ES2268343T3 - Tubo enrollado en espiral con rigidez de diametro interior mejorada y procedimiento de fabricacion del mismo. - Google Patents

Tubo enrollado en espiral con rigidez de diametro interior mejorada y procedimiento de fabricacion del mismo. Download PDF

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Xiaokai Niu
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Abstract

Un tubo (10) enrollado en espiral formado para tener una rigidez de ID mejorada bajo cargas compresivas radialmente centrípetas ejercidas sobre el tubo, comprendiendo el tubo: una pluralidad de capas (12, 14, 16) enrolladas en espiral alrededor de un eje y adheridos entre sí formando un tubo, comprendiendo la pared del tubo una zona situada radialmente hacia el interior, una zona situada radialmente hacia el exterior y una zona intermedia situada entre dichas zonas localizadas radialmente hacia el interior y hacia el exterior, comprendiendo cada zona al menos una capa (12, 14, 16) de cartón; la zona intermedia incluye una capa estrecha (14) que tiene una anchura inferior a la de las capas (12, 16) de las zonas situadas hacia el interior y hacia el exterior, estando enrollada la capa estrecha (14) de manera que exista un espacio vacío (18) entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa estrecha, causando los espacios vacíos de la zona intermedia que la zona intermedia tenga un módulo en la dirección radial del tubo inferior al de las zonas situadas hacia el interior y hacia el exterior mejorando de esta forma la rigidez de ID del tubo.

Description

Tubo enrollado en espiral con rigidez de diámetro interior mejorada y procedimiento de fabricación del mismo.
Campo de la invención
La invención se refiere a tubos hechos enrollando en espiral una pluralidad de capas de cartón alrededor de un mandril de formación y adhiriendo las capas entre sí.
Antecedentes de la invención
Los tubos enrollado en espiral se usan en una variedad de aplicaciones en las cuales sobre el diámetro externo de los tubos se aplican fuerzas compresivas radialmente centrípetas. Por ejemplo, materiales continuos tales como papel, películas de plástico, láminas de metal y textiles se enrollan habitualmente alrededor de núcleos de enrollado formados por tubos de cartón enrollado en espiral. La tensión de enrollado requerida para enrollar un rollo estable de tales materiales da como resultado fuerzas substancialmente compresivas del material enrollado sobre el tubo en una dirección radialmente centrípeta. Dichas fuerzas se producen en una dirección que tiende a empujar el diámetro interno del tubo para comprimir su tamaño. El fenómeno se ha denominado "descenso de ID".
El grado hasta el cual un tubo de cartón dado resiste dicha reducción de diámetro interno bajo una carga dada se denominará de aquí en adelante rigidez de ID del tubo. La rigidez de ID puede expresarse como la cantidad de presión compresiva uniforme radialmente centrípeta ejercida sobre el tubo OD que puede resistir el tubo para una cantidad dada de reducción de diámetro interno; esto es, pro ejemplo la rigidez de ID puede tener unidades psi (1 psi = 6.895 Pa) por pulgada (1 pulgada = 25,4 mm) de reducción de diámetro interno.
En aplicaciones de enrollado de una banda continua, es deseable tener una alta rigidez de ID de forma que el tubo pueda ser sacado de forma segura del aparato enrollador después de que se haya enrollado un rollo de material en forma de banda continua sobre el tubo. Un aparato enrollador incluye típicamente algún tipo de mandril que se inserta dentro del tubo y se expande radialmente para agarrar el núcleo desde el interior. Si el diámetro interno del tubo se encoge demasiado como resultado de las fuerzas ejercidas por el material enrollado, puede ser difícil o imposible sacar el tubo del aparato enrollador sin destruir el tubo.
El beneficiario de la presente solicitud previamente ha descubierto que la tendencia de un núcleo de enrollado a experimentar el descenso de ID puede reducirse formando una pared de núcleo que tenga una región radial central cuya adaptabilidad en la dirección radial se incremente con respecto a la de las regiones de la pared del núcleo que descansan radialmente hacia el interior y radialmente hacia el exterior de la región central. Consulte por ejemplo la patente de EE.UU. núm. 5.505.395, incorporada aquí por referencia. En la patente 5.505.395 esta adaptabilidad incrementada se consiguió utilizando pliegues de cartón de una densidad y resistencia menores en la región central de la pared con relación a la densidad y a la resistencia de las capas que descansaban radialmente hacia el interior y hacia el exterior de la región central.
Mientras que el planteamiento representada por la patente 5.505.395 es efectiva para mejorar la rigidez de ID de los tubos, sería deseable conseguir un aumento incluso mayor de la rigidez de ID y hacerlo con unas condiciones de coste favorables.
Resumen de la invención
La presente invención se dirige a cubrir las necesidades antes mencionadas y consigue otras ventajas introduciendo intencionalmente amplios espacios vacíos en uno o más pliegues en la zona radialmente intermedia de la pared del tubo entre las capas internos y externos del tubo. Cada pliegue que tiene amplios espacios vacíos es más estrecho que el ancho que habitualmente se emplearía en un ángulo dado de enrollado en espiral para conseguir una unión a tope entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa, y la capa se enrolla en ese ángulo dado de enrollado en espiral de forma que los espacios vacíos estén definidos entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa. Los amplios espacios vacíos en las capas tiene el efecto de incrementar la adaptabilidad de la zona intermedia de la pared del tubo en la dirección radial. Se ha encontrado que dicha adaptabilidad radial incrementada mejora la rigidez de ID del tubo con relación a un tubo construido con los mismos materiales pero que no tenga espacios vacíos en pliegues de la zona intermedia. De esta forma la invención otorga al diseñador del tubo otro parámetro que puede manejar para conseguir la rigidez de ID deseada para una aplicación en particular. La invención opera completamente al contrario de la convención habitual utilizada en el enrollado de tubos, en la que todos las capas tienen substancialmente la misma anchura o se vuelven más anchos en pequeños incrementos desde el diámetro interno hasta el diámetro externo del tubo para intentar conseguir una unión a tope en cada pliegue.
La zona intermedia de la pared del tubo puede incluir más de una capa que tenga amplios espacios vacíos. Las capas que tienen espacios vacíos pueden ser contiguos entre sí; alternativamente, pliegues que tienen espacios vacíos y pliegues que no tienen espacios vacíos pueden alternarse en la dirección radial. Donde haya una pluralidad de capas que tengan espacios vacíos, los espacios vacíos de los diferentes pliegues estarán preferiblemente escalonados de forma axial unos con relación a los otros.
Los espacios vacíos entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de una capa tienen preferiblemente una anchura aproximada entre un 6,5% y un 50% de la anchura de una capa normal de "anchura completa" (es decir, la anchura que produciría una unión a tope cuando la capa de anchura completa se enrolla con el mismo ángulo de enrollado en espiral que la capa real) y más preferiblemente entre un 10% y un 40% de la anchura completa de la capa. Así, por ejemplo, para una capa de anchura completa que tenga 4 pulgadas (101,6 mm) de ancho, los huecos son preferiblemente de entre aproximadamente 0,26 pulgadas (6,60 mm) y aproximadamente 2,0 pulgadas (50,8 mm) de ancho, y más preferiblemente entre aproximadamente 0,4 y 1,6 pulgadas (10,16 y 40,64 mm) de ancho.
Si se desea, cada pliegue que tiene espacios vacíos puede estar hecho de un material que tenga una mayor adaptabilidad que el de los otros pliegues del tubo que no tienen espacios vacíos. De esta forma, la adaptabilidad efectiva de la capa en la dirección radial del tubo puede incrementarse adicionalmente. Por ejemplo, las capas de las zonas situadas radialmente hacia el interior y radialmente hacia el exterior de la pared del tubo puede seleccionarse para que tengan un módulo relativamente alto mientras que las capas de la zona radialmente intermedia pueden seleccionarse para que tengan un módulo relativamente bajo, y uno o más de las capas de los intermedios pueden tener espacios vacíos. En las realizaciones preferidas de la invención, todos las capas del tubo se enrollan substancialmente con el mismo ángulo \alpha de enrollado en espiral. Así, basándose en la geometría del enrollado en espiral, para conseguir una unión a tope perfecta en una capa enrollado con el ángulo \alpha de enrollado en espiral (medido desde el eje del tubo), la anchura de la capa W_{i} debe ser igual a
W_{i} \ = \ \pi \ D_{i} \ cos \ \alpha,
donde D_{i} es el diámetro en el cual se enrolla la capa. De acuerdo con la invención, sin embargo, en la zona intermedia de la pared del tubo (es decir, algún lugar entre la capa radialmente externo y radialmente interno del tubo) hay al menos una capa cuya anchura viene dada por
W \ = \ k_{i}\text{*} \ \pi \ D_{i} \ cos \ \alpha,
donde k_{i} es un escalar que tiene un valor aproximadamente entre 0,5 y 0,935, y más preferiblemente aproximadamente entre 0,6 y 0,9. Así, existen espacios vacíos entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa intermedio, la capa intermedio tiene una adaptabilidad incrementada en la dirección radial del tubo en virtud de los espacios vacíos. Donde haya dos o más pliegues que tengan espacios vacíos, esos pliegues pueden tener diferentes escalares k_{i} y por lo tanto diferentes anchuras de espacios vacíos o los escalares y los espacios vacíos pueden ser iguales.
Breve descripción de algunas vistas de los dibujos
Habiendo así descrito la invención en términos generales, ahora se hará referencia a los dibujos adjuntos, que no están necesariamente dibujados a escala, y en los que:
La figura 1 es una vista fragmentaria en sección de corte de un tubo de acuerdo con una realización de la invención que tiene tres pliegues estructurales en donde la capa central tiene espacios vacíos.
La figura 1A muestra un alzado del tubo de la figura 1, con la capa exterior del tubo parcialmente roto para mostrar la capa central.
La figura 2 es una vista similar a la figura 1 que muestra una realización alternativa de la invención que tiene cinco pliegues estructurales en donde los tres pliegues centrales contiguos tienen espacios vacíos que están escalonados.
La figura 2A es una vista en sección de corte axial de una parte del tubo de la figura 2, que muestra los espacios vacíos escalonados.
La figura 3 es una vista similar a la de las figuras 1 y 2 que muestra otra realización de la invención que tiene cinco pliegues estructurales donde la capa central no tiene espacios vacíos y las capas sobre cualquier lado de la capa central tienen espacios vacíos.
La figura 4 es un alzado superior diagramática de un aparato para formar un tubo de acuerdo con la invención, que muestra tres pliegues que son enrollados sobre un mandril de formación con la capa central más estrecho que los otros dos pliegues.
Descripción detallada de la invención
Ahora de aquí en adelante se describirá la presente invención de forma más completa con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales se muestran algunas pero no todas las realizaciones de la invención. Efectivamente, estas invenciones pueden realizarse de muchas formas diferentes y no deben entenderse limitadas a las realizaciones puestas aquí de manifiesto; más bien, estas realizaciones se suministran de manera que esta invención satisfaga los requisitos legales aplicables. Números similares se refieren a elementos similares en todos los casos.
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Las figuras 1 y 1A describen un tubo 10 enrollado en espiral de acuerdo con la forma más simple de la invención que tiene solamente tres pliegues 12, 14 y 16. La capa interior 12 y la capa exterior 16 se enrollan de manera que nominalmente no tengan espacios vacíos entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de cada pliegue. Por "nominalmente" se entenderá que el objetivo es enrollar las capas interno y externo de manera que exista una unión a tope perfecta entre los bordes de esos pliegues. Sin embargo, en la práctica, no siempre puede conseguirse una unión a tope perfecta y pueden crearse inadvertidamente pequeños espacios vacíos entre los bordes de las capas. En general, dichos espacios vacíos inadvertidos serán relativamente pequeños.
En contraste, en lo relativo a la capa intermedio 14, se crea un espacio vacío 18 relativamente amplio entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa. El espacio vacío 18 se extiende helicoidalmente a lo largo del tubo formando un ángulo \alpha de enrollado en espiral con el cual se enrolla la capa 14. El espacio vacío 18 de la capa se crea en las realizaciones preferidas de la invención enrollando la capa 14 con el mismo ángulo \alpha de enrollado en espiral con el cual se enrollan los otros pliegues 12, 16, pero seleccionando la anchura de la capa 14 para que sea más estrecha que la de las capas 12, 16.
Más particularmente, a partir de las consideraciones geométricas aplicables al enrollado en espiral se sabe que para conseguir una unión a tope perfecta la anchura del una capa individual W_{i} está relacionada con el ángulo \alpha de enrollado en espiral y con el diámetro D_{i} con el cual se enrolla la capa mediante la ecuación
W_{i} \ = \ \pi \ D_{i} \ cos \ \alpha,
así, basándose en los diámetros conocidos con los cuales se van a enrollar la capa interno 12 y la capa externo 16 y en el ángulo conocido \alpha de enrollado en espiral, las anchuras de las capas interno y externo pueden determinarse de forma que den como resultado uniones a tope perfectas bajo condiciones ideales de enrollado. En la práctica, las capas pueden estar disponibles solamente en ciertas anchuras seleccionadas y por lo tanto el ángulo de enrollado en espiral puede tener que ajustarse algo para satisfacer la anterior ecuación con la anchura de las capas disponibles, y/o puede usarse una capa disponible cuya anchura se aproxime teóricamente a la anchura óptima de acuerdo con la anterior ecuación y puede tolerarse un pequeño espacio vacío o una pequeña superposición entre los dos bordes de la capa. Dichos pequeños espacios vacíos que no son resultado de la intención de los diseñadores sino que más bien son resultado de las limitaciones y constricciones de la disponibilidad del material de las capas y/o de las inexactitudes en el control de la anchura de la capa y/o del ángulo de enrollado, se denominarán de aquí en adelante espacios vacíos "inadvertidos". Dichos espacios vacíos inadvertidos son por lo habitual relativamente pequeños (por ejemplo inferiores a 0,25 pulgadas (6,35 mm)) bajo unas condiciones de control de buena calidad. Así las capas interno y externo 12 y 16 no tiene
espacios vacíos o como máximo espacios vacíos inadvertidos relativamente pequeños entre los bordes de sus pliegues.
La capa intermedio 14 se provee intencionalmente de espacios vacíos seleccionando la anchura de la capa para que sea menor que la anchura que habitualmente se usaría para producir una unión a tope según se indica mediante la anterior ecuación. Expresada en forma de ecuación, la anchura de la capa que tiene espacios vacíos intencionados viene dada por
W \ = \ k_{i}\text{*} \ \pi \ D_{i} \ cos \ \alpha,
donde k_{i} es un escalar cuyo valor oscila entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 0,935, y más preferiblemente entre aproximadamente 0,6 y aproximadamente 0,9. En otras palabras, la anchura de la capa es entre un 50% y un 93,5% (más preferiblemente entre un 60% y un 90%) de la anchura que habitualmente se usaría para conseguir una unión a tope perfecta (es decir ningún espacio vacío). Como resultado, el espacio vacío producido entre los bordes de la capa es aproximadamente entre un 6,5 y un 50% de la anchura normal de la capa, y más preferiblemente entre un 10% y un 40% de la anchura normal de la capa.
La figura 4 muestra un proceso para hacer el tubo de tres pliegues de la figura 1 y 1A. La capa interno 12 se enrolla en forma de espiral sobre un mandril cilíndrico 20. Se aplica adhesivo sobre la superficie de la capa 12 que mira hacia el exterior. Después, se enrolla la capa intermedio 14 sobre la capa interno 12 y se aplica adhesivo a la superficie de la capa 14 que mira hacia el exterior. Finalmente, se enrolla la capa 16 sobre la capa intermedio 14. Todos las capas se enrollan con el mismo ángulo \alpha de enrollado en espiral. Las capas se adhieren entre sí entre mediante el adhesivo aplicado a sus caras opuestas, de manera que formen un tubo sobre el mandril. Una correa de enrollado 22 hace girar el tubo en forma de tornillo de manera que el tubo avance a través del mandril (hacia la derecha en la figura 4). Entonces se cortan longitudes discretas de tubo mediante un dispositivo de corte adecuado (no mostrado).
Según se muestra, la capa intermedio 14 es más estrecho que las capas interno y externo. Consecuentemente se produce un espacio vacío 18 entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa 14, tal como puede verse mejor en la figura 1A.
Para mantener la capa 14 más estrecho en la posición axial adecuada a medida que se enrolla sobre el mandril de manera que el espacio vacío 18 sea generalmente uniforme a lo largo del tubo, el aparato incluye preferiblemente un dispositivo de posicionamiento de la capa. El dispositivo de posicionamiento de la capa puede comprender un tope 26 para el borde o un dispositivo similar a lo largo del cual es guiado el borde de la capa. El tope 26 para el borde puede ajustarse en su posición axial para situar adecuadamente la capa de forma que se enrolle de manera que se genere el espacio vacío deseado entre los bordes 21. En vez de un tope de borde, pueden utilizarse otros mecanismos de posicionamiento de la capa. También es posible adherir la capa 14 más estrecho a uno de las capas anchos, es decir de la anchura normal del tubo, antes de enrollarlo para formar una estructura laminada de dos pliegues y enrollar entonces el laminado de dos pliegues sobre el mandril básicamente de la misma forma que se enrollan los otros pliegues.
La invención puede aplicarse a tubos que tengan diferentes números de capas así como diferentes números de capas y diferentes tipos de capas. Por ejemplo, las figuras 2 y 2A describen un tubo 30 constituido por cinco pliegues 32, 34, 36, 38 y 40 desde el interior al exterior. Cada uno de los tres pliegues intermedios 34, 36, 38 tiene espacios vacíos 18 entre los bordes adyacentes de la capa, mientras que las capas internos y externos no tienen espacios vacíos. Según se ilustra, los espacios vacíos 18 de capas contiguos (pliegues 34 y 36, y pliegues 36 y 38) están escalonados entre sí de manera que preferiblemente un espacio vacío de uno de las capas no se superponga ni siguiera parcialmente con el espacio vacío de una capa adyacente. Escalonando los espacios vacíos, los espacios vacíos se distribuyen preferiblemente de una manera generalmente uniforme a todo lo largo de la zona intermedia de la pared del tubo.
La figura 3 muestra otra realización adicional de la invención en la forma de un tubo 50 que tiene seis pliegues 52, 54, 56, 58, 60 y 62. El tubo 50 se diferencia del tubo 30 previamente descrito en que la capa central 56 del tubo 50 no tiene espacios vacíos mientras que las capas 54 y 58 no contiguos en cualquier lado de la capa central tienen espacios vacíos 18. El tubo 50 también se diferencia en que se incluye una capa exterior 62 substancialmente más fino. Dicho pliegue puede incluirse para conseguir una propiedad particular en la superficie externa del tubo, tal como una finalización superficial lisa, un color en particular, etc. También es posible incluir dicho pliegue como la capa interno del tubo si se necesita una propiedad particular en la superficie interna del tubo.
La invención es aplicable a tubos de cartón multigrado que tienen pliegues de diferentes grados de cartón dentro de la misma pared del tubo. Por ejemplo, ya que un objetivo de la introducción de amplios espacios vacíos dentro de la zona intermedia de las paredes del tubo es incrementar la compresibilidad o adaptabilidad de la zona en la dirección radial, puede ser ventajoso formar la zona intermedia, al menos en parte, a partir de cartón que tenga una adaptabilidad mayor que el usado en las zonas situadas radialmente hacia el interior y radialmente hacia el exterior de la pared del tubo. Por ejemplo, en el tubo 30 de las figuras 2 y 2A, las capas interno y externo 32 y 40 pueden comprender cartón que tenga una adaptabilidad relativamente menor y las capas intermedios 34, 36, y 38 pueden comprender cartón que tenga una adaptabilidad relativamente mayor. El cartón de menor adaptabilidad generalmente es un cartón de un grado mayor, que típicamente tiene una mayor densidad que el cartón de menor adaptabilidad.
Se construyeron y ensayaron cuatro diferentes configuraciones de tubos de cartón para determinar su rigidez de ID. Todos los tubos tenían 14 o 15 pliegues que constituían un grosor de pared de 0,300 pulgadas (7,62 mm) en cada caso. Los tubos tenían un diámetro interno de 3,701 pulgadas (94 mm) y un diámetro externo de 4,301 pulgadas (109 mm), y todos las capas se enrollaron con un ángulo de enrollado es espiral de 70º. Una primera configuración tenía 15 pliegues de cartón de una densidad relativamente alta (denominado de aquí en adelante Cartón A) de una anchura nominalmente de 4 pulgadas (101,6 mm) y un calibre de 0,020 pulgadas (0,508 mm), sin espacios vacíos en ninguno de las capas. Una segunda configuración tenía 5 pliegues internos y cuatro pliegues externos del mismo Cartón A de alta densidad de una anchura nominalmente de 4 pulgadas (101,6 mm) y 5 pliegues intermedios de una anchura aproximadamente de 4 pulgadas (101,6 mm) de cartón de baja densidad (denominado de aquí en adelante Cartón B) de un calibre de 0,024 pulgadas (0,610 mm); de nuevo, ninguno de las capas tenía espacios vacíos. Una tercera configuración fue similar a la segunda, pero los 5 pliegues intermedios de Cartón B tenían una anchura de aproximadamente 3 pulgadas (76,2 mm), produciendo así espacios vacíos de una anchura de aproximadamente 1 pulgada (25,4 mm) en estos pliegues. Una cuarta configuración fue similar a la segunda y a la tercera, pero los 5 pliegues intermedios de Cartón B tenían una anchura de aproximadamente 2,5 pulgadas (63,5 mm) produciendo así espacios vacíos de aproximadamente 1,5 pulgadas (38,1 mm) en estos pliegues. Se ensayó una pluralidad de capas de cada configuración para obtener su rigidez de ID y los resultados se promediaron para cada configuración. Los resultados se muestran en la siguiente tabla.
1
Los resultados muestran que incrementando la adaptabilidad de la zona intermedia de la pared del tubo usando simplemente un cartón más adaptable (Cartón B) se produce una modesta ganancia en la rigidez ID de aproximadamente el 16% en comparación con el tubo construido todo de Cartón A; sin embargo, introduciendo espacios vacíos de 1 pulgada (25,4 mm) en las capas de Cartón B se produjo una ganancia del 77% en la rigidez ID en comparación con el tubo construido todo de Cartón A y con espacios vacíos de 1,5 pulgadas (38,1 mm) más del doble de la rigidez ID del tubo construido todo con Cartón A. Comparando los tubos A/B/A entre sí, puede verse que los tubos con espacios vacíos de 1 pulgada (25,4 mm) tenían una rigidez de ID aproximadamente un 54% mayor que aquellos sin espacios vacíos; los tubos con espacios vacíos de 1,5 pulgadas (38,1 mm) tenían una rigidez de ID aproximadamente un 81% mayor que aquellos sin espacios vacíos. Así, es evidente que los espacios vacíos tienen un efecto espectacularmente beneficioso sobre la rigidez ID.
Muchas modificaciones y otras realizaciones de las invenciones puestas aquí de manifiesto vendrán a la mente de aquellos expertos en la materia a la cual pertenecen estas invenciones que tienen las ventajas de las enseñanzas presentadas en las anteriores descripciones en los dibujos asociados. Por lo tanto, debe entenderse que las invenciones no están limitadas a las realizaciones específicas presentadas y que las modificaciones y otras realizaciones deben incluirse dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas. Aunque aquí se emplean términos específicos, se utilizan solamente en un sentido genérico y descriptivo y no con propósitos limitativos.

Claims (17)

1. Un tubo (10) enrollado en espiral formado para tener una rigidez de ID mejorada bajo cargas compresivas radialmente centrípetas ejercidas sobre el tubo, comprendiendo el tubo:
una pluralidad de capas (12, 14, 16) enrolladas en espiral alrededor de un eje y adheridos entre sí formando un tubo, comprendiendo la pared del tubo una zona situada radialmente hacia el interior, una zona situada radialmente hacia el exterior y una zona intermedia situada entre dichas zonas localizadas radialmente hacia el interior y hacia el exterior, comprendiendo cada zona al menos una capa (12, 14, 16) de cartón;
la zona intermedia incluye una capa estrecha (14) que tiene una anchura inferior a la de las capas (12, 16) de las zonas situadas hacia el interior y hacia el exterior, estando enrollada la capa estrecha (14) de manera que exista un espacio vacío (18) entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa estrecha, causando los espacios vacíos de la zona intermedia que la zona intermedia tenga un módulo en la dirección radial del tubo inferior al de las zonas situadas hacia el interior y hacia el exterior mejorando de esta forma la rigidez de ID del tubo.
2. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 1, en el que el espacio vacío (18) entre los bordes adyacentes de la capa estrecha (14) tiene una anchura de aproximadamente entre un 6,5% y un 50% de la anchura que requeriría la capa para producir una unión a tope perfecta cuando se enrolla con el mismo ángulo de enrollado en espiral que la capa estrecha.
3. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 1, en el que el espacio vacío (18) entre los bordes adyacentes de la capa estrecha (14) tiene una anchura de aproximadamente entre un 10% y un 40% de la anchura que requeriría la capa para producir una unión a tope perfecta cuando se enrolla con el mismo ángulo de enrollado en espiral que la capa estrecha.
4. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 1, en el que la zona intermedia incluye más de una capa estrecha (34, 36, 38, 54, 58) cada una de los cuales tiene un espacio vacío (18) entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa.
5. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 4, en el que las capas estrechas (54, 58) que tienen los espacios vacíos (18) no son contiguos entre sí.
6. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 4, en el que las capas estrechas (34, 36, 38) que tienen los espacios vacíos (18) son contiguas entre sí y los espacios vacíos de capas adyacentes están axialmente escalonados unos con relación a los otros.
7. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 1, en el que la zona intermedia incluye una capa formada de un material que tiene en la dirección radial una adaptabilidad mayor que las capas (12, 16) de las zonas situadas hacia el interior y hacia exterior.
8. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 7, en el que la capa que tiene la mayor adaptabilidad es también una capa estrecha que tiene espacios vacíos (18) entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas mayores de la capa.
9. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 1, en el que las capas (12, 16) de las zonas situadas hacia el interior y hacia el exterior están nominalmente enrolladas con espacios vacíos entre vueltas consecutivas de las capas pero pueden tener espacios inadvertidos como resultado de las tolerancias de fabricación, y en el que la capa estrecha (14) de la zona intermedia está intencionalmente enrollado para que tenga espacios vacíos (18) entre vueltas consecutivas de la capa que son substancialmente mayores que cualquier espacio inadvertidamente producido en las zonas situadas hacia el interior y hacia el exterior.
10. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 1, en el que la zona intermedia comprende una pluralidad de capas.
11. El tubo (10) enrollado en espiral de la reivindicación 10, en el que la zona intermedia incluye al menos una capa que es substancialmente más ancho que la capa estrecha y que está enrollado con un ángulo de enrollado en espiral substancialmente igual al de la capa estrecha.
12. Un procedimiento para hacer un tubo (10) enrollado en espiral de manera que se mejore la rigidez de ID del tubo bajo cargas compresivas radialmente centrípetas ejercidas sobre el tubo, comprendiendo el procedimiento:
enrollar en espiral entre uno y una pluralidad de capas internas (12) alrededor de un mandril (10) de formación para formar una zona interna de pared de tubo sobre el mandril;
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enrollar en espiral entre una y una pluralidad de capas intermedios (14) alrededor de la zona interna de la pared del tubo sobre el mandril para formar una zona intermedia de pared de tubo; y
enrollar en espiral entre uno y una pluralidad de capas exteriores (16) alrededor de la zona intermedia de la pared del tubo para formar una zona exterior de pared de tubo;
las capas contiguas se adhieren entre sí para formar un tubo;
las capas internas y externas (12, 16) se enrollan sin formar substancialmente espacios vacíos entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de las capas;
al menos una capa intermedia (14) se dispone pare que tenga espacios vacíos (18) substancialmente diferentes de cero entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de la capa de manera que se reduzca el módulo de la zona intermedia de la pared del tubo en la dirección radial del tubo, mejorando de esta forma la rigidez de ID del tubo.
13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que una pluralidad de capas intermedias (34, 36, 38) está dispuesta para tener espacios vacíos (18) substancialmente diferentes de cero entre los bordes adyacentes de vueltas consecutivas de las capas.
14. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que al menos una capa intermedia (14) está dispuesta de manera que el espacio vacío (18) entre bordes adyacentes de la capa constituya entre aproximadamente un 6,5% y aproximadamente un 50% de la anchura que requeriría la capa para producir una unión a tope perfecta cuando se enrollase con el mismo ángulo de enrollado en espiral que la capa intermedia.
15. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que al menos una capa intermedia (14) está dispuesta de manera que el espacio vacío (18) entre bordes adyacentes de la capa constituya entre aproximadamente un 10% y aproximadamente un 40% de la anchura que requeriría la capa para producir una unión a tope perfecta cuando se enrollase con el mismo ángulo de enrollado en espiral que la capa intermedia.
16. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que el espacio vacío (18) entre bordes adyacentes de una capa intermedia (14) se crea disponiendo la capa intermedia para que tenga una anchura substancialmente menor que las de las capas internas y externas (12, 16) y enrollando la capa intermedio substancialmente con el mismo ángulo de enrollado en espiral que el de las capas internas y externas.
17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que la capa intermedia (14) se sitúa durante el enrollado en una dirección axial al mandril (20) utilizando un dispositivo de posicionamiento de capas para posicionar la capa en una posición axial deseada de manera que se produzca el espacio vacío (18).
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