Elemento de suspensión y tracción, ascensor y procedimiento de control de la adherencia de dicho elemento a una polea.

Elemento de suspensión y tracción, ascensor y procedimiento de control de la adherencia de dicho elemento a una polea.

La presente invención se refiere a un elemento de suspensión y tracción con control activo de adherencia que comprende una sección portante de cargas (1) provista de al menos un hilo y una funda (2) que recubre al menos parcialmente la sección portante, caracterizado porque la funda comprende una matriz de material polimérico y paramagnético y partículas magnéticas dispersas en dicha matriz en una proporción de al menos el 10% en volumen. La invención se refiere también a un sistema y un ascensor que incorporan dicho elemento y un procedimiento de control de la adherencia.

Elemento de suspensión y tracción, ascensor y procedimiento de control de la adherencia de dicho elemento a una polea.

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a cables, correas, cintas u otros elementos de suspensión y tracción usados en ascensores, cabinas de teleférico y funiculares. En particular, la invención se refiere a un elemento de suspensión y tracción donde la sección portante de cargas se encuentra recubierta al menos parcialmente de una funda, comprendiendo dicha funda una matriz polimérica paramagnética y partículas magnéticas.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Durante el funcionamiento normal de los sistemas de suspensión y tracción, por ejemplo ascensores, es deseable que la adherencia entre elementos de suspensión y tracción y las poleas de tracción sea muy alta, pues de esta manera aumenta la capacidad de tracción. Sin embargo, existen casos en los que interesa minimizar dicha capacidad de tracción:

1. Para evitar el posible arrollamiento de la cabina fuera de su recorrido nominal, interesa que en determinados casos los cables deslicen sobre la polea tractora. El caso más conocido es el citado en la norma EN81-1 "Contrapeso apoyado en los amortiguadores". Estando la cabina en la planta superior, a pesar de que la polea de tracción siga en movimiento en sentido ascendente de la cabina, el cable debe deslizar en la polea para que la cabina no suba. Por consiguiente, en este caso interesa que la adherencia entre la polea tractora y el cable sea baja, para que el cable deslice y así evitar accidentes.

2. Cuando existe una polea de desvío en el sistema, el alineamiento del cable respecto a las gargantas de la polea de desvío debe ser máximo, ya que cualquier ángulo de desviación (fleet angle) causa una rotación en el cable que provoca esfuerzos de torsión no deseados (figuras 1a y 1b), especialmente en caso de cables recubiertos con una funda polimérica. En la práctica no siempre es posible evitar totalmente estas desviaciones. En estos casos, el cable al entrar en contacto con la polea, primero toca un lateral de la garganta (en un punto más alto o bajo en función de la magnitud del ángulo de desviación) para luego, deslizándose y rotando, llegar hasta el fondo de la garganta. La rotación del cable es indeseable, ya que si existen

rotaciones, se somete al cable a esfuerzos para los que no ha sido diseñado. Por ello, es ventajoso que la adherencia entre cable y polea en estos casos sea mínima, como se explica en EP1657208A1.

Otro problema conocido en el estado del arte es el que se presenta en las poleas de desvío debido a la desigualdad de tensiones entre los diferentes cables. Esta diferencia de tensiones hace que los cables avancen diferente de forma tangencial en las gargantas de la polea, lo cual puede verse acentuado debido a la adherencia entre cable y polea. Este fenómeno es indeseable particularmente en cables recubiertos ya que entre otros fenómenos, se produce ruido.

Es deseable por lo tanto, disponer de sistemas donde la adherencia entre elementos de suspensión y tracción y poleas sea variable y controlable.

Los materiales magnetorreológicos responden a la aplicación de un campo magnético con un cambio en su comportamiento mecánico y están formados por partículas magnetizables en una matriz paramagnética. Este cambio se debe a las fuerzas magnéticas originadas por las interacciones entre los dipolos magnéticos provocados por la aplicación de un campo magnético externo.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es proporcionar un elemento de tracción y suspensión cuya adherencia pueda ser controlada activamente dependiendo del tipo de contacto (entre elemento y polea de suspensión o de tracción), área de contacto (función del diámetro de la polea, geometría de las gargantas de la polea y ángulo de abrazamiento) y de las condiciones de trabajo del elemento (funcionamiento normal o arrollamiento). El elemento de suspensión y tracción de la invención comprende para ello una sección portante de cargas provista de al menos un hilo y una funda que recubre al menos parcialmente la sección portante, donde la funda comprende una matriz de material polimérico y paramagnético y partículas magnéticas dispersas en dicha matriz en una proporción de al menos el 10% en volumen, en un ejemplo preferencial, al menos un 15%. Preferente, pero no necesariamente, las partículas serán esféricas y tendrán una dimensión de entre 10 y 105 nm., y la matriz será de poliuretano termoplástico elastomérico. Las partículas magnéticas pueden ser de uno o varios de los siguientes materiales: hierro, ferritas, magnetitas, granates, níquel, cobalto, o mezclas de éstos. La invención comprende también un sistema que incorpora poleas y dicho elemento, un ascensor y un procedimiento de control de adherencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña la siguiente descripción de un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo se ha representado lo siguiente:

La figura 1 ilustra la rotación de un cable en la polea de desvío debido a desviaciones del cable.

La figura 2 es una puesta en práctica de la invención en forma de cable.

La figura 3 muestra distintas secciones posibles elemento de suspensión y tracción de la invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Como se puede apreciar en la figura 2, el elemento de tracción y suspensión de la invención comprende una sección portante de cargas (1) recubierta total o parcialmente de una funda de material polimérico paramagnético (2) a la que se añaden partículas magnéticas en una proporción de al menos el 10% en volumen.

Dentro de los materiales poliméricos la matriz será elastomérica ya que su elasticidad permite que el efecto magnetorreológico sea importante. Preferentemente se usa una matriz de TPU (Poliuretano termoplástico elastomérico) ya que presenta un buen comportamiento desde el punto de vista de adherencia en sistemas cable-polea.

La sección portante de cargas puede incluir un solo hilo o una pluralidad de los mismos, con iguales o diferentes características (material, recubrimiento, dureza, rigidez...).

El tamaño de las partículas es, preferente pero no necesariamente, entre 10 y 105 nm. Las mismas pueden ser de forma acicular, esférica, octaédrica, cúbica, de escamas. En un ejemplo preferencial, la forma esférica es la preferida, ya que desde el punto de vista de fatiga del elemento de suspensión y tracción presenta el mejor compromiso de vida- propiedades.

En la figura 2 se muestra una puesta en práctica de la invención en forma de cable, donde la funda rodea a la sección portante. La sección portante se compone de diversos cordones formados por hilos. En la figura 3 se aprecian otras puestas en práctica: un cable donde la

funda no solo rodea a la sección portante, sino que también está presente entre cordones y una puesta en práctica donde el elemento de suspensión y tracción es una cinta.

El elemento de suspensión y tracción puede ser fabricado utilizando diferentes procesos. La selección dependerá del tipo de material polimérico empleado en la matriz:

Proceso de extrusión con material termoplástico con partículas magnéticas.

Proceso de pultrusión aplicado a una matriz polimérica con partículas magnéticas cuyo curado se realiza con un agente vulcanizante.

- Proceso de pultrusión aplicado a una matriz polimérica con partículas magnéticas cuyo curado se realiza a temperatura ambiente.

Para el sistema completo, existen las siguientes posibilidades (nos referiremos a cables aunque las mismas puestas en práctica son aplicables a todo tipo de elementos de suspensión y tracción):

Polea de tracción:

Durante el funcionamiento normal de un ascensor, se quiere que haya una buena adherencia, para que todo el par del motor se transmita al cable. Para ello, se aplicará un campo magnético radial (respecto de la polea) desde el interior de la polea mediante el uso de un electroimán.

Sin embargo, fuera del recorrido nominal de la cabina, para evitar el arrollamiento de la cabina, se requiere una baja adherencia. Para controlar la adherencia se colocan electroimanes en la parte exterior de la polea a lo largo de un arco de longitud igual a la longitud del cable en contacto con la polea. La longitud de cable en contacto con la polea depende del diámetro de la misma y del ángulo de abrazamiento.

Polea de desvío:

En el caso de la polea de desvío, siempre interesa que la adherencia...

1. Elemento de suspensión y tracción con control activo de adherencia que comprende una sección portante de cargas (1) provista de al menos un hilo y una funda (2) que recubre al menos parcialmente la sección portante, caracterizado porque la funda comprende una matriz de material polimérico y paramagnético y partículas magnéticas dispersas en dicha matriz en una proporción de al menos el 10% en volumen.

2. Elemento de suspensión según la reivindicación 1 caracterizado porque la proporción de partículas magnéticas es de al menos el 15% en volumen.

3. Elemento de suspensión y tracción según las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque las partículas son esféricas.

4. Elemento de suspensión y tracción según las reivindicaciones 1-3 caracterizado porque las partículas tienen una dimensión de entre 10 y 105 nm.

5. Elemento de suspensión y tracción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la matriz es de poliuretano termoplástico elastomérico.

6. Elemento de suspensión y tracción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas magnéticas son de uno o varios de los siguientes materiales: hierro, ferritas, magnetitas, granates, níquel, cobalto, o mezclas de éstos.

7. Sistema de suspensión que comprende una polea de tracción y/o desvío y un elemento de suspensión y tracción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la polea o poleas están provistas en su parte exterior y/o interior de electroimanes capaces de producir un campo magnético variable perpendicular al elemento de suspensión a lo largo de toda la longitud del elemento en contacto con la polea.

8. Sistema según la reivindicación 7 caracterizado porque el campo magnético producido por los electroimanes es de al menos 1mT.

9. Ascensor que comprende un sistema de suspensión y tracción según cualquiera de las reivindicaciones 6-8.

10. Procedimiento de control de la adherencia a una polea de un elemento de suspensión y tracción según las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se aplica un campo magnético controlable de manera perpendicular al elemento de suspensión y tracción.