ALAMBRE DE DIENTES DE SIERRA
MEMORIA DESCRIPTIVA
La invención se refiere a un alambre de dientes de sierra para la producción de una disposición de dientes de sierra de acero puro para el tambor de una carda, que comprende una sección de pie y una sección de hoja que se une a la sección de pie por medio de un soporte de pie, en el cual la sección de hoja contiene dientes de sierra formados por cortes de diente que se extienden desde la sección de pie hacia el extremo de la sección de hoja. Durante el procesamiento de fibras, la carda se utiliza para la alineación paralela de fibras individuales de una materia prima con fibras dispuestas al azar. Para este propósito, la carda tiene, tradicionalmente, un tambor cilindrico circular y varias barras planas de carda que se extienden alrededor de la superficie circular del tambor. Para propósitos de alineación paralela, el tambor así cor ?o las barras planas de carda están tradicionalmente provistas de disposiciones de acero puro formadas por alambres de dientes de sierra entre los cuales se realiza la alineación paralela. A este respecto, la disposición de diente de sierra de acero puro del tambor tiene, tradicionalmente, la forma de un alambre de dientes de sierra guiado circunferencialmente en forma de espiral alrededor de la superficie del manto cilindrico circular del tambor mientras que la disposición de diente de sierra de acero puro de la plataforma de carda está formada por secciones de alambre de dientes de sierra dispuestos en
forma adyacente. Con estas cardas se pueden procesar o alinear en paralelo más de 120 kg de materia prima por hora. A este respecto, se puede garantizar un rendimiento de carda satisfactorio cuando se utilizan disposiciones de alambre de dientes de sierra de acero puro de conformidad con EP 0 360 961 B2 para el tambor de la carda. Sin embargo, se observó que estas disposiciones de alambre de dientes de sierra de acero puro ya conocidos durante la operación, sufren un gran desgaste, especialmente en relación con los rendimientos de producción alta antes mencionados. El problema del gran desgaste de las disposiciones de carda ya se discutió en CH 660 884 A5. Como solución a este problema se sugirió en el documento antes mencionado el empleo de aleaciones de acero especiales para la producción de estas disposiciones de carda. Sin embargo, esto ya implica otro problema porque las aleaciones de acero especialmente resistentes al desgaste son también particularmente costosas, de manera que en el contexto de disposiciones de carda, el nivel óptimo de costo-rendimiento no se relaciona con la máxima resistencia al desgaste siró con la selección de un material para el cual el aumento de la resistencia al desgaste no se anule con los elevados costos de material y fabricación. De acuerdo con esto, al utilizar los aceros aleados revelados en el documento de patente suizo antes mencionado para la producción de disposiciones de carda del tipo descrito en EP 0 360 961 B2, se deben considerar los problemas antes mencionados con respecto a la resistencia al desgaste.
En vista de los problemas antes discutidos en la técnica anterior, la invención tiene como finalidad proveer un alambre de dientes de sierra para la producción de disposiciones de alambre de dientes de sierra de acero puro para el tambor de una carda que, al evitar el costo excesivo de material y asegurar un rendimiento de carda satisfactorio, muestre una gran resistencia al desgaste durante la operación de cardado. De acuerdo con la invención, este objetivo se cumple con un mayor desarrollo de los alambres de dientes de sierra conocidos, del tipo antes mencionado, el cual se caracteriza esencialmente porque la relación del ancho de pie con el ancho de hoja en el punto del corte de diente más profundo es mayor que 2, preferiblemente mayor que 2.5, y especialmente preferible de aproximadamente 2.5. La invención se basa en el hecho de que el desgaste observado durante la operación de las cardas conocidas del disposiciones de tambor es resultado principalmente de las fuerzas ejercidas en las caras de la hoja por las fibras atrapadas entre las secciones de hoja c"5 las curvas individuales de la disposición. De acuerdo con el ingenioso desarrollo posterior de los alambres de dientes de sierra, el ancho de las ranuras de la disposición entre las curvas individuales de la disposición del tambor en comparación con el ancho de la hoja, aumenta a fin de facilitar la liberación de las fibras atrapadas en las ranuras de estas disposiciones y de esta manera reducir la carga sobre las caras de la hoja provocada por estas fibras. En otras palabras, con el ingenioso desarrollo posterior de los alambres de dientes de sierra conocidos, el espacio libre entre el
soporte de pie y la punta del diente aumenta para que el material textil tenga más espacio y pueda ser removido de este espacio libre con mayor facilidad. Esto es especialmente importante con respecto a la obtención de una alta resistencia al desgaste para rendimientos de producción alta y/o al procesar fibras largas de algodón básico. Se observó que con este desarrollo posterior se pueden obtener cantidades de producción de 1000 toneladas y más con sólo una disposición de tambor, sin ocasionar un desgaste importante. A este respecto, al utilizar alambres de dientes de sierra de acuerdo con la invención para producir una disposición de diente de sierra de acero puro para el tambor de una carda, se observó sorprendentemente que el ensanchamiento resultante de las ranuras de la disposición, en relación con el ancho de la sección de hoja, no tuvo ningún efecto importante en el rendimiento de cardado, es decir, el grado de alineación paralela obtenido por el proceso de cardado. Sin embargo, se observó que pueden obtenerse resultados de cardado especialmente buenos cuando la relación del ancho de pie con el ancho de hoja en el punto de corte de diente más profundo es menor que 3.5, preferentemente menor que 3. Al utilizar las disposiciones de acuerdo con la invención, se puede lograr la amplitud deseada del espacio libre entre el soporte de pie y la punta del diente, evitando la poca estabilidad de la sección de hoja y, de manera simultánea, asegurando un resultado de cardado especialmente bueno, cuando el ancho de la hoja, comenzando desde el borde de la sección de hoja hacia la sección de pie, aumenta continuamente en dirección de la sección de pie al menos sobre partes de la misma y la relación del ancho de pie con respecto al
ancho de hoja en el pie es mayor que 1.4, preferiblemente, de aproximadamente 1.6. A este respecto, se encontró que es especialmente conveniente que el ancho de pie sea de aproximadamente 0.2 a 0.6 mm, de preferencia aproximadamente de 0.4 mm, mientras que el ancho de la hoja en el borde de la sección de hoja, de cara contraria a la sección de pie, sea de aproximadamente 0.02 a 0.2 mm, de preferencia aproximadamente de 0.5 mm, y el ancho de la hoja en el pie de aproximadamente 0.2 a 0.3 mm, de preferencia aproximadamente 0.24 mm. Se hace posible un mayor aumento del espacio libre entre el soporte de pie y la punta de diente para incrementar la resistencia al desgaste del alambre de dientes de sierra de acuerdo con la invención, mientras que simultáneamente se asegura el logro de resultados de cardado satisfactorios, utilizando los dientes de sierra correspondientes cuando la relación de la altura de hoja con la profundidad del corte de diente es mayor que 1.5, de preferencia mayor que 1.8, y de especial preferencia aproximadamente de 2, en donde la profundidad del corte de diente requerido para la fabricación de dientes de sierra que provean un resultado de cardado satisfactorio puede ser de aproximadamente 0.4 mm. Sin embargo, a este respecto debe tomarse en consideración que el espacio libre aumentado entre el soporte de pie y la punta de diente de los alambres de dientes de sierra de acuerdo con la invención también da como resultado un aumento del volumen de aire que se arrastra durante el procedimiento de cardado por la rotación del tambor, lo cual también puede afectar el resultado de cardado. Para evitar un espacio libre excesivo entre el
soporte de pie y la punta del diente, la relación de la altura de la hoja con la proximidad del corte de diente se limita convenientemente a un máximo de 3.5, de preferencia a un máximo de 2.5. Con respecto a evitar costos de material excesivos garantizando al mismo tiempo un alambre de dientes de sierra que tenga la estabilidad suficiente para emplearse en el tambor de una carda, se descubrió que es favorable cuando la relación de la altura de hoja a la altura total del alambre es mayor que 0.3, de preferencia mayor que 0.4, y de particular preferencia aproximadamente de 0.45, pero menor que 0.6, de preferencia menor que 0.5. A este respecto, se descubrió que es aún más favorable cuando la altura total del alambre es menor de 2.0 mm, de preferencia aproximadamente de 1.8 mm, en donde la altura del pie es menor que 1.4 mm, de preferencia aproximadamente de 1.0 mm. Por medio de una selección apropiada de la relación de la altura de la hoja a la altura total del alambre, es posible particularmente, asegurar también una buena resistencia al desgaste ya que por medio del ajuste de una altura de hoja lo suficientemente grande, en relación con la altura total, se puede asegurar un espacio libre especialmente amplio entre las puntas de diente y el soporte de pie, que incrementa la resistencia al desgaste. Como se explicó al principio, a fin de lograr la mayor resistencia posible al desgaste, se descubrió que es favorable cuando el alambre de dientes de sierra de acuerdo con la invención está formado por acero aleado. Este acero aleado puede contener de 0.3 a 2.0, de preferencia de 0.8 a 0.85, % en peso de carbón, de 0.1 a 0.25, de preferencia de 0.15 a 0.35, % en peso de silicio, de 0.1
a 2.0, de preferencia de 0.4 a 0.6, % de manganeso, de 0.1 a 2.0, de preferencia de 0.15 a 0.2, % de vanadio, y/o de 0.1 a 2.0, de preferencia de 0.4 a 0.6, % en peso de cromo, en donde las proporciones de fósforo, azufre, níquel y cobre se mantengan a un nivel mínimo. A este respecto, la proporción de fósforo se limita convenientemente a menos de 0.025 % en peso y la proporción de azufre se limita a menos de 0.25 % en peso. Al respecto de la obtención de una alta resistencia al desgaste, se observó que es conveniente cuando la aspereza de las caras laterales de las secciones de hoja, al menos en el área de los dientes, es menor que 5 µm, de preferencia menor que 4 µm, ya que una aspereza excesiva da como resultado un aumento de fricción y por lo tanto un mayor desgaste. Esta aspereza mínima puede lograrse cuando los alambres de dientes de sierra, después de un procedimiento de troquelado y templado, se someten a una fase procesadora separada para obtener las propiedades de superficie deseadas. A este respecto, se observó que es especialmente conveniente cuando los alambres de dientes de sierra, en esta fase procesadora separada, se someten a un procedimiento de pulido galvanoplástico en un dispositivo de desbarbado y pulido. Además, la vida útil de una disposición producida con alambres de dientes de sierra, de conformidad con la invención, se puede incrementar cuando los errores en el paso, es decir, la desviación del espaciado nominal entre la punta del diente de dientes dispuestos sucesivamente, es menor que 2 %, de preferencia menor que 1 %, porque con un montaje adecuado de la disposición ya no se requiere realizar una fase de rectificado de control, que dé como
resultado un primer desgaste, o una primera fase ecualizadora. La reducción de los errores en el paso también puede lograrse si durante la fabricación del alambre, especialmente durante el procedimiento de troquelado, se utiliza un dispositivo de avance de alambre de alta precisión controlado por una computadora de compensación reguladora. Con un método de detección adecuado, por ejemplo, un método de detección por láser, los errores de paso que pueden ocurrir durante la fabricación pueden ser inmediatamente medidos y corregidos. Además, para conservar una alta resistencia al desgaste, se observó que es especialmente conveniente cuando los dientes individuales del alambre de dientes de sierra de conformidad con la invención están hechos como dientes de arco, con el frente del diente en forma de arco, caracterizados porque el radio de la curvatura del frente del diente es convenientemente de aproximadamente 0.15 a 0.25 mm, especialmente de preferencia de aproximadamente 0.19 mm. A este respecto, se garantiza un engranado suave del material textil para que sea alineado paralelo cuando el frente del diente, en dirección hacia la punta del diente, tiene una sección recta cuya longitud se encuentra de preferencia entre un rango de 0.02 a 0.2 mm. Enseguida, se explicará la ¡nvención con la ayuda de un dibujo al cual se ha hecho referencia expresamente con respecto a todos los detalles que son importantes para la invención pero que no se han explicado con detalle en la descripción. El dibujo muestra en:
la figura 1 , una vista lateral del alambre de dientes de sierra de conformidad con la invención; la figura 2, una vista seccional del alambre de dientes de sierra ilustrado en figura 1 ; y la figura 3, una ilustración detallada de un diente de sierra del alambre de dientes de sierra ilustrado en figural . El alambre de dientes de sierra 10 ilustrado en el dibujo comprende básicamente una sección de pie 20 y una sección de hoja 30. La sección de pie 20, en su cara contraria a la sección de hoja 30, está delimitada por una superficie de fondo interior considerablemente plana 24, desde la cual dos caras 26 y 28, que se extienden en ángulo recto desde ese punto, se proyectan y extienden hacia la sección de hoja 30. Con esta forma de la sección de pie se logra que el alambre de dientes de sierra ilustrado en el diagrama pueda montarse en un tambor con una superficie suave de rollo, caracterizada porque el alambre de dientes de sierra que se extiende en forma de espiral alrededor de la circunferencia está dispuesto de tal manera que las caras de las secciones de pie en curvaturas colocadas adyacentemente descansan una sobre la otra. La sección de pie tiene una transición, que comienza desde la superficie de la cara 26, atravesando un soporte de pie 29 hacia la sección de hoja 30 que está provista con un número de dientes 32. Los dientes 32 están formados por cortes de diente 34 que se extienden, desde el borde de la sección de hoja 30 que va en sentido opuesto a la sección de pie 20, en dirección de la sección de pie 20. En la modalidad ilustrada en el diagrama, el paso de diente p,
es decir, el espacio entre las puntas de diente, de dientes dispuestos sucesivamente, es constante y es de aproximadamente 1.669 mm. Como se puede ver claramente en figura 2, la cara 38 de la sección de hoja 30 es coplanar a la cara 28 de la sección de pie 20 en donde el ancho de la sección de hoja, que comienza desde las puntas de diente 32, aumenta continuamente en dirección de la sección de pie 20. A este respecto, el ancho b1 de la sección de hoja en el área de las puntas de diente es de aproximadamente 0.05 mm, mientras que el ancho b2 de la sección de hoja 30 en el pie 20 es de aproximadamente 0.24 mm, en donde el ancho b4 en el punto ubicado inmediatamente al corte de diente más profundo es de aproximadamente 0.15 mm. El ancho b3 de la sección de pie es aproximadamente constante en toda su altura y de 0.4 mm en la modalidad de la invención ilustrada en el diagrama. En la modalidad de la invención ilustrada en el diagrama, la altura total del alambre de dientes de sierra h1 es de 1.88 mm, la altura h2 de la sección de pies es de 1.0 mm, la profundidad del corte de diente h4 es de 0.4 mm, y la altura h5 de la sección de hoja es de 0.8 mm. Como se ilustra de manera particularmente clara en la Fig. 3, los dientes individuales 32 tienen forma de dientes de arco con una curvatura orientada hacia el frente en dirección hacia la punta del diente 32c. A este respecto, el radio de la curvatura r es de 0.19 mm. En dirección hacia la punta de diente 32c la parte curva 32a del frente de diente, de los dientes 32, se extiende en una parte recta 32b. La parte recta garantiza un engranaje suave de los dientes en el material textil. Los dientes 32 de un alambre de dientes de sierra
¡lustrado en el diagrama tienen un ángulo frontal a de 40° en el área de sus puntas 32c cuando se encuentran en estado de tensión. El ángulo ß entre el respaldo de diente casi recto y una línea recta que se extiende perpendicularmente hacia la superficie del fondo inferior 24 del alambre 10 es de 65° para dar como resultado un ángulo en forma de cuña de 25°. Con el ajuste explicado del ancho de pie b3 al ancho de hoja b2 en el pie, el ancho de hoja b4 en el punto del corte de diente más profundo, y el ancho de hoja b1 en la punta de diente, se garantiza un espacio libre especialmente grande entre el soporte de pie 22 y la punta de diente 32c para la fabricación de una disposición con un alambre de dientes de sierra ilustrado en el diagrama, en donde con el alambre, al mismo tiempo que se garantiza una buena operación de cardado, puede lograrse una alta resistencia al desgaste aun cuando el alambre de dientes de sierra esté hecho con un acero aleado relativamente económico del tipo antes mencionado. La invención no se limita a la modalidad explicada con ayuda del diagrama. En lugar de ello, se concibe el uso de alambres de dientes de sierra de otras dimensiones. Además, en el contexto de esta invención se pueden utilizar alambres de dientes de sierra con paso, p, de diente variable. También, se concibe el uso de alambres de dientes de sierra de conformidad con la invención, con secciones de pie trabables.