ES2344853T3 - Dispositivo y procedimiento para comprobar la estabilidad de nucleos de arrollamiento. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (06) para comprobar la estabilidad de núcleos de arrollamiento (01) que presenta un recipiente de presión (08) hermético, en donde en el interior del recipiente de presión (08) puede introducirse un medio de presión sometible a presión, y en donde el dispositivo (06) presenta una unidad de medición de presión (07) para determinar la presión interior del recipiente de presión (08), caracterizado porque en el recipiente de presión (08) puede introducirse al menos un segmento del núcleo de arrollamiento (01) que se ha de comprobar, en donde la región exterior del núcleo de arrollamiento (01) situada en el recipiente de presión (08) puede someterse a presión en plano mediante el medio de presión, con relación a la región interior del núcleo de arrollamiento (01), y en donde el dispositivo (06) presenta una unidad de medición de deformación (10) para determinar la deformación del núcleo de arrollamiento (01) a comprobar.
Description
Dispositivo y procedimiento para comprobar la
estabilidad de núcleos de arrollamiento.
La invención se refiere a un dispositivo y a un
procedimiento para comprobar la estabilidad de núcleos de
arrollamiento, según los preámbulos de la reivindicación principal
del procedimiento y de la reivindicación principal del
dispositivo.
Las mercancías en forma de banda se arrollan con
frecuencia sobre segmentos tubulares de material sintético o cartón,
que se designan como núcleos de arrollamiento. Estos núcleos de
arrollamiento deben soportar la presión de la mercancía arrollada
así como las cargas durante el arrollamiento y desenrollamiento.
Estas pueden ser por ejemplo tensiones radiales y tensiones
tangenciales.
La presión de la mercancía arrollada es una
carga de presión externa. Durante el arrollamiento y
desenrollamiento hay que añadir elevados números de revoluciones,
carga causada por la fuerza centrifuga, resonancia, número de
revoluciones crítico y deformación. Asimismo, la clase de
alojamiento de los núcleos de arrollamiento en la máquina de
tratamiento puede conducir a cargas adicionales.
Para poder comprobar la estabilidad de núcleos
de arrollamiento se conoce por ejemplo el método de pruebas conforme
al ensayo de presión en el vértice. En el caso del ensayo de presión
en el vértice se comprime por ejemplo al menos un segmento de un
núcleo de arrollamiento entre placas de una prensa. La fuerza no se
aplica por lo tanto con simetría de rotación sobre dos líneas de
contacto. Por ello el núcleo de arrollamiento se expone, en el caso
del ensayo de presión en el vértice, a un caso de carga diferente a
en la realidad.
En la realidad se arrollan las bandas sobre el
núcleo de arrollamiento casi siempre bajo tracción, con lo que al
propio tiempo se producen una tensión tangencial así como una radial
en la pared del núcleo de arrollamiento. Estas tensiones se producen
sin embargo, al contrario que en el ensayo de presión en el vértice,
en toda la pared del núcleo de arrollamiento -es decir, con
simetría de rotación- y no sólo en puntos aislados o en las
proximidades de líneas de contacto aisladas.
El ensayo de presión en el vértice produce una
carga considerable de flexión en el segmento tubular. El cálculo
analítico de la curvatura resulta ser difícil, debido a que de la
ecuación general puede deducirse una línea de flexión:
E I W'' =
M
El momento de inercia superficial eficaz y el
momento de flexión son una función de las variables. La integración
conduce a integrales que pueden resolverse de forma trivial. Aquí
sería conveniente un cálculo FEM para representar la deformación y
las tensiones.
El ensayo de presión en el vértice tiene en
principio la ventaja -viene al caso una ley de Hook válida de forma
infinita- de que incluso con pequeñas cargas se generan
deformaciones relativamente grandes. Con una instalación de pruebas
relativamente débil puede investigarse de este modo un gran margen
de piezas a ensayar.
En el caso de materiales sintéticos, sin
embargo, se abandona muy pronto la zona lineal de la ley de Hook.
De este modo aumentan rápidamente las deformaciones. De este modo
las variaciones de geometría o material tienen solamente una
influencia reducida en el desarrollo de la curva fuerza/deformación,
ya que esta curva está determinada fundamentalmente por la tensión
de fluencia alcanzada. Asimismo el ensayo de presión en el vértice
para núcleos de arrollamiento no produce una información adecuada,
ya que la carga representada por el mismo difiere considerablemente
de la carga durante el arrollamiento.
Del estado de la técnica el documento US 2 754
677 remite a un procedimiento para la exploración sin destrucción
de cuerpos huecos, como p.ej. calderas de presión, tuberías de
presión, cascos de submarinos y fuselajes de aviones, etc. Una vez
que el cuerpo hueco se ha llevado a una cámara de presión y se ha
llenado con un fluoruro de relleno, como p.ej. agua, se aplica en
la cámara de presión con un líquido de presión una presión exterior
que actúa sobre el cuerpo hueco, que se aumenta continuamente. A
este respecto se compara repetidamente la presión interior que
reina en el interior del cuerpo hueco con la presión exterior.
Cuando la diferencia entre la presión exterior y la interior ha
alcanzado un valor constante, lo que indica el inicio de un
abollamiento, se termina con el aumento de la presión exterior.
Aparte de esto el documento FR 2 641 868 hace
patente un dispositivo para medir el comportamiento mecánico de una
muestra de roca bajo presión. El dispositivo comprende una cámara de
pruebas, en la que se introduce la muestra. Durante el procedimiento
de medición se hace circular un líquido a través de la cámara de
pruebas.
El documento EP 0 605 109 A1 describe para esto
un dispositivo para determinar la resistencia a la presión del
material de productos tubulares. El dispositivo comprende una
carcasa, que define una cavidad. En la cavidad está montado un
medio de burbujas, que define una cámara de presión cilíndrica.
Entre el medio de burbujas y la carcasa está formado un espacio que
aloja líquido. La parte tubular a comprobar se introduce en la
cámara de presión y a continuación se llena de esferitas el espacio
interior entre la parte tubular y el medio de burbujas. Mediante el
llenado con líquido del espacio que aloja el líquido se somete a
presión el medio de burbujas desde fuera, para ejercer presión
sobre las esferitas que, por su parte, ejercen presión uniforme
sobre toda la superficie de la parte tubular a comprobar.
Además de esto el documento DE 2 027 727 muestra
un procedimiento para medir las resistencias de cuerpos deformables,
como p.ej. semiproductos moldeados de fundición. El cuerpo a
ensayar se empotra entre dos placas y las placas se mueven una
hacia la otra con velocidad reducida. El cuerpo a ensayar se aplasta
a este respecto y se registra la resistencia a la deformación del
cuerpo a ensayar, que varía con un grado creciente de aplastamiento.
A este respecto se transmite la presión ejercida durante el
aplastamiento sobre las placas, de forma continuada, a una cápsula
manométrica y desde la misma los valores obtenidos a un
registrador.
Los procedimientos de pruebas conocidos no son
adecuados para aproximar adecuadamente la carga a través de la
mercancía arrollada y permitir, con base en cuerpos a ensayar de
núcleo de arrollamiento, la evaluación de la resistencia de
funcionamiento. La aproximación a la carga real es claramente
inservible.
La misión de la presente invención consiste en
proponer un nuevo dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento y un nuevo procedimiento para comprobar la
estabilidad de núcleos de arrollamiento.
Esta misión es resuelta mediante la presente
invención según las enseñanzas de la reivindicación principal del
dispositivo y de la reivindicación principal del procedimiento.
Formas de realización ventajosas son objeto de
las reivindicaciones subordinadas.
Conforme a la invención, el problema es resuelto
por medio de que el dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento presenta un recipiente de presión
hermético, en donde en el interior del recipiente de presión puede
introducirse un medio de presión sometible a presión, y en donde el
dispositivo presenta una unidad de medición de presión para
determinar la presión interior del recipiente de presión, y en donde
en el recipiente de presión puede introducirse al menos un segmento
del núcleo de arrollamiento a comprobar, y en donde la región
exterior del núcleo de arrollamiento situada en el recipiente de
presión puede someterse a presión en plano mediante el medio de
presión, con relación a la región interior del núcleo de
arrollamiento, y en donde el dispositivo presenta una unidad de
medición de deformación para determinar la deformación del núcleo de
arrollamiento a comprobar.
El dispositivo conforme a la invención puede
utilizarse básicamente para comprobar cualquier estabilidad de
núcleos de arrollamiento. La estabilidad de este tipo puede afectar
por ejemplo a la tensión tangencial o radial antes descrita. A este
respecto debe prestarse una atención especial a la resistencia del
núcleo de arrollamiento con relación a cargas de presión en
dirección radial y/o tangencial. Tales cargas pueden producirse por
ejemplo al almacenar núcleos de arrollamiento enrollados, ya que las
bandas se han arrollado sobre el núcleo de arrollamiento bajo
tensión de tracción. Ejemplos de material de arrollamiento son
material textil, material sintético y/o papel.
La realización del recipiente de presión es
básicamente discrecional. Un segmento del núcleo de arrollamiento a
comprobar puede introducirse en el recipiente de presión. A este
respecto es en principio discrecional si el recipiente de presión
presenta en estado de cierre un rebajo, en el que puede introducirse
el núcleo de arrollamiento y, por ejemplo mediante contacto de
membrana, puede someterse a presión, o si el núcleo de arrollamiento
puede introducirse por segmentos en el interior del recipiente de
presión.
La forma de realización de la unidad de medición
de presión es también básicamente discrecional. De forma ventajosa
ésta esta configurada como sensor de presión y dispuesta en el
interior del recipiente de presión con contacto con el medio de
presión.
La región exterior del núcleo de arrollamiento
que se encuentra en el recipiente de presión se somete a presión en
plano, con relación a la región interior del núcleo de
arrollamiento, mediante el medio de presión. La clase y el modo de
la generación de presión son a este respecto básicamente
discrecionales.
En una forma de realización especialmente
ventajosa se somete a presión el medio de presión, en donde la
presión puede vigilarse y/o determinarse a través de la unidad de
medición de presión. El medio de presión está en contacto plano con
la región exterior del núcleo de arrollamiento. De este modo puede
transmitirse la presión sobre estas superficies de contacto a la
región exterior del núcleo de arrollamiento.
Básicamente puede pensarse también en un medio
de presión sólido, como por ejemplo un émbolo buzo con contacto
plano con el núcleo de arrollamiento.
El contacto entre el medio de presión y el
núcleo de arrollamiento debe ser plano conforme a la invención. Por
medio de esto pueden evitarse precisamente los inconvenientes antes
citados y provocar ventajas correspondientes. La aplicación en
plano de presión a la región exterior del núcleo de arrollamiento se
acerca precisamente bastante más a la carga de presión del núcleo
de arrollamiento en la realidad, en contraposición a la aplicación
fundamentalmente puntual de presión en el caso del ensayo de presión
en el vértice. En plano puede significar con relación a esto que la
aplicación de presión se produce sobre una superficie algo mayor que
en el caso del ensayo de presión en el vértice, en donde la
superficie no tiene que extenderse necesariamente por todo el
perímetro del núcleo de arrollamiento. De forma ventajosa, en
especial si se utiliza un medio de presión líquido, la superficie
de contacto se extiende entre el medio de presión y el núcleo de
arrollamiento por todo el perímetro del núcleo de arrollamiento. A
la hora de elegir la magnitud de la aplicación de presión en plano
es decisivo el grado deseado de coincidencia de la situación durante
la prueba de estabilidad con la carga de presión real del núcleo de
arrollamiento.
La presión absoluta en el interior del núcleo de
arrollamiento es básicamente discrecional, la única condición es que
la presión en la región interior del núcleo de arrollamiento sea
menor que la presión en la región exterior del núcleo de
arrollamiento. De forma ventajosa en la región interior del núcleo
de arrollamiento reina presión atmosférica.
Las dimensiones del dispositivo de pruebas son
básicamente discrecionales. En una forma de realización
especialmente ventajosa el dispositivo de pruebas puede estar
diseñado, por ejemplo para cuerpos a ensayar de núcleo de
arrollamiento, con un diámetro exterior máximo de 250 mm hasta un
diámetro interior mínimo de 50 mm, con una longitud de cuerpo a
ensayar de 450 mm.
También puede pensarse en dos alojamientos para
cuerpos a ensayar de núcleo de arrollamiento. A este respecto un
alojamiento para alojar un cuerpo a ensayar de núcleo de
arrollamiento podría estar diseñado con un diámetro exterior máximo
de 125 mm y un diámetro interior mínimo de 50 mm, con una longitud
de cuerpo a ensayar de 250 mm, y el segundo alojamiento para alojar
un cuerpo a ensayar de núcleo de arrollamiento con un diámetro
exterior máximo de 250 mm y un diámetro interior mínimo de 100 mm,
con una longitud de cuerpo a ensayar de 450 mm.
En la realidad, como se ha descrito al comienzo,
el producto de arrollamiento se arrolla bajo tensión sobre el
núcleo de arrollamiento. Por medio de esto se genera con relación al
núcleo de arrollamiento una tensión tangencial uniforme,
periférica. Si se contempla esta tensión tangencial sobre un
elemento pequeño, cortado libremente del producto de arrollamiento,
se determina que las superficies de corte forman entre ellas un
ángulo. En consecuencia se aplica a este elemento cortado libremente
también una componente de fuerza radial. Esta componente representa
una carga de presión exterior para el núcleo de arrollamiento.
En general para un tubo cargado por presión
exterior existen soluciones cerradas para el cálculo de la variación
de diámetro y tensiones, que pueden consultarse en la bibliografía
especializada correspondiente:
Para valores relevantes de material sintético
con E = 3.000 N/mm^{2}, \mu = 0,34; R = 44; r = 38 se obtiene
una reducción del diámetro de 0,16 mm. También aquí se introduce en
la ecuación la presión linealmente. Se obtiene un estado de tensión
con simetría de rotación, en el que se aplica:
Tensión radial:
Tensión tangencial:
en
donde
R radio exterior
r radio interior
x variable de radio actual
p presión exterior
Las ecuaciones muestran los casos límite:
- Para x = r es \sigmar = 0 y \sigmat = -2p*(R^{2}/(R^{2}-r^{2}) =
- Para x = R es \sigmar = -p y \sigmat = -p*(R^{2} + r^{2})/R^{2}-r^{2})
Si se introducen los valores del ejemplo, se
calcula:
- Para x = r es \sigmar = 0 y \sigmat = -7,87N/mm^{2}
- Para x = R es \sigmar = -1 N/mm^{2} y \sigmat = -6,87N/mm^{2}
El estado de tensión con simetría de rotación
conduce a una deformación con simetría de rotación, de tal modo que
se reduce el diámetro del tubo.
La carga con presión exterior puede resolverse
analíticamente de forma cerrada. La carga que sufre el núcleo de
arrollamiento a causa del producto de arrollamiento, que actúa como
un muelle que envuelve el núcleo de arrollamiento, se corresponde
aproximadamente con la presión exterior, y representa precisamente
una tensión tangencial que sólo puede producirse mediante una
tensión radial ajustada (=presión exterior). Llegado a este punto no
sería necesaria ninguna instalación de pruebas para la presión
exterior, ya que el cálculo resulta ser trivial.
Evidentemente en la fórmula de la deformación
bajo presión exterior está contenido el módulo E del cuerpo a
ensayar. Precisamente el módulo E de un material sintético sometido
a carga de presión no es a menudo conocido y difiere a veces del
módulo E sometido a tracción mono-axial. El módulo E
no es conocido en detalle en especial por ello, ya que puede
influirse en el mismo mediante condiciones de tratamiento
(orientación de fibras, flujo de caldo de fusión). Asimismo los
materiales sintéticos se comportan de forma elásticamente lineal
sólo en un reducido margen de deformación, como presupone la
fórmula. En muchos casos la aplicación se sale de este margen.
Llegado a este punto debería determinarse en cada caso la curva
tensión-dilatación (o
fuerza-deformación) de una pieza a ensayar especial,
y sus valores influir en la fórmula.
Debido a que para una comprobación de pieza
constructiva como se ha representado anteriormente debería
determinarse de todas formas la curva
tensión-dilatación, para tener en cuenta la
dependencia del módulo E de la deformación, podría comprobarse igual
un cuerpo a ensayar con la geometría de la pieza constructiva.
El dispositivo de pruebas reajusta la carga a
través del producto de arrollamiento, por medio de que por ejemplo
se aplica una presión hidráulica desde fuera sobre al menos un
segmento del cuerpo a ensayar de núcleo de arrollamiento. Mediante
la carga con simetría radial no se produce ninguna tensión de
flexión hasta un amplio margen, solamente en el momento que falla la
pieza constructiva los abombamientos locales (que pueden
intensificarse también a causa de diferencias en el grosor de pared)
provocan estas tensiones.
Otra ventaja del dispositivo de pruebas estriba
en que las deformaciones se comportan linealmente a lo largo de un
amplio margen, ya que las tensiones generadas en un amplio margen no
superan nunca localmente el límite de fluencia. Llegado a este punto
los resultados del dispositivo de pruebas se comportan
fundamentalmente de forma similar a la carga a través del producto
de arrollamiento.
La longitud del cuerpo a ensayar de núcleo de
arrollamiento debería tener al menos una longitud tal que, mediante
su fijación al dispositivo de pruebas y una estabilización producida
por medio de esto en los puntos de fijación, que por ejemplo no se
produce en el caso de un apoyo aislado, las mediciones no se falseen
y la influencia de esta estabilización en los puntos de fijación se
mantenga reducida.
La presión en el interior del recipiente de
presión se establece mediante el medio de presión. La elección del
medio de presión es básicamente discrecional. En una forma de
realización ventajosa el medio de presión presenta al menos un
fluido. Puede usarse por ejemplo un medio de presión líquido y/o
gaseoso. Es especialmente ventajosa la utilización de agua como
medio de presión.
El dispositivo de pruebas presenta un recipiente
de presión que debe soportar presiones elevadas, que son necesarias
para comprobar los núcleos de arrollamiento. El recipiente de
presión debería poder soportar la presión de ensayo y ser estanco al
menos con respecto al medio de presión. Asimismo es ventajoso
configurar el recipiente de presión resistente a la corrosión, al
menos con relación al medio de presión.
El medio de presión puede ser un líquido que, en
el caso de fallar la pieza a ensayar, conduzca a una inmediata caída
de presión sin efectos explosivos (en contraposición un medio de
ensayo gaseoso podría ser peligroso). En una forma de realización
del dispositivo de pruebas se utiliza como medio de presión agua;
las presiones llegan en este ejemplo a 100 bares.
En otra forma de realización ventajosa, el
dispositivo puede presentar al menos un sensor de temperatura para
determinar la temperatura del medio de presión. La presión de un
medio de presión puede depender precisamente de su temperatura.
Mediante el sensor de temperatura puede vigilarse de este modo por
ejemplo una condición de ensayo correcta o, indirectamente, la
presión.
Asimismo el dispositivo presenta una unidad de
medición de deformación para determinar la deformación del núcleo
de arrollamiento a comprobar. La forma de realización de la unidad
de medición de deformación es básicamente discrecional. En una
forma de realización especialmente ventajosa, la unidad de medición
de deformación es adecuada para determinar el diámetro y/o para
determinar una variación del diámetro en al menos un punto en el
núcleo de arrollamiento. Mediante la unidad de medición de
deformación puede determinarse de forma ventajosa el diámetro
interior del núcleo de arrollamiento. A este respecto el modo y la
manera de determinar la deformación del núcleo de arrollamiento son
también básicamente discrecionales. En una forma de realización
especialmente ventajosa se vigila y determina el diámetro interior
del núcleo de arrollamiento con un receptor del valor medido, en
especial un detector de medida. A este respecto es básicamente
discrecional si se trata de un receptor del valor medido mecánico o
electrónico. Sin embargo, también podría pensarse en una unidad de
medición apoyada por láser. Fundamentalmente se recoge la variación
del diámetro interior del núcleo de arrollamiento. También es
básicamente discrecional si la vigilancia de la deformación se
realiza continuadamente o en momentos discretos.
En otra forma de realización ventajosa, la
unidad de medición de deformación es adecuada para determinar la
deformación indirecta- o directamente a través de una variación de
longitud del núcleo de arrollamiento en su dirección axial. Una
variación de longitud de este tipo puede producirse por ejemplo
mediante una aplicación de presión al núcleo de arrollamiento.
Una medición de la variación del diámetro
interior, por ejemplo mediante medición en dos puntos, se realiza en
una forma de realización ventajosa con una precisión superior a 0,05
mm.
La unidad de medición de deformación puede estar
configurada ventajosamente centrada o autocentrante. Asimismo la
unidad de medición de deformación puede ser adaptable, mediante una
sencilla transformación, a diferentes diámetros interiores.
En otra forma de realización ventajosa, la
unidad de medición de deformación puede girarse entre 0º y 180º. Por
medio de esto puede comprobarse la determinación de la deformación,
a través de varios diámetros con diferentes ángulos, en un punto del
núcleo de arrollamiento. Esto se corresponde con la comprobación de
la sección transversal del núcleo de arrollamiento en presencia de
una forma circular.
El dispositivo de pruebas puede poseer para el
registro de datos de medición un equipamiento electrónico, el cual
registra la deformación del cuerpo a ensayar, la presión actual y la
temperatura.
También es discrecional si la deformación se
determina en un punto en el núcleo de arrollamiento o en varios
untos en el núcleo de arrollamiento. Por ejemplo puede medirse la
deformación con un gran número de detectores de medida. Asimismo
puede vigilarse la deformación también a través de un sistema
especular láser.
La unión entre el recipiente de presión y el
núcleo de arrollamiento es básicamente discrecional. En una forma
de realización especialmente ventajosa, el recipiente de presión
está configurado en forma de un cilindro hueco dotado de un rebajo
cilíndrico, en donde al menos un segmento del núcleo de
arrollamiento puede introducirse en el rebajo cilíndrico, y en
donde la región exterior de al menos un segmento del núcleo de
arrollamiento forma la delimitación interior del recipiente de
presión. Esta forma de realización es especialmente ventajosa a
causa de sus puntos centrales concéntricos de núcleo de
arrollamiento y recipiente de presión, de tal modo que la región
exterior del núcleo de arrollamiento y la pared interior de la
envuelta cilíndrica se tocan o coinciden.
Por medio de esto el recipiente de presión puede
configurarse en forma de una envuelta cilíndrica hueca e
introducirse a través del núcleo de arrollamiento - o bien el núcleo
de arrollamiento dentro de la envuelta cilíndrica hueca. Por medio
de esto se obtiene una superficie de contacto entre la pared
exterior del núcleo de arrollamiento y la pared interior de la
envuelta cilíndrica del recipiente de presión. A través de esta
unión puede aplicarse la presión a la región exterior del núcleo de
arrollamiento. La realización precisa de la unión es básicamente
discrecional. Puede realizarse por ejem-
plo a través de una membrana, o la pared del núcleo de arrollamiento forma la pared interior del recipiente de presión.
plo a través de una membrana, o la pared del núcleo de arrollamiento forma la pared interior del recipiente de presión.
El núcleo de arrollamiento a comprobar puede
introducirse por completo o exclusivamente con un segmento en el
recipiente de presión. A este respecto puede pensarse en configurar
el recipiente de presión cerrado por completo hacia fuera o, en otra
variante, equiparlo con aberturas o bien rebajos o pasos para hacer
pasar los restantes segmentos del núcleo de arrollamiento.
La forma de realización del recipiente de
presión hermético es básicamente discrecional. Debería ser adecuado
alojar al menos un segmento del núcleo de arrollamiento. Los pasos
eventualmente necesarios del núcleo de arrollamiento a través de la
pared del recipiente de presión están configurados, de forma
ventajosa, también herméticamente.
En otra forma de realización ventajosa el núcleo
de arrollamiento está montado sobre el dispositivo, al menos en un
lado, de forma móvil en dirección axial. De este modo pueden
producirse y dado el caso medirse sin impedimentos variaciones de
longitud del núcleo de arrollamiento. De este modo se reajustaría
eficazmente en el segmento central del núcleo de arrollamiento casi
exclusivamente la carga causada por presión exterior, así como las
relaciones de un núcleo de arrollamiento realmente cargado. El
dispositivo no ejerce a este respecto ninguna fuerza en dirección
axial sobre el cuerpo a ensayar de núcleo de arrollamiento. Esto es
otra ventaja esencial con relación al ensayo de presión en el
vértice. El recipiente de presión debería permanecer aún así a este
respecto estanco, por ejemplo a través de unas juntas
apropiadas.
En otra forma de realización se encuentra el
cuerpo a ensayar de núcleo de arrollamiento, en el interior del
dispositivo de pruebas, enchufado encima de dos mandriles
obturadores. La longitud del cuerpo a ensayar de núcleo de
arrollamiento está medida de tal modo, que las influencias de los
mandriles en el centro del cuerpo a ensayar, dentro de un margen
determinado, ya no son eficaces o pueden despreciarse.
El procedimiento conforme a la invención para
comprobar la estabilidad de núcleos de arrollamiento resuelve el
problema por medio de que presenta al menos los pasos
siguientes:
- -
- aplicación en plano de una presión exterior relativa al menos sobre un segmento de la región exterior del núcleo de arrollamiento a comprobar mediante un medio de presión;
- -
- aumento de la presión exterior relativa aplicada en plano;
- -
- determinación de la presión exterior aplicada en plano a la región exterior del núcleo de arrollamiento;
- -
- determinación de la deformación del núcleo de arrollamiento.
La clase y el modo de la aplicación de la
presión exterior relativa son básicamente discrecionales. Con
relación a la superficie de la aplicación y al medio de presión se
remite en todo su contenido a las realizaciones anteriores.
La clase y el modo del aumento de la presión
exterior relativa aplicada en plano son también básicamente
discrecionales. Puede aumentarse continuadamente, pero también en
pasos discretos.
El momento en el que finaliza el aumento de
presión es básicamente discrecional. Por ejemplo puede aumentarse la
presión mientras no se haya detectado ninguna caída de presión en el
interior del recipiente de presión, y/o siempre que el núcleo de
arrollamiento no sufra ningún daño, y/o siempre que no se alcance un
valor final de presión definido.
La determinación de la presión exterior y de la
deformación puede realizarse antes, durante o después de un aumento
de la presión exterior relativa aplicada en plano, pero también
puede realizarse continuadamente durante el aumento de la presión
exterior. A este respecto es básicamente discrecional si la
determinación de presión exterior y deformación se inicia o termina
antes, durante o después de aumentar la presión exterior relativa
aplicada en plano.
La secuencia de los pasos de procedimiento juega
un papel solamente subordinado. Los pasos de procedimiento pueden
disponerse intercambiados y en otra secuencia cualquiera.
La clase y el modo de determinar la deformación
son básicamente discrecionales. En una forma de realización
especialmente ventajosa la deformación se determina indirecta- o
directamente, a través del diámetro y/o a través de una variación
del diámetro, al menos en un punto del núcleo de arrollamiento.
En otra forma de realización ventajosa la
deformación puede determinarse, indirecta- o directamente, a través
de una variación de la longitud del núcleo de arrollamiento (01) en
su dirección axial. Una variación de longitud de este tipo puede
producirse por ejemplo mediante una aplicación de presión al núcleo
de arrollamiento.
Con relación a la determinación de la presión
exterior aplicada en plano a la región exterior del núcleo de
arrollamiento y a la determinación de la deformación del núcleo de
arrollamiento se remite también en todo su contenido a las
realizaciones anteriores.
En otra forma de realización ventajosa se
determina y/o representa la deformación dependiendo de la presión
exterior.
Como resultado de la comprobación pueden
emitirse por ejemplo un diagrama o los datos necesarios para
establecer un diagrama de este tipo, en donde estos datos o el
diagrama contienen al menos el diámetro interior del núcleo de
arrollamiento, dependiendo de la presión exterior o a la
inversa.
El dispositivo o el procedimiento pueden
aplicarse con una reducida complejidad en cuanto a técnica de
maquinaria para la producción, el aseguramiento de la calidad y el
control de entrada de mercancías.
Una forma de realización de la invención se ha
representado en los dibujos y se explica a continuación a modo de
ejemplo.
Aquí muestran:
la fig. 1 ensayo de presión en el vértice
conforme al estado de la técnica, sobre un núcleo de arrollamiento
en sección transversal;
la fig. 2 un dispositivo para comprobar la
estabilidad de núcleos de arrollamiento en sección transversal.
La fig. 1 muestra un ensayo de presión en el
vértice conforme al estado de la técnica, sobre un núcleo de
arrollamiento 01, en sección transversal. El núcleo de arrollamiento
01 está dispuesto entre una primera placa 02 y una segunda placa
03. Las placas 02, 03 son prensadas en cada caso en la dirección de
la flecha sobre el núcleo de arrollamiento 01. La carga de presión
se realiza por ello sobre dos regiones de contacto 04, 05 casi
lineales. La carga de presión no es simétrica en rotación y comprime
el núcleo de arrollamiento 01 por ello elipsoidalmente. El esfuerzo
máximo se produce por ello en la región derecha y en la izquierda
del núcleo de arrollamiento 01.
La fig. 2 muestra un dispositivo 06 para
comprobar la estabilidad de núcleos de arrollamiento 01, en sección
transversal. El dispositivo 06 para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento 01 presenta una unidad de medición de
presión 07, que mide la presión en el interior del recipiente de
presión 08. El núcleo de arrollamiento 01 y el recipiente de
presión 08 se han representado en sección transversal y tienen que
presentarse con simetría de rotación como cilindro. El núcleo de
arrollamiento 01 forma la pared interior del recipiente de presión
08. Para obturar contra el medio de presión situado en el recipiente
de presión 08 están previstas diversas juntas 09.
La unión entre el núcleo de arrollamiento 01 y
el dispositivo 06 está configurada de tal modo, que el núcleo de
arrollamiento 01 puede dilatarse libremente en dirección axial y,
dado el caso, medirse.
En el interior del núcleo de arrollamiento 10
está dispuesto un detector de medida 10, que vigila el diámetro del
núcleo de arrollamiento 01 continuadamente. Por medio de esto pueden
determinarse variaciones del diámetro del núcleo de arrollamiento
01. La variación del diámetro del núcleo de arrollamiento 01 es una
medida de la deformación del núcleo de arrollamiento 01.
Asimismo el dispositivo 06 para comprobar la
estabilidad de núcleos de arrollamiento presenta un sensor de
temperatura 11, en donde con el sensor de temperatura 11 puede
determinarse la temperatura del medio de presión en el recipiente de
presión 08.
El dispositivo 06 para comprobar la estabilidad
de núcleos de arrollamiento 01 está configurado de tal modo, que la
región derecha del dispositivo 06 puede desplazarse hacia la derecha
a través del sistema de carro 12. Por medio de esto se libera el
núcleo de arrollamiento 01 y puede sustituirse. El recipiente de
presión 08 se abre por medio de esto. Un núcleo de arrollamiento 01
puede fijarse para la comprobación a los alojamientos 13 derecho e
izquierdo. Después de la fijación del núcleo de arrollamiento 01 a
los alojamientos 13 se mueve la parte derecha del dispositivo 06 de
nuevo hacia la izquierda, a través del núcleo de arrollamiento 01.
Por medio de esto se cierra de nuevo también el recipiente de
presión 08. El recipiente de presión 08 se forma mediante las partes
izquierda y derecha desplazables del dispositivo y la región
exterior del núcleo de arrollamiento 01.
De este modo puede conseguirse un rápido
intercambio de los núcleos de arrollamiento de cuerpo a ensayar 01,
en donde una persona entrenada debería poder realizar esto en unos
120 segundos. Asimismo pueden ser intercambiables los alojamientos
13 para alojar los núcleos de arrollamiento, para poder garantizar
el alojamiento de diferentes núcleos de arrollamiento con
diferentes diámetros. Un intercambio de estos alojamientos 13
debería poder realizarlo una persona entrenada en menos de 130
segundos. Un alojamiento 13 debería poder compensar una tolerancia
de diámetro interior de 2 mm y con ello todavía ser estanco.
En otra forma de realización puede enchufarse un
núcleo de arrollamiento 01, cortado a la longitud requerida, sobre
un mandril de alojamiento. El diámetro del mandril de alojamiento
debería estar ajustado de tal modo al diámetro interior del cuerpo
a ensayar, que se consiga una estanqueidad. A continuación puede
introducirse el segundo mandril de alojamiento en el cuerpo a
ensayar. Este proceso puede realizarse accionado por fuerza.
El llenado del recipiente de presión 08 se
realiza en un primer paso, con poca presión, en aprox. 1 minuto muy
rápidamente. Para esto el dispositivo 06 presenta un conducto de
alimentación de agua de limpieza 14. El aire existente debería
poder fugarse del recipiente de presión 08. Si está lleno el
recipiente de presión 08 puede cerrarse una salida de aire de este
tipo. La ulterior generación de presión se produce mediante una
bomba de alta presión 15. A continuación se activa el registro de
datos de medición, en donde pueden registrarse deformación, presión
y temperatura. En caso de necesidad puede graduarse el punto de
medición de la deformación en el interior del núcleo de
arrollamiento 01.
Al final del proceso de comprobación puede
abrirse de nuevo el dispositivo 06, por ejemplo para sustituir el
núcleo de arrollamiento 01. Para esto es necesario reducir primero
la presión en el recipiente de presión 08, y a continuación dejar
salir el medio de presión del recipiente de presión 08 a través del
conducto de descarga 16. Este proceso puede acelerarse a través de
la alimentación de aire comprimido, a través del conducto de
alimentación de aire comprimido 17, y estar finalizado en unos 180
segundos. Después de que el medio de presión haya salido del
recipiente de presión 08, puede insuflarse aire comprimido adicional
en el recipiente de presión 08 hasta que se seque, a través del
conducto de alimentación de aire comprimido 17.
Asimismo el dispositivo 06 puede presentar para
fugas una bandeja de recogida no representada aquí, debajo del
dispositivo 06. Asimismo debería garantizarse que las fugas bajo
presión de ensayo no generen ningún chorro de fluido hacia el
usuario.
Claims (12)
1. Dispositivo (06) para comprobar la
estabilidad de núcleos de arrollamiento (01) que presenta un
recipiente de presión (08) hermético, en donde en el interior del
recipiente de presión (08) puede introducirse un medio de presión
sometible a presión, y en donde el dispositivo (06) presenta una
unidad de medición de presión (07) para determinar la presión
interior del recipiente de presión (08), caracterizado porque
en el recipiente de presión (08) puede introducirse al menos un
segmento del núcleo de arrollamiento (01) que se ha de comprobar,
en donde la región exterior del núcleo de arrollamiento (01) situada
en el recipiente de presión (08) puede someterse a presión en plano
mediante el medio de presión, con relación a la región interior del
núcleo de arrollamiento (01), y en donde el dispositivo (06)
presenta una unidad de medición de deformación (10) para determinar
la deformación del núcleo de arrollamiento (01) a comprobar.
2. Dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el medio de presión presenta al menos un
fluido.
3. Dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el dispositivo (06) presenta al menos un
sensor de temperatura (11) para determinar la temperatura del medio
de presión.
4. Dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque la unidad de medición de deformación
(10) es adecuada para determinar el diámetro y/o para determinar una
variación del diámetro en al menos un punto en el núcleo de
arrollamiento (01).
5. Dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento según una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la unidad de medición de deformación
(10) comprende al menos un receptor del valor medido, en especial un
detector de medida.
6. Dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento según una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque la unidad de medición de deformación
(10) comprende al menos un sistema láser.
7. Dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento según una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque el recipiente de presión (08) está
configurado en forma de un cilindro hueco dotado de un rebajo
cilíndrico, en donde al menos un segmento del núcleo de
arrollamiento (01) puede introducirse en el rebajo cilíndrico, y en
donde la región exterior de al menos un segmento del núcleo de
arrollamiento (01) forma la delimitación interior del recipiente de
presión (08).
8. Dispositivo para comprobar la estabilidad de
núcleos de arrollamiento según una de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque el núcleo de arrollamiento (01) está
montado sobre el dispositivo (06), al menos en un lado, de forma
móvil en dirección axial.
9. Procedimiento para comprobar la estabilidad
de núcleos de arrollamiento (01), que presenta al menos los pasos
siguientes:
- -
- aplicación en plano de una presión exterior relativa al menos sobre un segmento de la región exterior del núcleo de arrollamiento (01) que se ha de comprobar mediante un medio de presión;
- -
- aumento de la presión exterior relativa aplicada en plano;
- -
- determinación de la presión exterior aplicada en plano a la región exterior del núcleo de arrollamiento (01);
- -
- determinación de la deformación del núcleo de arrollamiento (01).
10. Procedimiento para comprobar la estabilidad
de núcleos de arrollamiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque la deformación se determina indirecta- o
directamente, a través del diámetro y/o a través de una variación
del diámetro, al menos en un punto del núcleo de arrollamiento
(01).
11. Procedimiento para comprobar la estabilidad
de núcleos de arrollamiento según la reivindicación 9 ó 10,
caracterizado porque la deformación se determina indirecta- o
directamente, a través de una variación de la longitud del núcleo de
arrollamiento (01) en su dirección axial.
12. Procedimiento para comprobar la estabilidad
de núcleos de arrollamiento según la reivindicación 9 a 11,
caracterizado porque la deformación se determina y/o
representa en dependencia de la presión exterior.
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