ES2272804T3 - Carrete llen0 con multiples elementos alargados enrollados estrechamente juntos. - Google Patents
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Abstract
Un carrete lleno con dos o más elementos de acero alargados enrollados en paralelo y en varias vueltas en dicho carrete, caracterizado en que la distancia entre dos elementos de acero alargados vecinos, medida a lo largo de una línea paralela al eje del carrete, no es mayor que 10 mm a lo largo del 90% de la longitud de cada elemento de acero alargado.
Description
Carrete lleno con múltiples elementos alargados
enrollados estrechamente juntos.
La presente invención se relaciona con un
carrete lleno con dos o más elementos alargados enrollados en
paralelo y en varias vueltas en el carrete. La presente invención
también se relaciona con un método de proporcionar tal carrete. Los
términos "elementos alargados" se refieren a los elementos cuya
dimensión longitudinal es mayor que cientos de veces más larga que
las dimensiones de la sección transversal. Ejemplos comunes de
elementos alargados son las cuerdas de acero, los alambres de acero
planos y redondos, ......
Conjuntos y aparatos para enrollar una
pluralidad de elementos alargados tal como alambres, cuerdas, o
cables en un único carrete son conocidos en el arte.
A modo de ejemplo, cuando se fabrican compuestos
de caucho con cuerdas de acero, tales como neumáticos, las cuerdas
de acero son muy frecuentemente estiradas desde una fileta, la cual
comprende un gran número de carretes, por ejemplo 20 a 150 carretes
en algunas realizaciones y por ejemplo 500 a 1000 carretes en otras
realizaciones. El gran número de cuerdas de acero es entonces guiado
en paralelo para ser insertado entre dos capas de caucho. Una
desventaja de tal sistema es que toma mucho tiempo remplazar los
carretes vacíos por los carretes llenos. Usar carretes con múltiples
vueltas, es decir donde una pluralidad de cuerdas de acero es
enrollada en un carrete, reduce el número de carretes en una fileta
e incrementa la flexibilidad del uso de tal fileta.
Sin embargo, el desenrollado simultáneo de una
pluralidad de elementos alargados desde tal único carrete, puede
provocar dificultades y el subsiguiente procesamiento paralelo de la
pluralidad de elementos alargados puede conducir a un grado
inaceptable de fracturas y problemas de procesamiento.
Las dificultades del desenrollado y los
problemas de procesamiento y las fracturas durante el tratamiento
subsiguiente puede ser debido a una variación en el diámetro de los
elementos alargados durante su enrollado, o puede ser debido al
hecho de que los elementos alargados se enredan durante su
enrollado, o puede ser debido al hecho de que los elementos
alargados, aunque enrollados al mismo tiempo en el mismo carrete,
toman diferentes longitudes en el carrete. Otras dificultades
durante las operaciones de desenrollado son debidas a diferentes
tensiones en los elementos alargados individuales durante la
operación de enrollado.
GB-B-1 163 983
describe un método para enrollar una pluralidad de elementos
alargados en un único carrete donde se aspira a mantener las
longitudes de las vueltas de los elementos alargados sustancialmente
iguales una con relación a la otra a pesar de algunas variaciones en
el diámetro del elemento alargado. La solución usada para obtener
sustancialmente las mismas longitudes es incrementar la tensión en
los elementos alargados con un diámetro incrementado para reducir el
diámetro de la vuelta y disminuir la tensión en los elementos
alargados con un diámetro disminuido para incrementar el diámetro de
la vuelta. Un peine de separación es montado aguas arriba del
carrete de enrollado para evitar el desenredo de los elementos
alargados vecinos.
EP-A-0 780 333
describe un conjunto para enrollar múltiples elementos alargados en
un carrete, donde las tensiones en los elementos alargados, por
ejemplo cuerdas de acero o alambres de acero, son mantenidas
sustancialmente constantes e iguales. Para obtener tensiones
constantes e iguales, el conjunto comprende las siguientes
partes:
- un conjunto de cabestrantes que se pueden
accionar independientemente, uno para cada elemento alargado
individual que va a ser enrollado;
- un único carrete donde la pluralidad de
elementos alargados va a ser enrollada;
- primeros medios de monitoreo para medir las
tensiones de cada elemento alargado individual de un subgrupo de la
pluralidad de elementos alargados;
- primeros medios de control para guiar de
manera individual las revoluciones de la velocidad de los
cabrestantes que accionan los elementos alargados del subgrupo de
manera tal que dichas tensiones se mantengan sustancialmente
constantes y sustancialmente iguales unas con relación a las
otras.
Antes de su enrollado en el carrete, un peine es
usado para evitar que los alambres se enreden unos con otros y que
salten unos sobre los otros.
Por lo tanto el arte anterior ha proporcionado
soluciones tanto para mantener las longitudes iguales como las
tensiones constantes en los elementos alargados a ser
enrollados.
A pesar de estas soluciones los problemas se
continúan experimentando en determinadas circunstancias cuando se
realiza el desenrollado de la pluralidad de elementos alargados al
mismo tiempo. Más particularmente, cuando se realiza el
desenrollado, algunos de los elementos alargados muestran pandeos
inaceptablemente grandes. Estos pandeos pueden conducir al enredo
con los elementos vecinos o al desgaste o contaminación de los
elementos pandeados cuando estos elementos se arrastran sobre el
piso de un taller de desenrollado. Aún otro problema es que el
producto final, por ejemplo una banda de caucho con los elementos
alargados pueda mostrar algunas arrugas inaceptables.
Ambos documentos del arte anterior EP-
A-0 113 671 y EP-A-0
299 506 describen el enrollado de hilos de vidrio o filamentos de
vidrio.
Es un objeto de la presente invención evitar las
desventajas del arte anterior.
Es otro objeto de la presente invención
minimizar los problemas del desenrollado.
Es aún otro objeto de la presente invención
minimizar los pandeos durante el desenrollado de la pluralidad de
elementos alargados.
Es aún otro objeto de la presente invención
evitar las arrugas en el producto final.
De acuerdo a un primer aspecto de la presente
invención se proporciona un carrete lleno con dos o más elementos de
acero alargados enrollados en paralelo y en varias vueltas en el
carrete. La distancia entre dos elementos de acero alargados
vecinos, medida a lo largo de una línea paralela al eje del carrete,
no es mayor que 10 mm, preferiblemente no mayor que 8 mm, por
ejemplo no mayor que 5 mm, a lo largo del 90% de la longitud de cada
elemento alargado.
Verdaderamente los inventores han experimentado
que la distancia entre los elementos de acero alargados vecinos
enrollados en el carrete es un parámetro crítico. No es solamente
suficiente enrollar los elementos alargados bajo tensiones
sustancialmente iguales y enrollar los elementos alargados con
longitudes sustancialmente iguales en el carrete, los elementos
alargados tendrán también que ser enrollados lo mas estrechamente
posible uno con relación al otro sin enredarse. Como será explicado
aquí a continuación, mientras mayor sea la distancia entre dos
elementos alargados vecinos, mayor será el peligro por las
diferencias de tensiones en los elementos alargados desenrollados -
aún cuando los elementos alargados hayan sido enrollados bajo
tensiones iguales y con longitudes iguales. Mientras mayor sean las
diferencias de tensiones en los elementos alargados desenrollados
mayor será el peligro de pandeo en uno o más de los elementos
alargados y mayor será el peligro de arrugas en el producto
final.
Los elementos de acero pueden ser alambres de
acero o cuerdas de acero.
En una realización particular de la invención,
se proporciona un carrete donde una de las cuerdas de acero
comprende filamentos de acero, una mayoría de los cuales están
torcidos en una primera dirección de torcido, y donde otra de las
cuerdas de acero también comprende filamentos de acero, una mayoría
de los cuales están torcidos en una segunda dirección de torcido. La
segunda dirección de torcido es opuesta a la primera dirección de
torcido.
Preferiblemente el carrete comprende dos cuerdas
de acero enrolladas en el carrete. Una cuerda de acero está
fundamentalmente torcida en una dirección S y la otra cuerda de
acero está fundamentalmente torcida en una dirección Z.
De acuerdo a un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona un método de minimizar los pandeos cuando
los múltiples elementos alargados son desenrollados de un único
carrete. El método comprende los siguientes pasos:
a) proporcionar un carrete;
b) enrollar múltiples elementos de acero
alargados en paralelo y en varias vueltas en el carrete de manera
que la distancia entre dos elementos alargados vecinos, medida a lo
largo de una línea paralela al eje del carrete, no sea mayor que 10
mm a lo largo del 90% de la longitud de cada elemento alargado.
En una realización preferida del método los
múltiples elementos alargados son guiados sobre una polea común
justamente aguas arriba del carrete para reducir tanto como sea
posible la distancia s entre dos elementos alargados vecinos en el
carrete. La polea común está localizada lo más cerca posible al
carrete.
Lo más preferido es que los múltiples elementos
alargados sean mantenidos separados unos con relación a los otros
aguas arriba de la polea común para evitar que los elementos
alargados se enreden unos con otros.
La polea común preferiblemente tiene una ranura
plana y lo más preferido es que el ancho de esta ranura sea algo más
grande que la suma de los diámetros de los múltiples elementos
alargados. Esto ofrece los mejores resultados con respecto a
minimizar la distancia s mientras también evita el enredo entre dos
elementos alargados vecinos.
La invención será ahora descrita en más detalle
con referencia a los dibujos acompañantes donde
- La Figura 1 muestra un carrete de acuerdo a
una primera realización de la presente invención;
- La Figura 2 muestra un carrete de acuerdo a
una segunda y particular realización de la presente invención;
- La Figura 3 ofrece un dibujo esquemático
explicando el funcionamiento de la presente invención.
La Figura 1 muestra un carrete 10 de acuerdo a
una primera realización del primer aspecto de la presente invención.
El carrete 10 está provisto con dos rebordes 12' y 12''. Dos cuerdas
de acero 14 y 16, ambas torcidas en la dirección S, son enrolladas
en paralelo y adyacente una con relación a la otra en el carrete 10.
La distancia s, medida a lo largo de una línea paralela al eje 18
del carrete 10, es más pequeña que 5 mm.
La Figura 2 muestra un carrete 10 de acuerdo a
una segunda y particular realización del primer aspecto de la
presente invención. El carrete 10 es provisto con dos rebordes 12' y
12''. Una cuerda de acero 14, torcida en la dirección S, y una
cuerda 20, torcida en la dirección Z, son enrolladas en paralelo y
adyacentes una con relación a la otra en el carrete 10. La distancia
s, medida a lo largo de una línea paralela al eje 18 del carrete 10,
es más pequeña que 5 mm. Cuando se usan los carretes de acuerdo a
esta realización particular de la invención en una fileta en el
campo de los neumáticos de caucho, una cuerda en S y una cuerda en Z
yacerán, una adyacente con relación a la otra en una cuerda de
acero-caucho de la capa compuesta. Si todos los
carretes en la fileta son carretes de acuerdo a la invención, habrá
un número igual de cuerdas en S y cuerdas en Z como promedio sobre
toda la capa de la cuerda de acero - caucho compuesta. Las cuerdas
en S alternarán como promedio con las cuerdas en Z sobre toda la
capa compuesta. En tal configuración es posible que cualquier
torsión residual presente en las cuerdas en S pueda compensar como
promedio cualquier torsión residual presente en las cuerdas en Z de
manera que eventualmente que la cuerda de acero - caucho de las
bandas compuestas cortadas no exhiban encrespamientos. Dentro del
contexto de la presente invención, los términos "torsiones
residuales" son definidas como sigue: si a un extremo de una
longitud específica de la cuerda le es permitido girar libremente,
el número de torsiones residuales es igual al número de revoluciones
contadas. Un desbalance de torsiones residuales sobre la totalidad
de las cuerdas de acero dentro de una cuerda de acero - caucho de la
banda compuesta es conocido como la principal causa de
encrespamiento. Evitar este desbalance reduce el riesgo de
encrespamiento. Y, como se explicó anteriormente, evitar el
encrespamiento puede facilitar el manejo automatizado de las bandas.
En tal configuración es suficiente que las cuerdas de acero
presentes en las bandas cortadas no tengan como promedio ninguna
torsión residual. Como resultado no será más requerido hacer un
ajuste fino de la cantidad de torsiones residuales presentes en cada
cuerda de acero simple durante su paso de torcido. Esto puede
reducir de manera considerable el equipamiento auxiliar requerido,
más particularmente, el control automático de la torsión puede ser
cancelado.
La Figura 3 explica el funcionamiento básico de
la presente invención. El carrete 10 es llenado con dos cuerdas de
acero 14, 16. Existe una distancia s presente entre las dos cuerdas
de acero 14 y 16, medida a lo largo de una línea paralela al eje 18
del carrete 10. Las dos cuerdas de acero 14, 16 son desenrolladas
desde el carrete 10 y son guiadas a través de un orificio simple
fijo 22. Las cuerdas de acero 14' y 16' muestran la situación en el
reborde izquierdo 12' y las cuerdas 14'' y 16'' muestran la
situación en el reborde derecho 12''.
Para facilitar los cálculos corrientes, la
distancia s se supone que se mantiene constante durante el proceso
de desenrollado.
También para facilitar los cálculos, el orificio
22 se supone que está a una distancia de y = 3000 mm del carrete 10,
y a x = 0 mm de la extensión del reborde derecho 12''.
El ancho del carrete b es igual a 153 mm.
Adicionalmente se supone que la cuerda de acero
es de un tipo 2x0.30, de manera que la sección transversal A es
igual a 0.141372 mm^{2}.
l_{1} es la longitud de la cuerda desenrollada
14', l_{2} la longitud de la cuerda desenrollada 16', l_{3} la
longitud de la cuerda desenrollada 14'' y l_{4} la longitud de la
cuerda desenrollada 16''.
Con las presunciones anteriores, y con un valor
de la distancia s entre cuerdas igual a 10 mm, obtenemos los
siguientes valores para las varias longitudes l_{1}, l_{2},
l_{3}, y l_{4}:
l_{1 =}
\sqrt{y^{2} + (b - x)^{2}} = 3003.899 \
mm
l_{2 =}
\sqrt{y^{2} + (b - x - s)^{2}} = 3003.406 \
mm
l_{3 =}
\sqrt{y^{2} + (x - s)^{2}} = 3000.017 \
mm
l_{3 =}
\sqrt{y^{2} + x^{2}} = 3000.000 \
mm
La diferencia de la diferencia de longitudes, es
decir el cambio en la diferencia de longitudes entre la situación en
el reborde izquierdo 12' y la diferencia de longitudes en el reborde
derecho 12'' es:
(l_{1}
- l_{2}) - (l_{3} - l_{4}) = 0.476067 \
mm
Tal cambio en la diferencia de longitudes
resulta en un cambio en la diferencia de tensiones de
\rho \sigma
\approx \frac{[(l_{1} - l_{2}) - (l_{3} - l_{4})]\text{*} E \text{*}
A}{y} = 4.4868 \
Newton
Con una distancia s entre cuerdas diferente de 0
mm, la diferencia de longitudes entre las cuerdas de acero
desenrolladas 14 y 16 cambia continuamente durante la operación de
desenrollado, lo cual resulta en el cambio de las diferencias de
tensiones en las cuerdas de acero desenrolladas 14 y 16.
Este cambio en la diferencia de tensiones es
dependiente de la distancia s y aumenta cuando la distancia s
aumenta, como puede derivarse de la siguiente tabla:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Dependiendo de la tensión de desenrollado
aplicada al carrete, que puede variar desde 400 gramos (=
3,924
Newton) hasta 3 kg (= 29,43 Newton), pandeos considerables de hasta 0,5 m y más grandes pueden ser registrados. Los pandeos ocurren cada vez que la tensión en un elemento alargado se hace cero. Más exactamente, cuando la diferencia entre la tensión de desenrollado aplicada al carrete (esta es la suma de las tensiones de desenrollado de los elementos alargados individuales) y la diferencia de tensiones entre los elementos alargados individuales se hace menor que cero, uno de los elementos alargados formará un pandeo.
Newton) hasta 3 kg (= 29,43 Newton), pandeos considerables de hasta 0,5 m y más grandes pueden ser registrados. Los pandeos ocurren cada vez que la tensión en un elemento alargado se hace cero. Más exactamente, cuando la diferencia entre la tensión de desenrollado aplicada al carrete (esta es la suma de las tensiones de desenrollado de los elementos alargados individuales) y la diferencia de tensiones entre los elementos alargados individuales se hace menor que cero, uno de los elementos alargados formará un pandeo.
La anterior simulación y cálculo muestra que es
importante mantener la distancia s entre los elementos alargados
vecinos lo más pequeña posible.
La capa subyacente consistiendo del mismo tipo
de elementos alargados, la capa subyacente es áspera. Por lo tanto
no es siempre posible mantener la distancia s constante durante el
enrollado. Sin embargo deben ser tomadas las medidas para mantener
la distancia entre los elementos alargados vecinos lo más pequeña
posible.
Claims (10)
1. Un carrete lleno con dos o más elementos de
acero alargados enrollados en paralelo y en varias vueltas en dicho
carrete, caracterizado en que la distancia entre dos
elementos de acero alargados vecinos, medida a lo largo de una línea
paralela al eje del carrete, no es mayor que 10 mm a lo largo del
90% de la longitud de cada elemento de acero alargado.
2. Un carrete de acuerdo a la reivindicación 1
donde dicha distancia es más pequeña que 5 mm.
3. Un carrete de acuerdo a la reivindicación 1
donde dichos elementos de acero son alambres de acero.
4. Un carrete de acuerdo a la reivindicación 1
donde dichos elementos de acero son cuerdas de acero.
5. Un carrete de acuerdo a la reivindicación 4
donde una de dichas cuerdas de acero comprende filamentos de acero,
una mayoría de los cuales estando torcidos en una primera dirección
de torcido, y donde otra de dichas cuerdas de acero comprende
filamentos de acero, una mayoría de los cuales estando torcidos en
una segunda dirección de torcido, dicha segunda dirección de torcido
siendo opuesta a la primera dirección de torcido.
6. Un método de minimizar los pandeos cuando los
múltiples elementos de acero alargados son desenrollados de un único
carrete, dicho método comprendiendo los siguientes pasos:
a) proporcionar un carrete;
b) enrollar múltiples elementos de acero
alargados en paralelo y en varias vueltas en el carrete de manera
que la distancia entre dos elementos de acero alargados vecinos,
medida a lo largo de una línea paralela al eje del carrete, no sea
mayor que 10 mm a lo largo del 90% de la longitud de cada elemento
alargado.
7. Un método de acuerdo a la reivindicación 6
donde dicho método adicionalmente comprende el siguiente paso:
- guiar los múltiples elementos de acero
alargados sobre una polea común aguas arriba del carrete.
8. Un método de acuerdo a la reivindicación 7
donde dicho método adicionalmente comprende el siguiente paso:
- mantener los múltiples elementos de acero
alargados separados unos con relación a los otros aguas arriba de
dicha polea común.
9. Un método de acuerdo a la reivindicación 8
donde dicha polea común tiene una ranura plana.
10. Un método de acuerdo a la reivindicación 9
donde dicha ranura plana tiene un ancho que es mayor que la suma de
los diámetros de los múltiples elementos alargados.
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