ES2238749T3 - Material de refuerzo de correa y correa fabricada con dicho material. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN MATERIAL DE REFUERZO DE CORREA DE TRANSMISION DE AL MENOS DOS CAPAS, EN EL QUE UNA CAPA ES UN TEJIDO RETORCIDO Y LA OTRA CAPA ES DE UN MATERIAL TEXTIL TEJIDO, QUE ESTAN UNIDAS ENTRE SI MEDIANTE PUNZONADO CON AGUJAS. SE DESCRIBE ASIMISMO UNA CORREA DE TRANSMISION DENTADA CON DIVERSOS DIENTES SEPARADOS A LO LARGO DE UNA DE SUS CARAS, QUE INCLUYE EL MATERIAL ANTERIORMENTE MENCIONADO, DISPUESTO SOBRE LA SUPERFICIE PERIFERICA QUE INCLUYE LOS DIENTES DE LA CORREA.

Description

Material de refuerzo de correa y correa fabricada con dicho material.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a una tela de refuerzo de correa, pero más particularmente, la invención se refiere a una tela de refuerzo particularmente útil en el refuerzo de dientes de una correa y a una correa dentada de transmisión de potencia fabricada con dicha tela.

Las correas dentadas de transmisión de potencia tienen un cuerpo de polímero, tal como de un caucho, termoplástico, o uretano, con una pluralidad de dientes formados a lo largo de al menos un lado de tales correas. Un miembro tensor está incrustado típicamente en un cuerpo como un miembro de soporte de la carga. Se prefiere que los dientes de la correa estén reforzados con un material fibroso para mejorar su resistencia al cizallamiento y su resistencia al desgaste, o para alterar su coeficiente de fricción para acoplamiento con una polea dentada. Las telas resistentes al desgaste para correas son de un tipo tejido, tal como una lona, un nylon estirable rizado, un tejido de gasa, etc. y puede ser de una tela de punto, tal como un tejido de punto acanalado 1 x 1. Las telas de este tipo están dispuestas en una correa en una superficie periférica que incluye los dientes de la correa y puede estar en forma de telas de capas individuales, de capas múltiples de telas tejidas, de capas adheridas de telas, y telas con una capa exterior de una película impermeable.

Otros refuerzos de tela para reforzar dientes de correas pueden ser del tipo no tejido e incluyen una cinta de fibras discontinuas o una cinta de fibras que están adheridas entre sí por adhesión térmica o química o por punzonado con agujas de una manera conocida para formar una tela no tejida. Tales tejas de correa no tejidas están incrustadas típicamente en un cuerpo de correa y se pueden utilizar para ayudar a localizar el diámetro primitivo efectivo de la correa (PLD) para un cordón de tracción arrollado en espiral en regiones colocadas entre dientes espaciados de la correa. Las telas están a veces en una forma expandida en la proximidad de una porción central del diente de la correa, donde actúan como un refuerzo del diente. Con algunas telas no tejidas, es difícil controlar un espesor requerido para mantener un PLD aceptable. Algunas telas no tejidas son difíciles de manipular y de colocar en un lugar deseado dentro de los dientes de la correa debido a las limitaciones de procesamiento de la fabricación de la correa. En las siguientes patentes se describen ejemplo de refuerzos de tela para correas y correas reforzadas con ellas:

La patente de los Estados Unidos Nº 3.964,328 (Redmond) describe una tela en una forma preferida de un nylon estirable con una capa de termoplástico, tal como polietileno adherido a una superficie exterior del mismo. La tela está dispuesta en una superficie periférica de una correa que incluye dientes de correa como tela resistente al desgaste y refuerzo de modificación de la fricción.

La patente de los Estados Unidos Nº 4.099.422 (Cocognai y col.) describe una tela de caucho. Dos capas de la tela están dispuestas a lo largo de una superficie periférica de una correa que incluye dientes de correa para resistencia al desgaste y para volver rígidos los dientes de la correa.

La patente de los Estados Unidos Nº 4.235.119 (Wetzel) describe una tela dispuesta a lo largo de una superficie periférica de una correa que incluye dientes como una tela resistente al desgaste. Fibras discontinuas se combinan en un elastómero de caucho de un cuerpo de correa y se colocan adyacentes a la tela y a un miembro tensor para volver rígidos los dientes de la correa.

La patente de los Estados Unidos Nº 4.605.389 (Westhoff) describe una tela del tipo que se utiliza en la patente `328 de Redmond. La tela está dispuesta a lo largo de una superficie periférica de una correa que incluye dientes de correa, donde los dientes de la correa están configurados como superficies de flancos que tienen una forma curvada tractrix.

La patente de los estados Unidos Nº 4.895.555 (Watanable y col.) describe una cinta de tela no tejida. La tela no tejida se utiliza como un refuerzo con un cuerpo de correa de uretano fundido y se comprime bajo un miembro de tracción en una zona saliente de una correa y se difunde en los dientes de la correa como una fibra de refuerzo para mejorar la resistencia al cizallamiento de los dientes.

La patente de los Estados Unidos Nº 5.362.281 (Dutton) describe una tela tejida doble con dos conjuntos de hilos de urdimbre y dos conjuntos de hilos de trama, que se atan juntos para formar una capa de tela individual. La tela se utiliza como un refuerzo y se dispone a lo largo de una superficie periférica de la correa que incluye dientes de correa como una tela resistente al desgaste y un miembro de refuerzo. La tela funciona también para ayudar a localizar los miembros de tracción de la correa para el control del PLD. Las características de la presente invención, que se conocen a partir de este documento, han sido colocadas en el preámbulo de la reivindicación 1.

La patente de los Estados Unidos Nº 4.392.842 (Skura y col.) describe un refuerzo de tela estirable. El refuerzo se utiliza en dos capas de una correa dentada, donde una capa está dispuesta en una superficie periférica que incluye los dientes de la correa y la otra capa está incrustada como una capa suspendida en los dientes de la correa como un refuerzo.

La patente de los Estados Unidos Nº 5.536.214 (Akita y col.) describe una tela no tejida, en la que, en la forma preferida, se agujetea, por medio de lo cual se adhieren las fibras discontinuas de la tela juntas enredando algunas fibras. La tela no tejida se utiliza como un refuerzo incrustado en un cuerpo de correa dentada de uretano fundido. La tela se dispone en el cuerpo de la correa en una zona saliente entre los dientes de la correa, donde se comprime para ayuda a controlar el PLD y en los dientes de la correa donde se expande y sirve como un refuerzo incrustado para los dientes de la correa.

Resumen de la invención

De acuerdo con la invención, como se define en la reivindicación 1, se proporciona un material de refuerzo de correa, que comprende dos capas de material textil, que están unidas entre sí. Un de las capas está en forma de una tela retorcida, tal como una tela tejida que se puede estirar de una manera preferida al menos a lo largo de un eje de la tela. Una capa de material no tejido está fijada a la capa de tela retorcida, tal como por medio de agujeteado.

Una correa dentada de transmisión de potencia también de acuerdo con la invención, como se define en la reivindicación 8, es del tipo con un cuerpo de polímero y con una pluralidad de dientes espaciados a lo largo de al menos un lado de la correa. La correa incluye una tela resistente al desgaste que está dispuesta en una superficie periférica que incluye los dientes de la correa. Un miembro de tracción está incrustado en el cuerpo. Para correas fundidas, la tela estratificada incluye de una manera preferida una capa termoplástica impermeable en una superficie exterior de la tela retorcida. La capa termoplástica es útil en combinación con un proceso de fabricación para una correa que tiene un cuerpo polimérico de un material de uretano fundido. De una manera opcional, se pueden usar más de una capa de tela retorcida en combinación con una o más capas de material de tela no tejida.

En la reivindicación 10 se define otra correa dentada de transmisión de potencia de la presente invención.

Un objeto de la invención es proporcionar un material de refuerzo de una correa para una correa de transmisión de potencia.

Otro objeto de la invención es proporcionar una construcción de correa con una tela resistente al desgaste mejorada que muestra un refuerzo mejorado de los dientes de la correa y la colocación de una tela no tejida durante la fabricación de la correa.

Otro objeto de la invención es proporcionar una correa con una capa de material no tejido que está localizada y colocada en un diente de la correa para mejorar el refuerzo del diente de la correa.

Una ventaja de la invención es que se puede colocar una tela no tejida en un molde de manera que estará en una posición adecuada deseada dentro de un diente de una correa formada. Estos y otros objetos y ventajas de la invención serán evidentes después de revisar los dibujos y la descripción detallada de los mismos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra una tela estratificada de la invención.

La figura 2 es una sección transversal ampliada de la tela tomada a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1.

La figura 3 es una vista similar a la de la figura 2, pero que muestra una forma alternativa de una tela de la invención; y

La figura 4 es una vista longitudinal fragmentada ampliada de un lado de una correa dentada de la invención con formas de realización alternativas ilustradas y en laque una vista tomada a lo largo de la línea 2'-2' es una vista de una tela similar a la figura 2, y una vista tomada a lo largo de la línea 3'-3' es una vista de una tela similar a la figura 3.

Descripción de la forma de realización preferida

Con referencia a las figuras 1 y 2, una tela de refuerzo de correa 10 tiene una capa de tela no tejida 12, una capa de tela retorcida 14 y, opcionalmente, y cuando se trata de una correa de uretano o fundida, una capa termoplástica 16. La capa de tela no tejida está hecha con fibras discontinuas 18 y puede estar inicialmente en forma de: una cinta de fibras discontinuas no adheridas del mismo o de diferentes materiales; una cinta de las mismas fibras o de fibras discontinuas del mismo o de diferentes materiales que se unen juntas a través de punzonado con agujas; o una cinta de fibras diferentes que han sido adheridas con calor entre sí de cualquier manera deseada y laminadas en una tela de peso y espesor controlados. Se puede utilizar una amplia gama de tipos de fibras para la tela no tejida, tales como, por ejemplo, nylon, poliéster, aramida, polipropileno o una combinación de ellos, o una combinación de fibras de nylon y de polipropileno, donde las fibras de la tela tienen diferentes temperaturas de fundición, de manera que se pueden adherir térmicamente entre sí. Ejemplos de adhesión de las fibras incluyen: adhesión térmica, adhesión con calor/presión, adhesión hidro-enmarañada, adhesión por punzonado con agujas, adhesión química/térmica o una combinación de ellas.

La tela retorcida puede ser de cualquier tela adecuada, tal como lona, tela rizada que se puede estirar al menos en una dirección, tejido de gasa, tejido de punto o similar; y está hecha de cualquier fibra deseada que incluye aramida, nylon, poliéster, rayón, polipropileno y algodón. La tela retorcida ilustrada en la figura 2 es del tipo descrito en la patente US-A-5.362.281 a nombre de Dutton, que es una tela individual de un tipo multi-tejido con dos conjuntos de hilos de urdimbre y de trama, donde un primer componente tejido 20 tiene una pluralidad de hilos de urdimbre 22 y una pluralidad de hilos de relleno o de trama 24. Un segundo componente tejido 26 tiene una pluralidad de hilos de urdimbre 28 y de hilos de trama 30. Los componentes tejidos están entrelazados periódicamente con hilos de unió (no se muestran) que pueden ser hilos de urdimbre o hilos de trama. La tela no tejida está fijada a la tela retorcida en una pluralidad de puntos 32, 34, 36 espaciados, como se realiza de una manera preferida por medio de punzonado con agujas. Una aguja estriada de un punzón de agujetear (no se muestra) engancha fibras de la tela no tejida o de tela retorcida o de ambas, y coloca la fibra enganchada 38 a través y en el interior de las capas de tela adyacentes, lo que enmaraña 40 las fibras y fija las capas 12, 14 juntas en puntos espaciados 32, 34, 36.

El punzonado con agujas puede ser dirigido o bien desde el lado de la tela no tejida o desde el lado de la tela retorcida. Cuando se elige una cinta un adherida de tela no tejida, se prefiere que el punzonado con agujas tenga lugar desde el lado no tejido debido a que la tela retorcida sirve como un substrato durante la operación de punzonado con agujas. Sin embargo, cuando se elige una capa adherida de tela no tejida, se puede utilizar opcionalmente como un substrato y se puede dirigir el punzonado con agujas desde el lado de la tela retorcida. El número de los puntos de fijación debe ser suficiente para retener las capas de tela juntas en una medida suficiente durante un proceso de fabricación de la correa. Además, el número de los punzonados con agujas por unidad de área, referido comúnmente como punzonados con agujas por pulgada cuadrada o pis, tiene un impacto sobre el espesor 42 de la tela de refuerzo compuesta 10. 1 pulgada cuadrada = 6,45 cm^{2}. En términos generales, cuanto más alta es la densidad del punzonado con agujas, más fina es la tela de refuerzo. Se ha determinado que una densidad de punzonado con agujas desde aproximadamente 100 hasta aproximadamente 500 ppsi es satisfactoria para fijar la tela no tejida y las capas de tela retorcidas juntas. Para completar la forma de realización ilustrada de la tela de refuerzo 10, se aplica una capa de material termoplástico 16 y se adhiere a la superficie exterior de la tela retorcida de una manera conocida. El material termoplástico puede ser de cualquier tipo deseado, tal como polietileno y puede incluir aleaciones con otros materiales termoplásticos, según se desee, para modificar la fricción, incrementar las propiedades de resistencia al desgaste, etc.

Otra tela de refuerzo de la correa 44 de la invención se ilustra en la figura 3. La tela es substancialmente similar a la que se muestra en la figura 2, excepto una capa más gruesa 46 de una tela no tejida y una capa más fina 48 de una tela retorcida. Opcionalmente se excluye una capa de material termoplástico. Las capas de telas están unidas entre sí en una pluralidad de puntos 52, 54, 56 espaciados por medio de punzonado con agujas. Las fibras 56 son empujadas a través de la tela textil retorcida que enmaraña 40 las fibras entre la tela de manera que retiene las telas juntas. La tela retorcida está tejida en una capa individual y tiene hilos de urdimbre 58 e hilos de trama 60.

Con referencia a la figura 4, una correa dentada de transmisión de potencia 62 de la invención tiene un cuerpo polimérico 64, una pluralidad de dientes 66, 68 espaciados a lo largo de al menos una superficie 70 para acoplamiento con una polea dentada (no se muestra), y una tela resistente al desgaste 10 ó 44, que está dispuesta a lo largo de una periferia 72 que incluye los dientes de la correa.

El cuerpo polimérico puede ser de cualquier material deseado, que incluye, a modo de ejemplo, cauchos naturales, cauchos sintéticos, y mezclas de los mismos; uretanos tales como de la variedad fundida líquida o de la variedad de goma molturable; y materiales termoplásticos, tales como poliésteres. Para los dientes 66 de la correa, se puede utilizar un cuerpo de uretano fundido líquido en combinación con tela 10. Un miembro de tracción 74 está incrustado en el cuerpo de la correa y puede estar en forma de un cordón arrollado en espiral. El diámetro primitivo efectivo para el cordón está controlado al menos parcialmente por el espesor 42 de la tela. Como se conoce en la técnica, un PLD para una correa puede ser modificado ligeramente por la tensión de arrollamiento de un miembro tensor durante un proceso de fabricación de la correa, De una manera opcional, se pueden formar nervaduras 76 y muescas 78 sobre un lado opuesto de la correa para mejorar la flexibilidad. Sin embargo, en algunas aplicaciones, puede ser deseable que la correa tenga una superficie lisa 80 para acoplamiento con poleas (no se muestran).

El miembro tensor 74 incrustado es del tipo sin fin, tal como un cordón arrollado en espiral y está hecho de un material con alargamiento mínimo, tal como fibras de vidrio, aramida y fibra de carbono. Los perfiles de los dientes de la correa pueden ser de cualquier configuración deseada, tal como trapezoidal, o con superficies curvilíneas de los flancos, tal como se muestra en las patentes de los Unidos Nº 3.756.091 (Miller), 4.605.389 (Westhoff), o 4.515.577 (CATIE y col.). El perfil de los dientes de la correa de la figura 4 tiene flancos del tipo curvilíneo.

La capa de tela no tejida, que se une a la capa de tela retorcida, se adapta a la superficie periférica que incluye los dientes de la corre. Siguiendo el contorno de los dientes de la correa, la tela está en una posición para mejorar el refuerzo de los dientes de la correa. En el caso de fabricación de una correa de uretano fundido, la tela 10 puede ser pre-plegada antes de ser colocada en un molde o, de una manera alternativa, la tela puede ser plegada al mismo tiempo que es colocada en un molde dentado. La tela compuesta 10, 44 elimina la necesidad de manipular de forma separada un material de tela no tejida y de colocarlo en una posición estratégica adyacente a una superficie periférica de la correa.

En el caso de una correa con un cuerpo de caucho, la tela es pre-tratada de una manera conocida, tal como sumergiéndola en una solución laytex o una solución de material de elastómero para adhesión con el cuerpo de caucho.

Para ilustrar las ventajas de las características de la invención, se sometieron a ensayo correas dentadas curvilíneas de 14 mm de paso de la invención con cuerpos de poliuretano con respecto a correas similares de la técnica anterior. Las corvas fueron construidas de una manera similar, a excepción de la tela resistente al desgaste. Las condiciones de ensayo para las correas fueron las siguientes:

\dotable{\tabskip\tabcolsep\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 44,7 kW (60 caballos)\cr  32 ruedas dentadas\cr  T1 + T2 = 526 kg
(1160
lbs)\cr}

Todas las correas sometidas a ensayo tenían una tela con una capa de termoplástico y la porción textil de cada tela se caracterizaba por lo siguiente:

1

Por lo tanto, las correas de la invención representaron vidas útiles de carga, que era desde aproximadamente 6 hasta aproximadamente 11 veces mejores que las de las correas de la técnica anterior que tenían refuerzos de tela de la técnica anterior.

Naturalmente, se entenderá que la presente invención ha sido descrita más arriba simplemente a modo de ejemplo, y se pueden realizar modificaciones de detalle dentro del alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones.

Claims (10)

1. Un material de refuerzo de correa de transmisión de potencia (10, 44), que comprende dos capas de material de fibras textiles con porciones de una de las capas fijadas a la otra capa y en el que una de las capas es una capa de tela retorcida (14, 48); y que se caracteriza porque la otra capa comprende una capa de tela no tejida (12, 46) de material (18) fijado a la capa de material de tela retorcida.

2. El material de refuerzo según la reivindicación 1, en el que la capa de tela no tejida (12, 46) es una cinta de material de fibras no tejidas (18).

3. El material de refuerzo según la reivindicación 1, en el que la capa de tela no tejida (12, 46) es una cinta calandrada de material (18) de fibras son tejidas, adheridas con calor.

4. El material de refuerzo según la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que la capa de tela retorcida (14, 48) está seleccionada del grupo que consta de una tela no tejida y una tela de punto.

5. El material de refuerzo según la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, que comprende: una capa (16) de material termoplástico adherido a una superficie dirigida hacia el exterior del material de tela retorcida.

6. El material de refuerzo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las vibras (40) de una capa están entrelazadas con fibras de la otra capa para unir (32, 34, 36, 52, 54) las capas (12, 14, 48, 46) juntas.

7. El material de refuerzo según la reivindicación 6, en el que las fibras (40) están entrelazadas por medio de punzonado con agujas.

8. Una correa de transmisión de potencia (62), que tiene una pluralidad de dientes de correa (66, 68) reforzados con un material de refuerzo (10, 44) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Una correa de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el material de refuerzo está dispuesto a lo largo de un borde periférico de la correa, que incluye los dientes de la correa.

10. Una correa dentada de transmisión de potencia (62) con un cuerpo de correa (64) formado principalmente por un elastómero de uretano y reforzado con un material de fibras textiles en un borde periférico que incluye los dientes de la correa, caracterizada porque el material de fibras comprende: una capa de tela no tejida (12, 46) de material (18) fijada a una capa (14, 48) de material de tela retorcida y una capa (16) de material termoplástico adherido a la capa de material de tela retorcida sobre su lado expuesto hacia el exterior a lo largo del borde periférico. Sigue 1 hoja.