuado y una
disposición apropiada de las áreas de capa de la superficie
efectiva, formadas por los diferentes materiales, se puede optimizar
la realización del frenado.
Además, por una conformación adecuada de las
áreas de capa, en caso dado con huecos, se puede conseguir que las
partículas de rozamiento, que se producen durante el frenado por el
rozamiento entre el cable y la superficie activa de la capa de
frenado, se controlen de tal forma que no interfieren.
Como ya se ha mencionado, las áreas de capa que
miran hacia el cable o bien las áreas superficiales de limitación de
la zapata de freno se apoyan sobre el cable a frenar bajo presión,
cuando la zapata de freno se encuentra en su posición activa. Las
superficies de frenado de todas las diferentes áreas de capa están
situadas entonces, por lo menos aproximadamente, en superficies
continuas en dirección al cable, que tienen una forma esencialmente
complementaria a la superficie exterior del cable, de manera que el
cable queda rodeado durante el frenado parcialmente por las
superficies de frenado. De preferencia, el primer y el segundo
material y, en caso dado otros materiales, con los cuales se fabrica
la capa de frenado, se selecciona de manera que la superficie de
frenado también forma una superficie continua, fundamentalmente
complementaria de la superficie exterior del cable -en caso dado con
pequeños huecos- cuando la zapata de freno no adopta su posición
activa. Es decir, la capa de frenado tampoco muestra ninguna área
sobresaliente cuando la zapata de freno no está en su posición
activa. Tales áreas sobresalientes podrían estar fabricadas, por
ejemplo, de un material de fácil compresión o cualquier otro
material fácilmente deformable, de manera que la capa de frenado
solamente tomaría su forma complementaria con el cable cuando
presiona sobre él.
La nueva zapata de freno está construida, en
general, de manera que tiene un cuerpo de zapata de freno que
comprende las, como mínima, dos áreas de capa de la capa de
frenado.
En un tipo de ejecución preferido de la zapata de
freno, el mismo cuerpo de zapata de freno está hecho de uno de los
dos materiales. El cuerpo de la zapata de freno también puede estar
fabricado con otro material adecuado en forma de un bloque o una
estructura soporte.
En general, la zapata de freno esta diseñada de
manera que, aunque las áreas de capa de uno de los materiales están
unidas entre sí tienen escotaduras en el lado que mira hacia el
cable, en las cuales quedan alojadas las áreas de capa del otro
material.
Las áreas de capa de los diferentes materiales
pueden estar dispuestas en dirección del movimiento relativo entre
el cable y la zapata de freno una después de la otra y/o
transversalmente a esta dirección o en una configuración cualquiera,
por ejemplo en forma de espina de pez.
Las correspondientes áreas de capa adyacentes de
materiales diferentes pueden ser directamente lindantes entre sí o
estar separadas por huecos.
En un tipo de ejecución preferido de la zapata de
freno, se elige como primer material un material metálico, donde da
muy buenos resultados, por ejemplo, el bronce, especialmente el
bronce de aluminio.
El primer material también puede ser del tipo de
ebonita o goma sintética o bien un plástico reforzado, de
preferencia, con fibra.
Como especialmente ventajoso ha resultado elegir,
como mínimo, para el segundo material un material sinterizado.
En otro desarrollo de la zapata de freno, la capa
de frenado prevista para el apoyo sobre el cable puede tener, como
mínimo, un área de capa de otro material adecuado.
Otras ventajas y detalles de la invención se
describen a continuación en detalle, con ayuda de ejemplos de
ejecución y haciendo referencia a los dibujos.
Los dibujos muestran:
- La figura 1A, dos zapatas de freno según la
invención, en posición inactiva, con un cable vertical que se ha de
frenar, en corte horizontal simplificado.
- La figura 1B, las zapatas de freno
representadas en la figura 1, en posición activa, en la misma
representación que en la figura 1A.
- La figura 2A, una primera zapata de freno según
la invención, parcialmente en un corte vertical.
- La figura 2B, una segunda zapata de freno según
la invención, en la misma representación que en la figura 2A.
- La figura 2C, una tercera zapata de freno según
la invención, en la misma representación que en las figuras 2A y
2B.
- La figura 3A, una cuarta zapata de freno según
la invención, parcialmente en vista frontal.
- La figura 3B, una quinta zapata de freno según
la invención, en la misma representación que en la figura 3A.
- La figura 3C, una sexta zapata de freno según
la invención en la misma representación que en las figuras 3A y
3B.
- La figura 4, un limitador de velocidad con una
polea de cable y un dispositivo de frenado para un cable a frenar,
en una posición no frenada del cable, en vista lateral.
Las figuras 1A y 1B muestran un cable 10 y un par
de zapatas de freno con dos zapatas de freno 12, 13 previstas para
frenar o bien bloquear el cable 10. El movimiento del cable 10 con
relación a las zapatas de freno 12, 13 es aquí perpendicular al
plano del dibujo. Las zapatas de freno 12, 13 están diseñadas y
dispuestas simétricamente en forma especular en el ejemplo de
ejecución representado. Hay que señalar, además, que el número de
dos zapatas de freno y la disposición y la forma representadas son
usuales pero no obligatorios.
Cada zapata de freno 12, 13 tiene respectivamente
una capa de frenado 14, 15, con una superficie activa total que está
conformada, como mínimo aproximadamente, de forma complementaria con
la superficie exterior del cable 10. En la representación según la
figura 1A el cable 10 no está frenado, las zapatas de freno 12 y 13
no se encuentran en su posición activa y las superficies activas de
las capas de frenado 14 y 15 de las zapatas de freno 12, 13
previstas para el apoyo sobre el cable 10, no contactan aquí con el
cable 10. En la representación según la figura 1B, el cable 10 está
frenado, las zapatas de freno 12 y 13 se apoya bajo presión sobre el
cable 10 de manera que la superficie activa total de las capas de
frenado 14 y 15 previstas para el apoyo sobre el cable 10, contactan
con el cable 10.
En la figura 2A se ha representado una sola
zapata de freno 12 que se puede desplazar en dirección de una flecha
B para realizar un frenado, mientras que la dirección del movimiento
relativo del cable 10 y de la zapata de freno 12 está indicado con
una flecha doble A.
La zapata de freno 12 representada en la figura
2A comprende un cuerpo de zapata de freno 16 con la capa de frenado
14, limitada por la superficie activa total prevista para el apoyo
sobre el cable 10. La capa de frenado 14 tiene varias áreas de capa
de diferentes materiales. En la parte de la zapata de freno 12
representada en la figura 2A se pueden ver las cinco áreas de capa
14.1 a 14.5 adyacentes de la capa de frenado 14. Las áreas de capa
14.1, 14.3, 14.5 están formadas por un primer material, es decir el
material del cuerpo de zapata de freno 16 mismo. Las áreas de capa
14.2, 14.4 están formadas por otro material; constituyen superficies
exteriores de insertos 18 sujetos en escotaduras 20.2 o bien 20.4
del cuerpo de zapata de freno 16, donde las escotaduras 20.2 o bien
20.4 parten desde la superficie activa que limita la capa de frenado
14 y se extienden dentro del cuerpo de zapata de freno 16.
Las características de acción -positivas para el
tipo de frenado o bien bloqueo previsto de un limitador de
velocidad- de los dos materiales son diferentes. Mediante su
sinergismo al apoyarse sobre el cable 10, se pueden aprovechar
simultáneamente las características de acción específicas de ambos
materiales. Con un dimensionamiento adecuado de toda la capa de
frenado 14 y de las distintas áreas de capa 14.1 a 14.5 se puede
controlar el tipo y el desarrollo del frenado. Las dimensiones de
las diferentes áreas de capa pueden ser iguales o diferentes.
La fijación de los insertos 18 en el cuerpo de
zapata de freno 16 puede realizarse de cualquier forma,
especialmente en arrastre de fuerza o por arrastre de forma. Como
ejemplo de posibles uniones se nombran los adhesivos y elementos de
unión mecánicos como, por ejemplo, tornillos o remaches. También se
puede utilizar un diseño en forma de cola de milano como se ha
representado en la figura 2A para el inferior de los insertos 18.
También es adecuado un asiento a presión o bien un ajuste por
contracción.
La figura 2B muestra una zapata de freno 12
individual con un cuerpo de zapata de freno 16. Todas las áreas de
capas 14.1 a 14.5 de la capa de frenado 14 quedan formadas aquí por
superficies exteriores de insertos 18 fijados en el cuerpo de zapata
de freno 16. Aquí, las áreas de capa 14.1, 14.3, 14.5 están hechas
de un primer material y las áreas de capa 14.2, 14.4 de un segundo
material.
En la figura 2C se ha representado otra zapata de
freno. Mientras que en las zapatas de freno de las figuras 2A y 2B,
las áreas de capa adyacentes contactan entre sí directamente en cada
caso, según la figura 2C las áreas de capa adyacentes 14.1 y 14.2,
14.2 y 14.3, 14.3 y 14.4, 14.4 y 14.5 están separadas entre sí por
huecos 22.
Las figuras 3A a 3C muestran a modo de ejemplo
otras tres variantes de la subdivisión de la superficie de frenado
14 en las áreas de capa 14.1, 14.3, 14.5 formadas por un primer
material y las áreas de capa 14.2, 14.4 formadas por un segundo
material.
La zapata de freno 12 según la figura 3A muestra
las dos áreas de capa 14.2, 14.4 formadas por insertos 18, en forma
de tiras que se extienden paralelamente a la dirección del
movimiento relativo del cable 10 y la zapata de freno 12, es decir,
en dirección de la flecha A. En esta disposición, la sección
longitudinal del cable que se encuentra, en cada caso, entre las
zapatas de freno, está en contacto, prácticamente de forma
permanente, pero solamente con partes de su contorno, con el segundo
material de la capa de frenado.
La zapata de freno 12 según la figura 3B muestra
las dos áreas de capa 14.2, 14.4 formadas por insertos 18, en forma
de tiras que se extienden perpendicularmente a la dirección del
movimiento relativo del cable 10 y de la zapata de freno 12. En esta
disposición, la sección longitudinal del cable que se encuentra, en
cada caso, entre las zapatas de freno, se encuentra,
alternativamente en el tiempo, en contacto con el primer y el
segundo material de la capa de frenado, pero con su perímetro total
o con una parte esencial de su perímetro. Las áreas de capa también
pueden disponerse en posición inclinada, por ejemplo con un ángulo
de 45º con respecto a la flecha A.
En la figura 3C se ha representado una zapata de
freno en la que las áreas de capa 14.2, 14.4 están dispuestas en la
capa de frenado 14 en una configuración en forma de espina de
pez.
La figura 4 muestra detalles de un dispositivo
para frenar o bien bloquear el cable -no representado- con zapatas
de freno 12, 13 de acuerdo con la invención.
En la figura 4 se ha representado un limitador de
velocidad de ascensor con una polea de cable 30 para un cable de
limitación de la velocidad. La polea de cable 30 tiene dos pesas de
regulación 32 que actúan junto con una palanca 33. De las dos
zapatas de freno 12, 13 previstas para frenar el cable, la zapata de
freno 12 está fija, y la zapata de freno 13 está guiada a través de
barras en forma de paralelograma con muelles 34, de manera que en
posición levantada está alejada del cable -no representado- y de la
zapata 12. En esta posición levantada queda sujeta por un saliente
montado en un primer brazo, en este caso vertical, de la palanca
33.
Esta posición se adopta cuando la velocidad del
cable de limitación de la velocidad está por debajo de una
determinada velocidad límite. En caso de sobrevelocidad, es decir,
si la velocidad del cable de limitación de velocidad sobrepasa la
velocidad límite, las dos pesas de regulación 32 se mueven
radialmente desde el eje central de la polea de cable 30 hacia el
exterior y contactan entonces con el segundo brazo de la palanca 33
provisto de escotaduras. Debido a ello, la palanca 33 gira -en la
figura 4 en sentido de las agujas del reloj- debido a lo cual el
saliente mencionado se mueve hacia la izquierda y deja caer la
zapata de freno 13 que ahora ya no tiene apoyo. Debido a la acción
de las barras oblicuas en forma de paralelograma con los muelles 34
se conduce la zapata de freno 13 contra el cable y la otra zapata de
freno 12 y es arrastrada por el cable hacia abajo hasta un tope.
Como consecuencia de la componente horizontal del movimiento, el
cable queda aprisionado entre las dos zapatas de freno 12, 13,
quedando la fuerza de apriete limitada por los muelles 34 de las
barras en forma de paralelogramo.
La nueva zapata de freno es especialmente, pero
no exclusivamente adecuada para su utilización en frenos de cables
de ascensores, por ejemplo para frenar un cable de limitación de
velocidad o para frenar los cables portantes de la cabina del
ascensor y del contrapeso. Sin embargo, también puede utilizarse en
otros medios de transporte accionados por cable como, por ejemplo,
en el caso de funiculares.
Claims (10)
1. Zapata de freno (12, 13) que actúa sobre un
cable (10), para un freno de un ascensor o de otro medio de
transporte autopropulsado, con una capa de frenado (14, 15) que mira
hacia el cable (10) a frenar, con una superficie activa total, donde
la capa de frenado (14, 15) puede llevarse a una posición activa, en
la que esencialmente la superficie activa total se apoya sobre el
cable (10) y donde la capa de frenado (14, 15) tiene, como mínimo,
dos áreas de capa (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5) donde las
correspondientes áreas de capa adyacentes son de diferentes
materiales caracterizada porque las superficies activas de
las, como mínimo, dos áreas de capa (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5)
se apoyan en la posición activa juntas sobre el cable (10) para
aprovechar simultáneamente diferentes características de efecto de
los materiales durante el frenado del cable (10).
2. Zapata de freno (12, 13) según la
reivindicación 1,
caracterizada porque la superficie activa
total de la capa de frenado (14, 15) es continua, como mínimo de
forma aproximada, y es complementaria con el cable (10), cuando la
zapata de freno (12, 13) no adopta su posición activa.
3. Zapata de freno (12) según la reivindicaciones
1 o 2,
caracterizada porque tiene un cuerpo de
zapata de freno (16) que comprende las, como mínimo, dos áreas de
capa (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5) de la capa de frenado (14).
4. Zapata de freno (12) según una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada porque el cuerpo de zapata
de freno (16) forma, como mínimo, una de las áreas de capa (14.1,
14.3, 14.5) de la capa de frenado (14).
5. Zapata de freno (12) según una de las
reivindicaciones 1 a 4,
caracterizada porque el área de capa
(14.1, 14.3, 14.5) compuesta por uno de los materiales, tiene, como
mínimo, una escotadura en la cual se aloja un inserto (18) que forma
la otra área de capa (14.2, 14.4) compuesta por el otro
material.
6. Zapata de freno (12) según una de las
reivindicaciones 1 a 5,
caracterizada porque las áreas de capa de
la capa de frenado (14) adyacentes, formadas por los diferentes
materiales, lindan directamente entre sí.
7. Zapata de freno (12) según una de las
reivindicaciones 1 a 6,
caracterizada porque como mínimo se han
dispuesto secciones de las áreas de capa de la capa de frenado (14)
formadas por los diferentes materiales, en dirección del movimiento
relativo (A) entre el cable (10) y la zapata de freno (12), una
detrás de otra y/o transversalmente a esta dirección
(A).
(A).
8. Zapata de freno (12, 13) según una de las
reivindicaciones 1 a 7,
caracterizada porque un primer material es
un material metálico, por ejemplo bronce, de preferencia bronce de
aluminio, o un material no metálico, por ejemplo un plástico, de
preferencia reforzado con fibra.
9. Zapata de freno (12, 13) según una de las
reivindicaciones 1 a 8,
caracterizada porque un segundo material,
es un material sinterizado, por ejemplo, bronce de grafi-
to.
to.
10. Zapata de freno (12) según una de las
reivindicaciones 1 a 9,
caracterizada porque la capa de frenado
(14) tiene, como mínimo, un área de capa de otro material, la cual
se apoya en la posición activa sobre el cable, y/o porque la capa de
frenado (14) tiene un hueco (22) entre áreas de capa adyacentes
(12.4, 12.5).
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