Cable para aparatos elevadores y aparato elevador que comprende dicho cable.

Cable para aparatos elevadores que tiene baja rigidez a flexión y que permite su utilización con poleas de diámetro reducido consiguiendo un nivel de deterioro inferior al de cables convencionales, para lo cual el cable comprende al menos dos elementos resistentes (1) lineales y paralelos en toda la longitud del cable, que están situados en proximidad a un eje central (4) de la sección transversal At del cable, teniendo dicha sección transversal At un ancho a sustancialmente igual a un espesor b, donde los elementos resistentes (1) tienen unas secciones transversales at que están alineadas de forma paralela a dicho eje central (4)

Cable para aparatos elevadores y aparato elevador que comprende dicho cable.

Objeto de la invención

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a cable para aparatos elevadores y un segundo aspecto se refiere a un aparato elevador que comprende dicho cable, teniendo aplicación dichos dos aspectos en el ámbito de la elevación, y más concretamente en la industria de los ascensores, permitiendo conseguir un cable cuya rigidez a flexión es reducida, que puede ser utilizado con poleas de pequeño diámetro con un nivel de deterioro del cable inferior al de los cables existentes en la actualidad, lo que permite prolongar su vida útil.

Antecedentes de la invención

En el ámbito de la elevación, ya sea en el sector de los ascensores, o en sectores como el de grúas, es conocida la utilización de diversos tipos de cables, utilizados igualmente con diversos fines.

En la industria de la elevación, los cables son utilizados, entre otras aplicaciones, como elementos de suspensión, es decir, para sustentar o colgar cargas de los mismos, siendo frecuente para esta aplicación que el cable pase por una o varias poleas.

Al menos una de dichas poleas suele estar accionada mediante un motor, por lo que el cable, además de cumplir la aplicación o función de suspensión, cumple también una función en los medios de tracción del ascensor, actuando como elemento transmisor del par proveniente de la polea en fuerza de tracción que es utilizada para mover las cargas que comprende el sistema de elevación.

Otro tipo de aplicaciones que tienen los cables en los sistemas de elevación comprenden su empleo en sistemas de seguridad, utilizándose para unir o vincular diversos componentes de dichos sistemas de seguridad, requiriéndose igualmente en estos casos el paso de dichos cables por poleas.

En cualquier caso, en todas las aplicaciones anteriormente comentadas, durante su paso por una polea el cable pasa de una posición recta a una posición curvada, volviendo a la posición recta cuando dicho cable vuelve a salir de la polea, lo que produce que el cable esté sometido a esfuerzos de flexión, además de los de tracción debidos al peso de las diversas cargas.

Resulta igualmente conocido en el sector de la elevación, que a lo largo de su vida útil el cable pasa repetidamente un número elevado de veces por la polea, produciéndose el cambio anteriormente comentado entre la configuración recta y la configuración curvada, y viceversa, con lo que los esfuerzos internos que se producen en el cable y los que se producen entre cable y polea dan lugar a fenómenos de fatiga mecánica y de desgaste tanto exterior como interior de los cables, que a la larga, con el tiempo, producen un deterioro del cable que requiere su sustitu- ción.

Todos estos fenómenos, además de afectar a la seguridad de los medios y sistemas de elevación, tienen que ser tenidos en consideración en el diseño de los elementos y componentes de un ascensor, lo que supone un incremento en los costes de dicho ascensor, razón por la cual la industria de la elevación ha realizado diversos esfuerzos con el objeto de reducir el efecto de estos fenómenos, entre los que se encuentra una tendencia a reducir el diámetro de las poleas y mantener una relación de seguridad entre el diámetro de una polea D y el diámetro de un cable d, de forma que se reduzcan dichos efectos, mediante el cumplimiento de la siguiente expresión:

D/d ≥q 40

En cuanto a los efectos de desgaste y fatiga, la utilización de lubricantes es un factor que reduce dichos efectos, si bien dicha reducción conlleva una disminución de la capacidad de tracción del sistema cable-polea, lo cual resulta contraproducente.

Recientemente se vienen utilizando cables recubiertos de materiales poliméricos, con lo que se consigue aumentar el coeficiente de rozamiento entre el cable y la polea a la vez que se disminuye el efecto del desgaste. Estos recubrimientos han supuesto una mejora notable en la vida útil de este tipo de elementos. Por ejemplo, en las patentes Europeas no. EP 1273695, EP 1517850 y EP 1597183 se describen cables recubiertos para su utilización en sistemas de elevación.

En este sentido, la reciente utilización de cables planos, también denominados cintas o correas, supone otro avance significativo en los medios de tracción y suspensión para elevadores. La patente Europea no. EP 1023236 y las solicitudes de patente PCT no. WO 99043885 y WO 00037738 describen este tipo de cables como sistemas de tracción y suspensión, los cuales tienen un ancho o anchura a significativamente superior a su espesor o canto b.

La ventaja que tienen estos cables planos es que para una misma capacidad de tracción y suspensión tienen una rigidez a flexión inferior a la de un cable convencional. Esto es debido a que la capacidad de tracción de estos elementos depende fundamentalmente del área de su sección transversal A_t, que puede representarse mediante la siguiente expresión:

A_t = a • b

Donde a es el ancho del cable y b es su espesor.

Por otro lado la rigidez a flexión del cable depende del momento de inercia I_x de la sección transversal A_t respecto a un eje x, coincidente con la fibra neutra de dicha sección transversal A_t, es decir, en la situación en la que la flexión se produce como consecuencia del paso del cable por una polea, el eje x es un eje paralelo al eje de giro de dicha polea, con lo que el momento de inercia I_x se obtiene con la siguiente expresión:

Resulta que si se mantiene el área de una sección transversal constante, se tiene la siguiente expresión:

Si se sustituye esta fórmula en la fórmula de la rigidez a flexión, se tiene la siguiente expresión:

Lo cual viene a indicar que, para un área constante, la rigidez a flexión de un elemento de tracción longitudinal de sección transversal A_t disminuye cuando su grosor, canto o espesor b disminuye y, por tanto, su anchura a aumenta.

Se puede realizar sin dificultad un razonamiento similar al anterior para las tensiones que se producen en el interior del cable como consecuencia de la flexión a su paso por la polea, que son las tensiones que producen buena parte del deterioro del elemento de tracción, con lo que se concluye que la utilización de elementos de tracción de forma o configuración tendente a un plano es beneficiosa para conseguir sistemas de elevación más seguros, fiables y económicos.

Sin embargo, la utilización de correas en los sistemas de elevación puede dar lugar a diversos problemas e inconvenientes.

En primer lugar, una reducción de rigidez a flexión del cable produce que se originen vibraciones en la dirección perpendicular a la dimensión menor de la cinta o correa, dado que los sistemas mecánicos, en términos generales, tienen más tendencia a vibrar cuanto más flexibles sean, a no ser que se incorporen elementos que aporten amortiguación, y tiendan a atenuar o absorber dichas vibraciones con el tiempo.

Es también conocido que cuanto mayor es la relación a/b en una sección, es decir la relación entre el ancho a del cable y su espesor b, menor es la rigidez a torsión, en comparación con secciones más compactas, por lo que la vibración torsional también es más elevada en estas secciones.

Además, en secciones redondas las vibraciones torsionales pueden pasar desapercibidas debido a la simetría polar de la sección. En este mismo sentido, algunas configuraciones geométricas de instalaciones de elevación inducen un movimiento de giro sobre su propio eje del cable según las cargas se mueven verticalmente. Si la sección del cable es circular, el cable puede girar en su contacto con la polea, giro que le permite adaptarse a la configuración de la instalación. En cables con secciones no circulares dicho giro no es posible y el cable o cinta se encuentra confinado por la polea, produciendo tensiones adicionales, generalmente...

1. Aparato elevador, que comprende al menos un cable configurado para estar en contacto con una polea de tracción de tracción (5), donde dicho al menos un cable comprende al menos dos elementos resistentes (1) lineales, caracterizado porque todos los elementos resistentes (1) son paralelos en toda la longitud del cable y están situados sobre un eje central (4) de una sección transversal A_t del cable, teniendo todos los elementos resistentes (1) unas secciones transversales a_t que están localizadas en al menos una alineación, donde dicha, al menos una, alineación está alineada de forma paralela a dicho eje central (4), teniendo dicha sección transversal A_t un ancho a y un espesor b, siendo la relación entre dicho ancho a y dicho espesor b sustancialmente igual a la unidad.

2. Aparato elevador, según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un cable comprende al menos un elemento amortiguador (2) lineal que tiene una sección transversal a'_t que está situada en una zona de la sección transversal A_t del cable que está alejada del eje central (4) de dicha sección transversal A_t del cable.

3. Aparato elevador, según la reivindicación 2, caracterizado porque al menos un cable comprende al menos dos elementos amortiguadores (2) situados a ambos lados del eje central (4) de la sección transversal A_t del cable.

4. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un cable comprende una funda (3) que contiene los elementos resistentes (1), siendo dicha funda (3) de un material que tiene un coeficiente de fricción elevado, estando configurada dicha funda (3) para estar en contacto con al menos una polea (5).

5. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque al menos un cable comprende una funda (3) que contiene los elementos resistentes (1) y dicho, al menos un, elemento amortiguador (2), siendo dicha funda (3) de un material que tiene un coeficiente de fricción elevado, estando configurada dicha funda (3) para estar en contacto con al menos una polea (5).

6. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las secciones transversales a_t de los elementos resistentes (1) están operativamente distanciadas entre si en la sección transversal A_t de un cable ó en contacto.

7. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la sección transversal A_t de al menos un cable es circular.

8. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la sección transversal A_t de al menos un cable no es circular, estando configurada dicha sección transversal A_t para alojarse en una garganta (6) de una polea (5), teniendo la sección transversal A_t una forma complementaria a la de dicha garganta (6), quedando el eje central (4) en una posición paralela a un eje de giro de la polea (5), cuando dicho al menos un cable y dicha al menos una polea (5) están en contacto.

9. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos resistentes (1) comprenden hilos de acero que tienen una resistencia no inferior a 2000 N/mm² y un diámetro inferior a 0,5 mm.

10. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos resistentes (1) comprenden hilos de material sintético.

11. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque la funda (3) es de material polimérico.

12. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un cable comprende una marca visual configurada para permitir identificar la posición del eje central (4) de la sección transversal A_t del cable.

13. Aparato elevador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la polea (5) de tracción tiene un diámetro primitivo inferior a 160 mm.

14. Aparato elevador, según la reivindicación 13, caracterizado porque el diámetro primitivo de la polea (5) de tracción es inferior a 40 veces el diámetro de un circulo que circunscribe completamente los elementos resistentes (1) de un cable.