51 Int. CI.: B66B 11/00 ( ) 71 Solicitantes: 72 Inventor/es: 74 Agente/Representante:


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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA Númer de publicación: Númer de slicitud: Int. CI.: B66B 11/00 ( ) 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 22 Fecha de presentación: Fecha de publicación de la slicitud: Slicitantes: ORONA, S. COOP. (100.0%) Plígn Lastala, s/n Hernani (Gipuzka) ES 72 Inventr/es: URCHEGUI IRAZOQUI, Mikel; MARTÍN OYARZABAL, Izar y ZURBITU GONZÁLEZ, Javier 74 Agente/Representante: CARPINTERO LÓPEZ, Mari 54 Títul: Sistema de suspensión y tracción y ascensr que cmprenden al mens una plea y un element de suspensión y tracción cn al mens un hil de una aleación cn memria de frma 57 Resumen: Sistema de suspensión y tracción y ascensr que cmprenden al mens una plea y un element de suspensión y tracción cn al mens un hil de una aleación cn memria de frma. Sistema de suspensión y tracción prvist de al mens un element de suspensión y tracción y al mens una plea dnde el diámetr de la plea, Ø plea, es menr igual a 130mm, el element de suspensión y tracción cmprende una sección prtante de cargas cn al mens un hil de diámetr Ø hilsma, de una aleación cn memria de frma escgida entre las aleacines de memria de frma cuya temperatura característica Af se encuentra pr debaj de la temperatura ambiente, el valr del cciente Ø plea/ø hilsma está entre 50 y Cn esta cnfiguración se mejra la vida a fatiga. ES A1

2 DESCRIPCIÓN 5 Sistema de suspensión y tracción y ascensr que cmprenden al mens una plea y un element de suspensión y tracción cn al mens un hil de una aleación cn memria de frma. SECTOR DE LA TÉCNICA La presente invención se refiere a sistemas de suspensión y tracción cn plea y sus elements prtantes de cargas elements de suspensión y de tracción. En particular, se refiere a un sistema prvist de al mens una plea y un element de suspensión y tracción cn al mens un hil cmpuest de una aleación cn memria de frma (SMA pr sus siglas en inglés Shape Memry Allys ). ESTADO DE LA TÉCNICA Ls sistemas de suspensión y tracción, cm elevadres, están prvists de una cabina, un cntrapes y una más pleas y sn accinads pr máquinas unidades de tracción, habitualmente un mtr eléctric, cnectadas a la plea de tracción. El mtr está dispuest en una sala de máquinas sbre el huec pr dnde se desplaza la cabina. En la actualidad existe una tendencia en el diseñ y desarrll de elevadres para ptimizar el us del huec y prescindir de la sala de máquinas. Ls cmpnentes cm mtres sn l suficientemente pequeñs cm para permitir un gran ahrr de espaci. Las pleas, sin embarg, n se pueden reducir td l deseable, ya que presentan el prblema de que, a menr tamañ, mayres sn ls desgastes que sufren ls elements prtantes a su pas pr las mismas. Las tensines sufridas pr la tracción y el cntact reducen la vida a fatiga de ls cables cintas drásticamente. En la slicitud EP , se pretende evitar el desgaste entre ls crdnes adyacentes del cable evitand ls cntacts puntuales y separándls cn resina.sin embarg, la invención n resuelve el prblema de que al reducir el diámetr de la plea las tensines debidas a la cmpnente de flexión aumenten. OBJETO DE LA INVENCIÓN Para evitar la degradación del element de suspensión y tracción a su pas pr pleas de reducid tamañ, la presente invención se basa en el recncimient de que dicha degradación se reduce cnsiderablemente cuand se prduce una transfrmación martensítica en elements prtantes prvists de al mens un hil de una aleación cn memria de frma. Dicha trasfrmación hace psible un aument de la flexibilidad cn grandes defrmacines recuperables y sin gran increment de tensión. La presente invención prprcina pr tant un sistema de suspensión y tracción prvist de al mens un element de suspensión y tracción y al mens una plea dnde el diámetr de la plea, Ø plea, es menr igual a 130mm, el element de suspensión y tracción cmprende una sección prtante de cargas cn al mens un hil de una aleación cn memria de frma escgida entre las aleacines de memria de frma cuya temperatura característica Af se encuentra pr debaj de la temperatura ambiente y el valr del cciente Ø plea /Ø hilsma está entre 50 y Temperaturas características Af pr debaj de la temperatura ambiente garantizan que la invención funcinará. El valr añadid de las aleacines cn memria de frma se fundamenta en la prpiedad única que presenta este tip de materiales, la superelasticidad. Esta prpiedad tiene su rigen en las especiales características de la transfrmación martensítica que se da en ests materiales cuand se smeten a ciert nivel de tensión. Este peculiar cmprtamient 2

3 hace que ests materiales psean una gran flexibilidad cn unas grandes defrmacines recuperables, de hasta el 8%, y sin gran increment de tensión, l cual es inalcanzable para cualquier tra aleación metálica. Esta peculiaridad permite radis de dblad pequeñs sin dañ (sin defrmacines permanentes) en el cable, l que permite a su vez pleas de diámetr más pequeñ. Además se hmgeneízan las tensines entre hils reduciend presines de cntact, l que mejraría ls cntacts lcales y reduciría las rturas de hils individuales. Un cicl de defrmación superelástica cmienza cn la aplicación de una carga. El material es estad austenític inicial, se defrma elásticamente hasta alcanzar un nivel crític de tensión (σm s) tal que la estructura austenítica se vuelve termdinámicamente inestable y se induce su transfrmación en martensita demaclada. Macrscópicamente esta cnversión transfrmación directa se caracteriza pr una gran defrmación hmgénea en un increment de tensión muy pequeñ debid a la rerientación de las variantes de martensita en la dirección de aplicación de la carga. Sin embarg, a nivel micrscópic la defrmación n es hmgénea, sin que la intercara entre fases austenita/martensita avanza en frma de frente de transfrmación desde su nucleación hasta que tda la estructura se encuentra en fase martensítica demaclada (σm f). Gracias a la selección en el diámetr de la plea e hils prpuesta pr la invención junt cn el us de un material SMA, la transfrmación martensítica y pr l tant las características de superelasticidad se dan en el cable sin necesidad de ninguna señal de activación especial, a temperaturas nrmales de us para un ascensr. De esta manera se evita la degradación del element de suspensión y tracción cn pleas de pequeñ tamañ. Otras ventajas adicinales y puestas en práctica particulares se definen en las reivindicacines dependientes. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Cn bjet de ayudar a una mejr cmprensión de las características de la invención de acuerd cn un ejempl preferente de realización práctica de la misma, se acmpaña la siguiente descripción de un jueg de dibujs en dnde cn carácter ilustrativ se ha representad l siguiente: La figura 1 ilustra la evlución de la tensión lngitudinal de un hil cuand se flexina sbre una plea. La figura 2 es una cmparativa entre un hil de acer cnvencinal y un que cmprende un material SMA. La figura 3 muestra el régimen en el que se encuentra un hil de SMA al pasar pr una plea en función del rati adimensinal diámetr de la plea entre diámetr del hil DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN El sistema de la invención está prvist de al mens un element de suspensión y tracción (cable, cinta ) y al mens una plea cuy diámetr es menr igual a 130mm. La sección prtante de cargas del element cmprende al mens un hil de una aleación cn memria de frma. Entre ls materiales apts para este fin figuran ls siguientes, entre trs: NiTi (Ni at%) NiTiCu (Cu 8-20at%) NiTiCr (Cr < 1at%) NiTiC (C<4%at) 3

4 5 NiAl (Al at%) NiTiPd (Ni 0-40 at%) NiTiNb (Ni 0-40 at%) CuZn (Zn %at) CuZn-X (X=Si,Sn,Al,Ga) CuAlNi (28-29 %at Al, %at Ni) CuAlNi (Al %at, Mn 9-13 %at) CuAlBe (Be %at, Al %at) Tds ests materiales sufren una transfrmación martensítica a temperaturas de trabaj nrmales para un ascensr, puest que la temperatura característica de estas aleacines cn memria de frma (es decir, la temperatura Af a la que se prduce la transfrmación) está pr debaj de la temperatura ambiente. En la figura 1 se puede apreciar la tensión lngitudinal que puede sufrir un hil cuand se flexina sbre una plea. Antes de circular sbre la plea (cable rect), el hil sprta una tensión (σ1), per dicha tensión se incrementa, debid a la suma de la cmpnente de flexión, una vez que el cable se encuentra sbre la plea (σ2). Tras abandnarla, recupera la tensión riginal (σ1). Durante su pas pr plea se prduce un increment puntual al entrar en la misma (σ3), y un decrement también puntual al abandnarla (σ4). En la figura 2a se muestra un esquema del sistema de suspensión de un ascensr, mientras que en las figuras 2b y 2c se puede bservar la cmparativa de l que curre cn el cable al pasar pr la plea, en términs de tensión/fuerza de cntact y fatiga/desgaste, cuand el cable es cnvencinal (acer) y cuand es de SMA. En las znas dnde el cable se encuentra rect, ls hils del cable sprtan una tensión similar ya sea de acer SMA, figura 2a. Sin embarg, al pasar pr la plea, la defrmación se incrementa, y mientras en el cable cnvencinal la tensión se dispara debid al cmprtamient lineal del acer, en el SMA se prduce una defrmación sin aument de la tensión que hace que las fuerzas de cntact sean menres. Este hech repercute en la vida del cable, figura 2c, ya que a menr fuerza de cntact menr es la fatiga y desgaste en ls hils. En la figura 3 se puede bservar el régimen en el que se encuentra un hil de SMA al pasar pr una plea en función del rati adimensinal diámetr de la plea entre diámetr del hil. Si se encuentra pr encima de 2000, n se prduce transfrmación en el hil, pr l que la utilización de estas aleacines carece de interés para el bjetiv descrit en la invención. Cuand el rati se encuentra pr debaj de 50, se prducen dañs en el hil que pueden dar lugar a una reducción dramática de la vida del cable. Pr l tant, el rang de interés que pne en valr la utilización de materiales SMA para pder usar pleas de reducid diámetr sin que se prduzcan dañs en el cable, se encuentra entre 50 y La invención se puede aplicar tant a cables cm a cintas. En el cas de un cable, la sección ttal (sección prtante más funda) tiene una frma cuya relación anchura/espesr es sustancialmente igual a 1. La funda es, preferencial, aunque n necesariamente, plimérica. 4

5 REIVINDICACIONES Sistema de suspensión y tracción prvist de al mens un element de suspensión y tracción y al mens una plea caracterizad prque: - el diámetr de la plea, Ø plea, es menr igual a 130mm, - el element de suspensión y tracción cmprende una sección prtante de cargas cn al mens un hil de diámetr Ø hilsma, de una aleación cn memria de frma escgida entre las aleacines de memria de frma cuya temperatura característica Af se encuentra pr debaj de la temperatura ambiente, - el valr del cciente Ø plea /Ø hilsma está entre 50 y Sistema de suspensión y tracción según la reivindicación 1 caracterizad prque el material de la aleación cn memria de frma se escge de la siguiente lista: NiTi (Ni at%) NiTiCu (Cu 8-20at%) NiTiCr (Cr < 1at%) NiTiC (C<4%at) NiAl (Al at%) NiTiPd (Ni 0-40 at%) NiTiNb (Ni 0-40 at%) CuZn (Zn %at) CuZn-X (X=Si,Sn,Al,Ga) CuAlNi (28-29 %at Al, %at Ni) CuAlNi (Al %at, Mn 9-13 %at) CuAlBe (Be %at, Al %at) 3. Sistema según cualquiera de las reivindicacines anterires caracterizad prque el element de suspensión y tracción está recubiert de una funda plimérica. 4. Sistema según cualquiera de las reivindicacines anterires caracterizad prque el element de suspensión y tracción es un cable cuya sección tiene una frma cuya relación anchura/espesr es sustancialmente igual a Sistema según cualquiera de las reivindicacines 1-3 caracterizad prque el element de suspensión es una cinta cuya sección tiene una frma cuya relación anchura/espesr es mayr que Sistema según cualquiera de las reivindicacines anterires caracterizad prque la plea es una plea de tracción. 7. Sistema según cualquiera de las reivindicacines 1-5 caracterizad prque la plea es una plea de desví. 8. Ascensr que cmprende un sistema de suspensión y tracción según cualquiera de las reivindicacines anterires. 5

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9 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 21 N.º slicitud: Fecha de presentación de la slicitud: Fecha de priridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA 51 Int. Cl. : B66B11/00 ( ) DOCUMENTOS RELEVANTES Categría 56 Dcuments citads Reivindicacines afectadas A A A A US A (ROGEN NEIL E) , td el dcument. US A1 (SMITH RORY S et al.) , td el dcument. CN A (UNIV BEIHANG) , Resumen de la base de dats WPI. Recuperad de EPOQUE AN-2010-M Figuras. FR A1 (BANDO CHEMICAL IND) , td el dcument Categría de ls dcuments citads X: de particular relevancia Y: de particular relevancia cmbinad cn tr/s de la misma categría A: refleja el estad de la técnica O: referid a divulgación n escrita P: publicad entre la fecha de priridad y la de presentación de la slicitud E: dcument anterir, per publicad después de la fecha de presentación de la slicitud El presente infrme ha sid realizad para tdas las reivindicacines para las reivindicacines nº: Fecha de realización del infrme Examinadr L. Mlina Baena Página 1/4

10 INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA Nº de slicitud: Dcumentación mínima buscada (sistema de clasificación seguid de ls símbls de clasificación) B66B Bases de dats electrónicas cnsultadas durante la búsqueda (nmbre de la base de dats y, si es psible, términs de búsqueda utilizads) INVENES, EPODOC, WPI Infrme del Estad de la Técnica Página 2/4

11 OPINIÓN ESCRITA Nº de slicitud: Fecha de Realización de la Opinión Escrita: Declaración Nvedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicacines 1-8 SI Reivindicacines NO Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicacines 1-8 SI Reivindicacines NO Se cnsidera que la slicitud cumple cn el requisit de aplicación industrial. Este requisit fue evaluad durante la fase de examen frmal y técnic de la slicitud (Artícul 31.2 Ley 11/1986). Base de la Opinión.- La presente pinión se ha realizad sbre la base de la slicitud de patente tal y cm se publica. Infrme del Estad de la Técnica Página 3/4

12 OPINIÓN ESCRITA Nº de slicitud: Dcuments cnsiderads.- A cntinuación se relacinan ls dcuments pertenecientes al estad de la técnica tmads en cnsideración para la realización de esta pinión. Dcument Númer Publicación Identificación Fecha Publicación D01 US A (ROGEN NEIL E) D02 US A1 (SMITH RORY S et al.) Declaración mtivada según ls artículs 29.6 y 29.7 del Reglament de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marz, de Patentes sbre la nvedad y la actividad inventiva; citas y explicacines en apy de esta declaración El bjet de la reivindicación 1 cnsiste en un sistema de suspensión y tracción prvist de al mens un element de suspensión y tracción y al mens una plea en el que el diámetr de la plea es menr igual a 130 mm, el element de suspensión y tracción cmprende una sección prtante de cargas cn al mens un hil de una aleación cn memria de frma cuya temperatura característica se encuentra pr debaj de la temperatura ambiente, y el valr del cciente entre el diámetr de la plea y el del hil de la sección prtante está entre 50 y Se cnsidera D01 el dcument del estad de la técnica más próxim a la reivindicación 1. Dich dcument divulga un sistema de suspensión y tracción prvist de al mens un element de suspensión y tracción y al mens una plea, en el que dich element de suspensión y tracción cmprende una sección prtante de cargas cn al mens un hil de una aleación cn memria de frma. En el estad de la técnica existen dcuments en ls que se utilizan aleacines cn memria de frma en elements de suspensión y tracción (ver D01 y D02), aprvechand las características de su cmprtamient a distintas temperaturas, prpiciand cambis del estad martensític al austenític y viceversa mediante calentamients y enfriamients del material, per n se ha encntrad ningún dcument en el que se induzca una transfrmación martensítica en una sección prtante de una aleación cn memria de frma smetiend a dicha sección a ciert nivel de tensión. Precisamente este es el efect técnic que se busca cn la dimensión de la plea y su relación gemétrica cn el diámetr del hil prtante, pr l que dichas dimensines n se cnsideran una pción de diseñ para el expert en la materia. Pr l tant, n se ha encntrad en el estad de la técnica ningún dcument, ni ninguna cmbinación de ells, que incluya las características técnicas definidas en la reivindicación 1, que pudiera llevar al expert en la materia a dichas características de frma evidente. Pr l que se cnsidera que el bjet de la reivindicación 1 cumple el requisit de nvedad (art. 6.1 de la Ley de Patentes 11/1986), y cumple también el requisit de actividad inventiva (art. 8.1 de la Ley de Patentes 11/1986). Pr tra parte, las reivindicacines dependientes 2 a 8 cntienen tdas las características técnicas de la reivindicación 1, pr l que tampc habrían resultad evidentes para el expert en la materia. Pr l tant, se cnsidera que ls bjets de las reivindicacines 2 a 8 cumplen el requisit de nvedad (art. 6.1 de la Ley de Patentes 11/1986), y cumplen también el requisit de actividad inventiva (art. 8.1 de la Ley de Patentes 11/1986). Infrme del Estad de la Técnica Página 4/4

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