ES2236626T3 - Alambre de dientes de sierra. - Google Patents
Alambre de dientes de sierra.Info
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Abstract
Alambre de dientes de sierra para la constitución de una guarnición de dientes de sierra, totalmente de acero, para el tambor de una carda con una sección de base (20) y una sección de hoja (30) sujetada a ella a través de un codo de la base (22), presentando la sección de hoja (30) unos dientes de sierra (32) formados por unas muescas dentadas (34) que salen del borde de la sección de hoja (30) opuesta a la sección de base (20), y en el que la relación entre la anchura de la base (b3) y la anchura de la hoja (b4) es mayor de 2 en el punto de la muesca dentada más profunda, caracterizado porque la relación entre la anchura de la base (b2) y la anchura de la hoja (b4) en el punto de la muesca dentada más profunda es menor de 3, 5 y el alambre de dientes de sierra está constituido en acero ligero con un porcentaje de entre un 0, 40 y 0, 60% en peso de manganeso y de entre un 0, 60 y 0, 70% en peso de wolframio.
Description
Alambre de dientes de sierra.
La presente invención se refiere a un alambre de
dientes de sierra para la constitución de una guarnición de dientes
de sierra, totalmente de acero, para el tambor de una carda, según
el preámbulo de la reivindicación 1.
Durante la elaboración de fibras, se emplea la
carda para paralelizar las fibras individuales de una materia prima
formada por fibras desordenadas. Generalmente, para ello la carda
presenta un tambor cilíndrico circular y un cierto número de barras
de chapones distribuidas por la superficie periférica del tambor.
Generalmente, para la paralelización, tanto el tambor como las
barras de chapones están equipados con guarniciones, todas de acero
constituidas por alambres de dientes de sierra, entre los cuales
tiene lugar la función de paralelización. La guarnición de dientes
de sierra, totalmente de acero, del tambor se forma generalmente en
forma de alambre de dientes de sierra que rodea en espiral la
superficie de envoltura cilíndrica circular del tambor, mientras que
la guarnición de dientes de sierra totalmente de acero de los
chapones puede constituirse con aros de alambre de dientes de sierra
dispuestos adyacentes. Con cardas de este tipo pueden tratarse o
paralelizarse más de 120 kg de materia prima por hora. Empleándose
guarniciones de dientes de sierra totalmente de acero para el tambor
de la carda según la patente EP 0 360 961 B2, puede garantizarse un
rendimiento de cardado satisfactorio. Sin embargo, se ha puesto de
manifiesto que estas guarniciones de dientes de sierra totalmente de
acero provocan un desgaste elevado durante el funcionamiento,
especialmente para capacidades de producción elevadas como las
anteriormente mencionadas.
En el documento CH 660 884 A5 se trata el
problema del gran desgaste de las guarniciones de carda. Para
solucionarlo, en dicho documento se propone el empleo de aleaciones
especiales de acero para la fabricación de dichas guarniciones de
carda. Sin embargo, se indica en este caso el problema adicional de
que las aleaciones de acero altamente resistentes al desgaste son
también muy costosas, de modo que, en el ámbito de las guarniciones
de carda, el punto óptimo entre precio y potencia no se encuentra en
el máximo de resistencia al desgaste, sino que se escoge un material
de guarnición en el que el aumento de la resistencia al desgaste no
se vea compensada por la elevación de los costes del material y su
fabricación. Por ello, en el empleo de los aceros en aleación
descritos en la descripción de patente suiza mencionada para la
fabricación de guarniciones de carda del tipo descrito en el
documento EP 0 360 961 B2, deben tenerse en cuenta los problemas
descritos respecto a la resistencia al desgaste.
En el documento GB 2 322 640 A se indica un
alambre de dientes de sierra para el cilindro alimentador de un
dispositivo de elaboración de fibras, que presenta una profundidad
de muesca dentada especialmente reducida.
Además, en el documento DE-OS 2
222 918 se indica una guarnición de carda con una aleación que
contiene un 0,3-2,0% en peso de carbono, un
0,05-25% en peso de silicio, un
0,05-2,0% en peso de manganeso y un
0,01-2,0% en peso de vanadio, pudiéndose sustituir
el vanadio por un 0,01-3,5% de wolframio.
Teniendo en cuenta los problemas anteriormente
mencionados del estado de la técnica, la presente invención se
propone el objetivo de desarrollar un alambre de dientes de sierra
para la fabricación de una guarnición de dientes de sierra
totalmente de acero para el tambor de una carda, con el que se
eviten los costes excesivos de material y se asegure un rendimiento
de cardado satisfactorio y una alta resistencia al desgaste durante
el proceso de cardado.
Este objetivo se consigue, según la presente
invención, con el perfeccionamiento indicado en la parte
característica de la reivindicación 1 de los mencionados alambres de
dientes de sierra del tipo descrito al principio, los cuales
contienen aleaciones con un 0,40-0,60% en peso de
manganeso y un 0,60-0,70% en peso de wolframio.
La presente invención tiene el origen en el
conocimiento de que el desgaste de las guarniciones de tambor,
observado durante el funcionamiento de las cardas conocidas, debe
atribuirse principalmente a las fuerzas ejercidas por las fibras,
fijadas entre las secciones de hoja de las hélices individuales de
la guarnición, sobre los flancos de hoja. Con el perfeccionamiento,
según la invención, de los alambres de dientes de sierra, se aumenta
la anchura de los pasos de guarnición entre las hélices individuales
de la guarnición de tambor, en relación con la anchura de hoja, de
modo que se facilita que las fibras fijadas en estos pasos de
guarnición se suelten y se reduzca el esfuerzo de los flancos de
hoja a través de estas fibras. En otras palabras, con el
perfeccionamiento, según la invención, de los alambres de dientes de
sierra conocidos se aumenta el espacio libre entre el codo de la
base y la punta del diente, de modo que el material fibroso posee
más espacio y también puede extraerse de dicho espacio libre con más
facilidad. Esto resulta especialmente significativo para mantener
una elevada resistencia al desgaste en caso de rendimientos elevados
y/o en la elaboración de algodón de hebras largas. Se ha puesto de
manifiesto que, mediante este perfeccionamiento, pueden llegar a
elaborar 1000 t, y más con una única guarnición de tambor sin
desgastes significativos.
En el empleo de alambres de dientes de sierra,
según la invención, para la fabricación de una guarnición de dientes
de sierra totalmente de acero, para el tambor de una carda, se ha
puesto sorprendentemente de manifiesto que el ensanchamiento de los
pasos de guarnición alcanzado en relación con la anchura de la
sección de hoja no tiene ninguna influencia significativa sobre el
rendimiento de cardado, es decir, que posee el grado de
paralelización alcanzado por el proceso de cardado. Sin embargo, se
ha observado que pueden obtenerse resultados de cardado
especialmente buenos con una relación menor de 3,5 entre la anchura
de base y la anchura de hoja en el punto de la muesca dentada más
profunda y preferentemente menor de 3. En el empleo de guarniciones,
según la invención, puede disponerse el espacio libre de magnitud
deseada entre el codo de la base y la punta de diente, evitando una
estabilidad demasiado reducida del corte de hoja, a la vez que se
asegura un resultado de cardado especialmente bueno, si la anchura
de hoja que sale del borde de la sección de hoja, opuesto a la
sección de base en dirección a la sección de base, aumenta al menos
parcialmente de forma continua, y la relación entre la anchura de
base y la anchura de hoja en la base es mayor de 1,4, y
preferentemente de aproximadamente 1,6. En este contexto se ha
revelado especialmente ventajoso que la anchura de base está
comprendida aproximadamente entre 0,2 y 0,6 mm, preferentemente de
unos 0,4 mm, la anchura de hoja en el borde de la sección de hoja
opuesto a la sección de base está comprendida aproximadamente entre
0,02 y 0,2 mm, preferentemente de unos 0,5 mm, y la anchura de hoja
en la base está comprendida aproximadamente entre 0,2 y 0,3 mm,
preferentemente unos 0,24 mm.
Con el empleo de los dientes de sierra
correspondientes resulta posible un aumento adicional del espacio
libre entre el codo de base y la punta de diente, el cual hace
aumentar la resistencia al desgaste del alambre de dientes de
sierra, según la invención, a la vez que se asegura un resultado de
cardado satisfactorio, en caso de que la relación entre la altura de
hoja y la profundidad de muesca dentada sea mayor de 1,5,
preferentemente mayor de 1,8 y de forma especialmente preferente sea
aproximadamente 2, pudiendo ser la profundidad de muesca dentada
necesaria para la fabricación de unos dientes de sierra que den
lugar a un resultado de cardado satisfactorio de aproximadamente 0,4
mm.
Sin embargo, en este caso, debe tenerse en cuenta
que el espacio libre aumentado entre el codo de base y la punta de
diente de los alambres de dientes de sierra, según la invención,
conlleva un aumento del volumen de aire arrastrado durante el
proceso de cardado por la rotación del tambor, lo cual puede afectar
al resultado del cardado. Para evitar un espacio libre excesivo
entre el codo de base y la punta de diente, la relación entre la
altura de hoja y la profundidad de muesca de diente se limita
adecuadamente a, como mucho, 3,5, y preferentemente a un máximo de
2,5.
Para evitar unos costes excesivos de material, a
la vez que se asegura un alambre de dientes de sierra, que pueda
discurrir en el tambor de la carda con una estabilidad suficiente,
se ha demostrado ventajoso que la relación entre la altura de hoja y
la altura total del alambre sea mayor de 0,3, y preferentemente
mayor de 0,4, y de modo especialmente preferente sea aproximadamente
0,45, aunque menor de 0,6, y preferentemente menor de 0,5. En este
contexto se ha demostrado especialmente adecuado que la altura total
del alambre sea menor de 2,0 mm, preferentemente de aproximadamente
1,8 mm, mientras que la altura de la base puede ser menor de 1,4 mm,
preferentemente de aproximadamente 1,0 mm. Escogiendo adecuadamente
la relación entre la altura de hoja y la altura total del alambre,
puede asegurarse también especialmente una buena resistencia al
desgaste, ya que empleando una altura de hoja suficientemente grande
en relación con la altura total, se asegura también un espacio libre
entre las puntas de diente y el codo de base especialmente grande
que hace aumentar la resistencia al desgaste.
El alambre de dientes de sierra, según la
invención, está compuesto por acero ligero. Este acero ligero
contiene de un 0,4 a un 0,6% en peso de manganeso, y puede
presentar, además, de un 0,3 a un 2,0% en peso, preferentemente de
0,8 a 0,85% en peso, de carbono, de un 0,1 a un 2,0%,
preferentemente de un 0,15 a un 0,2% en peso, de vanadio, y/o de un
0,1 a un 2,0%, preferentemente de un 0,4 a un 0,6% en peso de cromo,
mientras que el contenido de fósforo, azufre, níquel, y cobre se
mantiene en valores mínimos. El contenido en fósforo se mantiene
adecuadamente en menos del 0,025% en peso, y el de azufre en menos
del 0,25% en peso.
Para mantener una resistencia al desgaste
elevada, se ha demostrado también adecuado que la rugosidad de los
flancos laterales de la sección de hoja, al menos en la zona de los
dientes, sea menor de 5 \mum, y especialmente menor de 4 \mum,
ya que una rugosidad excesiva conlleva una fricción elevada y, con
ello, un mayor desgaste. Esta rugosidad reducida puede alcanzarse
sometiendo a los alambres de dientes de sierra, tras el proceso de
troquelado y endurecimiento, a una operación específica para
mantener las propiedades superficiales deseadas. Se ha demostrado
especialmente adecuado, en este caso, someter a los alambres de
dientes de sierra, en esta operación específica realizada en un
equipo de desbarbado y pulimentación, a un proceso galvánico de
pulimentación.
Además, la duración de una guarnición fabricada
con un alambre de dientes de sierra, según la invención, puede
aumentarse manteniendo el error de paso, es decir, la desviación
entre la distancia teórica entre las puntas de dientes sucesivos,
por debajo del 2%, y preferentemente por debajo del 1,0%, ya que, en
este caso, con un montaje correcto de la guarnición ya no se
requiere un rectificado de control que lleve a un primer desgaste ni
a una igualación por primera vez. La minimización del error de paso
puede alcanzarse empleando, durante la fabricación del alambre,
especialmente durante el proceso de troquelado, un avance de alambre
de alta precisión controlado por un ordenador regulador de la
compensación. Mediante un proceso de explotación correspondiente,
por ejemplo un proceso de exploración láser, pueden detectarse ya
durante la fabricación, errores de paso que puedan producirse,
corrigiéndose en el mismo momento.
Además, para mantener una resistencia al desgaste
elevada se ha demostrado especialmente adecuado que los dientes
individuales del alambre de dientes de sierra, según la invención,
se configuren en forma de dientes curvos con una cara de ataque
curvada, estando el radio de curvatura de la cara de ataque
aproximadamente entre 0,15 y 0,25 mm, y de forma especialmente
preferente de aproximadamente 0,19 mm. En este caso puede asegurarse
una penetración suave en el material fibroso a paralelizar en caso
de que la cara de ataque se disponga en dirección a la punta de los
dientes con una sección rectilínea cuya longitud quede entre los
0,02 y los 0,2 mm.
A continuación se explican en detalle todas las
características esenciales de la invención, no explicadas con mayor
detalle en la descripción, haciendo referencia a las figuras. Éstas
muestran:
la figura 1, una vista lateral de un alambre de
dientes de sierra según la invención,
la figura 2, una sección a través del alambre de
dientes de sierra representado en la figura 1, y
la figura 3, una representación en detalle de un
diente de sierra del alambre de dientes de sierra según la figura
1.
El alambre de dientes de sierra (10) representado
en la figura comprende esencialmente una sección de base (20) y una
sección de hoja (30). La sección de base (20) está limitada por su
lado opuesto a la sección de hoja (30) por una superficie limitadora
(24) inferior, esencialmente plana, de la cual salen dos superficies
laterales (26) y (28) que forman con la misma un ángulo recto y se
prolongan en dirección a la sección de hoja (30). Con esta forma de
la sección de base se consigue que el alambre de dientes de sierra,
representado en la figura, pueda deslizarse sobre un tambor con
superficies planas de los cilindros, disponiéndose entonces a su
alrededor y en espiral el alambre de dientes de sierra de tal modo
que las superficies laterales de la sección de base de los pasos de
hélice consecutivos contacten entre sí.
La sección de base pasa, desde la superficie
lateral (26), por encima de un codo de la base (22) hacia la sección
de hoja (30), dotada de un cierto número de dientes (32). Los
dientes (32) están constituidos por muescas dentadas (34) que se
prolongan desde el borde de la sección de hoja (30) opuesta a la
sección de base (20) en dirección a la sección de base (20). En la
forma de realización representada en las figuras, el paso de dientes
(p), es decir, la distancia entre las puntas de dientes
consecutivos, es constante y aproximadamente de 1,669 mm. Como puede
observarse especialmente en la figura 2, la superficie lateral (38)
de la sección de hoja (30) está formada coplanar a la superficie
lateral (28) de la sección de base (20), aumentando de forma
constante la anchura de la sección de hoja desde las puntas de
diente (32) en dirección a la sección de base (20). La anchura (b1)
de la sección de hoja en la zona de las puntas de diente es
aproximadamente de 0,05 mm, mientras que la anchura (b2) de la
sección de hoja (30) en la base (20) es aproximadamente de 0,24 mm,
siendo la anchura (b4) en el punto contiguo de la muesca dentada más
profunda de aproximadamente 0,15 mm. La anchura (b3) de la sección
de base es prácticamente constante a lo largo de toda su altura, y
en la forma de realización de la invención representada en la figura
es de 0,4 mm.
En la forma de realización de la invención
representada en la figura, la altura total del alambre de dientes de
sierra (h1) es de 1,8 mm, la altura (h2) de la sección de base es de
1,0 mm, la profundidad de las muescas dentadas (h4) es de 0,4 mm y
la altura (h5) de la sección de hoja es de 0,8 mm.
Como puede observarse especialmente en la figura
3, los dientes (32) individuales se constituyen en forma de dientes
curvos, con una curvatura hacia delante en dirección a la punta de
diente (32c). El radio de curvatura (r) es de 0,19 mm. En dirección
a la punta de diente (32c), la sección curvada (32a) de la cara de
ataque de los dientes (32) avanza en una sección (32b) rectilínea.
Gracias a esta sección rectilínea resulta posible una penetración
suave de los dientes en el material fibroso. Los dientes (32) del
alambre de dientes de sierra representados en las figuras presentan,
en la zona de sus puntas (32c), en su estado alargado, un ángulo de
ataque \alpha de 40º. El ángulo (\beta) entre el dorso de
diente, prácticamente rectilíneo, y una recta perpendicular a la
superficie limitadora (24) inferior del alambre (10) es de 65º, de
modo que se obtiene un ángulo de borde de ataque de 25º. Gracias a
la adecuación mencionada entre la anchura de base (b3) y la anchura
de hoja (b2) de la base, la anchura de hoja (b4) en el punto de la
muesca dentada más profunda y la anchura de hoja (b1) en la punta de
diente se asegura, en una guarnición fabricada a partir del alambre
de dientes de sierra representado en las figuras, un espacio libre,
especialmente grande, entre el codo de base (22) y la punta de
diente (32c), con lo que puede alcanzarse, asegurando una buena
acción de cardado, una resistencia al desgaste elevada si el alambre
de dientes de sierra está fabricado con una aleación de acero
comparativamente económica del tipo descrito al inicio.
La invención no se limita al ejemplo de
realización explicado en referencia a las figuras. También puede
pensarse el empleo de alambres de dientes de sierra con otras
dimensiones. Además, en el marco de esta invención también pueden
emplearse alambres de dientes de sierra con un paso de diente (p)
variable. Por lo demás, puede pensarse también en el empleo de
alambres de dientes de sierra con secciones de base bloqueables.
Claims (13)
1. Alambre de dientes de sierra para la
constitución de una guarnición de dientes de sierra, totalmente de
acero, para el tambor de una carda con una sección de base (20) y
una sección de hoja (30) sujetada a ella a través de un codo de la
base (22), presentando la sección de hoja (30) unos dientes de
sierra (32) formados por unas muescas dentadas (34) que salen del
borde de la sección de hoja (30) opuesta a la sección de base (20),
y en el que la relación entre la anchura de la base (b3) y la
anchura de la hoja (b4) es mayor de 2 en el punto de la muesca
dentada más profunda, caracterizado porque la relación entre
la anchura de la base (b2) y la anchura de la hoja (b4) en el punto
de la muesca dentada más profunda es menor de 3,5 y el alambre de
dientes de sierra está constituido en acero ligero con un porcentaje
de entre un 0,40 y 0,60% en peso de manganeso y de entre un 0,60 y
0,70% en peso de wolframio.
2. Alambre de dientes de sierra, según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la anchura de hoja
que sale del borde de la sección de hoja (30) opuesto a la sección
de base (20) en dirección a la sección de base (20) aumenta al menos
de forma continua y la relación entre la anchura de base (b3) y la
anchura de hoja (b2) en la base es mayor de 1,4.
3. Alambre de dientes de sierra, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la anchura
de base (b3) está comprendida aproximadamente entre 0,2 y 0,6
mm.
4. Alambre de dientes de sierra, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la anchura
de hoja (b1) en el borde de la sección de hoja (30) opuesto a la
sección de base (20) está comprendida aproximadamente entre 0,02 y
0,2 mm.
5. Alambre de dientes de sierra, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación
entre la altura de hoja (h5) y la profundidad de muesca dentada (h4)
es mayor de 1,5.
6. Alambre de dientes de sierra, según la
reivindicación 5, caracterizado porque la relación entre la
altura de hoja (h5) y la profundidad de muesca dentada (h4) es menor
de 3,5.
7. Alambre de dientes de sierra, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación
entre la altura de hoja (h5) y la altura total (h1) del alambre (10)
es mayor de 0,3.
8. Alambre de dientes de sierra, según la
reivindicación 7, caracterizado porque la relación entre la
altura de hoja (h4) y la altura total (h1) del alambre (10) es menor
de 0,6.
9. Alambre de dientes de sierra, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la altura
total (h1) del alambre es menor de 2,0 mm.
10. Alambre de dientes de sierra, según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
altura de base(h2) es menor de 1,4 mm.
11. Alambre de dientes de sierra, según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
acero ligero contiene de un 0,80 a un 0,85% en peso de carbono y/o
de un 0,15 a un 0,20% en peso de vanadio y/o menos de un 0,02% en
peso de fósforo y menos de un 0,02% en peso de azufre.
12. Alambre de dientes de sierra, según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
rugosidad en los flancos laterales (38) de la sección de hoja (30)
es, al menos en la zona de los dientes (32), menor de 5 \mum.
13. Alambre de dientes de sierra, según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
error de paso, es decir, la desviación de la distancia teórica entre
las puntas de los dientes (32c) de dientes (32) consecutivos
asciende a menos del 2%, preferentemente a menos del 1%.
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