ES2572705T3

ES2572705T3 - Molde de inyección para hilo de sierra, método para producir un hilo de sierra y el hilo de sierra resultante del mismo

Info

Publication number: ES2572705T3
Application number: ES12809704.5T
Authority: ES
Inventors: Dieter GHILLEBERT; Raf CLAUWS; Tom Baekelandt
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: PL2800647T3; KR20140110894A; EP2800647B1; CN104039490A; EP2800647A1; US20140374954A1; US9849615B2; BR112014014178B1; WO2013102542A1; ZA201403472B; CN104039490B; BR112014014178A2

Abstract

Un molde para revestir un cordón de sierra con un polímero mediante moldeo por inyección que comprende un primer semimolde y un segundo semimolde, formando dicho primer y segundo semimoldes una cavidad de inyección alargada cuando se unen, teniendo dicha cavidad de inyección un eje central, estando provisto dicho primer y segundo semimoldes de canales de inyección para inyectar polímero en dicha cavidad de inyección, caracterizado por que dichos canales de inyección están situados en lados opuestos de dicho eje central.

Description

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DESCRIPCION

Molde de inyeccion para hilo de sierra, metodo para producir un hilo de sierra y el hilo de sierra resultante del mismo Campo tecnico

La invention se refiere a un molde para revestir un cordon de sierra con pollmero mediante moldeo por inyeccion, a un proceso para revestir un cordon de sierra con pollmero y al cordon de sierra obtenido mediante dicho proceso.

Tecnica anterior

Los cordones de sierra cada vez suponen mayor interes para serrar bloques de piedra natural en losas para todo tipo de aplicaciones. Los cordones de sierra estan reemplazando a las hojas de sierra lamelares y circulares tradicionales, puesto que permiten mayores velocidades lineales (tlpicamente de 100 a 120 km/h) y, por tanto, una mayor velocidad de corte. Las maquinas para cortar piedra con tantos como 60 o mas bucles cerrados de cordones de sierra que discurren paralelos en poleas acanaladas, se estan introduciendo actualmente. Tales maquinas consiguen una mayor productividad y reducen el coste operativo global para los cortadores de piedra en comparacion con las sierras de hojas multiples existentes y estan reemplazando esta tecnologla a un alto ritmo.

En esencia, un cordon de sierra comprende tres elementos basicos:

- Un cordon de soporte central, que esta fabricado de filamentos de acero trenzados formando un cordon. El cordon de acero tiene un diametro de aproximadamente 5 mm o 3,5 mm, aunque actualmente se estan explorando diametros menores, tales como 3 mm o incluso 2 mm;

- Perlas de sierra fijadas al cordon a distancias regulares. El numero de perlas por metro depende del tipo de piedra que haya que cortar. Hay aproximadamente de 25 a 40 perlas por metro en una cuerda de sierra. Las propias perlas existen fuera de un manguito metalico en el cual se ha fijado una capa abrasiva. Esta capa abrasiva comprende una arenilla de diamante mantenida en una matriz metalica. La capa abrasiva se obtiene actualmente mediante tecnicas metalurgicas en polvo aunque se estan ensayando perlas en las que se aplica la capa abrasiva por recubrimiento laser. El diametro total de la perla es de 7 u 11 mm, dependiendo de la aplicacion prevista. Las perlas se ensartan en la cuerda de soporte de acero de una manera muy similar a la de las perlas en un collar;

- Las perlas deben fijarse al soporte de manera que la fuerza motriz ejercida sobre la cuerda de acero se transfiera a la perla. Aunque en el pasado se han explorado metodos de anclaje mecanico, ha prevalecido la tecnologla mediante la cual las perlas se mantienen en su sitio mediante un pollmero. El pollmero se inyecta entre las perlas formando de esta manera manguitos que rodean el cordon de acero. De esta manera, el cordon de acero esta sellado respecto al refrigerante y los residuos de abrasivo serrados mediante las perlas. Una buena qulmica de adhesion ayuda a mantener los manguitos fijos en la cuerda de acero mientras las perlas se mantienen firmemente en su sitio. Una mala adhesion del pollmero puede conducir al "colapso de las perlas": las perlas se acumulan en el cordon cuando una de ellas queda atrapada en el corte.

Los tres elementos de un cordon de sierra deben cooperar bien entre si: el cordon de acero debe tener una resistencia a la fatiga suficiente, las perlas de la sierra deben exponer gradualmente la arenilla de diamante de la matriz metalica mientras que el pollmero debe mantener su adhesion al cordon de acero: un fallo prematuro de uno cualquiera de estos darla como resultado un fallo prematuro de toda la cuerda.

Despues de analizar muchas cuerdas de sierra que han fallado, los inventores descubrieron que uno de los modos de fallo predominantes es el fallo del cordon en el extremo del manguito metalico de la perla. Una de las causas de este modo de fallo es que la cuerda no esta exactamente en el centro del manguito de la perla: el cordon de acero toca el manguito metalico. El efecto de este contacto es que los filamentos externos del cordon de acero se desgastaran y corroeran en ese sitio, conduciendo a un fallo prematuro de la cuerda. Ademas, una colocation excentrica en la misma direction radial de la cuerda de acero en una serie de perlas puede conducir a una cuerda de sierra no rotatoria durante el uso. Para un desgaste uniforme de la superficie abrasiva de las perlas circulares es obligatorio que las perlas giren durante el uso.

La razon por la que el cordon esta colocado excentricamente es - segun los inventores - que los manguitos de pollmero se revisten sobre la cuerda de acero mediante moldeo por inyeccion con defectos. En el moldeo por inyeccion las perlas ensartadas en la cuerda de acero se situan en un semimolde inferior que tiene un rebaje alargado correspondiente al negativo del manguito que se quiere obtener. A distancias regulares se proporcionan cavidades para recibir las perlas. El semimolde superior (que es una imagen especular del semimolde inferior) se cierra sobre el semimolde inferior y se inyecta pollmero en los rebajes. Despues del enfriamiento el molde se abre, la cuerda de sierra acabada se saca del molde, se desplaza para colocar una nueva longitud de cordon de acero con perlas y se repite el ciclo de inyeccion. En la Figura 1 del documento US 2007/0194492 A1 se muestra un ejemplo de un molde de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1, un proceso de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 14 y un cordon de sierra de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 15.

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En el documento US 5.216.999 el problema de la excentricidad se reconoce y resuelve usando un molde de inyeccion que tiene protuberancias anulares (punto 212 en la Figura 7) que mantiene el cordon de acero mas en el centro durante el moldeo por inyeccion. Pero ni siquiera as! es posible un centrado completo con esta clase de molde, puesto que queda alguna holgura entre el cordon y las protuberancias anulares, ya que de lo contrario el cordon no quedarla revestido con el pollmero en las protuberancias y empezarla a corroerse alll.

Impacientes por encontrar una solucion para este problema de la centralidad, los inventores encontraron la solucion como se describe a continuacion.

Divulgacion de la invencion

El objeto principal de la invencion es eliminar el problema de la centralidad de los cordones de sierra. Otro objeto de la invencion es proporcionar un molde y un proceso que resuelva este problema. En la divulgacion se identifican caracterlsticas nuevas e inventivas adicionales del molde y el proceso que reducen los residuos, mejoran el tiempo de ciclo y reducen el dano al pollmero durante el procesamiento. Esto da como resultado un cordon de sierra que no muestra el problema de excentricidad, con lo que el pollmero no se degrada durante el uso y puede fabricarse eficazmente de forma rapida y con un residuo de material reducido: un objeto final de la invencion.

De acuerdo con un primer aspecto de la invencion, se reivindica un molde adecuado para revestir un cordon de sierra con un pollmero mediante moldeo por inyeccion. Antes del moldeo por inyeccion, el cordon de sierra solo comprende un cordon de acero en el que se han ensartado perlas. Despues del moldeo por inyeccion, el cordon de sierra comprende ademas camisas de pollmero entre las perlas separadas.

El "moldeo por inyeccion" es el proceso en el que un polvo de plastico o granulos de plastico se alimentan desde una tolva a un tubo en el que esta instalado un tornillo de alimentacion roscado. El tubo se calienta y, cuando se alcanza la temperatura de reblandecimiento especlfica, el tornillo de alimentacion empuja la masa fundida de plastico reblandecido a traves del tubo calentado a un molde donde el material plastico se enfrla con la forma deseada. En el caso actual, el cordon de acero con la perla conectada al mismo se situa en el molde antes de inyectar el plastico. Despues de la inyeccion, el tornillo de alimentacion puede alternar de sentido y una nueva carga de granulos de plastico entra en el tubo. En lugar de un tornillo reclproco puede usarse un inyector de ariete. Despues del enfriamiento, el molde se abre y la pieza moldeada por inyeccion - en este caso una pieza corta de cordon de sierra con diez o mas perlas en la misma - se retira. El cordon de sierra se desplaza y el siguiente extremo del cordon de acero y las perlas se pone en su sitio, el molde se cierra y el ciclo se repite.

El molde - la expresion "molde", "herramienta de moldeo" o "herramienta de molde" o incluso "herramienta" se consideran identicas para el fin de esta solicitud - comprende un primer semimolde y un segundo semimolde que juntos forman el molde. Cuando el primer y segundo semimoldes estan en forma unitaria, es decir, el molde esta cerrado, se forma una cavidad en el molde. La cavidad tiene un eje central correspondiente muy de cerca al eje central del cordon de sierra cuando este esta situado en el molde. La inyeccion de la masa fundida de plastico caliente en la cavidad se realiza a traves de canales de inyeccion proporcionados en dicho primer y segundo semimoldes. Evidentemente, estara presente al menos un canal de inyeccion entre cada par de perlas. Normalmente hay mas presentes.

El molde se fabrica de metal, preferentemente de un acero para herramientas, tal como acero para herramientas de calidad P, por ejemplo un acero de nlquel-cromo-molibdeno tal como DIN X45NiCriMo4 (W-Nr. 1.2767, equivalente a AISI 6 F 7, 2767 ISO-B). El molde se trata con calor para aumentar su dureza.

La caracterlstica respecto al molde es que los canales de inyeccion estan situados en lados opuestos de dicho eje. Con "lados opuestos" se entiende que puede identificarse un plano de separation que comprende el eje central y que no corta ningun canal de inyeccion, de manera que los canales de inyeccion pueden encontrarse a cualquier lado de ese plano.

Situando los canales de inyeccion en lados opuestos del eje central, el plastico entrara desde ambos lados y el cordon de acero permanecera mejor en su sitio, es decir, en el centro de la cavidad. Esto puede conseguirse sin tener que tensar el hilo excesivamente (que es la option obvia normal tomada) o sin tener que introducir elementos de sujecion de la position en la cavidad del molde. Con el cordon de acero mas centrado respecto a las perlas, el desgaste del cordon de acero al final de los manguitos de perla disminuye. Ademas, debido al hecho de que todas las perlas estan mas centradas, el cordon de sierra gira mas facilmente durante el corte.

En una realization preferida adicional, los canales de inyeccion estan situados en un plano que comprende el eje pero aun en lados opuestos del eje central. Por ejemplo, los centros de los canales de inyeccion estan en un unico plano. Durante inyeccion, las fuerzas ejercidas por el plastico inyectado sobre el cordon de acero en los canales de inyeccion estaran mas equilibradas.

En otra realizacion preferida, el numero de canales de inyeccion en ambos lados del plano de separacion son iguales. Esto da el mejor balance global cuando el plastico se inyecta desde ambos lados.

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En una realizacion aun mas preferida todos los canales de inyeccion estan situados diametralmente opuestos entre si. No solo estan situados en el mismo plano que comprende el eje central, sino que tambien estan en un mismo plano perpendicular al eje central. Esto es lo que se entiende por "diametralmente opuesto". Los canales de inyeccion estan montados, entonces, por pares. El equilibrio local de fuerzas sobre el cordon es entonces cero, con tal que ambos canales de inyeccion se alimenten igualmente con la masa fundida de plastico.

De forma preferente, los propios canales de inyeccion se alimentan mediante al menos un canal de alimentacion a traves de canales ramificados. Se prefiere que un unico canal de alimentacion se alimente mediante un unico tornillo de alimentacion o inyector de ariete, ya que de esta manera se evita cualquier desequilibrio (en la presion o tiempo de inyeccion) entre las diferentes alimentaciones. Tal estructura de alimentacion es como un arbol, correspondiendo el tronco del arbol al canal de alimentacion, correspondiendo los canales de ramificacion a las ramas del arbol y los canales de inyeccion a las hojas en los extremos de las ramas del arbol.

De forma preferente, la estructura de arbol es un arbol binario. Un arbol binario es un arbol donde cada rama o el tronco se bifurcan exactamente en dos ramas o terminan en dos hojas. En la estructura de arbol del molde, la seccion transversal antes de cada bifurcacion es aproximadamente igual a la suma de las secciones transversales de los canales ramificados. De esta manera, no hay disminucion o aumento de la velocidad de flujo de la masa fundida de plastico segun transita por los canales. A medida que aumenta la relacion de area de la pared del canal a volumen de canal, la resistencia al flujo aumentara hacia los canales de inyeccion, puesto que las fuerzas de cizalladura sobre el fundido aumentan debido a la viscosidad del fundido.

Es aun mas preferido que la estructura de arbol binario sea un arbol binario equilibrado. En un arbol binario equilibrado, el numero de uniones de canales que se encuentran cuando se sigue cualquier canal de inyeccion hacia el canal de alimentacion es igual para todos los canales de inyeccion. En el arbol binario equilibrado el numero de canales de inyeccion es, por tanto, 2N, siendo "N" el numero de bifurcaciones o uniones.

Lo mas preferido es si la trayectoria seguida por la masa fundida de plastico en su transito desde el canal de alimentacion hasta el canal de inyeccion es de la misma longitud para cualquier canal de inyeccion. De esta manera, la resistencia al flujo encontrada por la masa fundida de plastico en su desplazamiento desde el canal de alimentacion hasta el canal de inyeccion es parecida o igual para cada canal de inyeccion, es decir, no hay un desequilibrio entre los canales de inyeccion. Esto es una mejora respecto a los moldes del actual estado de la tecnica, en los que un unico canal de alimentacion alimenta directamente diferentes canales de inyeccion que estan situados a diferente longitud de la entrada de alimentacion.

Ademas de una longitud igual, un arbol binario equilibrado tiene otra ventaja en tanto que pueden procesarse muchos pollmeros con propiedades de flujo que estan dentro de amplios llmites. En particular, los pollmeros mas favorecidos son cauchos, poliuretano termoplastico o poliolefinas tales como polietileno de alta o baja densidad (HDPE, LDPE), polipropileno (PP). Algunos pollmeros menos favorecido, pero en casos particulares, posiblemente utiles son poliamida (PA), polietilentereftalato (PET), polioximetileno (POM), policarbonatos (PC) o cualquier otro pollmero que pueda ser un llquido fundido suficiente para empujar a traves de los canales.

El primer y segundo semimoldes tendran una primera y segunda caras respectivas que estaran enfrentados entre si tras el cierre del molde. Ambas caras deben coincidir de forma muy precisa entre si, puesto que cualquier desalineacion conducira a una fuga en la cavidad central y, por lo tanto, a un cordon de sierra de peor calidad. Las caras de los moldes pueden tener una forma no plana, por ejemplo dos caras cillndricas que coinciden de forma precisa entre si. Aunque tales formas pueden tener algunas ventajas en terminos de mejor alineacion entre si durante el cierre, se prefieren las caras totalmente planas, puesto que son mas faciles de mecanizar con precision micrometrica. La alineacion de las dos caras tras el cierre, por tanto, se consigue mediante una alineacion coincidente con puntas y orificios en las esquinas de los cuatro moldes.

Los canales de inyeccion pueden alimentar la cavidad de inyeccion en la direction perpendicular a la primera y segunda caras. Por lo tanto, deben perforarse orificios en el primer y segundo semimoldes, lo que no siempre es facil. Por lo tanto, se prefiere que los canales se estampen en una cualquiera o ambas caras de los semimoldes. Tras el cierre, ambas caras se uniran y el canal estampado se cerrara y formara un canal cerrado. Por ejemplo, la primera cara del primer semimolde puede ser completamente plana, mientras que la segunda cara del segundo semimolde tiene un rebaje estampado con forma de "U" en el mismo. Tras el cierre del molde se forman los canales ("U"). Los canales preferentemente se fresan con precision en la primera o segunda cara del semimolde. Una forma alternativa preferida - por razones de simetrla - es que ambas caras esten provistas de un semicanal igual - de seccion transversal semicircular - de manera que se forma un canal completo con una seccion transversal circular tras el cierre del molde. Los canales de inyeccion alimentan con precision entonces la masa fundida de plastico perpendicular al eje central. Se prefieren secciones transversales circulares puesto que tienen la menor relacion de superficie a volumen. El uso de semicanales tiene la ventaja adicional de que es muy facil retirar el material residual solidificado en los canales de ramificacion e inyeccion despues de abrir el molde.

Los canales de inyeccion deberlan formarse al menos mediante dichos semicanales en una de las caras. Adicional y opcionalmente a esto, algunos canales de ramificacion intermedios pueden implementarse como semicanales en la

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primera y segunda caras hasta un cierto numero de bifurcaciones, por ejemplo hasta 1 o 2 o incluso 3 bifurcaciones. Excepcionalmente, todos los canales de ramificacion pueden implementarse en la primera y segunda caras, dejando solo el canal de alimentacion que no se implementa en la primera y segunda caras.

Los moldes de inyeccion avanzados tienen canales calentados (en ocasiones denominados "correderas calientes") a diferencia de los canales que no estan calentados ("correderas frlas"). En los canales calentados, el pollmero permanece fundido durante las inyecciones posteriores. Los canales no calentados son aquellos que se enfrlan durante el ciclo antes de la apertura del molde. Los canales de inyeccion no calentados, por supuesto, se calientan debido al material plastico caliente que pasa por los mismos, pero esto no es intencionado. Por lo tanto, los canales no calentados pueden encontrarse cerca de la cavidad de inyeccion, puesto que la cavidad de inyeccion debe enfriarse antes de abrirla para dar lugar al plastico la posibilidad de solidificar. En cada ciclo de inyeccion, el material en exceso en los canales no calentados debe retirarse y, por lo tanto, conduce a la perdida de material. El volumen de los canales no calentados, por lo tanto, debe mantenerse al mlnimo.

De forma preferente, los canales no calentados se fresan en la primera y/o segunda caras y los canales calentados estan presentes en el primer o segundo moldes. Por facilidad de diseno, se prefiere que el plano de los canales calentados se oriente perpendicular al plano de los canales no calentados.

La masa fundida de plastico no deberla permanecer en un estado de alta temperatura durante demasiado tiempo, puesto que este conducirla a la degradacion del pollmero. De esta manera, el volumen en los canales calentados no deberla ser lo suficientemente alto como para que aumente el tiempo de residencia del pollmero en condiciones calientes. Los inventores estiman el tiempo de residencia "tr" del pollmero en el canal calentado mediante:

tr = ((Volumen de las correderas calientes/Volumen de las correderas frlas) +1) x tciclo

en la que el "Volumen de las correderas calientes" es el volumen total de todos los canales calentados y el "Volumen de las correderas frlas" es el volumen total de los canales no calentados. "tciclo" es la duracion total de un ciclo de inyeccion completo (por ejemplo, desde el primer cierre del molde hasta el siguiente cierre del molde). Se anade un ciclo para tener en cuenta el tiempo de residencia en el inyector (tornillo reclproco o inyector de ariete). La combinacion de tiempo de residencia y temperatura no deberla pasar por encima de un cierto valor para cada pollmero especlfico. Por ejemplo, los poliuretanos termoplasticos no deberlan permanecer mas de 10 a 15 minutos por encima de la temperatura de fusion para evitar la degradacion del pollmero.

Durante el cierre del molde, deben ejercerse grandes fuerzas sobre los semimoldes para mantenerlos cerrados, puesto que la presion de inyeccion es grande (aproximadamente de 400 a 1.200 bar). Cuanto mayor sea la superficie bajo presion en la primera y segunda caras (es decir, la superficie de la pared del canal proyectada), mayor sera la fuerza de cierre que debe ejercer la prensa. Esto limita la longitud del molde, puesto que la prensa de moldeo no puede mantener cerrados moldes mas largos. Normalmente, estas fuerzas son mayores de 100 kN o 150 kN o incluso mayores. Los canales en el plano perpendicular a la primera y segunda cara del molde no se suman a la fuerza de sujecion. Preferentemente, estos canales son canales calentados, puesto que de lo contrario la retirada del material solido solidificado resultarla diflcil. Como resultado, la fuerza de cierre puede reducirse considerablemente si estan presentes mas niveles de canales calentados, opcionalmente orientados perpendicularmente. Como alternativa, para la misma fuerza de cierre, puede aumentarse la longitud del molde, conduciendo a una productividad muy mejorada por ciclo. De esta manera, pueden procesarse longitudes del cordon de sierra de 16 o 32 o incluso hasta 64 perlas en un unico ciclo.

Una mejora adicional realizada por los inventores al molde es el uso de uno o mas insertos de molde que pueden insertarse en el primer o segundo semimoldes y que forman la cavidad del molde para recibir las perlas y el cordon de acero. Opcionalmente, los canales de inyeccion e incluso los de ramificacion pueden implementarse en tales insertos. Puesto que tanto las perlas de serrado como los cordones de acero son materiales relativamente duros, una alineacion no correcta accidental en el cierre del molde conducirla a un grave dano en la precision de fresado de la primera y segunda caras. En el caso de que ocurriera dano durante el cierre, es suficiente renovar solo las piezas de insercion y todo el molde se salva. Como el molde, los insertos estan fabricados de metal, preferentemente de un acero para herramientas tal como los mencionados en el parrafo [0013] anterior. Preferentemente, los insertos se tratan con calor para aumentar su dureza.

La propia cavidad tiene secciones axiales que mantienen unicamente el cordon de acero y secciones axiales que mantienen las perlas de serrado y el cordon de acero. En las ultimas secciones, estan presentes rebajes para perla para recibir las perlas de serrado durante el moldeo por inyeccion. Una mejora importante para el molde de los inventores es que cada rebaje de perla debe tener canales de inyeccion en ambos extremos axiales de los rebajes para perla, es decir, tambien el primer y ultimo rebaje para perla deben estar provistos de canales de inyeccion en cualquiera de los extremos axiales. Esto evita que las perlas situadas en el extremo reciban el plastico de un lado unicamente, conduciendo a un comportamiento de fatiga inferior durante el uso. De hecho, se ha observado un comportamiento de este tipo en la practica.

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De acuerdo con un segundo aspecto de la invencion se reivindica un proceso para revestir un cordon de sierra mediante moldeo por inyeccion que usa el molde como en cualquier forma descrita anteriormente. El proceso comprende las etapas de:

a. Proporcionar un cordon de acero con las perlas de serrado conectadas al mismo. Las perlas pueden ensartarse en el cordon de acero de la manera conocida o pueden cerrarse sobre el cordon de acero de cualquiera de las maneras descritas en el documento WO 2011 061 166 A1. El ultimo metodo tiene la ventaja de que pueden formarse longitudes extremadamente largas del cordon de sierra sin tener que interrumpir el proceso.

b. Abrir el molde;

c. Como una opcion, el cordon de acero con las perlas de serrado en el mismo puede calentarse antes del moldeo por inyeccion. El precalentamiento del cordon de acero ocasiona ventajas considerables, puesto que permite que la masa fundida de plastico se introduzca entre los filamentos del cordon de acero antes de la solidificacion. De esta manera, los filamentos de acero se sellan mejor desde el exterior y conducen a una vida util mejorada del producto global. El calentamiento puede realizarse por diferentes medios, tales como calentamiento por infrarrojos, calentamiento con aire caliente o calentamiento por resistencia.

d. Situar dicho cordon de acero y dichas perlas de serrado a lo largo del eje.

e. Opcionalmente, tensar el cordon de acero. Se requiere un mlnimo de tension para mantener el cordon de acero tenso. No es necesaria demasiada tension y no ayudara a superar el problema de centralidad, puesto que solo es necesaria una pequena fuerza para empujar un cordon de acero tensado fuera de su centro.

f. Despues, el cordon de acero con las perlas en el miso se encierra dentro de la cavidad de inyeccion cuando se cierra el molde. La fuerza de cierre se aplica para mantener los semimoldes firmemente cerrados.

g. El pollmero se inyecta a traves de los canales de inyeccion en la cavidad de inyeccion. Despues de un corto tiempo de enfriamiento, el pollmero solidifica.

h. El molde se abre y la longitud del cordon de sierra acabado se saca del molde.

Posteriormente, una nueva longitud de cordon de acero con perlas conectadas al mismo se desplaza dentro del molde en sustitucion de la longitud acabada de cordon de sierra y se reinicia todo el ciclo.

La caracterlstica de este proceso es que la inyeccion del pollmero se realiza en ambos lados del eje central de la cavidad de inyeccion.

El orden en el que se han descrito las etapas anteriores no es limitativo de la invencion. El experto entendera que ciertas etapas, tal como por ejemplo la etapa "d" (colocacion de las perlas) puede seguir inmediatamente a la etapa "a" (proporcionar el cordon de acero), mientras que al mismo tiempo se realiza la etapa "b" (apertura del molde). Tambien puede realizarse la etapa "e" (tensado del cordon de acero) en cualquier momento antes de la etapa "f" (cierre del molde). La etapa "c" (el calentamiento del cordon de acero) puede realizarse tambien en cualquier momento en el proceso, siempre y cuando preceda a la etapa "g" (inyeccion del pollmero).

De acuerdo con un tercer aspecto de la invencion, se reivindica un cordon de sierra que comprende un cordon de acero y perlas de serrado fijadas en el mismo. Entre las perlas de serrado estan presentes manguitos de pollmero. Los manguitos de pollmero siempre muestran una pequena traza del canal de inyeccion en su superficie externa que puede verse facilmente con un cristal de aumento. Una cuestion especlfica sobre el cordon de sierra es que estas trazas del canal de inyeccion estan presentes en ambos lados del eje central del cordon de sierra. El experto entiende que hay una "firma" que deja el molde descrito anteriormente en el proceso descrito anteriormente.

Breve descripcion de las figuras en los dibujos

La Figura 1 describe moldes de la tecnica anterior y las trazas que dejan sobre un cordon de sierra.

La Figura 2 describe los principios generales de la invencion.

Las Figura 3a y 3b describen dos realizaciones preferidas diferentes de la invencion.

En los dibujos, los dlgitos de decenas y unidades representan partes similares en los diferentes dibujos, mientras que el dlgito de las centenas corresponde al numero de la figura.

Modo o modos para llevar a cabo la invencion

La Figura 1 muestra diferentes moldes de inyeccion 100 de la tecnica anterior, como se deduce de los cordones de sierra a partir de diferentes fabricantes (Comp 1, Comp 2, Comp 3, Comp 4). Las perlas 104 se ensartan en un cordon de acero 106. Los moldes de inyeccion conocidos tienen canales de inyeccion unicamente en un lado del eje y los canales de inyeccion estan dispuestos linealmente y en paralelo al eje del cordon. Esto puede derivarse del propio cordon de sierra existente, puesto que la forma del manguito de pollmero es la replica positiva del negativo de la cavidad del molde. De hecho, los canales de inyeccion dejan una pequena mazarota en la superficie que puede trazarse facilmente sobre los cordones existentes. Los cordones de sierra conocidos solo muestran estas mazarotas linealmente en un lado del eje. Esas mazarotas pueden ser cuadradas (por ejemplo de 1x1 mm2, 0,5x0,5 mm2), ovaladas (2 mm de longitud x 0,6 mm de anchura) o redondas, como se indica por las secciones transversales a la

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derecha de cada molde. En ocasiones, solo puede identificarse una mazarota entre un par de perlas (Comp 1), aunque principalmente hay dos (Comp 2, Comp 3, Comp 4).

Cuando se corta un cordon de sierra al final de un manguito de perla, puede deducirse como de bien el pollmero ha entrado en el manguito. En todos los cordones de sierra investigados, al menos una perla muestra un acceso de pollmero incompleto e inferior en el manguito. Ademas, tal perla defectuosa ocurrla a intervalos regulares (por ejemplo, cada ocho perlas) indicativo de que la inyeccion en el manguito final siempre era desde un lado, deteniendose el otro lado por medio de algun tipo de tope 108. Aunque despues del desplazamiento del cordon en el molde se inyectaba el otro lado del manguito, la inyeccion no simetrica aun era notable.

Analizando cordones de sierra que se han usado en la practica, los inventores encontraron una correlacion entre la presencia de un desgaste en el cordon de acero en el extremo de un manguito y si el acceso de pollmero era total o no. Un acceso no completo de pollmero daba como resultado un desgaste excesivo del cordon de acero en el extremo del manguito. Adicionalmente, muchos cordones de sierra que se fracturaban en la practica no mostraban un acceso incompleto de pollmero en el manguito. Y como un acceso incompleto de pollmero esta relacionado con perlas de extremo en el molde se obtiene como resultado que una penetracion defectuosa de pollmero en una perla de extremo es un problema.

La Figura 2 muestra una realizacion preferida del molde de la invencion. Se muestran dos semimoldes 200A y 200B antes del cierre. Un cordon de acero 220 con perlas de 222 tratadas sobre el mismo esta listo para situarlo en el molde. La cavidad de inyeccion alargada tiene una parte 212 para recibir el cordon de acero 220 y, a distancias regulares, un rebaje extra 210 para recibir las perlas de serrado 222. La cavidad tiene un eje central 214. Los canales de inyeccion 208 estan presentes para inyectar pollmero en la cavidad de inyeccion alargada. Los canales de inyeccion estan presentes en lados opuestos del eje central 214.

En la realizacion de la Figura 2, los canales de inyeccion 208 estan en el plano que comprende el eje central. Ademas en esta realizacion el numero de canales de inyeccion en cualquiera de los lados opuestos del eje central son iguales en concreto hay 8 a cada lado. Ademas los canales de inyeccion 208 estan dispuestos diametralmente opuestos entre si.

El molde 200A tiene ademas dos canales de alimentacion 202 y 202' para alimentar ambos lados de las cavidades de inyeccion. Cada uno de los canales de alimentacion 202 y 202' se divide en canales de ramificacion 204 que a su vez pueden dividirse en canales de ramificacion 206. Finalmente, los canales de ramificacion terminan en un canal de inyeccion 208. De esta manera, se forma una estructura de arbol en la que el canal de alimentacion es el tronco, los canales de ramificacion son las ramas del arbol y los canales de inyeccion son las hojas del arbol. Dos de estos arboles pueden discernirse, estando alimentado cada uno de los arboles por un canal de alimentacion 202 o 202'. En cada division, la seccion transversal de los canales disminuye. En una realizacion alternativa (no mostrada) un unico canal de alimentacion puede alimentar los dos canales 202 y 202'.

Aunque la realizacion preferida como se muestra en la Figura 2 es un arbol binario en el que cada canal de alimentacion o canal de ramificacion se bifurca en dos ramas, son posibles tambien tres o mas canales por division (no mostrado). Asimismo, en la realizacion preferida representada, cada uno de los dos arboles esta equilibrado, puesto que cuando se sigue la trayectoria del canal de inyeccion hacia el canal de alimentacion, se encuentran tres bifurcaciones, cualquiera que sea el canal de inyeccion que se considere. Ademas, en las estructuras de arbol de la realizacion preferida de la Figura 2, la longitud de la trayectoria desde la salida del canal de inyeccion hacia la entrada del canal de alimentacion es igual para cada canal de inyeccion considerado.

En la realizacion preferida de la Figura 2, los canales de inyeccion se forman mediante dos semicanales 208, 208' estampados en las caras 207 y 207' de los dos semimoldes 200A y 200B. Cuando el molde se cierra, los dos semicanales 208, 208' forman un canal de inyeccion de seccion transversal circular. Asimismo, se forma entonces un canal de ramificacion cuando los dos semicanales 206, 206' se cierran uno sobre el otro. El uso de semicanales hace muy facil retirar el material residual solidificado despues de abrir el molde.

La Figura 3a muestra el aspecto que tiene una seccion transversal a traves del molde cerrado mediante un plano perpendicular al eje central y a traves de dos canales de inyeccion diametralmente opuestos entre dos perlas. Los dos semimoldes estan indicados como 300A, 300B. El cordon de acero 320 con perlas 322 ensartadas en el mismo se mantiene en la cavidad formada por los semiclrculos 312, 312'. Las perlas 322 se mantienen en un rebaje de perla 310 ligeramente mayor. El canal de inyeccion 308 se forma cuando se encuentran las caras 328 de los semimoldes. En este caso, el cordon de acero es un cordon de acero de 7x7, es decir, que consiste en una hebra nucleo con un hilo principal y 6 hilos circundantes que forman una hebra principal, y seis hebras externas tambien constituida cada una por el hilo principal rodeado de hilos externos, estando enrolladas las hebras externas alrededor de la hebra principal. Las flechas 330 indican como el fundido fluye hacia la cavidad igualmente desde ambos lados y se divide el mismo por encima y por debajo del eje central del cordon de acero 320.

En la Figura 3b se muestra una realizacion alternativa. En este caso, el canal de inyeccion 308' se forma en el semimolde 300A y se cierra mediante la parte plana coincidente del semimolde 300B. De esta manera, el canal 308'

5

10

15

20

25

30

35

40

45

esta completamente por encima de la cara 328 del semimolde 300B. La situacion se invierte en el lado opuesto del cable de sierra, donde el canal de inyeccion se mecaniza a partir del semimolde 300B y se cierra mediante la parte plana del semimolde 300A. Esta disposition da como resultado un flujo de inyeccion 330' fuera del eje. Los inventores reivindican que, de esta manera, tambien puede obtenerse una buena centralidad del cordon de acero 320.

Volviendo ahora a la Figura 2, los canales 204 y 202 en el semimolde 200A son todos calentables. Los canales 206, 206', 208, 208' en las caras 207, 207' no estan calentados.

La cavidad de inyeccion 210, 212, los canales de inyeccion 208, 208' y los canales de ramification 206, 206' estan implementados en insertos 213 que pueden sustituirse facilmente si ocurriera un dano a aquellos insertos posiblemente debido a una mala alineacion de la perla de serrado 222 y/o el cordon de acero 220.

Observese que cada rebaje para perla 210 tiene dos canales de inyeccion en cualquiera del extremo axial de dicho rebajes para perla. De esta manera, tambien las perlas terminales mostraran un grado suficiente de acceso de pollmero.

Tiene que hacerse un equilibrio cuidadoso en terminos del numero de niveles de bifurcation para las correderas calientes y las correderas frlas:

- Sea "N" el numero total de niveles de bifurcacion en todo el arbol;

- Sea "n" el numero de niveles de bifurcacion que alimentan hacia los canales de ramificacion no calentados o canales de inyeccion;

- Sea "m" el numero de bifurcaciones que alimentan hacia los canales de ramificacion calentados o canales de alimentation. Por tanto N = n + m;

De manera que hay 2N canales de inyeccion por arbol. En la realization de la Figura 2, n = 1, m = 2 y N = 3, es decir, 23 canales de inyeccion por arbol.

Aumento: bifurcaciones en frlo "n" bifurcaciones calientes "m"

Ventaja: • Menor coste • Menor tiempo de enfriamiento en el ciclo

: • Bajo tiempo de residencia del pollmero • Menor fuerza de sujecion

: caliente • Menos material residual

Desventaja: • Mas material residual • Mayor tiempo de residencia del pollmero

: • Mayor fuerza de sujecion caliente

: • Mayor tiempo de enfriamiento en el ciclo Mayor coste

Con "menor coste" se entiende "un menor coste para construir el molde". En las diferentes realizaciones N se mantuvo constante en un valor de 5 (32 canales de inyeccion) pero el numero de bifurcaciones calientes se considero que daba los siguientes resultados:

N se divide en... W: Tiempo de enfriamiento (s) Fuerza de sujecion (kN) Tiempo de residencia del pollmero caliente

n = 5, m = 0: 97 1200 0 ciclos

n = 2, m = 3: 26 550 7 ciclos

n = 1, m =4: 9 250 14 ciclos

Dado el hecho de que debe proporcionarse algun tiempo de montaje para el cable en el tiempo de ciclo, los inventores han descubierto que la realizacion (n = 2; m = 3) era la election optima. De esta manera, en total hay 8 canales de ramificacion calentados que alimentan bifurcaciones no calentadas que terminan en 32 canales de inyeccion.

El proceso para fabricar un cordon de sierra es un proceso de moldeo por inyeccion con las siguientes etapas particulares:

- Se proporciona un cordon de acero con perlas de serrado conectadas al mismo. Preferentemente, las perlas aun pueden estar ligeramente desviadas sobre el cordon de acero;

- Es preferible precalentar el cordon de acero de una manera u otra, por ejemplo por calentamiento en un horno tubular. El precalentamiento del cordon de acero hace que el pollmero solidifique mas lentamente. De esta manera, el pollmero puede penetrar mejor entre los filamentos antes de "congelarse". Inyectar pollmero caliente

en un cordon de acero frlo hace que el pollmero solidifique inmediatamente, bloqueando as! la penetracion adicional de pollmero entre los filamentos del cordon de acero;

- El molde se abre antes de la colocacion del cordon de acero con las perlas. Se procurara mantener el molde cerrado tanto como sea posible para evitar un enfriamiento excesivo del semimolde y mantenerlo a una

5 temperatura controlada.

- El cordon de acero con perlas se coloca en la cavidad de inyeccion del semimolde inferior. Se mantiene tenso de modo que las perlas y el cordon permanezcan adecuadamente en su sitio.

- El molde se cierra y el pollmero se inyecta en la cavidad de inyeccion.

- Aunque la siguiente porcion de cordon se este precalentando, el pollmero en el molde solidifica.

10 - Cuando el molde se abre, se tira del cordon de sierra hacia fuera desde el molde inferior, y se introducen las

siguientes ocho perlas.

El cordon de sierra se termina mediante la retirada del pollmero residual formado en los canales de inyeccion y los

canales no calentados. Entre dos perlas quedan cuatro mazarotas, opuestas dos a dos en el eje de la cuerda de 15 sierra, como una replica positiva del molde que se ha usado.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Un molde para revestir un cordon de sierra con un pollmero mediante moldeo por inyeccion que comprende un primer semimolde y un segundo semimolde, formando dicho primer y segundo semimoldes una cavidad de inyeccion alargada cuando se unen, teniendo dicha cavidad de inyeccion un eje central, estando provisto dicho primer y segundo semimoldes de canales de inyeccion para inyectar pollmero en dicha cavidad de inyeccion, caracterizado por que

dichos canales de inyeccion estan situados en lados opuestos de dicho eje central.
2. El molde de la reivindicacion 1 en el que dichos canales de inyeccion estan situados en un plano que comprende dicho eje.
3. El molde de la reivindicacion 2 en el que el numero de canales de inyeccion en cualquiera de dichos lados opuestos de dicho eje es igual.
4. El molde de la reivindicacion 3 en el que dichos canales de inyeccion estan situados diametralmente opuestos entre si.
5. El molde de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que dichos canales de inyeccion son alimentados por al menos un canal de alimentacion a traves de canales de ramificacion, constituyendo dicho canal de alimentacion, canales de ramificacion y canales de inyeccion una estructura de arbol.
6. El molde de acuerdo con la reivindicacion 5 en el que dicha estructura de arbol es una estructura de arbol binario.
7. El molde de acuerdo con la reivindicacion 6 en el que dicha estructura de arbol binario es una estructura de arbol binario equilibrado.
8. El molde de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que dicho primer y segundo semimoldes tienen una primera y una segunda cara, respectivamente, estando orientadas dicha primera y segunda cara la una hacia la otra cuando estan unidas, y en el que dicha primera o segunda cara tienen canales estampados en las mismas de manera que se forman uno o mas de dichos canales cuando dicho molde esta unido.
9. El molde de acuerdo con la reivindicacion 8 en el que dicha primera y segunda cara tienen semicanales estampados en las mismas de manera que se forman uno o mas de dichos canales mediante dichos semicanales cuando dicho molde esta unido.
10. El molde de la reivindicacion 9 en el que dichos canales de inyeccion y, opcionalmente, todo o parte de dichos canales de ramificacion, se forman cuando dicho molde esta cerrado.
11. El molde de la reivindicacion 10, en el que dicho al menos un canal de alimentacion y todo o parte de dichos canales de ramificacion son calentables.
12. El molde de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en el que dicha cavidad y, opcionalmente, uno o mas de dichos canales, se forman mediante uno o mas insertos de molde, siendo insertables dichos insertos de molde en dicho primer o segundo semimoldes.
13. El molde de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 en el que dicha cavidad comprende ademas rebajes para perla para recibir perlas de serrado durante el moldeo por inyeccion, teniendo cada uno de dichos rebajes para perla canales de inyeccion en ambos extremos axiales de dichos rebajes para perla.
14. Un proceso para revestir un cordon de sierra mediante moldeo por inyeccion usando el molde de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas de:

- proporcionar un cordon de acero con perlas de serrado conectadas al mismo;

- abrir dicho molde;

- opcionalmente, calentar dicho cordon de acero;

- situar dicho cordon de acero y dichas perlas de serrado a lo largo de dicho eje;

- opcionalmente, tensar dicho cordon de acero;

- encerrar dicho cordon de acero y perlas de serrado en dicha cavidad de inyeccion de dicho molde cerrando dicho molde;

- inyectar pollmero en dicha cavidad de inyeccion;

- abrir dicho molde

caracterizado por que

dicha inyeccion de dicho pollmero se realiza en lados opuestos de dicho eje central.
15. Un cordon de sierra que comprende un cordon de acero y perlas de serrado fijadas al mismo, teniendo dicho cordon de sierra un eje central, estando dichas perlas de serrado separadas por manguitos de polimero, teniendo dichos manguitos de polimero trazas del canal de inyeccion caracterizado por que

5 dichas trazas del canal de inyeccion estan presentes en ambos lados de dicho eje central.