ES2252204T3 - Aparato y procedimiento para vulcanizar de manera continua y sin manguera de caucho. - Google Patents
Aparato y procedimiento para vulcanizar de manera continua y sin manguera de caucho.Info
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Abstract
Procedimiento para fabricar de manera continua manguera de caucho vulcanizado manteniendo su forma durante la vulcanización mediante presión de aire dentro de la manguera, que comprende las fases de: - hacer avanzar una tela tejida sobre un tubo y un mandril; - suministrar aire a través de dicha tela, dicho tubo y dicho mandril; - capturar el aire introducido en el tubo; - extrudir el caucho sobre la tela; - formar una manguera que tenga un lado externo y un lado interno; - cerrar herméticamente el interior de dicha manguera de caucho extrudido con respecto a dicho mandril; - vulcanizar dicha manguera aplicando energía desde el exterior al interior de dicha manguera.
Description
Aparato y procedimiento para vulcanizar de manera
continua y sin fin manguera de caucho.
La presente invención se refiere a un aparato y
procedimiento para vulcanizar de manera continua manguera
extrudida. Después de extrudir la manguera elastomérica sobre un
mandril, la manguera se presuriza y vulcaniza. La vulcanización
tiene lugar sin contacto con el aparato vulcanizador.
Las mangueras de caucho extrudido se fabrican
mediante diferentes procesos. En uno de tales procesos, una
manguera de caucho extrudido se fabrica con longitudes máximas que
se establecen dependiendo de la facilidad para vulcanizar la
manguera. La longitud del recipiente de vulcanización determina la
longitud de la manguera. La vulcanización se realiza haciendo
circular agua caliente a través y entre mangueras paralelas que
están entre soportes adecuados. Véase la GB 602 992.
De manera similar, otros dispositivos
vulcanizadores tales como por ejemplo autoclaves de vapor y estufas
de aire limitan la longitud de la manguera.
En el pasado, una manguera de caucho extrudido se
enfriaba al salir de la matriz de extrusión. Cuando la manguera
sale de la matriz de extrusión, está bajo la tensión del dispositivo
de arrastre. La reducción diametral no deseada de la manguera se
produce debido a la tensión del dispositivo de arrastre. Al salir
del tanque de enfriado, el revestimiento de la manguera es
perforado varias veces alrededor de su circunferencia. Las
perforaciones son numerosas y muy cercanas entre sí.
Una vez perforado el revestimiento de la manguera
como se ha descrito, se retira de la línea de producción y se carga
en un recipiente para su transporte a una mesa de vulcanización. Se
debe tener cuidado al manipular la manguera ya que el caucho de la
manguera puede mellarse, arañarse o cortarse fácilmente porque es
muy blando y flexible en estado no vulcanizado. La longitud de la
manguera cargada en los recipientes se ve limitada por la longitud
de la mesa de vulcanización inclinada. La inclinación de la mesa de
vulcanización es necesaria para que desagüe la condensación de
vapor.
Cuando la manguera llega a la mesa de
vulcanización, se coloca encima, se extiende longitudinalmente y se
acopla con adaptadores, después de lo cual se presuriza con vapor
durante un periodo de tiempo. La presurización de la manguera con
vapor aumenta el diámetro de la manguera elastomérica hasta un
diámetro deseado y la cura. Las perforaciones permiten que salgan
los gases del revestimiento de la manguera durante la
vulcanización.
Una vez vulcanizada, la manguera se retira de la
mesa de vulcanización y se reviste con látex para rellenar los
agujeros. Los agujeros no rellenos pueden acelerar la degradación de
la tela tejida que actúa como superestructura (refuerzo) de la
manguera. La manguera de caucho se usa a menudo en ambientes
corrosivos donde las fibras de urdimbre y de trama de la camisa
tejida pueden degradarse si entran en contacto con determinados
compuestos químicos.
Otro proceso para fabricar una manguera de caucho
extrudido se describe en la patente estadounidense 4.559.095 de
Babbin, renglón 21. Babbin indica que un "artículo tubular"
provisto de camisa externa puede inflarse durante el proceso de
vulcanización para mantener la forma en sección circular del
artículo tubular. La presurización tiene lugar mientras que la
longitud de la manguera cortada está dentro del autoclave o estufa
de vulcanización. Una camisa externa termoplástica es extrudida
alrededor de la manguera de caucho y protege la manguera de
arañazos, melladuras, marcas, muescas o similares antes o durante la
vulcanización. Durante la vulcanización, pueden usarse
procedimientos o aparatos de presurización convencionales. La camisa
externa se retira después de la fase de curación. La tabla I de la
citada patente 4.559.095 nos enseña la curación en autoclave del
caucho a 148,8ºC durante 50 minutos con un diferencial de presión
comprendido entre 689,48 bares y 1034,22 bares. El ejemplo 4 nos
enseña a colocar la manguera en un amplificador de microondas
durante un periodo de tiempo que oscila entre 30 y 180 segundos
seguido de una curación en una estufa de aire durante un periodo de
tiempo comprendido entre 30 y 40 minutos a una temperatura de
aproximadamente 152,7ºC. La patente citada no nos enseña la
fabricación y vulcanización continua de mangueras elastoméricas bajo
presión ni tampoco la fabricación y vulcanización de mangueras
elastoméricas sin fin bajo presión.
En la patente estadounidense 3.966.387 de Babbin
y otros se describe otro proceso para fabricar mangueras de caucho
extrudido y muestra una cámara de vulcanización extensible con un
medio de obturación de entrada y salida. El conjunto de manguera, a
medida que atraviesa el aparato, comprende una estructura de
manguera elastomérica típica y un mandril de soporte interno,
flexible y móvil normalmente de caucho o plástico sólido. La
vulcanización continua de mangueras elastoméricas que tienen una
cubierta o revestimiento externo presurizado se produce mediante
fluido caliente. El fluido caliente vulcaniza y transporta las
mangueras y se pone en contacto con el exterior de la manguera.
Véase la figura 3 de la citada patente 3.966.387.
En la patente estadounidense 4.702.867 de Sejimo
se describe otro proceso para fabricar mangueras de caucho
extrudido y muestra un "procedimiento para vulcanizar de manera
continua mangueras de caucho a presión normal evitando la formación
de espuma en la manguera vulcanizada cubriendo la manguera con una
capa delgada de resina". Véase col. 2, renglones 5 a 8 de la
citada patente 4.702.867. Sin embargo, el proceso no es continuo
sino que se produce en dos fases: una primera fase de calentamiento
en un tanque de vulcanización por microondas hasta una temperatura
que produce la vulcanización parcial de la manguera, seguido de la
colocación de la manguera en un tanque de vulcanización calentado
hasta que se completa la vulcanización.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un aparato como los que se describen en las
reivindicaciones en anexo, para hacer de manera continua una
manguera vulcanizada sin que aparezcan los problemas mencionados
del estado de la técnica. En teoría, la longitud de la manguera es
ilimitada, sólo se ve limitada por la demanda del usuario. Un
calentador sin contacto se emplea para vulcanizar la manguera según
va saliendo de la cabeza de extrusión. Un gas, preferiblemente aire
o un gas inerte, se usa para presurizar el interior de la manguera
a medida que sale del extrusor. Se suministra aire a través de una
válvula de retención que está situada en un mandril hasta el
interior de la manguera extrudida. A medida que se extrude el caucho
sobre, dentro y a través de una tela tejida, se forma una manguera
a medida que sale del mandril y de la cabeza de extrusión (o matriz
como a veces se denomina aquí). Por tanto, la manguera tiene una
superficie interna revestida y una superficie externa revestida. A
medida que un dispositivo de arrastre o cabestrante (una serie de
rodillos que aplastan la manguera) arrastra la manguera sobre el
mandril y a través de unos rodillos de presión, se forma una junta
estanca. Los rodillos de presión o cabestrante cierran
herméticamente la manguera de manera que el aire a presión queda
capturado dentro de la manguera cuando se vulcaniza.
Se suministra aire de manera intermitente a
través de la camisa tejida hasta el interior de un tubo que está
conectado a la extensión de mandril. Un cono de entrada puede
asegurarse al tubo lo que facilita una alimentación uniforme de la
camisa tejida sobre el tubo. El cono de entrada tiene una superficie
convexa que es recíproca de la superficie cóncava de una copa de
alimentación de aire. El tubo está asegurado para sostener la
extensión de mandril y el mandril dentro de la cabeza del extrusor.
El conjunto de válvula de retención asegura la rejilla y el pasador
del mandril en la extensión de mandril. Una copa de alimentación de
aire está asegurada en una válvula que admite aire hacia la copa
cuando está abierta. La copa de alimentación de aire se acopla de
manera forzada e intermitente con la camisa tejida creando una junta
hermética entre la copa y el tubo. Cuando se usa el cono de entrada
se crea una junta hermética entre la copa, el tubo y el cono de
entrada. Cuando la camisa tejida está suficientemente comprimida,
actúa como junta hermética. De manera preferible, se usa aire para
presurizar la manguera y mantener de ese modo su diámetro deseado
según va saliendo del calentador sin contacto aunque se pueden usar
otros gases tales como por ejemplo gases inertes. El aire tiene un
uso más económico aunque se puede usar cualquier gas no reactivo que
sea compatible desde el punto de vista medioambiental. Además, se
concibe el uso de vapor en lugar de aire o un gas inerte.
Una persona puede acoplar manualmente la copa de
alimentación de aire con el tubo o puede acoplarse mecánicamente en
cuyo caso se emplea una válvula accionada mediante solenoide. La
frecuencia de admisión de aire al tubo y, desde ahí, a través de la
válvula de retención se determina midiendo el diámetro de la
manguera extrudida según va saliendo del calentador de
vulcanización sin contacto y comparando el diámetro medido con el
diámetro requerido (especificado). Si el diámetro medido es
demasiado pequeño comparado con el diámetro deseado, se aumenta la
frecuencia de suministro intermitente de aire al tubo para aumentar
el diámetro de la manguera. Si el diámetro medido es demasiado
grande comparado con el diámetro deseado, se disminuye la frecuencia
de suministro intermitente de aire al tubo para hacer que descienda
el diámetro de la manguera. Si cambia alguna condición del proceso,
puede que se necesite más aire, por ejemplo si cambia la temperatura
ambiente o la potencia del calentador. Como el calentador no está
en contacto con la manguera, no se producen partes planas o
deformidades en la manguera.
Si se controla el diámetro externo de la manguera
de manera que esté dentro de unas tolerancias especificadas, ello
ocasiona el control del diámetro interno dentro de unas tolerancias
especificadas. Cuando el diámetro externo de la manguera es
demasiado grande o demasiado pequeño, el diámetro interno es en
correspondencia demasiado grande o demasiado pequeño.
Si se vulcaniza con un calentador sin contacto
cuando está a presión, se eliminan sustancialmente mellas, cortes o
arañazos en la manguera ya que la manguera nunca toca el calentador.
El inmediato proceso de vulcanización elimina la necesidad de tener
que perforar circunferencialmente el exterior de la manguera para
permitir que salgan los gases durante la vulcanización que se
realiza en los procesos del estado de la técnica en los que se
presuriza la manguera con vapor sobre una mesa de vulcanización.
A continuación se describe la invención según una
realización preferida y con referencia a las siguientes figuras
para que se pueda entender mejor.
La figura 1 es una representación esquemática de
la invención.
La figura 1A es una ampliación de una parte de la
figura 1.
La figura 1B es una ampliación de una parte de la
figura 1A.
La figura 1C es una ampliación de una parte de la
figura 1B.
La figura 2 es una vista en sección parcial de
una realización de una copa de alimentación de aire en forma de bol
y un tubo revestido con una tela tejida.
La figura 2A es una vista en sección parcial que
ilustra el uso de un cono de entrada asegurado en el tubo.
La figura 3 es una vista en sección parcial
similar a la mostrada en la figura 2 con la copa acoplando
herméticamente la tela tejida y suministrando aire a través de la
misma.
La figura 3A es una vista en sección parcial que
ilustra el uso de un cono de entrada asegurado en el tubo con la
copa acoplando herméticamente la tela tejida, y suministrando aire a
través de la tela tejida, la copa y el cono hasta el interior del
tubo.
La figura 4 es una vista en sección parcial
similar a la que se muestra en la figura 3 excepto en que una
electroválvula controla la corriente de aire u otro gas a través de
una copa con forma de bol.
La figura 5 es una vista en sección parcial que
ilustra la copa de alimentación de aire en forma de bol separada de
la tela tejida. El tubo, una extensión de mandril, una rejilla, un
pasador y una válvula de retención también se ilustran en la figura
5. La matriz de extrusión de caucho también se ilustra suministrando
caucho sobre, dentro y a través de la tela tejida formando una
manguera que se acopla herméticamente y por desplazamiento con la
rejilla.
La figura 6 es una vista en sección parcial
similar a la de la figura 5 que ilustra el suministro de aire a
través del conducto de aire al tubo, la extensión de mandril, el
mandril y la válvula de retención.
La figura 7 es una ilustración en sección de la
válvula de retención en el pasador, e ilustra esquemáticamente la
presurización de la manguera.
Las figuras 8 y 9 ilustran las fases del proceso
de la presente invención.
La figura 10 ilustra fases del proceso del estado
de la técnica.
La figura 11 ilustra la mesa de vulcanización del
estado de la técnica y una manguera vulcanizándose sobre la
misma.
La figura 1 ilustra (con el número de referencia
100) la invención para hacer de manera continua una manguera
elastomérica. Una superestructura tejida 101 de la manguera,
denominada a veces aquí camisa tejida 101, se ilustra en la figura
1 colocada sobre un tubo 102. El tubo 102 se interconecta con una
extensión de mandril 103 que a su vez se interconecta con una
rejilla 104 del mandril. El número de referencia 137 ilustra una
interconexión roscada entre la extensión de mandril 103 y el tubo
102. El término "mandril" según se usa en esta invención
incluye la rejilla 104 y un pasador 105. Un conjunto de válvula de
retención 106 se une a la extensión de mandril 103 y asegura el
pasador 105 a la rejilla 104. El conjunto de válvula de retención
106 incluye una envuelta 111 enroscada 112 en la extensión de
mandril 103.
La figura 1A es una vista aumentada de una parte
de la figura 1 que ilustra un conjunto de válvula de retención 106
enroscada 112 en la extensión de mandril 103.
El acoplamiento del conjunto de válvula de
retención 106 con el pasador 105 se ilustra con el número de
referencia 146. El número de referencia 142 ilustra el acoplamiento
del pasador 105 en la rejilla 104. El número de referencia 141
ilustra el acoplamiento de la rejilla 104 con la extensión de
mandril 103. El conjunto de válvula de retención 106 asegura la
rejilla 105 y el pasador 104 en la extensión de mandril. El caucho
fundido y a presión 109 se ilustra bien en la figura 1A y se
muestra aplicado sobre, dentro y a través de la tela 101.
Con una matriz/cabeza extrusora 110, una rejilla
104 y un pasador 105 se reviste la camisa tejida 101 con caucho 109
u otro elastómero por encima, por dentro y a través de la misma. El
caucho fundido 109 a presión es empujado a través de la
matriz/cabeza extrusora 110 y forma un revestimiento externo 107 de
caucho sobre la manguera y un revestimiento interno 108 de caucho
sobre la manguera. El revestimiento interno 108 de caucho sobre la
manguera cierra herméticamente 138 el pasador 105 para evitar que
salga aire del interior de la manguera revestida 113 no curada.
Unas ruedas motrices 119 funcionan para hacer
avanzar la tela tejida 101 por un soporte de arrastre 120 unido al
tubo 102. Los soportes de arrastre 120 y 121 se miden para que
puedan procesar una tela 101 con un diámetro grande,
sustancialmente más grande que el diámetro del tubo 102. Las ruedas
motrices 118 hacen avanzar además la tela tejida entre unas pinzas
116 y 117 que funcionan opuestas a los soportes de arrastre 122, 123
que están unidos al tubo 102. Los soportes de arrastre 122 y 123 se
miden para que puedan manipular una tela tejida que sea más grande
que el diámetro del tubo 102. Unos rodillos de mando 114 suministran
tela tejida 101 a la matriz de extrusión 110 conocida como cabeza
de extrusión 110.
La tela tejida 101 se suministra sobre la parte
más extrema del tubo 102 como se ilustra en la figura 1. Una copa
de alimentación de aire 124 que a veces se denomina aquí copa de
alimentación de gas 124, se muestra en la figura 1 acoplando de
manera forzada la tela 101 en el tubo 102. Una válvula de
alimentación de aire 125 que se sujeta con la mano suministra aire
a la copa de alimentación de aire 124 cuando se aprieta la palanca
136.
Un conducto de aire 144 se prolonga a través del
tubo 102, el mandril 103 y la válvula de retención 106. Como se
muestra en la figura 1, una bola 106' está fuera de su sitio. El
asiento 140 de la válvula 106 se muestra tanto en la figura 1 como
en la figura 1A. En la figura 1A, se ve mejor el asiento 140 de la
válvula de retención. Como se indica con el número de referencia
128, se admite aire u otro gas en el interior de la manguera
revestida no curada 113. Véase figura 1.
Un precalentador 115 se muestra en la figura 1 en
forma de diagrama. También en la figura 1 se muestra, en forma de
diagrama, un elevador de energía opcional 126. El elevador de
energía opcional 126 puede ser una fuente de energía de microondas,
una fuente de energía de infrarrojos, una fuente de energía de aire
caliente o una bobina o bobinas calentadoras eléctricas. En la
figura 1, se muestra un calentador a vapor 129 con un alimentador
de vapor 130 y un canal de descarga de condensación 131. Se ilustra
un espacio intermedio anular 145 entre el calentador a vapor 129 y
la manguera 113. El espacio intermedio anular 145 indica el hecho de
que la manguera 113 no toca o no se pone en contacto con el
calentador 129 ó el calentador opcional 126. La letra "H" que
está en el calentador opcional 126 quiere decir simplemente la
adición de vapor a la manguera no curada 113 para aumentar el nivel
de energía la manguera no curada.
El calentador a vapor 129 consiste simplemente en
un tubo dentro de otro tubo que tiene bridas soldadas en los
extremos del mismo. Se puede usar vapor saturado o vapor
recalentado. En vez de un calentador a vapor, se puede usar aire
caliente o calor radiante. Además de radiación por microondas o
radiación por infrarrojos, se puede utilizar luz intensa.
La longitud del calentador a vapor 129 es de
aproximadamente 1.524 cm. La longitud del calentador a vapor puede
ser mayor o menor según lo necesite el usuario, dependiendo del
elastómero usado, el tamaño de la manguera extrudida y la velocidad
de extrusión. Una manguera se extrude y cura de manera continua a
través del calentador a vapor sin contacto 129 a una velocidad de
aproximadamente 36.576 cm/h. El tiempo de curación dentro del
calentador a vapor sin contacto es de 2,5 minutos si se usa calor
saturado. Las temperaturas de curación del caucho usado oscilan
entre 104,4ºC y 176,4ºC. Se pueden usar otras velocidades de
extrusión, otros tiempos de curación y otras temperaturas de
curación dependiendo de la longitud y el tipo de calentador usado,
el elastómero usado y el tamaño de la manguera. Los tiempos de
curación pueden tener una variación de más o menos 4 minutos
dependiendo del diámetro de la manguera, el elastómero usado y el
estado de energía inicial de la manguera a medida que entra en el
calentador a vapor o en otro aparato de vulcanización.
El tamaño del espacio intermedio 145 variará
dependiendo del diámetro de la manguera ya que se puede usar un
calentador a vapor 129 del mismo tamaño independientemente del
tamaño de la manguera. Aquellos versados en la materia pueden
reconocer al leer esta descripción que el calentador 129 puede tener
una longitud diferente dependiendo de la velocidad de extrusión. A
medida que aumenta la velocidad de extrusión se puede usar un
calentador más largo y a medida que disminuye la velocidad de
extrusión se puede usar un calentador más corto. Las longitudes
variarán también dependiendo del nivel de energía del vapor.
La manguera se cura en el punto que se indica con
el número de referencia 127, donde el diámetro "D" se controla
mediante la presión del aire 128 en el interior de la manguera en
combinación con la curación de la manguera. El diámetro 127 se
puede medir de manera mecánica con calibradores, con un sensor
óptico o con otro sensor dimensional automático.
Los rodillos de presión 143 aprietan y cierran
herméticamente la manguera para evitar que circule aire hacia los
rodillos 135. El aire queda capturado entre los rodillos de presión
143 y el mandril (válvula de retención y rejilla) a medida que la
manguera se mueve de manera continua a través del calentador 129. El
número de referencia 134 es un dispositivo de arrastre que dirige
la manguera vulcanizada hasta el interior de un recipiente de
almacenamiento 135. El dispositivo de arrastre puede ser un
cabestrante 134 que consiste en una serie de rodillos que aplastan
133 la manguera.
El número de referencia 138 ilustra el obturador
de aire circunferencial que está entre el caucho extrudido y el
borde del pasador 105. Ver figuras 1A y 1C que son ampliaciones de
una parte de la figura 1 que ilustran el obturador de aire
circunferencial 138 entre el revestimiento de caucho que cubre el
interior de una manguera no curada 113 y el pasador 105. En la
figura 1 se ilustra otro obturador 139 en el punto en el que los
rodillos de presión aprietan la manguera curada 147 y la aplastan
133. Aunque se ha comprobado que los obturadores 138 y 139 son
buenos, con el tiempo pierden gas (aire), que es repuesto por la
copa de alimentación de gas 124 aplicando gas de manera
intermitente al tubo 102. De vez en cuando, puede filtrarse gas por
los obturadores 138 ó 139 o puede escaparse por la conexión roscada
de la válvula de retención. Si se desea, se pueden añadir
obturadores en las interfaces de la válvula de retención.
La figura 1B es una ampliación de una parte de la
figura 1A e ilustra el revestimiento externo 107 y el interno 108
de caucho 109 sobre la tela 102. La figura 1C es una ampliación de
una parte de la figura 1B. La figura 1C ilustra un obturador 138
creado entre el revestimiento interno 108 de caucho que está sobre
la tela 102 contra el mandril. El pasador 105 se cierra
herméticamente en la manguera 113 revestida aunque sin curar a
medida que el dispositivo de arrastre la va arrastrando a través de
los rodillos de presión. De este modo, se forma un cierre hermético
entre la manguera no curada y el pasador 105.
La figura 2 es una vista en sección parcial de
una realización de la copa de alimentación de aire en forma de bol
124 y del tubo 102 cubierto por la tela tejida 101. Un espacio
intermedio 206 como el que se muestra en la figura 2, es
relativamente pequeño si se compara con el espacio intermedio 206
que se muestra en la figura 1 ya que la figura 1 muestra la
adaptación del proceso que consiste en acomodar camisas tejidas de
gran tamaño 101. Mediante el proceso que se ha descrito, se puede
hacer una manguera vulcanizada 147 con un diámetro exterior que
oscile entre 19,05 mm y 152,4 mm. En la figura 2, la palanca 136 de
la válvula 125 se muestra elevada ya que la copa 124 no tiene
acoplado el tubo 102. La bajada de la palanca 136 abre la válvula
125. El número de referencia 200 ilustra la aproximación de la copa
124 a la tela tejida 101 y el tubo 102. El bol con forma esférica
201 se interconecta con un conducto de aire o gas 203. Una
interconexión de espárrago con rosca 202 (se muestra en alzado)
tiene un conducto que la atraviesa e interconecta la válvula 125 y
la copa 124. Una tubería de alimentación de aire 204 suministra aire
a la válvula 125. El tubo 102 se ilustra con unos bordes
redondeados 205 que crean el cierre hermético de la copa 124 cuando
ésta engancha la tela 101 y es apretada contra el tubo 102 como se
ilustra en la figura 3. Además, los bordes redondeados 205
facilitan la alimentación de tela 101 por encima del tubo 102 y
sobre el mismo.
La figura 2A es una vista en sección parcial que
ilustra el uso de un cono de entrada 207 asegurado en el tubo 102.
El cono 207 se ajusta a presión 310 en el tubo 102. El cono 207
incluye una parte convexa 209 que es recíproca de la parte cóncava
201 de la copa 124. El conducto de aire 208 que está en el cono 207
permite el paso de aire al tubo 102. El cono 207 puede usarse en la
invención como se representa en la figura 1. El cono 207 funciona
para facilitar la alimentación de tela tejida 102 por encima del
tubo 102 y sobre el mismo. La tela tejida se desplaza fácilmente
debido a su forma esférica.
La figura 3 es una vista en sección parcial
similar a la que se muestra en la figura 2 que ilustra la copa 124
acoplando herméticamente 301 la tela tejida 101 y suministrando aire
302 a través de la tela tejida 101. El número de referencia 300
indica el acoplamiento de la copa 124 con el tubo 102 mientras que
se está suministrando aire, con la palanca 136 bajada. El número de
referencia 302 es una flecha que indica que se suministra aire a
través de la tela 101. El número de referencia 301 indica un
obturador circunferencial creado mediante la compresión de la tela
tejida 101 contra la copa 124 y el tubo 102. Sólo se suministra aire
a través de la tela cuando la tela está estacionaria, es decir,
cuando las ruedas motrices 119 no están moviendo la tela. Véase
figura 1. Como la velocidad de fuga en los obturadores 138, 139 es
baja y entre los obturadores de metal contra metal es también baja,
las demandas de suministro de aire para la presurización adecuada de
la manguera son también bajas. Normalmente, se usan presiones de
aire de entre 344,74 mbares y 689,74 mbares dentro de la manguera,
como se indica con el número de referencia 128. También se pueden
usar otras presiones de aire adecuadas.
La figura 3A es una vista en sección parcial que
ilustra el uso de un cono de entrada asegurado en el tubo 102 con
la copa 124 acoplando herméticamente 301 la tela tejida 101 y
suministrando aire a través de la tela tejida 101, la copa 124 y el
cono 207 hasta el interior del tubo 102. Se muestra aire u otro gas
atravesando los conductos 203 y 208 hasta llegar al interior del
tubo 102.
La figura 4 es una vista en sección parcial
similar a la que se muestra en la figura 3 exceptuando que una
válvula electroaccionada 401 (válvula accionada mediante solenoide)
controla la circulación de aire u otro gas a través de la copa con
forma de bol 124. Unos cables eléctricos 402, 403 suministran
energía para hacer funcionar la válvula solenoide. Los versados en
la materia pueden conocer fácilmente que otro mecanismo puede
acoplar la válvula accionada mediante solenoide 401 y la copa 124 de
manera intermitente con el tubo 102. El número de referencia 400
representa el esquema de suministro de aire mediante la válvula
accionada con solenoide 401. El número de referencia 404 indica el
movimiento recíproco (hacia delante y hacia atrás) de la copa 124
enganchando y desenganchando la tela 301.
La figura 5 es una vista en sección parcial que
ilustra la copa de alimentación de aire con forma de copa 124
separada de la tela tejida 101. En la figura 5, también se ilustran
el tubo 102, la extensión de mandril 103, la rejilla 104, el
pasador 105 y la válvula de retención 106. La matriz de extrusión de
caucho 110 también se ilustra suministrando caucho 109 por encima,
por dentro y a través de la tela tejida 101 formando una manguera
no curada 113. La manguera 113, al desplazarse, engancha de manera
hermética 138 el pasador 105 a medida que el dispositivo de
arrastre lo arrastra hacia la derecha cuando se mira la figura 5. El
número de referencia 500 es una representación esquemática del
suministro de aire que no se ha encontrado con el aire que está
capturado en la manguera revestida. En la figura 5, la bola 106'
está acoplada en el asiento 140.
La figura 6 es una vista en sección parcial
similar a la figura 5 que ilustra el aire o gas que se suministra
al conducto de aire 144 del tubo 102, la extensión de mandril 103,
el mandril 104/105 y la válvula de retención 106. El número de
referencia 600 es la representación esquemática del suministro de
aire que sí se ha encontrado con la bola 106' de la válvula de
retención fuera de su sitio.
La figura 7 es una ilustración en sección de otra
realización donde la válvula de retención está en el pasador 105.
La figura 7 ilustra además esquemáticamente la presurización 128 de
la manguera. El número de referencia 700 indica la representación
en forma de diagrama de la captura de aire y el número de referencia
701 es una realización del pasador con la válvula de retención
formando parte del mismo.
Las figuras 8 y 9 ilustran por separado el
proceso de la presente invención. El número de referencia 800 indica
las fases de proceso de la presente invención. Las fases son:
presurizar la manguera extrudida 80; capturar aire en el interior
de la manguera entre la válvula de retención 106, el pasador 105 y
el rodillo de presión 143; vulcanizar 803 la manguera con una
fuente de energía; y vulcanizar 804 la manguera con un calentador a
vapor.
El número de referencia 900 indica las fases del
proceso de la invención sin la fase inicial de elevación de
energía/vulcanización 803. La presente invención comprende las fases
de presurizar 901 la manguera extrudida; capturar 902 aire en el
interior de la manguera entre la válvula de retención 106, el
pasador 105 y el rodillo de presión 143; y vulcanizar 903 la
manguera desde fuera hacia dentro. Vulcanizar desde fuera hacia
dentro quiere decir que se suministra energía al exterior de la
manguera y que se desplaza hacia del interior de la manguera. Se ha
descubierto que este proceso de vulcanización produce una manguera
con una parte externa y una parte interna lisas. El proceso obtiene
unos diámetros interno y externo dentro de las condiciones
requeridas sin que se formen burbujas de gas durante la
vulcanización. Este procedimiento produce una manguera con unas
dimensiones diametrales (tanto el diámetro interno como el externo)
que están dentro de las condiciones requeridas. La manguera que
resulta de este proceso tiene un diámetro correcto y este
procedimiento supera la reducción diametral debida a la tensión del
dispositivo de arrastre. El dispositivo de arrastre puede consistir
en rodillos de cabestrante. Los rodillos de cabestrante consisten
básicamente en una serie de rodillos de manera que la manguera es
arrastrada continuamente alrededor de las ruedas o rodillos
adoptando una configuración en forma de S con lo cual sólo puede
escaparse una pequeña cantidad de aire o incluso nada de aire por la
manguera, ya que está aplastada.
La figura 10 ilustra las fases de proceso de uno
de los procesos del estado de la técnica. La figura 11 ilustra la
mesa de vulcanización del estado de la técnica y la manguera
vulcanizándose encima. El número de referencia 1000 en la figura 10
indica el proceso del estado de la técnica. El proceso del estado de
la técnica comprende las fases de suministrar 1001 tela tejida a un
tubo que sostiene una extensión de mandril y un mandril; sujetar
1002 la tela tejida y el tubo como mínimo con la primera pinza y la
segunda; almacenar 1003 la tela tejida sobre el tubo entre medias
de la primera pinza y la segunda; precalentar 1004 la tela tejida a
medida que es arrastrada a través del precalentador bajo la presión
del dispositivo de arrastre; extrudir 1005 caucho sobre, dentro y a
través de la tela tejida formando una manguera; enfriar 1006 la
manguera en una cámara de refrigeración; perforar 1007 agujeros en
el revestimiento la manguera; y, retirar 1008 la manguera de la
línea de producción con el dispositivo de arrastre. El proceso
continúa después aunque debe hacerse hincapié en que el proceso
necesita mover o transportar 1009 la manguera a una mesa de
vulcanización separada. El transporte supone una pérdida de tiempo
y es fácil que se arañe o se raye la manguera no curada. Cuando la
manguera llega a la mesa de vulcanización, debe extenderse por la
longitud de la mesa de vulcanización. Se necesitan fases
adicionales, a saber, vulcanizar 1010 la manguera sobre una mesa
aplicando vapor en el interior de la manguera seguido de la
aplicación 1011 de látex para cerrar herméticamente los agujeros de
la manguera. Es necesario cerrar herméticamente las perforaciones
para evitar que se degrade el refuerzo de la camisa tejida no
protegida. Durante el transporte y la manipulación puede entrar
polvo o suciedad por los agujeros perforados del revestimiento de
la manguera haciendo así que la junta hermética de látex no sea
efectiva. La junta hermética de látex no resulta efectiva si hay
suciedad en las perforaciones antes de aplicar el látex.
La figura 11 ilustra la mesa de vulcanización con
una toma de vapor 1103 dotada de válvulas (no se muestran) y los
orificios de salida de vapor 1104 (que están dotados de válvulas y
no se muestran). La mesa 1101 está inclinada para que la
condensación pueda desaguar hacia abajo. El proceso del estado de la
técnica limita la longitud del tubo 1102 dependiendo de la longitud
de la mesa de vulcanización 1101. El número de referencia 1100
indica esta fase del proceso del estado de la técnica. En términos
generales, este proceso del estado de la técnica incluye tres
fases: (1) una primera fase de fabricación en la que se crea la
manguera no curada; (2) una segunda fase en la que se cura la
manguera; y finalmente (3) una fase en la que se repara la manguera
1102 rellenando los agujeros que se perforaron. Este proceso del
estado de la técnica calienta (cura) la manguera desde dentro hacia
fuera y se ha descubierto que se forman burbujas a menos que se
formen pequeños agujeros en la manguera para permitir que salgan
los gases.
Claims (10)
1. Procedimiento para fabricar de manera
continua manguera de caucho vulcanizado manteniendo su forma
durante la vulcanización mediante presión de aire dentro de la
manguera, que comprende las fases de:
- hacer avanzar una tela tejida sobre un tubo y
un mandril;
- suministrar aire a través de dicha tela, dicho
tubo y dicho mandril;
- capturar el aire introducido en el tubo;
- extrudir el caucho sobre la tela;
- formar una manguera que tenga un lado externo y
un lado interno;
- cerrar herméticamente el interior de dicha
manguera de caucho extrudido con respecto a dicho mandril;
- vulcanizar dicha manguera aplicando energía
desde el exterior al interior de dicha manguera.
2. Procedimiento según la reivindicación
1, que comprende además las fases de:
- extrudir la manguera sobre el mandril, de
manera que la manguera forme una junta hermética mientras sale de
dicho mandril;
- tensar y cerrar herméticamente dicha manguera
mientras que un dispositivo de arrastre la arrastra a través de
unos rodillos de presión; y
- vulcanizar dicha manguera en un punto
intermedio entre dicho mandril y dichos rodillos de presión.
3. Procedimiento según la reivindicación
1, caracterizado porque dicha fase que consiste en capturar
aire en el interior de dicha manguera se efectúa poniendo en
contacto hermético la manguera con el mandril y poniendo la
manguera en contacto hermético con los rodillos de presión, de
manera que se suministra aire a una válvula de retención que está
situada en el mandril y se introduce a través de dicha válvula en
una cavidad formada por dicha válvula de retención, dicho mandril,
dicha manguera y los rodillos de presión.
4. Procedimiento según la reivindicación
1, caracterizado porque dicha fase que consiste en vulcanizar
dicha manguera desde el exterior al interior comprende la fase que
consiste en vulcanizar inicialmente la manguera con una primera
fuente de energía seguida de una segunda fuente de energía, en
donde dicha primera fuente de energía es un calentador de
microondas, una bobina calentadora eléctrica, un calentador por aire
caliente y/o un calentador por infrarrojos y dicha segunda fuente
de energía puede seleccionarse del grupo que consiste en un
calentador a vapor, un calentador por infrarrojos, una bobina
eléctrica, un calentador por aire caliente o un calentador de
microondas.
5. Procedimiento según la reivindicación
1, caracterizado porque dicha fase que consiste en vulcanizar
dicha manguera desde el exterior al interior se efectúa durante un
periodo de tiempo de entre 1 y 5 minutos.
6. Procedimiento según la reivindicación
1, caracterizado porque dicha fase que consiste en
suministrar aire a través de dicha tela tejida e introducirlo en
dicho tubo se efectúa de manera intermitente, de manera que las
dimensiones diametrales correctas de dicha manguera se obtienen
variando la frecuencia de dicho suministro de aire
intermitente.
7. Procedimiento según la reivindicación
1, caracterizado porque comprende además las fases de
controlar el diámetro de dicha manguera.
8. Procedimiento según la reivindicación
1, caracterizado porque dicha fase que consiste en vulcanizar
dicha manguera desde el exterior al interior se efectúa a una
temperatura que oscila entre 104,4ºC y 176,4ºC.
9. Aparato (100) que comprende medios de
extrusión, vulcanización y curación (110, 126, 129) para fabricar
de manera continua una manguera vulcanizada (147) según el
procedimiento de las reivindicaciones 1 a 8, en donde durante la
vulcanización, la manguera (147) se infla con un gas,
caracterizado por un tubo (102) interconectado a un mandril
(104, 105), una matriz (110) asociada con dicho mandril (104, 105),
una tela tejida (101) que está colocada en y se puede mover por
dicho tubo (102) y dicho mandril (104, 105) mediante unas ruedas
motrices (114, 119) que cooperan con unos soportes de arrastre (120,
121) asegurados en dicho tubo (102), una copa de alimentación de
aire (124) de funcionamiento intermitente provista en la parte más
extrema del tubo (102) para colocar dicha tela (101) de manera
forzada contra dicho tubo (102), una válvula de retención (106)
asegurada en dicho mandril (104, 105) y que está en comunicación con
dicho tubo (102) para suministrar aire al interior de dicha
manguera (147) después de extrudir el caucho (109) sobre, dentro y a
través de dicha tela tejida (101) mediante dicha matriz (110) y
dichos rodillos de presión (143) que se proveen como medios de
hermeticidad (139) para dicha manguera (147) durante su
vulcanización y curación.
10. Aparato según la reivindicación 9,
caracterizado porque el calentador (115, 126, 129) para
vulcanizar dicha manguera (147) es un calentador sin contacto
separado de dicha manguera (213, 147).
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