ES2200459T3 - Dispositivo para reconocer el estado de recambio por desgaste de cables de fibras sinteticas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para reconocer el estado de recambio por desgaste de un cable de fibras sintéticas (1) formado por, como mínimo, dos capas concéntricas (7, 14) de cordones de fibra de aramida portantes (3, 4, 5) trenzadas entre sí, que presenta una vida útil que depende de la carga a que se ve sometido el cable (1), con un dispositivo de indicación para la indicación del estado de recambio por desgaste y, como mínimo, dos capas de cordones concéntricas (7, 14) adyacentes trenzadas entre sí de forma cruzada, caracterizado porque el dispositivo de indicación está previsto como dispositivo (11) para reconocer la posición de rotación del cable (1) alrededor de su eje longitudinal (20).
Description
Dispositivo para reconocer el estado de recambio
por desgaste de cables de fibras sintéticas.
La invención se refiere a un dispositivo para
reconocer el estado de recambio por desgaste de cables de fibras
sintéticas, preferentemente de poliamida aromática, según el
preámbulo de la reivindicación 1.
Por el documento EP 0731 209 A1 se conoce ya un
dispositivo de este tipo para reconocer el estado de recambio por
desgaste de un cable de cordones. El cable de cordones se compone de
fibras sintéticas de alta resistencia trenzadas unas con otras en
varias capas, rodeadas por una envoltura de cable adhesiva. Para
reconocer el desgaste máximo admisible del cable interior, la
envoltura extrudida del cable está subdividida coaxialmente en
colores. La envoltura del cable muestra un desgaste por abrasión a
consecuencia del deslizamiento motivado por las diferencias de
fuerzas que se producen en la polea motriz al accionarse los cables
o bien al producir éstos accionamientos. El desgaste por abrasión de
la envoltura se relaciona con el estado de desgaste en el interior
de los cables de acuerdo con la superficie de deslizamiento definida
de los cables en la polea motriz y a base de valores empíricos. Por
consiguiente, en cuanto puede verse el color subyacente se infiere
que el desgaste del cable interior ha alcanzado el máximo admisible
y el cable ha de sustituirse dentro de un tiempo de permanencia
predeterminado.
Con el dispositivo para reconocer el estado de
recambio por desgaste hasta aquí descrito, es posible evaluar
fácilmente el estado del cable mediante un simple control visual de
la envoltura del cable. Sin embargo, la conclusión indirecta
obtenida se basa en valores empíricos. De este modo no es posible
sacar una conclusión sobre el estado exacto del cable interior. El
desgaste del cable, por ejemplo debido a una fatiga prematura del
material, una breve sobrecarga o una acción externa no se toman en
consideración.
La invención se basa en el problema de presentar
un dispositivo para reconocer el estado de recambio por desgaste de
cables, que indique el estado de desgaste real de un modo
fiable.
Para solucionar este problema, el dispositivo
mencionado al principio se ha perfeccionado con las características
de la parte significativa de la reivindicación independiente 1.
La esencia de la invención consiste en una
estructura de cable de torsión neutra hacia el exterior, en la que,
entre las distintas capas de cordones, una relación de momentos de
torsión reactiva hace que el cable adopte una posición de equilibrio
de momentos de torsión inestable. La relación de momentos de torsión
opuestos del cable se ha realizado de modo que un debilitamiento de
capas de cordones debido a desgaste por abrasión u otras influencias
perturbe el equilibrio interno de momentos de torsión de tal modo
que el cable desgastado gire alrededor de su eje longitudinal bajo
la carga de servicio corriente hasta que adopta una nueva posición
de equilibrio correspondiente a las relaciones de momento de torsión
alteradas. El giro del cable es por lo tanto una señal de que éste
presenta un desgaste en su interior que ha ocasionado una alteración
de las propiedades específicas del cable, como por ejemplo una
pérdida de resistencia a la rotura. Conforme a ello, la modificación
de la estructura del cable se detecta mediante un dispositivo
adecuado y a partir de ello se deduce el momento en que se alcanzará
el estado de recambio por desgaste del cable, siendo incluso las
deformaciones simples del cable una señal de un desgaste inadmisible
del mismo.
Esto ofrece la ventaja de que, partiendo de los
cordones de fibra sintética portantes de todos modos ya existentes,
sólo ya el tipo de trenzado elegido según la invención hace posible
detectar muy fácilmente, de acuerdo con una torsión del cable,
cualquier forma de desgaste de este último que pueda presentarse, en
cuanto el debilitamiento de la estructura portante del cable
ocasionado por el desgaste sobrepasa una magnitud determinable. El
giro del cable, y con ello el estado de recambio por desgaste,
pueden determinarse sin necesidad de costosas instalaciones
adicionales. En particular es posible un control visual del estado
del cable mediante la aplicación de una marca de referencia.
En un perfeccionamiento de la invención, se ha
configurado una envoltura intermedia antifricción entre las capas de
cordones concéntricas adyacentes trenzadas entre sí de forma
cruzada. Esta envoltura intermedia tiene la ventaja de que, mediante
el dimensionamiento y el material elegido para la misma, permite
elegir la distancia radial entre capas de cordones y con ello
ajustar el equilibrio de momentos. Además, mediante la resistencia a
la fatiga de la envoltura intermedia puede predeterminarse la vida
útil deseada del cable. En cuanto la envoltura intermedia se ha
desgastado debido a los desplazamientos longitudinales de la capa de
cordones exterior, causados por los movimientos relativos que se
realizan durante la flexión, se produce un contacto puntual entre
los cordones que están trenzados en sentidos opuestos. Debido al
rozamiento entre cordones, la fuerza de estrangulamiento bajo
tracción y la compresión que se produce en la rodadura de las
poleas, el esfuerzo transversal activo causa finalmente la rotura de
cordones. Según la relación efectiva arriba descrita, el cable gira
e indica con ello que se ha alcanzado el estado de recambio por
desgaste del mismo.
En una forma de realización preferida de la
invención, la capa de cordones más exterior de un cable de cordones
multicapa está enrollada selectivamente de forma cruzada sobre un
interior de cable multicapa trenzado de forma paralela. La ventaja
que ello ofrece es que la capa del interior de cable, que sirve de
soporte a la capa de cordones más exterior, adyacente a esta última,
está expuesta a un esfuerzo transversal máximo y, a consecuencia de
ello, los filamentos o cordones de dicha capa de cordones presentan
puntos de deterioro antes que todas las demás. De este modo se
debilita sólo la capa de cordones seleccionada, mientras que todas
las demás capas de cordones permanecen intactas y aseguran la
suficiente fuerza de sustentación residual del cable de fibras
sintéticas.
En una forma de realización preferida, la torsión
del cable es indicada por una marca que se ha aplicado en sentido
longitudinal sobre la superficie exterior del cable exento de
desgaste y que se tuerce en forma de hélice alrededor del eje
longitudinal del cable.
Los dibujos representan un ejemplo de realización
de la invención, que se explica a continuación más detalladamente.
Muestran:
- Figura 1. Una representación en perspectiva de
un primer ejemplo de realización del dispositivo según la invención
para reconocer el estado de recambio por desgaste.
- Figura 2. Una vista en corte transversal del
ejemplo de realización representado en la figura 1.
La figura 1 muestra un cable de fibras de aramida
revestido 1 que se compone de tres capas concéntricas de cordones de
fibra de aramida 2, 3, 4, 5 portantes o resistentes a la tracción y
trenzados unos con otros, como por ejemplo el cable de transmisión
utilizado en instalaciones de ascensores. El cable de fibra de
aramida 1 se compone en lo esencial de un núcleo de cable 6 trenzado
en paralelo, alrededor de cual, según la invención, se ha trenzado
de forma cruzada una capa exterior 7. Entre la capa exterior 7 y la
capa de cordones adyacente 8 del núcleo de cable 6 se halla una
envoltura intermedia 9, preferentemente de poliuretano. Por fuera,
una envoltura de cable 10 reviste la capa exterior 7, unida a la
misma por adherencia. Sobre la envoltura de cable 10 se ha aplicado,
en dirección longitudinal y en toda la longitud del cable de fibra
de aramida 1, una franja de color 11 resistente a la abrasión para
la identificación de la posición de rotación del cable de fibra de
aramida. En lugar de la franja de color 11 pueden preverse también
otros dispositivos adecuados para reconocer y/o determinar la
posición de rotación del cable de fibra de aramida 1 alrededor de su
eje longitudinal 20.
En el ejemplo de realización aquí descrito, la
capa exterior 7, en cooperación con la capa de cordones 8 del núcleo
de cable 6 adyacente a la capa exterior 7 y con la envoltura
intermedia 9, así como la franja de color 11, constituyen juntas el
dispositivo según la invención para reconocer el estado de recambio
por desgaste del cable de fibra de aramida 1.
El núcleo de cable 6 se compone de un
cordón-alma 2, alrededor del cual se han colocado,
en un primer sentido de torcedura 12, por ejemplo cinco cordones
iguales 3 de una primera capa de cordones 13 en forma de hélice, con
los que están trenzados, en este caso, otros diez cordones 3, 4 de
una segunda capa de cordones 14 colocados en paralelo con una
relación equilibrada entre torsión de fibras y torsión de cordones.
La segunda capa de cordones 14 se compone de una disposición
alternada de dos tipos de, en cada caso, cinco cordones iguales 3,
4. Como muestra el corte transversal del cable representado en la
figura 2, cinco cordones adicionales 4 de mayor diámetro están
dispuestos en forma de hélice en los valles de la primera capa de
cordones 13 que les sirve de soporte, mientras que cinco cordones 3
con el diámetro de los cordones 3 de la primera capa de cordones 13
están dispuestos en las cumbres de la primera capa de cordones 13
que les sirve de soporte y llenan así los huecos entre, en cada
caso, dos cordones 4 de mayor diámetro adyacentes. De este modo, el
núcleo de cable 6 de doble trenzado en paralelo recibe una segunda
capa de cordones 8 con un contorno exterior casi circular que, en
cooperación con la envoltura intermedia 9, ofrece ventajas descritas
más adelante.
Bajo una carga axial del cable 1, el trenzado en
paralelo del núcleo de cable 6 forma un momento de torsión orientado
en sentido opuesto al sentido de torcedura 12.
La capa exterior 7 consta aquí de diecisiete
cordones de fibra de aramida 5, también portantes, que están
trenzados en un segundo sentido de torcedura 15 opuesto al primer
sentido de torcedura 12. Esta capa exterior 7 forma, bajo una carga
axial del cable 1, un momento de torsión que está orientado en
sentido opuesto al del núcleo de cable 6 trenzado en paralelo.
Las distintas capas de cordones 13, 14 del núcleo
de cable 6 y de la capa exterior 7 han de estar adaptadas unas a
otras, independientemente de su número y ejecución, de tal modo que
sus momentos de torsión orientados en sentidos opuestos se anulen
mutuamente. Al desplazarse sobre una polea motriz, un cable de fibra
de aramida 1 así equilibrado se comporta bajo carga de forma neutra
con respecto a la torsión hacia el exterior. Fuera del ejemplo de
realización antes descrito, pueden preverse una o varias capas de
cordones exteriores trenzadas coaxialmente de forma cruzada con
respecto a la capa de cordones que le o les sirve de soporte. Además
pueden configurarse capas de cordones exteriores con trenzado
múltiple. En atención al efecto ventajoso obtenible con la invención
hay que tener en cuenta que las capas de cordones no deben presentar
una relación de momentos de torsión determinada inferior a 0,1 -
1.
Como posibilidad para equilibrar los momentos
interiores, la distancia radial entre capas de cordones es un factor
decisivo. Esta distancia está determinada por el diámetro de los
cordones utilizados, el espesor de la envoltura intermedia descrita
a continuación, el número de capas de cordones en el núcleo del
cable y el número de cordones utilizados en la capa exterior. Estos
últimos pueden estar trenzados, por ejemplo, junto con cordones no
portantes para formar la capa exterior.
Todos los cordones portantes 2, 3, 4, 5
utilizados para el cable de fibra de aramida 1 se arrollan o tuercen
a partir de fibras de aramida individuales y se tratan con un agente
de impregnación, por ejemplo con una solución de poliuretano, que
proteja las fibras de aramida. Las fibras sintéticas de alta
resistencia, como por ejemplo las poliamidas aromáticas o aramidas,
con cadenas moleculares orientadas en alto grado presentan una gran
capacidad de carga y un peso específico bajo. Sin embargo, debido a
su estructura atómica presentan un alargamiento de rotura pequeño y
son sensibles a los esfuerzos transversales que se producen. Según
la invención, se aprovechan justamente estas propiedades del
material para determinar de un modo sencillo el estado de desgaste
interior de un cable de fibras de alta resistencia mediante una
indicación visual.
La envoltura intermedia 9 entre el núcleo de
cable 6 y la capa exterior 7 está compuesta de poliuretano o
poliéster, se ha aplicado sobre el núcleo del cable 6 mediante un
procedimiento de inyección a presión y llena todos los huecos 17, 18
entre los cordones 3, 4, 5 de las dos capas de cordones 7, 14
adyacentes. De este modo se crea una unión positiva con una gran
superficie de agarre, que sirve para la transmisión interior de
momentos entre el núcleo de cable 6 y la capa exterior 7. La
envoltura intermedia 9 impide un contacto entre la capa exterior 7 y
la segunda capa de cordones 14 y con ello el desgaste de los
cordones 3, 4 y 5 por el rozamiento mutuo que se produce con el
desplazamiento del cable 1 sobre una polea motriz, aquí no
representada, y el movimiento relativo de los cordones 2, 3, 4, 5
causado por el mismo. El espesor de la envoltura intermedia 9 está
dimensionado de modo que, con la carga de cable máxima admisible y
bajo la fuerza de estrangulamiento producida por la capa exterior 7,
los huecos entre cordones 17, 18 queden completamente llenos y se
asegure un espesor de envoltura residual 16 de 0,1 mm entre los
cordones 3, 4 y 5 de las capas de cordones 14 y 7 adyacentes.
La envoltura de cable 10 de poliuretano reviste
la capa exterior 7 y garantiza el coeficiente de fricción deseado
con respecto a la polea motriz. El poliuretano es tan resistente a
la abrasión que al desplazarse el cable 1 sobre la polea motriz no
se produce daño alguno. La envoltura de cable 10 se extruye sobre la
capa exterior 7 en una pasada, durante la cual se comprime el
material plástico poco viscoso en todos los huecos 17, 18 de la capa
de cordones exterior 7, y forma así una gran superficie de agarre.
Sobre la superficie exterior 19 de la envoltura de cable 10 se ha
aplicado una franja de color 11 que se extiende en la dirección
longitudinal del cable 1 e identifica, como marca de referencia, la
posición de rotación del cable 1. En lugar de la franja de color 11
pueden preverse también otros dispositivos u otras marcas que
permitan identificar de forma adecuada una torsión del cable 1. La
franja de color 11, o bien el dispositivo correspondiente, puede
aplicarse también directamente sobre la capa exterior 7 si no se
prevé una envoltura de cable 10.
El modo de funcionamiento siguiente del
dispositivo hasta aquí descrito para reconocer el estado de recambio
por desgaste de cables de fibras sintéticas, se refiere a un cable
de ascensor accionado de fibras de aramida que une el bastidor de
una cabina, guiada por una caja de ascensor, con un contrapeso. Para
levantar y bajar la cabina y el contrapeso, el cable pasa por una
polea motriz, accionada por un motor de accionamiento. El par motor
se aplica, bajo unión por fricción, al tramo de cable situado en
cada caso por encima del arco abrazado. Con ello, el cable 1 está
expuesto a una gran tensión transversal.
El cable de transmisión 1 de torsión neutra según
la invención está colocado sobre la polea motriz sin retorcimiento,
es decir, sin que presente torsión, por una parte, entre los puntos
de sujeción fijos contra el giro en la cabina y el contrapeso y, por
otra parte, alrededor de su eje longitudinal 20. En el montaje del
cable 1, la marca configurada aquí como franja de color 11 en la
dirección longitudinal del cable 1 sirve al mismo tiempo como ayuda
de montaje para alinear la posición de rotación del cable 1 con
relación a un punto de referencia, por ejemplo la polea motriz. El
cable 1 está montado convenientemente con una orientación tal que el
recorrido de la marca pueda controlarse visualmente con el cable 1
en servicio.
Al cambiar de dirección el cable 1 sobre la polea
motriz bajo carga, los cordones 2, 3, 4, 5 realizan movimientos
relativos para compensar las diferencias de tensión de tracción.
Estos movimientos relativos son mayores en la capa de cordones
exterior 7, 14 y disminuyen en dirección al
cordón-alma 2. A consecuencia de los
desplazamientos longitudinales de los cordones 5 de la capa exterior
7, como una posible causa de desgaste, la envoltura intermedia 9,
que está situada entre la capa de cordones exterior y la interior y
por lo demás impide un contacto de los cordones de las distintas
capas, sufre abrasión y se desgasta. El momento en que la envoltura
intermedia 9 está e estrangulamiento de la capa de cordones
exterior, o sea la capa exterior 7, ocasionan finalmente roturas en
los cordones 3, 4 de la segunda capa de cordones 14. Con ello, la
segunda capa de cordones 14 se debilita y, con el cable bajo carga,
produce un momento de torsión claramente menor o bien no produce ya
momento de torsión alguno. Esto, a su vez, hace que se perturbe el
equilibrio interior de momentos de torsión y el cable desgastado 1
gire durante el servicio alrededor de su eje longitudinal 20 hasta
que adopta una nueva posición de equilibrio correspondiente a las
relaciones de momentos de torsión alteradas.
El giro del cable 1 puede reconocerse visualmente
en que la franja de color 11, u otra marca correspondiente, se
tuerce a modo de hélice en la dirección longitudinal del cable 1,
alrededor del eje longitudinal 20 de este último. Las deformaciones
simples del cable son ya una señal de la presencia del mecanismo
arriba mencionado.
- 1-
- Cable
- 2-
- Cordón
- 3-
- Cordón
- 4-
- Cordón
- 5-
- Cordón
- 6-
- Núcleo de cable
- 7-
- Capa exterior
- 8-
- Capa de cordones
- 9-
- Envoltura intermedia
- 10-
- Envoltura de cable
- 11-
- Franja de color
- 12-
- Primer sentido de torcedura
- 13-
- Primera capa de cordones
- 14-
- Segunda capa de cordones
- 15-
- Segundo sentido de torcedura
- 16-
- Espesor de envoltura residual
- 17-
- Hueco entre cordones
- 18-
- Hueco entre cordones
- 19-
- Superficie exterior
- 20-
- Eje longitudinal
Claims (5)
1. Dispositivo para reconocer el estado de
recambio por desgaste de un cable de fibras sintéticas (1) formado
por, como mínimo, dos capas concéntricas (7, 14) de cordones de
fibra de aramida portantes (3, 4, 5) trenzadas entre sí, que
presenta una vida útil que depende de la carga a que se ve sometido
el cable (1), con un dispositivo de indicación para la indicación
del estado de recambio por desgaste y, como mínimo, dos capas de
cordones concéntricas (7, 14) adyacentes trenzadas entre sí de forma
cruzada, caracterizado porque el dispositivo de indicación
está previsto como dispositivo (11) para reconocer la posición de
rotación del cable (1) alrededor de su eje longitudinal (20).
2. Dispositivo para reconocer el estado de
recambio por desgaste según la reivindicación 1,
caracterizado porque se ha configurado una envoltura
intermedia (9) entre las capas de cordones concéntricas (7,14)
adyacentes trenzadas entre sí de forma cruzada.
3. Dispositivo para reconocer el estado de
recambio por desgaste según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque una capa exterior (7) está trenzada de
forma cruzada sobre un núcleo de cable trenzado en paralelo.
4. Dispositivo para reconocer el estado de
recambio por desgaste según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque el dispositivo (11) para reconocer la
posición de rotación del cable (1) es de tipo visual.
5. Dispositivo para reconocer el estado de
recambio por desgaste según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo (11) para reconocer la
posición de rotación del cable (1) está configurado como una marca
(11) sobre la superficie exterior (19) del cable (1) en la dirección
longitudinal del mismo.
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