ES2292719T3 - Correa sin fin de transmision de fuerza. - Google Patents
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Abstract
Correa sin fin de transmisión de fuerza (11; 21; 41; 51) que comprende una sección interna de compresión (12), una sección externa de tensión (16) y una sección de soporte de carga (17), que está dispuesta entre la sección de compresión y la sección de tensión (12; 16) y que presenta cordones que se extienden a lo largo y soportan la carga (18), como por ejemplo de aramida, que se caracterizan porque la sección de compresión interna (12) se compone de material de goma y está provista de una serie de nervaduras que se extienden a lo largo (13); los cordones que soportan la carga (18) están hechos de un material de módulo alto y la correa (11; 21; 41; 51) que presenta una capa de soporte de polímero (19) como por ejemplo de etileno-propileno-dieno-monómero, dispuesta hacia afuera de dicha sección de tensión (16) y que forma la superficie externa (20) de la correa, y una capa de tejido (21; 32; 42; 52) entre la capa de soporte (19) y las cuerdas que soportan la carga (18) contiguas ala capa de soporte (19).
Description
Correa sin fin de transmisión de fuerza.
La invención se refiere a una correa sin fin de
transmisión de fuerza, conocida también como correa en V. Estas
correas son ampliamente utilizadas en vehículos o para fines
industriales y están compuestas principalmente de una sección
externa de compresión, una sección interna de tensión y una sección
de soporte de carga, dispuesta entre la sección de compresión y la
sección de tensión. La sección de soporte de carga utiliza cuerdas
que se extienden a lo largo y soportan la carga, y están embutidas
en una almohadilla de material de polímero. Para fines especiales,
estas correas también pueden contener otras capas de material. Estas
correas pueden tener una sección transversal trapezoidal simple o
pueden ser de la clase de nervaduras múltiples, con una serie de
secciones trapezoidales espaciadas lateralmente, incorporadas en la
sección de compresión. Una correa sin fin de transmisión de fuerza
según el concepto general de la reivindicación 1 se revela en
US-A-4.022.070.
Las cuerdas utilizadas en las correas para
soportar la carga han evidenciado una evolución a lo largo del
tiempo, que va desde los materiales naturales al rayón, al nylon o a
materiales sintéticos similares para pasar a los materiales de
módulo alto, como por ejemplo aramida. Estos últimos materiales se
necesitan para desarrollar correas más fuertes, más resistentes al
estiramiento, y que tengan mayor vida útil sin perder sus
cualidades. Lamentablemente, las temperaturas elevadas, necesarias
para vulcanizar esta clase de correas, causan considerables
ensanchamientos en los moldes de vulcanización y las cuerdas tienden
a desdibujarse, pasando a tener un patrón aleatorio si no se provee
alguna forma de control. Esto se hizo en el pasado mediante la
formación de una barrera de tejido o de cuerdas laterales (conocidas
también como cuerdas de neumático). Se descubrió que el uso de una
única capa combinada de tejido con una capa de goma dura como
barrera llevaba a un espesor excesivo de empalme, lo que daña la
cuerda cuando la correa es sometida a flexión. Las realizaciones
típicas conocidas se observan en Waugh
US-A-3.478.613; Meadow
US-A-3.883.515 y Wolfe
US-A-4.022.070.
Para poder controlar la ubicación de las cuerdas
de aramida que soportan la carga, se descubrió que esto puede
lograrse mediante una capa de tejido sobre la sección de tensión
hacia afuera de la sección que de soporte de carga. Una segunda
capa separada de soporte de goma está dispuesta hacia afuera de la
capa de tejido con el fin de generar una superficie de contacto con
la polea de transmisión. A pesar de que esto contribuye al espesor
del sección transversal de la correa, cumple el objetivo de evitar
el desgaste entre la superficie externa de la correa y la polea de
transmisión. El resultado de la mejora es una correa con una vida
útil más larga y una reducción del desgaste del lado posterior de
la correa, en especial en entornos polvorientos, como por ejemplo
en máquinas agrícolas. Además, el coeficiente de fricción del lado
posterior es mayor que cuando se emplearon capas de soporte de
tejido y el mismo es importante allí donde la superficie externa de
la correa, que es la capa de soporte, entra en contacto con una
polea tensora de correa en determinados sistemas de transmisión de
fuerza. La capa de soporte actúa en combinación con una capa
adicional de tejido, preferentemente de goma impregnada, dispuesta
entre la capa de soporte y las cuerdas que soportan la carga. Otra
ventaja de esta realización es la reducción del espesor del
empalme, denominado en lo sucesivo a veces como espesor del empalme
o simplemente empalme, que es necesario en la capa de tejido. En la
mayoría de las estructuras, el empalme provoca que el cordón se
desalinee en dirección axial, lo cual evidentemente no es lo
deseado. La combinación entre la capa de tejido y la capa de
soporte reduce el espesor de empalme con el fin de evitar la
desalineación. La nueva estructura es útil en especial en correas de
nervaduras múltiples que se muestra en el modelo concedido a
Richmond et al., en
US-A-4,139.406. Se debe señalar que
las capas de soporte fueron empleadas en otras estructuras de
correas como se especifica en la referencia 15 de
US-A-4.617075, concedida a Wetzel
et al.; estas capas no fueron previstas para los fines arriba
indicados, pero fueron empleadas en el proceso de formación de una
correa dentada plana. Esta patente muestra también una capa 15A, que
no es un tejido, sino únicamente una capa de goma reforzada con
fibra. Por ello, la presente realización estructural genera
resultados inesperados para la fabricación de un producto útil.
Las características de la invención y sus
ventajas técnicas se pueden ver en la siguiente descripción de las
realizaciones preferidas junto con las reivindicaciones y las
figuras que se acompañan, en las cuales:
la Fig. 1 es una vista en perspectiva con partes
en sección transversal, partes en elevación y partes en perspectiva
despiezada, que constituye un ejemplo de realización del cuerpo de
la correa según la invención, y
la Fig. 2-4 son vistas
parciales, a similitud de la Fig. 1, que muestran diferentes tipos
de disposiciones de tejido alternativas.
Según se muestra en la Fig. 1, la correa sin fin
de transmisión de fuerza 11 está representada como una sección de
una correa íntegramente continua, prevista para el uso entre poleas
conductoras y conducidas de modo sin fin en la forma conocida. La
correa presenta una sección de compresión 12, que se caracteriza por
tener varias nervaduras 13 que se extienden longitudinalmente, y
donde cada nervadura tiene un sección transversal trapezoidal
(también denominadas nervaduras sin filo en forma de V), que se
extienden parcialmente hacia dentro la sección de compresión y que
presentan superficies internas 14 y superficies laterales angulares
15. La sección de compresión se compone de un material de goma
conocido. Una sección de tensión 16, compuesta de un material
similar, está dispuesta afuera de la sección de compresión. Una
sección de soporte de carga 17 está dispuesta entre la sección de
compresión y la sección de tensión y se compone de un material de
goma conocido. Esta sección presenta también una gran cantidad de
cuerdas que se extienden en forma longitudinal o vueltas de cordón
18, que se componen de un material de módulo alto, preferentemente
aramida. Estas cuerdas están embutidas en la sección 17 y se
emplean como cuerdas que soportan la carga, y como se indicó arriba,
son resistentes al estiramiento y poseen cualidades adicionales
mejoradas de correa.
Para evitar que las cuerdas se deslicen durante
la fabricación, se ha desarrollado una capa de soporte y una capa
de tejido como parte de la correa. La capa de soporte 19 está
dispuesta hacia afuera de la sección de tensión y forma también la
superficie externa 20 de la correa. Esta superficie 20 cumple
también la función adicional de servir como superficie de desgaste
contra una polea tensora de correa del lado posterior, que se
emplea en sistemas de accionamiento de correas similares, y ofrece
un coeficiente de fricción más elevado que una capa de soporte de
tejido, que es lo utilizado con frecuencia. La capa de soporte tiene
un espesor en el rango de 0,038 a 0,127 cm (0,015 a 0,050 pulgadas)
y es de un material de polímero especial, como por ejemplo EPDM
(etileno-propileno-dieno-monómero).
La capa de tejido 21 está insertada en la capa de tensión,
preferentemente contigua a la capa de soporte y a las cuerdas que
soportan el peso, y se ha determinado que actúa en conjunto con la
capa de soporte, para permitir el control arriba señalado de las
cuerdas. Como se expuso, la capa de soporte es contigua a la capa
de tejido, si bien puede haber una distancia entre las mismas. La
capa de tejido 21 es comparativamente delgada, es decir en un rango
de aprox. 0,013 a 0,089 cm (0,005 a 0,035 pulgadas). Como se
muestra en la Fig. 1, la capa de tejido está compuesta de un tejido
de goma impregnada tejido transversalmente, formado por hilos de
material conocido, como por ejemplo algodón, rayón, nylon, aramida,
poliéster o fibra de vidrio. La capa de tejido 21 consiste
preferentemente en una tira ancha de material que envuelve la
sección que soporta la carga, y contiene extremos 22 y 23 que se
extienden transversalmente, que están superpuestos para formar un
empalme 24. La presente formación permite un empalme más delgado que
las construcciones convencionales. Como se muestra en la Fig. 1,
ello evita una desalineación de las cuerdas 18. El empalme 24 posee
preferentemente un espesor máximo de 0,178 cm (0,070 pulgadas).
Como formas alternativas de la invención, se
contempla el uso de otros tipos de tejido en lugar del material
tejido transversalmente de la capa 21. La figura 2 muestra una
correa 31 con un desarrollo similar a la correa 11, a excepción de
que la capa de tejido 32 está desarrollada en un material tejido
similar al mostrado en la patente Richmond. Como se muestra en la
Fig 1, la capa de tejido está provista de extremos 33 y 34, que
tienen un empalme 35 similar al empalme 24.
La Fig. 3 muestra una correa 41 similar a las
correas 11 y 31, a excepción de que la capa de tejido 42 está
constituida por una estructura, conocida como "cordón de
neumático", que se compone de cordones fijos que se extienden
transversalmente y de cordones de enlace que sostienen las cuerdas
fijas en una relación básicamente paralela. Este tipo de cuerda
también se muestra en la patente de Richmond. Asimismo la capa de
tejido está formada por extremos 43 y 44 superpuestos para formar
un empalme 45 similar al de los empalmes 24 y 35.
La Fig. 4 muestra una correa 51 similar a la
estructura de las otras correas, a excepción de que la capa de
tejido 52 está formada por un tejido colocado en forma oblicua,
denominado también como " distendido", en el cual los hilos de
urdimbre y los hilos de trama están dispuestos en un ángulo de 95º a
155º entre sí. Esta clase de tejido se muestra en la patente Waugh
antes indicada. La capa de tejido también está desarrollada como
una lámina con extremos 53 y 54, que están superpuestos entre sí
para formar un empalme 55 similar a los otros empalmes.
En esta aplicación se hizo referencia al espesor
del empalme. Por espesor del empalme se entiende el espesor total
de la estructura de empalme en el punto de empalme.
La invención aquí descripta se refiere a una
estructura de correa y a un proceso, en el cual la "capa de
tejido" y la "capa de soporte" comprenden capas separadas y
distintas, y luego durante el proceso de fabricación son colocadas
en la correa por separado. Esto es diferente de una estructura y de
un proceso en el cual la laminación de la "capa de soporte" y
de la "capa de tejido" se realiza en un paso separado y la
combinación resultante se coloca luego sobre la correa durante el
proceso de fabricación. Esta es la diferencia fundamental que
asegura que el espesor del empalme pueda ser minimizado - el
empalme en la "capa de soporte" puede estar desplazado a
cierta distancia del empalme en la "capa de tejido", en cuyo
caso el espesor máximo de empalme se limitará al doble del espesor
del tejido o al doble del espesor de soporte (de ambos, el mayor),
en lugar del doble del espesor combinado de una combinación que
contenga ambos elementos. (Este máximo se alcanza en cualquier caso
con un empalme plano superpuesto; un empalme sin filo o un empalme
biselado - con o sin costuras - tendría un espesor que básicamente
sería igual a la estructura de empalme, ya sea de "soporte", de
"tejido" o de una "combinación". Un empalme superpuesto
sobre la hendidura, en la cual el "soporte" de goma se quita de
los extremos para superponerlo en el empalme, tendría un espesor
máximo igual a dos capas de tejido).
También se contemplan otras modificaciones. Por
ejemplo, en lugar de las nervaduras trapezoidales o en V truncadas,
se pueden utilizar nervaduras en forma de V completa.
Claims (10)
1. Correa sin fin de transmisión de fuerza (11;
21; 41; 51) que comprende una sección interna de compresión (12),
una sección externa de tensión (16) y una sección de soporte de
carga (17), que está dispuesta entre la sección de compresión y la
sección de tensión (12; 16) y que presenta cordones que se extienden
a lo largo y soportan la carga (18), como por ejemplo de aramida,
que se caracterizan porque la sección de compresión interna
(12) se compone de material de goma y está provista de una serie
de nervaduras que se extienden a lo largo (13); los cordones que
soportan la carga (18) están hechos de un material de módulo alto y
la correa (11; 21; 41; 51) que presenta una capa de soporte de
polímero (19) como por ejemplo de
etileno-propileno-dieno-monómero,
dispuesta hacia afuera de dicha sección de tensión (16) y que forma
la superficie externa (20) de la correa, y una capa de tejido (21;
32; 42; 52) entre la capa de soporte (19) y las cuerdas que soportan
la carga (18) contiguas a la capa de soporte (19).
2. Correa según la reivindicación 1, que se
caracteriza porque las nervaduras (13) presentan una sección
transversal trapezoidal.
3. Correa según la reivindicación 1 ó 2, que se
caracteriza porque la capa de soporte (19) presenta un
espesor de entre 0,038 y 0,127 cm y/o la capa de tejido (21; 32;
42; 52) presenta un espesor de entre 0,013 y 0,089 cm.
4. Correa según una de las reivindicaciones 1 a
3, que se caracteriza porque la capa de tejido (21; 32; 42;
52) se compone de un tejido de goma impregnado que puede ser elegido
entre un grupo de tejidos de punto, hilados en forma cuadrada, del
tipo de cuerda de neumático o sin tensión.
5. Correa según una de las reivindicaciones 1 a
4, que se caracteriza porque la capa de tejido (21; 32; 42;
52) presenta extremos que se extienden en forma transversal (22, 23;
33, 34; 43, 44; 53, 54), que están unidos entre si por un empalme
(24; 35; 45; 55), y el empalme presenta un espesor máximo de 0,178
cm.
6. Proceso de fabricación de una correa sin fin
de transmisión de fuerza con una sección interna de compresión
(12), una sección externa de tensión (16) y una sección de soporte
de carga (17), que está dispuesta entre la sección de compresión y
la sección de tensión y que presenta cordones que se extienden a lo
largo y soportan la carga (18), como por ejemplo de aramida, que se
caracterizan por formar la sección interna de compresión
(12) de material de goma y una serie de nervaduras que se extienden
a lo largo (13), la formación de los cordones que soportan la carga
(18) hechos de material de módulo alto, la colocación de una capa de
soporte (19) como por ejemplo de
etileno-propileno-dieno-monómero
hacia afuera de dicha sección de tensión (16) y la formación de la
superficie externa (20) de la correa, y además la colocación de una
capa de tejido (21; 32; 42; 52) entre la capa de soporte (19) y las
cuerdas que soportan la carga (18).
7. Proceso según la reivindicación 6, que se
caracteriza por el paso de formación de la capa de soporte
(19), para obtener un espesor de entre 0,038 y 0,127 cm y/o la
formación de la capa de tejido (21; 32; 42; 52), para obtener un
espesor de entre 0,013 y 0,089 cm.
8. Proceso según la reivindicación 6 ó 7, que se
caracteriza por el paso de colocación de la capa de soporte
(19) contigua a la capa de tejido (21; 32; 42; 52).
9. Proceso según una de las reivindicaciones 6 a
8, que se caracteriza por el paso de formación de la capa de
tejido (21; 32; 42; 52) en un material de goma impregnado, que puede
ser elegido entre un grupo de tejidos de punto, hilados en forma
cuadrada, del tipo de cuerda de neumático o sin tensión.
10. Proceso según una de las reivindicaciones 6
a 8, que se caracteriza por el paso de formación de la capa
de tejido (21; 32; 42; 52) con dos extremos (22, 23; 33, 34; 43, 44;
53, 54) y el empalme de los extremos, para obtener un empalme (24;
35; 45; 55) con una profundidad de más de 0,178 cm.
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