MXPA97004112A - Cuerda de acero de multi-hebras - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una cuerda de acero para el refuerzo de las bandas de temporización o de transmisión, comprendiendo la cuerda de aceroúnicamente de 2 a 5 hebras torcidas apretadamente una con la otra en una primera dirección a un cierto paso de torcido de cuerda, cada una de las hebras comprendeúnicamente de 2 a 7 filamentos de acero torcidos apretadamente uno con el otro en la primera dirección con un cierto paso de torcido de hebra, los filamentos de acero tienen un diámetro que va de 0.03 a 0.40 mm;la proporción entre el paso de torcido de la hebra al diámetro del filamento es mayor de 30, la proporción entre el paso de torcido de la cuerda al diámetro del filamento es mayor de 30, la proporción del paso de torcido de la cuerda al paso de torcido de la hebra es mayor de 1.

Description

CUERDAS DE ACERO DE MULTIPLES-HEBRAS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una cuerda de acero para reforzar cintas de tiempo o cintas de transmisión. En lo siguiente ei termino cinta de transmisión se usara para referirse tanto a una cinta de transmisión y de temporizacion. Cierto numero de propiedades se requieren para ias cuerdas de acero con objeto de hacerlas adecuadas para el refuerzo de bandas de temporización y/o bandas de * transmisión. uno de estos requisitos es que ias bandas de transmisión deban correr en el centro de las ruedas de guia y no deben mostrar tendencia de fortarse contra ninguno de los bordes superiores de las ruedas de guia o en caso de que ias ruedas de guia no tengan bordes las bandas de transmisión no deben tender a zafarse de las ruedas. Como consecuencia, las cuerdas de acero para el refuerzo de ias bandas de transmisión deben estar libres de torciones residuales y deben tener un momento de torción bajo ai quedar bajo una carga axial. Otra propiedad requerida es que ias bandas de transmisión no deban estirarse demansiado. Como consecuencia ia elongación de las cuerdas de acero de refuerzo también debe estar limitada.

Las bandas ae transmisión nan sido reforzadas convenientemente por cuerdas de acero de múltiples coraqnes del tipo mxn S/Z [o Z/S] Estas cuerdas de acero tienen m hebras y cada hebras tiene n filamentos de acero individuales. La dirección de torción de ios n filamentos de acero individuales en ias hebras se opone a la dirección de torción de ias m hebas en ia cuerda con ei objeto de obtener un momento de torción bajo. Una cuerda de acero de múltiples hebras típica y comunmente usada es una cuerda 3x3 S/Z.* una desventaja de estas cuerdas S/Z de múltiples hebras es que ia tasa de producción es muy limitada independientemente de si se fabrican por medio de medio tubulares de torcido [ maquinas de cableado ] o por medio de maquinas de torcido doble ["maquinas agrupadoras' ]. Si las cuerdas de m ltiples hebras S/Z se fabrican por medio de maquinas de torcido doble, las hebras primeramente se tuercen en S y la cuerda en Z. Durante el torcido de la cuerda sin embargo, parte del torcido en S de las hebras se destuerce de modo que las hebras deben torcerse en = en un grado mucho mas elevado que ei grado final en la cuerda. Esto significa que una parte importante de ia energia de torcido se pierde. Si ias cuerdas S/Z se multipeles hebras se fabrican por medio de maquinas de torcido tubulares, las hebras primeramente se tuercen en otra ves igual y a cuerda se tuerce en Z. Aquí no se presenta destorcido durante ia torción de ia cuerda de modo que no se pierde energia de torcimiento. Sin embargo la tasa de producción permanece limitada debido a la producción limitada ae las maquinas de torcido tubular. Las cuerdas S/= de múltiples cuerdas existen en ia técnica y son conocidas bajo el nombre de cuerdas colocadas horizontalmente de LANG aqui tanto ias hebras como lfi cuerda se tuercen en la misma dirección. Tales cuerdas "pueden fabricarse con maquinas de doble torcido sin perdida esencial de ia energia, tales cuerdas existentes sin embargo no son adecuadas para el refuerzo de ias bandas de trnasmisión debido al desbalance en su momento de torción y debido a su elevada elasticidad. Es un objeto de ia presente invención evitar ias deventajas de la técnica anterior. Es otro objeto de la presente invención ei proveer una cuerda que pueda hacerse con una tasa de producción adecuada y que sea adecuada para reforzar las bandas de transmisión. Es otro objeto de la presente invención ei proveer una cuerda de acero con un momento de torción aceptabimente bajo. Es otro objeto de la presente invención i proveer una cueraa de acero con una elongación limitada. De acuerdo a ia invención se provee una cueraa de acero para ei refuerzo ae bandas de temporización o de transmisión, ia cuerda de acero comprende solo de 2 a 5 hebras que están torcidas apretadamente una con ia otra en una primera dirección con un cierto paso de torcido de cueraa. Cada una de lashebras comprende únicamente de 2 a 7 filamentos de acero torcidos apretadamente entre si en la misma dirección primaria con un cierto paso de torcido de hebra. El termino apretadamente se usa aqui en constraste con el termino flojamente. Un torcido flojo significa que se formane spación grandes entre filamentos o hebras vecinos como consecuencia de las bajas torciones axiales durante el torcido o como consecuencia de un alto preformado. Bajo tensiones axiales elevadas ios filamentos y ias hebras se tuercen apretadamente y no se forman macroespacios entre ios filamentos o hebras vecinos. El termino macroespacio se refiere a espacios que tienen un tamaño longitudinal que es mayor que la mitad del paso de torcido relevante. El torcido apretado se realiza con ei objeto de limitar la elongación estructural de la cuerda [ia elongación estructural puede caracterizarse por la elongación parcial de carga o pie. Los filamentos de acero tienen un diámetro en un margen de 0.03 a 0.40 mm y preferentemente de 0.03 a 0.20 mm con el objeto de que se D adapten para reforzar ias bandas de transmisión. La proporción de paso del torcido de ia hebra ai di metro del filamento es mayor a 30 y ia relación del paso de torcido de ia cuerda ai diámetro de filamento es mayor de ¿0. La proporción del paso de torcido de cuerda ai paso del torcido de ia hebra es mayor de 1. La combinación de estos requisitos ai paso de torcido de cuerda y ai paso dei torcido de la hebra tiene como consecuencia que ia cuerda de acero de múltiples hebras de acuerdo con ia invención pueda fabricarse de una manera económica [esto es con una tasa de ' producción elevada] y que ia cuerda de acero multihebras tenga un grado aceptable de momento de torción como se explicara mas adelante y que la cuerda de acero tenga una elongación parcial limitada ante ia carga, una ventaja adicional de una cuerda de acero multihebras es que tiene una resistencia mecánica tensora aumentada en comparación con ias cuerdas de acero de ia técnica anterior. Otra ventaja de la invención es que ia cuerda de acero de múltiples hebras no tiene acampanado, preferentemente ia elongación parcial de carga o PLE a 50 N en ía cuerda según la invención es menor al 0.40%. Ei numero preferido de hebras y de filamentos en cada hebra es de 3 puesto que esta es la configuración mas estable. Breve descripción de los dibujos, la invención se o describirá añora con mayor detalle con referencia a ios • . dibujos- anexos en donde: La figura 1 muestra una vista en corte transversal de vina cuerda de acerdo de múltiples hebras de acuerdo con ia invención; La figura 2 muestra una vista longitudinal de una cuerda de acero de múltiples hebras de acuerdo con ia invención; Las figuras 3 y 4 ilustran esquemáticamente la forma ca o se puede fabricar una cuerda de acero de m ltiples hebras según ia invención. La figura 1 muestra una vista en corte transversal de una cuerda de acero 10 de muitihebras seg n la invención, ia cuerda de acero 10 comprende 3 hebras 12 y cada hebra comprende 3 filamentos de acero 14. Como se puede ver en la parte derecha de la figura 2 que es una vista longitudinal de la cuerda de acero 10, tanto las hebras 12 como ios filamentos de acero individuales 14 han sido torcidos en la dirección S. En lo que sigue se dará una explicación de como las características de la cuerda de acero multihebras seg n la invención 10 y en particular ias características dei paso de torcido de cuerda Po y ei paso de torcido de hebra Pa conduce a un momento de torción que todavía es aceptable para el refuerzo de bandas de torción a pesar del perjuicio existente en contra de ias cuerdas S/S que existe en io general- sobre eete respecto. Supongamos como es ei caso con ias bandas de transmisión, ias cuales usuaimente se ponen bajo una fuerza axiai de aproximadamente 10-100 N que una cuerda de acero de múltiples horas de refuerzo 10 se somete a una fuerza axial Es- y esa fuerza axial produce una fuerza de reacción Fr que es recibida por ias hebras 12 y dirida a lo largo de ios ejes 16 de ias hebras 12 que forman un anguio a el llamado anguio de torcido con el eje longitudinal 18 de ia cuerda de acero 10, la fuerzad de reacción Fr tiene un componente axial Fr.» paralela al eje ld y una componente tangicai Fr . t perpendicular al eje 18, es la componente tangencial Fr.t la que produce un momento de torción puesto que su punto de acción queda alejado excéntricamente del eje longitudinal 16. El mismo análisis vectorial de fuerzas que io anterior con respecto a las hebras puede repetirse con respecto a ios filamentos indivuaies, si las hebras tienen una dirección de torcido que sea opuesta a la dirección de torcido de ia cuerda, el momento de torción giobal disminuye y ias bandas de transmisión muestran una tendencia disminuida a resvaiar o zafarse de ias ruedas de guia. Si por otra parte las hebras tienen ia misma dirección de torcido que ia cuerda, se aumenta el momento de torción giobal y ias bandas de transmisión muestran una tendencia incrementada para resvaiarse ae las rueaas de guia. Esto es ia razón por ía cual en ia técnica anterior, ias cuerdas S/ S no han sido usadas para ei refuerzo de las bandas de transmisión. Sin embargo un análisis mas profundo conduce a ia siguiente formula para ei componente tangencial Frt de ia fuerza de reacción Fr-: FaxTga en otras palabras ei componente tangencial Frt esproporc?onai a la tangente dei ángulo de torcido a, ia tangente dei anguio de torcido a es por su parte igual a : en ia cual r es ei radio del eje de una hebra 12 y Po es ei paso de torcido de ia cuerda que se ilustra en ia parte izquierda de la figura 2. Entre mayor sea ei valor dei paso de torcido de ia cuerda Po menor sera el valor de la tangente a y mas bajo el momento de torcion. Para valores infinitos del paso de torcido Po io cual significa una cuerda 10 que comprensa hebras 12 que no han sido torcidas entre si no habrá ningún momento de torción sin embargo no es necesario es tan lejos, en realidad los inventores han descubierto que para un paso Pe y un paso de torcido de hebra Pß siendo abos mayores de 30 veces ei diámetro dei filamento, ei valor del momento de torción generado es ya aceptable a pesar del hecho de que la dirección de torcido y de ia cuerda y ae ia dirección de torcido de ia hebra son iguales entre si, por supuesto entre mas grande sea ei paso P.-. de torcido de ia cuerda y mas grande ei paso Pa dei torcido de ia hebra sera mejor. Un paso Po y un paso Ps que sean mayores de 49-50 veces que ei diámetro dei filamento ser n asi preferibles. La figura 3 y 4 ilustran como una cuerda ¿ 3 3x3 de múltiples hebras seg n ia invención con un paso de torcido de hebra Pß de 6 mm y un paso de torcido de cuerda Po de 1»2 mm puede fabricarse por medio de maquinas de torcido doble. La figura 3 ilustra ia forma de fabricar las hebras 12 y la figura 4 como fabricar la cuerda final 10. Empezando desde ei iado izquierdo de la figura 3, ios fimaimentos de acero individuales 14 se jalan desde bobinas de suministro 20 y se llevan juntas a un punto de ensamble 22. Los filamentos ensamblados 14 reciben un primero torcido en ia dirección S a nivei de una primera polea 24 y son guiados sobre un volante 26 qu e rota en dirección de las fechas 27 en el nivel de la segunda poiea 23 ios filamentos torcidos parcialmente, 14. Reciben un segundo torcimiento en ia dirección S de modo que se forma parcialmente una hebra 12. Esta hebra 12 se enrolla sobre una bobina 30 considerando el paso final para hacer ia cuerda que todavía vendr , es suficiente que el volante 26 l? de a ias hebras 12 únicamente 41.67 torciamientoe por metro. "Asi ia hebra parcialmente formada 12 -tiene un paso de torcimiento de 24 mm. Este proceso se repite para caaa una ae ias tres nebras 12. E pezanao desde el lado izquierdo de ia figura 4, ias hebras de acero formadas parcialmente 12 se jalan aesde bobinas de summstro 50 y se llevan conjuntamente a un punto de ensamble 32. Las tiras ensamoladas 12 reciben un primer torcimiento en ia dirección S al nivel de un aprimera polea 34 y son guiaaas sobre tin volante 36 que rota en ia dirección ae las flechas 37 que es ia misma dirección que las de las flechas 27 a nivel de una segunda polea 38, las hebras parcialmente torcidas 12 reciben un segundo torcido en la dirección S de moao que se forma ia cuerda final de acero de m ltiples hebras 10. Esta cuerda 10 formada se enrolla entonces sobre una bobina 40. El volante 36 da 83.33 torcidos por metro de modo que la cuerda tiene un paso de torcido Po de 12 mm. Estos 33.33 torcimientos por metro también se agregan a los torcidos ya recibidos por ios filamentos de acero individuales durante el proceso para hacer ia hebra de modo que ios filamentos de acero individuales, reciben finalmente 41.67 + 83.33 = 125 torcimientos por metro y de modo que un paso de torcido final de hebra Ps de 8 mm e sio obtenido. EN este proceso ios torcimientos dados a ios filamentos ínaividuaies 14 durante ei proceso finai ae manufactura ae ia vueraa se agregan a ios torcimientos ya aaaos aurante ei proceso de nacer ia neora de moao que ninguna energía ae torcido se pierde y as ia tasa ae proauccion es eievaaa. En general de perdida de energía de torcimiento puede evitarse si ei paso del torcido de ia cueraa Po es mayor que ei paso de torcido ae la hebra Pe. Ensav 1; * Los momentos de torcion en función de cargas axiales crecientes se han medido en cierto numero de cuerdas. Para acada carga axiai, ei momento de otricon na siao medido en ia cuerda según se fabrico ae acuerdo ai proceso anteriormente descrito y sobre ia cuerda después de naberse sometido a una operación de alivio de esfuerzo a 15?_C durante 30 minutos. La base del ensayo para cada cuerda es 500 mm. Los momentos de torción han sido medíaos en una maquina universal de torcio . La tabla 1 resume ios resultados.

TABLA -00007 00005 Generalmente puede derivarse de la tabla 1 que con pasos de torcido de hebras crecientes Pß y con pasos de torcido crecientes de cuerda diaminuyen ioa valorea de los momentos de torcion. Ea notable que ia ultima muestra de cuerda mostrada en la tabla, la cuerda 3x3x0.15 9.6S/16S no mostró un aumento en el momento de torcion con cargas axiales crecientes y mostró un nivel de momento de torcion que fue claramente abajo dei nivel del momento de torcion de la técnica anterior 3x3x0.15 9Z/6S. Ensayo ¿: En un segundo ensayo ia elongación parcial de carga PLE a 50N en porcentaje la resistencia mecánica tensora RM en MPA o N/mm* y la presencia de acampanamiento se ha determinado para las mismas muestras de cuerda que en la tabla 1. La tabla 2 suma iza los resultados.

TABLA 2 15 muestre de ¡ : *rd* PLE cue da (%) (MPa) 3x3x015 021 2649 yes 9Z78S técnica anterior 1 3x3x015 054 ' 257 ' no 4S/8S referencia 3x3x015 045 2652 " no 48S/12S lnvencion 10 3x3x015 034 " 2673 * no 53S/16S in ención 3x3x015 045 ' 2638 ' no 53S/8S invención 15 3x3x015 027 2703 ' no 68S/12S invención 3x3x015 028 2720 ' no 8S/16S invención 2? 3x3x015 "" 036 * 2596 ' no 6S/8S invención 3x3x015 023 2672 " no 8S/12S ir *eneion Generalmente la elongación parcial de carga PLE diminuye al aumentar los pasos Pß y al aumentar los Pasos Po. También de la misma manera la resistencia tensora RM aumenta al incrementarse los paso Pß de hebra y los Pa de cuerda. Todas las cuerdas S/S de múltiples hebras no muestran acampanamiento. En tanto que la cuerda Z/S de multihebras de la técnica anterior tiene acmpanamiento. esto es expansión de los extremos de los filamentos o de los extremos de la hebra después del corte. Otra ventaja de la cuerda S/S según la invención es que el costo de fabricarla es de aproximadamente 30% o aun menor del costo de fabricar una cuerda S/Z de la técnica anterior.

Se entiende que la presente invención es independiente del recubrimiento particular de los recubrimientos de acero, de esta manera los recubrimientos de acero de una cuerda de múltiples hebras pueden proveerse con un recubrimiento adherible al hule en caso de que la banda de tansmisidn se haga de hule. Tal recubrimiento adherible al hule puede ser latón, bronce u otra aleación binaria ae cobre tai como CuNi o CuCo o una aleación terciaria de cobre tai como CU-Zn-Ni, CuSnCo , CuZn=n o Cu- Zn-Co . De ia misma manera, ios filamentos de acero de una cuerda de múltiples hebras según ia invención pueae provecerse con un recubrimiento resistente a ia corrosión tai como Zn o aleación de Zn [por ejemplo una aleación Ai- Znj en caso de que ia banda de transmisión este hecha de un poiimeo tai como poiiuretano. a

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1.- una cuerda de acero para ei refuerzo de ias bandas de temporización o de transmisión, comprendiendo la cuerda ae acero únicamente de 2 a 5 hebras torcidas apretadamente una con la otra en una primera dirección a un cierto paso de torcido de cuerda, cada una de las hebras comprende únicamente de 2 a 7 filamentos de acero torcidos apretadamente uno con ei otro en la primera dirección con un cierto paso de torcido de hebra, ios filamentos de acero tienen un di metro que va de 0.03 a 0.40 mm; ia proporción entre el paso de torcido de ia hebra ai diámetro del filamento es mayor de 30, ia proporción entre ei paso de torcido de la cuerda al diámetro dei filamento es mayor de 30, ia proporción dei paso de torcido de la cuerda al paso de torcido de ia hebra es mayor de 1.

2.- Una cuerda de acero de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la elongación parcial de carga con 50 N de la cuerda de acero es menor del 0.409b. 3.- Una cuerda de acero de acuerdo con ia reivindicación l o 2 , caracterizada porque ei numero de hebras es

3.

4.- una cueraa ae acerdo de acuerao con una de las r ivinaicaciones anteriores, caracterizada porque ei numero de filamentos de acero en cada hebra es 3.