ES2278641T3 - Correa de transmision de potencia con funda tubular de tricota. - Google Patents
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Abstract
Una correa para transmisión de potencia (11) que comprende un cuerpo de caucho, una pieza tensora resistente al estiramiento (20) embebida en el cuerpo, una sección de funda (28) que termina en una superficie posterior exterior de la correa generalmente plana (13), una sección por debajo del cordel (22), un material textil tubular que puede estirarse en forma radial (15) posicionado en la superficie posterior exterior de la correa (13) y una capa de caucho (17) adherida al material textil tubular (15) sobre su superficie interior e interpuesta entre el material textil tubular (15) y la pieza tensora resistente al estiramiento (20), caracterizada porque el material textil que puede estirarse en forma radial (15) es carente de costuras.
Description
Correa de transmisión de potencia con funda
tubular de tricota.
Esta invención se relaciona con correas para
transmisión de potencia elaboradas en caucho, particularmente una
correa cuya superficie posterior está adapta para hacer contacto con
una polea de tensión, un tensor, u otro dispositivo que tienda a
generar ruido en la interfaz de tal dispositivo con la correa.
Los sistemas modernos accesorios de propulsión
del extremo delantero para automóviles utilizan correas acanaladas
multi-V en forma de serpentín para unir el cigüeñal
del motor con diferentes poleas propulsoras accesorias. La cara
posterior de la correa incide típicamente contra las poleas de
tensión en la cara posterior y/o con dispositivos tensores. En forma
similar, los sistemas propulsores de la correa del eje de levas para
sistemas aplicados a automóviles, utilizan correas síncronas de
transmisión de potencia, cuyas caras posteriores son también haladas
alrededor de las poleas de tensión y/o de los tensores. Además, en
muchas aplicaciones industriales de la correa propulsora, los
propulsores incluyen poleas de tensión u otros dispositivos contra
los cuales se engranan la parte posterior de una correa acanalada
multi-V, una correa síncrona, una correa plana, una
correa en V o similares. En todas las aplicaciones industriales o
automotrices anteriores, se puede generar un chirrido o ruido
"descomunal" en la interfaz de la cara posterior de la correa y
del dispositivo propulsor. Los niveles de ruido son a menudo
insoportables para el fabricante o para el usuario.
Por ejemplo, las fundas de las correas tipo
acanalado multi-V emplean típicamente un cordel
cruzado, o una armadura textil cruzada en la cual los hilos de la
urdimbre y trama se orientan diagonalmente con respecto a la
dirección longitudinal del desplazamiento de la correa, e incluyen
un ángulo entre los hilos aproximadamente de 90-120
grados. Estos refuerzos de la funda textil proporcionan estabilidad
estructural, ayudan a la liberación del trozo de correa de su
mandril durante el proceso de fabricación, y permiten adecuar el
coeficiente de fricción sobre la cara posterior de la correa.
Típicamente estos materiales textiles de la funda de la correa se
embeben con goma de caucho dentro de los intersticios (y sobre las
caras) de la tela y luego se corta y se empalma nuevamente el
montaje friccionado tela/goma (utilizando una tabla de
Empalme-marca registrada) para suministrar la
orientación correcta al cordel de la tela. Esta orientación del
cordel de la tela provee una resistencia lateral máxima u óptima
mientras que permite una alta flexibilidad en la dirección
longitudinal de la correa.
Para utilizar en forma efectiva estos tipos de
materiales textiles compuestos en la funda de la correa, la mayoría
de los procesos de fabricación requieren hacer empalmes superpuestos
para reconectar el material después de "Empalmar", así como
durante el proceso de elaboración de la correa. Estas uniones de
empalmes superpuestos crean áreas de doble espesor que se ha
encontrado que causan ruido y vibración en los propulsores tipo
serpentina en los automóviles. En la medida en que la correa rota
alrededor del sistema de tracción, estos empalmes hacen contacto
con la cara posterior de la polea tensora, tensores y similares que
pueden causar que la correa chirree y que los
componentes de la correa y del sistema de tracción vibren.
componentes de la correa y del sistema de tracción vibren.
Con los productos síncronos de correa es una
práctica común utilizar cubiertas textiles que se elaboran a partir
de tejidos de tipo elástico, tratados para que se adhieran, cortados
a una longitud tal que coincida con la longitud particular de la
correa, y cosidos o apuntalados ambos por medio de ultrasonido por
el revés para formar un tubo cilíndrico o cubierta para ser aplicada
a los dientes de la correa como un revestimiento, o en la funda. Las
uniones resultantes pueden servir como generadores de ruido, y el
proceso completo consume tiempo y es costoso.
Los tipos de correa anteriores típicamente
tienen que ver también con sus etiquetas exteriores en la superficie
posterior de la correa para poder identificarla. Un proceso típico
de marcación implica aplicar una película polimérica, por ejemplo
poliéster Mylar (marca comercial de Du Pont) u otro sustrato de
etiqueta para la transferencia contra la funda de la correa durante
su proceso de vulcanización. Las etiquetas de Mylar se embeben en la
superficie exterior del caucho de la correa, y luego el soporte de
Mylar se raspa de la funda después de la terminación de la
vulcanización, dejando una impresión negativa, esto es, arrugas o
gradas en la superficie posterior de la correa que sirven como
sitios adicionales generadores de ruido.
El uso de telas de tricota para la funda, en sí
mismo, es conocido desde la patente estadounidense No. 3.981.206
(Miranti y colaboradores) que muestra todas las características del
preámbulo de cada una de las reivindicaciones 1 a 13. Sin embargo,
en la construcción de la correa de Miranti y colaboradores, ésta se
construye sobre un tambor cilíndrico por medio de la aplicación de
varias capas de material envueltas a su alrededor, incluida la tela
exterior de tricota (no tubular). Este proceso de envolver producirá
una unión con bordes levantados o con solape, que servirán como
generadores de ruido en la polea tensora de la cara posterior y de
los impulsores tensores. La correa comprende un cuerpo de caucho
con piezas tensoras resistentes a la tensión embebidas en él. Una
sección de funda termina en una superficie posterior exterior
generalmente plana de la correa sobre la cual se posiciona un
material textil que se puede estirar en forma radial. Una sección
por debajo del cordel termina en un perfil de superficie
multiestriada sobre la cual se posiciona un material textil que se
puede estirar en forma radial. Las capas de caucho se adhieren a
los materiales textiles tubulares sobre sus superficies inferiores,
entre el material textil y las piezas extensibles resistentes a la
tensión.
Los tejidos tubulares de punto sin costuras
también han sido utilizados en la funda de las correas de
transmisión de potencia del tipo de fundición líquida
(poliuretano). La solicitud de patente japonesa no examinada No.
7-243 483 (Bridgestone), publicada el 19 de
septiembre de 1995, divulga una correa acanalada
multi-V en la cual el tricotado tubular en la funda
se posiciona directamente contra el cordel tensor antes de la
fundición líquida. El cordel tensor y el tricotado tubular hacen
contacto directo en la correa de fundición líquida fabricada al
final.
Un objetivo de esta invención es el de superar
los inconvenientes del arte previo proveyendo una correa de caucho
para transmisión de potencia que utilice una sección de funda
reforzada con textil que le imparta estabilidad lateral a la correa
mientras permite una alta flexibilidad en la dirección del
desplazamiento de la correa, y se caracteriza por una funda libre
de uniones, empalmes que se traslapen o costuras que generarían
ruido en los sistemas de tracción de correa que utilicen poleas
tensoras, tensores o similares.
Un objetivo adicional es el lograr lo anterior
sin la necesidad de Empalmar, calandrar o preparar de otra manera la
cubierta exterior para la funda de la correa, eliminando así etapas
en el proceso y costos.
Estos y otros objetivos de la invención son
reunidos por una correa de transmisión de potencia que incluye las
características de la reivindicación 1.
En otro aspecto, una correa de transmisión de
potencia de la invención se fabrica por medio de un método de
acuerdo a la reivindicación 13.
Los aspectos preferidos de esta invención serán
descritos con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales
numerales similares designan partes similares en las diferentes
figuras, y en donde:
La Figura 1 es un sistema accesorio simplificado
de tracción de un motor;
La Figura 2 es una sección transversal de una
correa acanalada multi-V utilizada en el sistema
accesorio de tracción de la Figura 1 tomada a lo largo de
2-2;
La Figura 3 es una vista en un plano parcial de
un tejido tricotado acanalado que puede ser utilizado en la sección
de funda de la correa de la invención;
La Figura 4 es una cara técnica de una
construcción tricotada de cubierta que puede ser utilizada en la
correa de la invención;
La Figura 5 es una vista frontal esquemática de
un sistema de tracción síncrono (cronometrado) de correa del tipo
para automóvil que incluye un tensor y una polea tensora en la cara
posterior impresa contra la cara posterior de la correa de la
invención;
La Figura 6 es una vista en elevación lateral
expandida de una correa síncrona utilizada en el sistema de tracción
de la correa de la Figura 5;
La Figura 7 describe una vista transversal
parcial de un tambor (mandril) para la construcción de una correa
que muestra los diferentes componentes en capas montados sobre el
tambor para construir una funda para correa de acuerdo con la
invención;
La Figura 8 ilustra un material textil tubular
tricotado sin costuras de la invención en su posición en descanso,
así como parcialmente expandida como se observa con una indicación
fantasma;
La Figura 9 es una vista en sección parcial de
la sección de funda de la correa de la Figura 6 de la invención en
9-9;
La Figura 10 muestra una correa acanalada
multi-V en una sección parcial y en perspectiva con
una etiqueta aplicada a su superficie posterior exterior; y
La Figura 11 es una vista similar a la de la
Figura 10 que ilustra una correa del arte previo con una etiqueta
aplicada a su superficie posterior exterior.
Con referencia primero a las Figuras 1 y 2 de
los dibujos, un sistema accesorio de tracción de un motor se
muestra generalmente en 10, que consiste de una polea de cigüeñal 14
para motor, y una polea de tracción 12 unida en una relación de
tracción por medio de una correa 11 tipo serpentina con cuatro
acanaladuras. La superficie posterior exterior o superior de 13 de
la correa 11 hace contacto la polea de tracción 16. El sistema de
tracción 10 de la Figura 1 puede ser utilizado como un sistema
accesorio sencillo de tracción de un automóvil, una tracción
industrial, o un aparato de prueba para medir el ruido generado en
la interfaz entre la correa 11 y la polea de tensión 16 de la cara
posterior a través de un sensor/transductor 18 (midiendo los dB y el
ruido característicos). La aplicación particular y el tipo de
sistema de tracción serán dictados por el tipo de configuración de
correa escogida. Generalmente los principios de la invención se
pueden aplicar a las correas en V, a las correas planas, a las
correas acanaladas multi-V y a las correas
síncronas. Se ilustra y se divulga un ejemplo de un sistema común
accesorio de tracción en el extremo frontal de un automóvil en el
cual la correa de la invención puede ser utilizada, en la patente
estadounidense No. 4.551.120, que consiste de una polea principal de
tracción conectada operativamente a una polea de un motor para aire
acondicionado, a una polea para alternador, a una polea para una
bomba de aire de un motor, y a una polea para una bomba de agua. La
correa acanalada multi-V arrastrada alrededor de
estas poleas se mantiene con una tensión apropiada por medio de un
tensor que tiene una superficie que engrana a la cara posterior de
la correa.
La correa de la Figura 2 está formada por un
cuerpo de caucho. Por "caucho" se entiende un caucho sintético
o natural entrelazable que se puede procesar en forma sólida, por
ejemplo, sobre un molino mezclador. Un caucho así se mezcla
típicamente en forma cruda o no vulcanizada con aditivos apropiados,
diluyentes, reforzadores, aceleradores, rellenos, agentes de
vulcanización, por ejemplo, azufre y peróxidos, y similares, en un
mezclador Banbury®, o en un mezclador continuo, bien conocido en la
industria de procesamiento del caucho. Las capas o láminas embebidas
en existencia están entonces listas para ser armadas en forma de
capas con refuerzos textiles y similares, el caucho crudo reforzado
en forma de funda o en otra forma se vulcaniza o se cura con calor y
con presión. Si se cura en forma de una funda, se pueden cortar
correas individuales a partir de la funda. Los cauchos sintéticos
útiles en la invención incluyen policloropreno, copolímeros de
etileno y propileno, terpolímeros de etileno, propileno y monómeros
de dieno, por ejemplo, EPDM, caucho de butadieno estireno, HNBR,
CSM, caucho de silicona, fluoroelastómeros, mezclas de los
anteriores, y aleaciones o mezclas de los anteriores o de otros
cauchos sólidos procesables conocidos con polímeros termoplásticos o
termoendurecibles o "elastómeros", polietileno, poliéster (de
marca Hytrel) o materiales tales como Santopreno (de marca
Monsanto). Los materiales elastómeros líquidos procesables tales
como aquellos formados por medio de fundición líquida, aplicables a
muchas formas de poliuretano, no se encuentran dentro de esta
definición y no son contemplados por la invención.
La correa de la Figura 2 es una correa en forma
de serpentina con cuatro acanaladuras que emplea una pieza tensora
20 resistente a la deformación que está embebida en el cuerpo de
caucho de la correa. Se posiciona por medio de bobinado helicoidal
como se discutirá adicionalmente con respecto al proceso de
construcción descrito con referencia a la Figura 7. Las piezas de
cordel tensor pueden ser cualquier cordel típico resistente a la
deformación o piezas formadas de Nylon, poliéster, carbono, aramida
como por ejemplo fibras de KEVLAR® o de TWARON® (ambas marcas
registradas) y similares, y se forman típicamente de hebras
retorcidas. Las hebras, a su vez, se componen usualmente de muchas
fibras. Los cordeles se pueden engomar o tratar por ejemplo con RFL
(látex de resorcinol formaldehído), para mejorar la adhesión al
caucho. La sección por debajo cordel o de compresión 22 de la correa
se puede formar a partir de una existencia de caucho descargada, sin
embargo típicamente se forma a partir de un caucho adecuado en el
cual se ha cargado una mezcla de fibras discretas de refuerzo 24 de
material deseado tal como algodón, poliéster o aramida. Los rebordes
múltiples de la sección por debajo el cordel mostrados en 23, 25,
27, 29 se pueden formar moliendo la fibra de caucho cargada entre
los bordes adyacentes, hasta el vértice 26 entre los bordes
adyacentes, o por moldeo, tallado de volante o cualquier otra
técnica. La forma y la configuración de los bordes normalmente
coinciden sustancialmente con la forma correspondiente de las poleas
12 y 14 alrededor de las cuales se une la correa en una relación
propulsora.
La sección de la funda de la correa mostrada
como 28 incluye una superficie posterior exterior de la correa 13
generalmente plana, un material textil para la funda 15,
preferiblemente tricotado y tubular sin costuras que puede
estirarse en forma radial posicionado en la superficie posterior
exterior de la correa y una capa interpuesta de caucho como capa
adhesiva de goma 17 que se selecciona para adherirse al material
tubular textil tricotado 15 así como los cordeles contiguos 20. La
capa adhesiva e goma 17 se puede elaborar con el mismo material de
caucho o similar (compatible) al utilizado en la sección por debajo
el cordel 22 para asegurar la adecuada adhesión e integración dentro
de la estructura del compuesto de la correa.
El material preferiblemente tricotado que puede
estirarse en forma radial 15 está en la forma de un tubo sin
costuras, tal como el mostrado en 30 en la Figura 8 de un diámetro
en reposo de D_{1} que, debido a que puede estirarse en forma
innata hasta un 500% o más típicamente, se puede expandir (en 30')
hasta un diámetro D_{2} como se muestra con una indicación
fantasma. El diámetro normal D_{1} se debe escoger para que sea
igual o preferiblemente algo menor que el diámetro del tambor de
construcción o mandril, siendo el diámetro en reposo D_{1} del
material textil tubular tricotado preferiblemente aproximadamente
desde 20 hasta 100 y más preferiblemente aproximadamente desde 30
hasta aproximadamente 80 por ciento del diámetro final del tubo
tricotado conforme se aplica en condición estirada sobre el tambor
de construcción, mostrado en 31 en la Figura 7. En general, se
pueden seleccionar el grado de expansión, y la correspondiente
abertura en el tamaño de los intersticios 33, 34 (Figuras 3 y 4)
del material tubular tricotado, y su construcción (por ejemplo,
denier, tipo de fibra y torsión, y la densidad de las pasadas y
cruzamientos) para obtener una superficie resultante de correa con
un coeficiente de fricción seleccionado para un rendimiento óptimo
de la correa para la aplicación.
El tubo tricotado 30 (Figura 8) se produce en
una forma tubular sin costuras, esto es, el proceso circular de
tricotado produce en forma inherente un tubo de un diámetro
particular D_{1} dependiendo de los componentes preseleccionados
del equipo utilizado en la máquina de tricotado. Los hilos
individuales pueden estar formados por monofilamentos o por
filamentos múltiples pero típicamente están formados por haces de
fibras de filamentos enroscados de cualquier material apropiado tal
como algodón, poliéster, Nylon, aramida, carbono o mezclas de los
mismos. Alternativamente, las hebras pueden consistir de filamentos
individuales de núcleo elástico recubiertos con una materia prima o
envoltura textil texturizada. Las hebras pueden ser encoladas o
recubiertas para mejorar la adhesión por ejemplo con RFL o un
caucho compatible disuelto en un solvente orgánico. Está
contemplado que los tubos 30 de un diámetro dado puedan ser útiles
para más de un tamaño de correa dada la significativa capacidad de
estiramiento del tubo tricotado en si mismo. Se pueden emplear
diferentes patrones de tricotado, tal como la configuración de
tejido de punto acanalado mostrada en la Figura 3 en la cual los
cruzamientos o hileras verticales 35 de las puntadas de las hebras
39 se entremezclan alternativamente sobre la cara y la parte
posterior del tricotado. Los tejidos de punto acanalados de este
tipo tienen buena elasticidad, especialmente en la dirección a lo
ancho. Un tricotado de jersey como el mostrado en la Figura 4,
formado con un tejido tricotado circular elaborado con una puntada
plana es actualmente el tejido tricotado más preferido para ser
utilizado con la invención. Se prefiere que la cara técnica, como se
muestra en la Figura 4, mire hacia el interior (hacia la capa
adhesiva de goma 17). Como con el tejido de punto acanalado de la
Figura 3, los cruzamientos o las hileras se extienden verticalmente
en las figuras, así como verticalmente en el tubo de la Figura 8.
Tal orientación, cuando se aplica a las correas de la Figura 2 y de
la Figura 6, por ejemplo, causarán que los cruzamientos o las
hileras verticales de las puntadas se orienten transversalmente en
dirección longitudinal (del desplazamiento) de la correa completa.
También se contemplan otras configuraciones tricotadas que pueden
estirarse en forma radial, que se pueden formar dentro de una
configuración tubular sin costuras con aberturas (intersticios) que
le permiten al caucho fluir a través suyo.
En la correa completa, los intersticios 33, 34
del tejido tricotado serán principalmente rellenados con material de
caucho suministrado por la capa adhesiva de goma 17. En la forma más
preferida como se observa esquemáticamente en la Figura 9, el
caucho de la capa adhesiva de goma 17 rellenará la mayoría de los
intersticios 34 del material textil tricotado tubular sin costuras,
pero las puntas de las hebras 36, 38, 40 que forman la superficie
más exterior 13 de la superficie de la correa, y las fibras de las
hebras que se encuentran posicionadas en tal superficie posterior
de la correa, estarán libres de encapsulación completa por medio del
caucho del cuerpo de caucho. Esto es, las puntas de las hebras 36,
38, 40 y las fibras asociadas estarán no encapsuladas y presentes
en las fibras textiles de la superficie posterior exterior
generalmente plana de la correa para engranarse, junto con la capa
expuesta de caucho dentro de los intersticios del tricotado, con un
tensor, polea en la cara posterior o similar. En donde se requiera
un coeficiente de fricción mayor en la cara posterior de la correa
para prevenir el deslizamiento con una polea de tracción asociada o
similar, se prefiere incrementar la abertura del intersticio 34 (por
ejemplo, incrementando la relación D_{2}:D_{1}).
Alternativamente, aunque menos preferido,
mientras que el material textil tubular tricotado esta en una forma
cilíndrica sin costuras, y la capa adhesiva de caucho 17 está
interpuesta entre el cordel tensor 20 y la superficie posterior de
la correa, una capa más exterior de caucho (no mostrada) puede
encapsular completamente al tejido tricotado y calandrar al mismo
en el caucho y beneficiarse aún de la baja generación de ruido y de
otras ventajas de la invención. En esta modalidad se puede
interponer una capa extra de caucho entre el tambor de construcción
31 y el tubo tricotado 30, preferiblemente empalmado por el extremo
para evitar un empalme superpuesto.
En las Figuras 5 y 6 se muestra un sistema de
tracción de correa 42 síncrono o "cronometrado" e incluye una
correa dentada o síncrona 43 preparada y tensionada alrededor de una
polea de manivela 44, una polea tensora 16, y una polea para bomba
de agua 46, poleas para el eje de levas 45, 47 y un tensor o polea
de tensión 48. El tensor puede ser de diferentes tipos incluido el
brazo de resorte de tensión del tipo divulgado en la patente
estadounidense No. 5.938.552 de Serkh.
Con referencia a la Figura 6, la correa 43 se
forma a partir de un cuerpo de caucho 49 en el cual se embebe un
cordel tensor 20 resistente a la deformación. Se disponen una serie
de levas o dientes 50 sobre la superficie inferior de la correa
adaptada para engranarse con los dientes de la rueda dentada de las
ruedas dentadas del eje de levas 45, 47, el cigüeñal 44 y la polea
de la bomba de agua 46, en una forma como de engranaje para
trasmitir potencia de manera sincronizada. La correa 43, en forma
similar a la correa acanalada multi-V 11 discutida
con respecto a la Figura 2, emplea un material textil tricotado
tubular sin costuras 15 en la superficie posterior exterior 13 de
la correa. Se interpone una capa 17 de caucho del tipo de goma
adhesiva entre el cordel 20 y la superficie exterior de la correa
13, y durante el procesamiento de una porción de caucho extruído a
través de los intersticios 33, 34 del material textil tricotado
tubular sin costuras 15, pero preferiblemente no encapsula
completamente a todo el material tricotado, dejando segmentos
protuberantes de hebras 36, 38, 40 sobre el exterior, como se
muestra en la Figura 9. Alternativamente, pero menos
preferiblemente, el tricotado exterior puede soportar una capa,
preferiblemente delgada (por ejemplo de 0,002 pulgadas (0,051 mm) a
0,020 pulgadas (0,508 mm) de espesor, más preferiblemente 0,003
pulgadas (0,076 mm) a 0,007 pulgadas (0,178 mm) de espesor, con sus
extremos empalmados juntos), de caucho o de otro material adecuado
modificado para fricción en la superficie exterior 13 de la
correa.
Los dientes de la correa 50 pueden, en forma
habitual, portar una capa exterior dentada 51 resistente a la
abrasión, adherida al caucho de los dientes. Los materiales
típicamente adecuados incluyen un material tejido cuadrado de nylon
que puede estirarse o un material tricotado. Los dientes 50 pueden
incluir también elementos endurecedores transversales u otros
refuerzos no mostrados.
Un método de formar la correa de la Figura 2
será discutido con relación al aparto de la Figura 7. Sobre un
tambor de construcción 31 se aplica primero, opcionalmente, una
etiqueta alargada para transferencia 51 sobre la cual se imprime
cualquier señal deseada, por ejemplo números de producto, marcas
comerciales, país de origen, para ser colocada en la superficie
posterior 13 de la correa. Esta etiqueta para transferencia es
típicamente una película relativamente delgada de Mylar o de otro
material plástico que soporte una impresión de tinta sensible al
calor o a la presión que durante la vulcanización se transfiera
desde el soporte de Mylar a la superficie exterior 13 de la correa.
Mientras se construye la correa en forma invertida, la siguiente
capa aplicada sobre el tambor es el tubo sin costuras 30 de material
textil tricotado 13 de la Figura 8, que se lo expande y se lo estira
elásticamente como un calcetín sobre el mandril 31 y se lo aprieta,
sin arrugas, contra la superficie exterior del tambor 31 con una
etiqueta interpuesta para transferencia 51. De esta forma, los
cruzamientos 35 salen longitudinalmente del tambor, esto es, en
forma paralela a su eje. Aunque se ha encontrado satisfactorio
emplear una capa tricotada tubular sencilla 30, obviamente
dependiendo de la aplicación, se podrían utilizar convenientemente
dos o más capas, con cualquier capa intermedia de caucho como lo
dictado por la aplicación.
Sobre el tricotado tubular sin costuras 15 se
envuelven una o más capas de elastómero tal como el caucho adhesivo
de goma 17. Preferiblemente los extremos de la(s)
capa(s) se empalman por los extremos para evitar un traslapo
que pueda de otra forma reflejarse como una protuberancia o tope en
la superficie exterior 13 de la correa. Esta capa de goma 17 puede
alternativamente ser cargada de fibra con cualquier refuerzo
adecuado de fibra tal como algodón, poliéster o aramida, o puede
incluir por si misma una o más capas de refuerzo textil embebidas
dentro de ella. Sobre la capa de goma 17 se aplica en una forma
típica, por medio de un devanado helicoidal, un cordel tensor 20
resistente a la deformación. El cordel tensor puede estar espaciado
en forma estrecha o amplia, según se requiera, y se utiliza una
cantidad apropiada de tensión para el devanado, con los extremos 20a
asegurados, como se observa. Finalmente, la capa 24 que servirá como
el cordel inferior de la correa, se envuelve sobre el cordel
devanado en forma helicoidal 20. Este material puede ser un depósito
de goma, o incluir una carga discreta de fibra 29 para reforzar al
módulo de las nervaduras 23, 25, 27, 29.
Una vez que ha construido la funda sobre el
tambor 31, se puede colocar el montaje dentro de una bolsa para
vulcanización con presión de vapor introducida para presionar la
bolsa en forma radial internamente contra la superficie exterior de
la funda (contra la capa 24), consolidando y vulcanizando la funda
en la forma acostumbrada. Se puede desensamblar entonces el molde y
desmoldar la funda. Se puede colocar entonces la funda sobre un
tambor para molienda y formar el perfil de las nervaduras 23, 25,
27, 29 formadas con ruedas para molienda moldeadas de manera
favorable o con fresadores simples, removiendo el material del
cordel inferior entre las nervaduras, y hasta los vértices 26.
Alternativamente, se puede formar el perfil acanalado por medio del
uso de una matriz de la cámara de aire para vulcanización durante
la vulcanización sobre el tambor 31, donde la forma de la cámara de
aire para vulcanización se imprime dentro de la sección de la funda
24. Alternativamente, se puede colocar una cámara de aire para
vulcanización sobre el mandril 24 y presionar la funda hacia fuera
durante la vulcanización contra una pieza de armazón exterior rígida
que tiene la forma conjugada de las nervaduras 23, 25, 27, 29
formadas en el armazón. Las personas capacitadas en la técnica
apreciarán diferentes métodos de fabricación.
Aunque el proceso anterior ha sido descrito con
relación a la fabricación de una correa acanalada
multi-V, también se apreciará por parte de todos
aquellos capacitados en el arte que la correa síncrona de la Figura
6 se puede formar también sobre un aparato apropiado similar al de
la Figura 7. Por ejemplo, para formar la correa de la Figura 6, el
mandril o el tambor 31 tendrán típicamente dientes que se extienden
longitudinalmente sobre su superficie que forman los dientes de la
correa 50. De esta forma, la correa será construida al derecho en
vez de en forma invertida. La capa radialmente más exterior que va a
ser aplicada será el material textil tricotado tubular sin costuras
15 en la forma de un tubo 30 que ha sido estirado o expandido en
forma radial, como se observa con una indicación fantasma en la
Figura 8 para aplicar sobre la funda de la correa parcialmente
formada. En ese caso, se utilizará una cámara exterior de aire para
vulcanización para presionar a los materiales compuestos/de caucho
en forma radial contra la parte interior del mandril dentado del
molde 31.
Con modificaciones similares se podría construir
también al derecho la correa de la Figura 2, en vez de en forma
invertida. En ese caso, la capa más exterior es preferiblemente el
tubo tricotado sin costuras, menos preferiblemente con una capa
exterior adicional de caucho engomado sobre ella, empalmada por el
extremo para evitar traslapos.
Tanto si se produce la correa de la Figura 2 o
de la Figura 6 por medio del uso del material externo tricotado
tubular sin costuras 15 de acuerdo con la invención, se puede
emplear la etiqueta estándar para transferencia 51 sin producir
ninguna discontinuidad, o ninguna discontinuidad significativa sobre
la superficie exterior 13 de la correa que o bien serviría como
generadora de ruido cuando impacta a las poleas tensoras en la cara
posterior o al tensor o a otras poleas. Esto es, cuando el material
tricotado tubular se posiciona en la superficie exterior de la
correa 13 como se muestra en la Figura 9, estando las fibras de la
hebra más exterior 36, 38, 40 libres de encapsulación total por la
matriz de caucho, cuando la etiqueta para transferencia 51 se
presiona contra la superficie exterior 13 durante la vulcanización,
como se observa en la Figura 10, el material impreso se transfiere
a la parte posterior de la correa sin afectar sustancialmente su
superficie exterior lisa generalmente plana. Se ha encontrado
inesperadamente que esta es la causa aún después de la remoción de
la tira de impresión de Mylar. Por lo tanto, no existen arrugas o
discontinuidades o escalones impresos en la superficie exterior 13.
Esto está en contraste con las correas del estado de la técnica
mostradas en la Figura 11 que utilizan un tejido Empalmado
calandrado (sometido a fricción) 53, que tiene una capa exterior
delgada de caucho 55 en la superficie exterior 13' de la correa. En
el caso de la correa del estado del arte, cuando la etiqueta para
transferencia de Mylar 51 se vulcaniza dentro de la superficie
exterior de la correa, hace presión contra la capa de caucho 55,
causando que ésta se comprima y exude fuera de los bordes cuando se
ablanda el caucho debido al calor y a la presión. Cuando se remueve
la tira de Mylar de la correa terminada, se dejan atrás las arrugas
o las depresiones 57 sobre la superficie exterior de la correa 13'.
Estas arrugas 57, que típicamente son aproximadamente al menos
0,0015 pulgadas (0,04 mm) más altas que la porción impresa hundida
de la correa, crea ruido cuando chocan contra los piñones
deslizantes y las poleas tensoras. En contraste, en la práctica
entre más alto el paso formado por la remoción de la transparencia
de Mylar de acuerdo con el objeto de la invención es insustancial
(típicamente aproximadamente 0,0008 pulgadas (0,02 mm)) en cuanto a
lo referente a la generación de ruido.
Las correas elaboradas de acuerdo con la
invención de la Figura 2 y el método descrito con relación a la
Figura 7^{1} generalmente corrieron en forma más silenciosa que
las correas del estado de la técnica de la Figura 11 sobre las
pruebas de tracción de la Figura 1, como las medidas por medio del
sensor 18. Las correas del estado de la técnica exhibieron un ruido
descomunalmente notable; las correas de la invención no lo hicieron.
Las correas de la invención también experimentaron generalmente una
menor perdida de peso en comparación con las correas de la Figura
11 utilizando un tejido "Flex-weave" calandrado
(tejido Empalmado con ángulo de abertura de 120º, cruzado - marca
registrada) o cordel de neumático, como refuerzo de la funda 53.
^{1}Las correas fueron construidas en forma invertida, utilizando
Cordel 1145 EPDM para el cuerpo de caucho, por la patente
estadounidense No. 5.610.217, una capa de un tubo de algodón de
jersey de 0,018 pulgadas (0,457 mm) estiradas hasta un diámetro
aproximadamente del 150% del resto de diámetro del tubo, que tiene
las fibras más externas no encapsuladas por caucho, un pliegue de
goma adhesiva con un calibre de 0,012 pulgadas (0,305 mm), una pieza
tensora de cordel poliestérico con trenzado S y Z tratado con RFL
con un calibre de 0,037 pulgadas (.940 mm), y cinco pliegues con un
espesor de 0,028 pulgadas (0,711 mm) cada uno con una provisión de
carga de fibra (25 partes de algodón más fibras de aramida por 100
partes de Nordel 1145 EPDM). La capa completamente curada de la
funda era aproximadamente de 0,192 pulgadas (4,88 mm) y la longitud
de la correa era aproximadamente de 48 pulgadas
(122 cm).
(122 cm).
También se hizo una comparación entre la correa
de la Figura 2 de la invención (utilizando una capa de goma
adhesiva 17 de un espesor de 0,012 pulgadas (0,305 mm)), y la misma
correa sin la capa 17. La correa de la invención con la capa de goma
17 tenía un tejido medido para proveer una adhesión de 2,8 N/mm
comparado con 0,9 N/mm para la correa omitiendo la capa 17.
La correa y el método de la invención ofrecen un
gran número de beneficios. Existe una eliminación completa de los
empalmes de tejido de las fundas, proveyendo por lo tanto el proceso
de fabricación más robusto posible para asegurar la eliminación de
todo el ruido causado por el traslapo o el empalme. Los tubos de
punto de la invención ofrecen 100% y más de capacidad de
estiramiento para el proceso de construcción, limitando el número de
tamaños de tubo de punto requeridos para cubrir los rangos
encontrados de longitud de producto, limitando así el número de
diferentes tamaños de tubo requeridos. Las superficies textiles
sobre la funda ofrecen cierto coeficiente de fricción logrado por
procedimientos de ingeniería por medio del control de la penetración
de la cantidad de goma de caucho. Además, se eliminan el Empalme,
calandrado y la preparación de la cubierta.
Aunque la presente invención ha sido descrita
más arriba en detalle para el propósito de ilustración, se entiende
que tales detalles son solo para ese propósito y que alguien
entrenado en la técnica puede hacer variaciones dentro de ella sin
apartarse del alcance de la presente invención, excepto que pueda
estar limitada por las reivindicaciones.
Claims (16)
1. Una correa para transmisión de potencia (11)
que comprende un cuerpo de caucho, una pieza tensora resistente al
estiramiento (20) embebida en el cuerpo, una sección de funda (28)
que termina en una superficie posterior exterior de la correa
generalmente plana (13), una sección por debajo del cordel (22), un
material textil tubular que puede estirarse en forma radial (15)
posicionado en la superficie posterior exterior de la correa (13) y
una capa de caucho (17) adherida al material textil tubular (15)
sobre su superficie interior e interpuesta entre el material textil
tubular (15) y la pieza tensora resistente al estiramiento (20),
caracterizada porque el material textil que puede estirarse
en forma radial (15) es carente de costuras.
2. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 1 en donde el material textil tubular (15)
es un material tricotado tubular sin costuras formado por hebras,
fibras (36, 38, 40) que por su posición en la superficie posterior
exterior de la correa (13) están libres de encapsulación total en el
cuerpo de caucho.
3. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 1 en donde el material textil tubular (15)
es un tricotado circular de jersey.
4. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 3 en donde el tricotado circular de jersey
tiene un lado de cara técnica, dicho lado de cara técnica estando
posicionado hacia la capa de caucho (17) y por fuera de la
superficie posterior exterior de la correa (13).
5. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 2 en donde el material textil tubular (15)
es un material tricotado tubular sin costuras que tiene cruzamientos
o filas verticales de puntadas orientadas en forma transversal a la
dirección longitudinal (de desplazamiento) de la correa (11).
6. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 1 en donde el material textil tubular (15)
es tratado con una adhesión RFL.
7. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 1 que tiene sobre su superficie posterior
exterior de la correa (13) una etiqueta de transferencia (51) con
una impresión sobre ella, sin tener tal etiqueta (51) adyacente a
ella un escalón en dicha superficie (13) que exceda aproximadamente
0,02 mm [0,0008 pulgadas] de altura.
8. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 1 en donde el material textil tubular sin
costuras que puede estirarse forma radial (15) está completamente
encapsulado en material de caucho.
9. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 1 en la forma de una correa acanalada
multi-V en la cual las nervaduras (23, 25, 27, 29),
localizadas en la parte inferior del cordel (22), están cargadas con
fibras discretas reforzadas.
10. La correa para transmisión de potencia
(11) de la reivindicación 1 en la forma de una correa síncrona (11)
que tiene una pluralidad de dientes (50) dispuestos sobre la cara
inferior del cuerpo de la correa adaptada para engranarse con los
dientes de una rueda dentada.
11. La correa síncrona para transmisión de
potencia (11) de la reivindicación 10 que tiene impresa sobre su
superficie posterior exterior de la correa una etiqueta de
transferencia (51), sin tener tal etiqueta (51) adyacente a ella un
escalón en dicha superficie (13) que exceda aproximadamente 0,02 mm
[0,0008 pulgadas] de altura.
12. Una correa de transmisión (10) que
comprende una polea de transmisión con rueda dentada (14), una polea
accionadora con rueda dentada (12), la correa síncrona para
transmisión de potencia (11) de la reivindicación 7 y una polea
(16) o tensor que hace contacto con la superficie posterior de la
correa (13) de la correa para transmisión de potencia (11).
13. Un método para producir una correa de
transmisión de potencia (11) que comprende:
- (a)
- formar una funda vulcanizable para correa por medio de la aplicación de lo siguiente alrededor de la superficie exterior de un tambor para la construcción de la correa (31):
- un material textil tubular que puede estirarse en forma radial (15);
- una capa de caucho (17) que sirve como una capa adhesiva de goma;
- piezas tensoras de cordel resistentes a la deformación del devanado en forma helicoidal (20); y
- una capa adicional de caucho; y
- (b)
- someter la funda la correa a calor y presión para vulcanizarla;
caracterizado porque:
- el material tubular que puede estirarse forma radial (15) no tiene costuras y se aplica alrededor de la superficie exterior de tambor para construcción de la correa (31);
- la capa de caucho (17) se envuelve sobre el material textil tubular sin costuras (15);
- las piezas tensoras de cordel resistentes a la deformación (20) se devanan en forma helicoidal alrededor de la capa de caucho (17);
- y
- la capa adicional de caucho se aplica sobre el exterior de las piezas tensoras de cordel devanadas en forma helicoidal (20).
14. El método de la reivindicación 13 que
incluye aplicar una película de una etiqueta de transferencia (51)
con indicaciones sobre ella, entre el tambor de construcción (31) y
el material textil tubular sin costuras que puede estirarse en forma
radial (15).
15. El método de la reivindicación 13 en
donde el material textil que puede estirarse en forma radial (15) es
un tubo tricotado sin costuras.
16. El método de la reivindicación 13 en
donde el material tubular textil (15) es un material tricotado
tubular sin costuras formado por hebras, fibras (36, 38, 40) que
por su posición en la superficie de la manga de la correa
correspondiente a la superficie posterior exterior de la correa (13)
están libres de encapsulación total en el cuerpo de caucho después
de que la manga de la correa ha sido vulcanizada.
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