CARRETE DE AUTO-ALINEAMIENTO Y MÉTODO PARA
ALMACENAR COMPONENTES EN FAJAS
Campo De la Invención La presente invención se dirige hacia un método y aparato para almacenar material de fajas. Más específicamente, la presente invención se dirige hacia un método y aparato para colocar una faja continua de material sobre un carrete.
Antecedentes de la Invención La presente discusión se dirige, específicamente, hacia la fabricación de material de faja para la construcción de llantas; sin embargo, la técnica anterior y la invención descrita pueden también ser aplicables a otros tipos de manufactura, en donde es necesario almacenar material de faja. Cuando se forma un componente de faja, puede ser conveniente almacenar este componente en una manera que impida la destrucción o alteración de cualquier configuración transversal preformada. Esto se logra frecuentemente almacenando el componente en un dispositivo de almacenamiento de carrete en espiral. El componente se coloca sobre un forro, que se enrolla en espiral dentro del carrete. El espaciamiento entre hileras adyacentes del forro enrollado en espiral impide que las capas adyacentes del material enrollado hagan contacto, preservando así la configuración en sección transversal preformada del componente de faja. La patente de EE.UU., No. 5,412,132, JP 61-111261 y EP 621,124, ilustran tales dispositivos de almacenamiento. La patente de EE.UU., No. 5,412,132 revela un carrete con bridas escalonadas, en que un forro, de ancho creciente, se apoya sobre estas bridas escalonadas, para soportar el componente dentro del dispositivo de almacenamiento del carrete. La patente JP 61-111261 revela un carrete formado con proyecciones para los bordes de un forro para apoyarse sobre los mismos. La patente EP 621,124 revela un dispositivo de almacenamiento de carrete en espiral, donde los bordes del forro se apoyan en las ranuras en espiral continuas, formadas sobre la cara interna de las bridas del carrete. Debido a que el espacio provisto por los bordes del forro son de una dimensión relativamente pequeña, el forro debe ser alimentado con precisión al carrete de almacenamiento. La patente JP 61-111251 describe alimentar primero el forro a través de una placa fija de metal. La placa tiene una configuración arqueada, con costados de brida que causan que la placa tenga un ancho menor que el ancho del forro. Este forro se alimenta a través de la placa, dentro de las bridas, reduciendo el ancho efectivo de este forro. Después que el forro pasa a través de la placa, este forro se alimenta sobre el carrete anterior. El forro retorna a su ancho original después que se ha colocado sobre el carrete, conocido en la técnica como el forro "salta" en el lugar. La patente EP 621,124 también enseña reducir el ancho efectivo del forro antes de alimentarlo en posición sobre el carrete en espiral. Tres diferentes métodos de reducir el ancho del forro se describen. Dos métodos emplean el uso de barras curvadas, a través de las cuales para el forro. Estas barras curvadas están en una relación angular fija con la varilla, en la cual las barras se unen. El tercer método revelado emplea dos parejas de barras desviadoras. La primera pareja desvía inicialmente los bordes del forro y la segunda pareja se desliza con relación al carrete en espiral, para asegurar la colocación apropiada del forro sobre el carrete. Mientras los métodos anteriores logran la meta de entregar el forro al carrete en espiral, estos métodos requieren la colocación precisa de este forro para impedir que salte fuera de su lugar, y para impedir dobleces y arrugas. Cuando tales problemas ocurren con el forro, la fabricación continua del componente debe ser detenida para resolver el problema. La presente invención se dirige a un método para entregar el forro al carrete en espiral de una manera y por un aparato el cual supere estas limitaciones y problemas de los sistemas de entrega conocidos
Compendio de la Invención Un carrete de auto-alineamiento tiene un eje de rotación y se adapta para almacenar los componentes elastoméricos de un configuración en sección transversal perfilada. El carrete tiene un forro dócil para el enrollado en espiral alrededor del eje. Este forro tiene una pareja de bordes laterales. Separada del forro está una pareja de espaciadores de tracción. Un espaciador de tracción se coloca adyacente a cada borde lateral del forro. Cada espaciador de tracción tiene un ancho y un espesor. Este espesor del espaciador de tracción establece el espacio radial entre cada capa en espiral del forro dócil circunferencialmente. Cada espaciador de tracción es un componente separado del carrete y está provisto en fajas de material, de preferencia compresibles radialmente y que se pueden estirar circunferencialmente. Más preferiblemente, los espaciadores de tracción son elastoméricos. En la modalidad preferida, el carrete tiene al menos un extremo que cuenta con una superficie perpendicular, relativa al eje de rotación. Esta superficie perpendicular de este al menos un extremo, suministra un elemento para restringir el movimiento lateral del carrete enrollado, su forro y la faja asociada aplicada al forro. Se describe un método para almacenar tramos continuos de fajas formadas de componentes elastoméricos, que tienen una configuración en sección transversal de perfil en un carrete de almacenamiento. Las etapas incluyen colocar el componente de faja formada sobre el forro, que tiene una pareja de extremos laterales y una pareja de extremos longitudinales, colocar un espaciador de tracción adyacente a cada extremo lateral del forro, los espaciadores de tracción son fajas que tienen una altura o espesor levemente mayor que las fajas formadas. El método además incluye fijar un extremo longitudinal del forro adyacente a un eje de rotación del carrete, girar este eje, enrollando así el forro, este espaciador de tracción y la faja en espiral, en que el forro y la faja de tracción están soportados radialmente por los espaciadores de tracción. En el método preferido, la etapa adicional de restringir los extremos laterales del carrete del movimiento lateral es provista. El método además comprende la etapa de igualar la dimensión diametral de cada extremo lateral del forro, conforme este forro está girando para formar la espiral. La etapa de igualar la dimensión diametral de ada extremo lateral incluye la etapa de estirar el espaciador de tracción del extremo lateral, que tiene el diámetro mayor, reduciendo así el espesor del espaciador, que crea un régimen reducido de aumento del diámetro en un extremo lateral con relación al extremo opuesto. La etapa de estirar el espaciador de tracción en un extremo lateral más que en el extremo lateral opuesto, es una función automática, por lo cual la torsión aplicada a los espaciadores de tracción es mayor en el extremo de diámetro mayor, causando así que la faja estire y reduzca su altura en sección transversal o espesor, ajustando automáticamente el diámetro de modo que conforme la faja y el forro en espiral se enrollan, los diámetros se igualan y la torsión generada es aproximadamente igual en cada extremo lateral. Asimismo, la etapa de girar el eje, enrollando así el forro, el espaciador de tracción y el componente de la faja formada en una espiral, incluye la etapa de formar una bolsa substancialmente hermética al aire, en la cual se coloca el componente de la faja formado.
Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 ilustra un aparato para enrollar un componente de faja formado, en una vista en perspectiva. La Figura 2 es una vista de planta del carrete de la Figura 1. La Figura 3 ilustra una vista en sección transversal del carrete en espiral con el componente de faja formado, el forro y los espaciadores de tracción con enrollados en el mismo. La Figura 4 es una vista de la Figura 3, que muestra un desalineamiento de tolerancia exagerado de la espiral, causando así un aumento en la torsión en un extremo del carrete en espiral. La Figura 5 es una vista en sección transversal de un espaciador 40 de tracción.
Descripción Detallada de la Invención Con referencia a la Figura 1, se ilustra un aparato 100, para incorporar la presente invención, para enrollar y almacenar un componente 10 de faja formado. El aparato 100 tiene un carrete 4 sobre el cual el componente 10 de faja se va a enrollar. El componente 10 de faja es tomado preferiblemente desde un elemento que permite el desplazamiento, después que se ha formado recientemente en su perfil en sección transversal deseado. El carrete 4, en el cual la faja 10 se va a enrollar, se monta sobre un eje 14 coincidente, pero independiente, con el eje del carrete 4 y en el cual gira el carrete 4. Conforme gira este carrete 4, un forro dócil circunferencialmente 12 se alimenta desde un costado del carrete 4, mientras el componente 10 de faja no está colocado sobre el forro 12 del carrete 4. Conforme esto ocurre, una pareja de espaciadores 40 de tracción se aplican adyacentes a cada borde lateral 22, 24 del forro 12, como se ilustra. Estos espaciadores 40 de tracción tienen un ancho (W) y el espesor (T) y conforme se alimentan en el carrete 4, proporcionan un espaciamiento 30, el cual el componente 10 de faja elastomérica formado puede ocupar entre las capas en espiral del forro 12. En la modalidad preferida de la invención, el carrete 4 incluye una pareja de bridas 16, 18 de extremo de carrete. Estas bridas 16, 18 de extremo de carrete se unen al eje del carrete 4 y suministran una superficie perpendicular con relación al eje de rotación del carrete 4. Estas bridas 16, 18 restringen el movimiento lateral de la espiral conforma se enrolla, preferiblemente ellas tienen una superficie lisa en la cual el forro 12, y sus espaciadores 40 de tracción asociados y el componente 10 de faja formado, puede deslizarse fácilmente entre ellas. El forro 12 tiene preferiblemente un ancho lateral suficiente, para extenderse entre las bridas 16, 18 del carrete, para permitir que los bordes laterales 22, 24 del forro_ se apoyen en proximidad estrecha a estas bridas 16, 18. Esto asegura que el forro 12 no se comprime conforme se enrolla. El forro 12 debe ser formado de un material suficientemente fuerte, así que el peso del componente 10 de faja, cuando se enrolla en el carrete 4, no causa que el forro 12 se desvíe y aplaste o haga contacto con el componente 10, almacenado en los enrollamientos internos radialmente del componente 10 almacenado y el forro 12. Este forro 12, cuando se dobla alrededor del carrete, tiene una curvatura que suministra el soporte adicional que lleva carga. Materiales preferidos para el forro 12 incluyen el polietileno rígido, tereftalato, polipropileno y otros materiales similares. Como se ilustra, el componente 10 de faja puede ser de elementos no vulcanizados de una llanta, tal como las paredes laterales, banda de rodamiento, ápice o cualquier otro material de faja que pudiera ser susceptible a aplastarse en los mecanismos de almacenamientos convencionales . Como se ilustra además, conforme el forro 12 es alimentado en el carrete 4, adyacente a cada borde lateral 22, 24, del forro 12, se inserta un espaciador 40 de tracción. Conforme el forro 12 se enrolla alrededor del eje de carretes, estos espaciadores 40 de tracción suministran una bolsa o espacio 30, para el cual el componente 10 de tira formado se va a colocar. Preferiblemente, cada espaciador 40 de tracción tiene un área en sección transversal, como se muestra en la Figura 5, definida por un espesor (T) y un ancho (W) . Como se ilustra, en la Figura 3, los espaciadores 40 de tracción son provistos como fajas de material, que se pueden comprimir radialmente y estirar circunferencialmente. Como se ilustra en la modalidad preferida, los espaciadores 40 de tracción son elastoméricos. Se cree importante que la deformación de los espaciadores 40 de tracción sea limitada de modo que el componente de aja formado 10 no haga contacto con el forro 12 en las capas en espiral adyacentes, conforme la espiral se enrolla aumentando en diámetro. Como se muestra además en la Figura 3, todo el peso del carrete es soportado en los bordes laterales 22, 24 por estos espaciadores 40 de tracción, que se apilan en una manera vertical, conforme se enrolla la espiral. El carrete 4 puede incluir un tambor o cilindro 72 redondo de enrollamiento para mantener el diámetro suficientemente grande inicialmente para habilitar que el forro se doble circunferencialmente sin distorsión u ondulado. En el tambor, ¿una unión Velero™ u otro tipo de adhesión 74 del forro al tambor 72 se puede usar, como se ilustra. En el carrete preferido 4, el usuario dobla el forro 12 en una ranura en el tambor 72, para asegurar este forro 12. Con referencia a la Figura 4, una vista similar a la Figura 3 se muestra, en donde un desalineamiento de tolerancia, exagerado, de la espiral es creado, causando así una torsión aumentada en el extremo de la espiral, que tiene un diámetro mayor. Cuando existe esta condición, los espaciadores 40 de tracción en el costado mayor del carrete son estirados, causando así una reducción en el espesor (T) del espaciador 40 de tracción. Conforme se reduce el espesor (T) del espaciador 40 de tracción, y la espiral continúa enrollándose, la variación en el diámetro desde un costado al otro, se compensa automáticamente hasta que estos diámetros sean aproximadamente de la misma dimensión. La capacidad de ajuste del diámetro, auto-compensadora, se cree posible debido a que los espaciadores de tracción 40 se separan del forro y no se unen físicamente a este forro, lo cual restringirá la capacidad del estiramiento. Tradicionalmente, en la fabricación de llantas, la capacidad de enrollar los componentes sobre un carrete se limita a un diámetro general de 1.07 metros. Por el uso de la presente invención, es posible tener herramientas en espiral de aproximadamente 1.83 metros o casi 2 metros. Por ejemplo, 60 metros del material 10 de faja se pueden enrollar en un carrete convencional, en tanto con el carrete 4 de la presente invención, aproximadamente 150 metros del material se pueden enrollar. Esto se traduce a una capacidad de 40 llantas para el carrete de tipo convencional y de 100 llantas sobre un carrete 4 hecho de acuerdo con la presente invención. Una segunda ventaja de tener toda la carga soportada transferida a través de fajas 40 de tracción, es que el daño del forro 12 se puede reducir y el espesor del forro 12 se puede reducir, debido a que la resistencia y transferencia de la carga ocurre casi completamente en el área del espaciador de tracción. Los extremos 22, 24 están soportados completamente, mientras la porción central del forro 12 solamente tiene que soportar cada capa de material 10. Esto significa que los forros 12 pueden ser producidos substancialmente en forma más delgada que en el pasado. Otra ventaja de la presente invención es que el espesor de la hélice puede ser cambiado o variado, cambiando el espesor (T) de la faja 40 de tracción. Esto es benéfico cuando los materiales más delgados, tal como una pared lateral, se producen cuando se compara a una banda de rodamiento. Reduciendo el espesor de los espaciadores de tracción, aún mayor material se puede almacenar en el carrete 4. Cuando los carretes 4 son vaciados, el forro 12 se puede enrollar firmemente en su propio eje y el espacio 40 de tracción puede también ser enrollado firmemente sobre su eje. Esto reduce grandemente el almacenamiento de estos carretes 4. Haciendo los espaciadores 40 de tracción de material elastomérico y colocándolos en los bordes laterales 22, 24 de la espiral, significa que la bolsa sellada 30 con la mezcla de aire contenida es posible. Esto ayuda a asegurar que el producto es reciente al entregarse. Para facilitar más esto conforme se enrolla el carrete 4, se cree preferible cubrir con cinta o sellar cualquier extremo longitudinal expuesto. En la fabricación de los componentes 10 de llanta, esta característica es muy benéfica, debido a que permite que el producto sea extruido y perfilado recientemente, para enfriar a un régimen más lento, que hace posible que el componente 10 de faja exhiba menos variaciones de encogimiento térmico. Con referencia a la Figura 3, de nuevo los espaciadores 40 de tracción, como se ilustra en la modalidad preferida, tienen un ancho en sección transversal de 50 milímetros y una altura en sección transversal de 13.5 milímetros. Espaciada centralmente dentro de cada espaciador 40 de tracción hay una pluralidad de agujeros 422 extruidos en la faja. Estos agujeros son de aproximadamente 3/16 de pulgada (4.8 mm) y se extienden longitudinalmente a través de cada espaciador 40 de tracción. Estos agujeros 42 agregan la capacidad de deformación de la faja 40 de tracción y ayuda a reducir el peso de este componente. En los carretes de la técnica anterior, se notará que conforme el carrete aumenta en diámetro, el perfil del componente es deshecho. En la parte superior de la faja almacenada, una torsión es transmitida al componente preformado, siendo llevada en el forro, de modo que ocurren arrugas en los bordes laterales. Estas arrugas crean una no uniformidad en la llanta y variaciones particulares en el espesor causado. Con respecto a la presente invención, todos estos aspectos negativos se han eliminado. Mientras se apreciará que los forros de bolsa se han usado en la técnica anterior, la presente invención suministra una novedosa manera de crear un carrete enrollado en espiral auto-ajustable, en que la altura vertical es establecida por componentes o espaciadores separados, referidos aquí como espaciadores 40 de tracción que se pueden estirar, causando así una reducción en el espesor, para habilitar que las diferencias diametrales que ocurrirán a menudo sean en múltiples enrollamientos de espirales, para ser compensados automáticamente y eliminados. Se confirmó en la prueba que las características de auto-alineamiento, cuando los espaciadores 40 de tracción que tienen una dureza Shore del elastómero de A de aproximadamente 80, iniciarán cuando 1.0 milímetro o menos en la variación del diámetro ocurrió. Esto significa que la característica de auto-alineamiento inicia muy rápidamente al comenzar el desalineamiento en los diámetros, asegurando así que la cantidad de la espiral se mantuviera a través de las varias capas de la espiral. Esto es importante, debido a que si el desalineamiento fue substancialmente mayor que esto, una variación angular en el carrete puede ocurrir y, por lo tanto, este carrete dentro de varias capas puede tener una orientación angular más severa. Sorprendentemente esto no ocurrirá con el uso de la presente invención. 4 Con referencia a la Figura la, la modalidad preferida de la invención se ilustra. El aparato 100 tiene un carrete 4 montado sobre un marco 80. Este marco 80 tiene ruedas 60 que habilitan que todo el aparato 100 sea movido libremente. Este carrete 4 tiene un diámetro de aproximadamente 1.83 metros y el aparato 100, cuando se carga completamente con un componente 10 de faja formado enrollado pesa aproximadamente 3402 kilogramos. Naturalmente, se usan vehículos de remolque motorizados para mover estos carretes 4 cargados completamente. Como se ilustró en el aparato 100 preferido, los espaciadores 40 de tracción se montan en carretes 26, 28 auto-contenidos, en cada extremo del carrete adyacente a las bridas 16, 18 y se colocan sobre el forro 12, y se alimentan sobre una pareja de rodillos 33, 34 antes de ser enrollados sobre el carrete 4. Como se muestra, conforme el carrete 4 gira, una faja formada del componente 10 es colocada sobre el forro 12 entre los espaciadores de tracción. Alternativamente, la faja 10 puede ser alimentada en el forro 12 y enrollada bajo el tambor 72 del carrete 4. Una vez que el carrete 4 se llena, todo el aparato 100 puede ser remolcado a una ubicación de almacenamiento o a la estación de construcción de llantas.
Ingeniosamente, invirtiendo la dirección de rotación 12, el forro y los espaciadores 40 de tracción, se pueden reenrollar a la posición de descarga. Cuando todos los componentes 10 de faja formados se remueven, el aparato 100 puede ser llevado de nuevo a la estación de carga. El aparato 100 crea un dispositivo totalmente auto-contenido para cargar y descargar un componente en forma de faja. El carrete 4 tiene espaciadores 4 de tracción de auto-alineamiento, que compensan e impiden realmente el desalineamiento del carrete enrollado helicoidalmente. Estas características, cuando se emplean como se enseña aquí, representan la manera más eficiente de almacenar materiales de faja sin dañar el perfil del componente 10 de faja formado.