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