ES2313080T3

ES2313080T3 - Cadena transportadora articulada.

Info

Publication number: ES2313080T3
Application number: ES04779565T
Authority: ES
Inventors: Jeffrey A. Schumacher
Original assignee: Rexnord Industries LLC
Current assignee: Rexnord Industries LLC
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2009-03-01
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: BRPI0418971B1; CA2574631C; CN1997574A; ATE407903T1; CN1997574B; KR20070052757A; US6978885B1; AU2004322798A1; MX2007001089A; AU2004322798B2; EP1781558A1; DK1781558T3; CA2574631A1; WO2006022659A1; DE602004016577D1; BRPI0418971A; EP1781558B1; JP2008508161A; HK1109378A1; ZA200701616B

Abstract

Una cadena transportadora articulada (1) que comprende: al menos dos eslabones (2), de manera que cada uno de dichos eslabones incluye una superficie (11) de contacto de pasador, destinada a contactar con un pasador (6) que acopla entre sí dichos al menos dos eslabones (2); un pasador (6), que acopla de forma articulada dichos al menos dos eslabones (2), de tal modo que dicho pasador (6) de cadena incluye una superficie (10) situada de cara hacia fuera, que contacta de forma deslizante con al menos una de dichas superficies (11) de contacto de pasador de dichos al menos dos eslabones (2), y de manera que una de entre dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador de dichos al menos dos eslabones (2), está formada de acero inoxidable, caracterizada por tener la otra de dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una de dichas superficies (11) de contacto de pasador de dicho al menos uno de dichos al menos dos eslabones (2), hecha de una aleación de acero con al menos el 2,5% en peso de Cu.

Description

Cadena transportadora articulada.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere al uso de aleaciones de acero en pasadores de cadena para cadenas transportadoras articuladas, en particular, a aleaciones de acero inoxidable para uso en tales pasadores de cadena, en combinación con eslabones de cadena fabricados de acero inoxidable, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Las cadenas transportadoras de articulaciones de acero inoxidable se implantan habitualmente en aplicaciones industriales en las que se plantean fuertes exigencias, en términos mecánicos, sobre las cadenas transportadoras. Así, las cadenas transportadas de acero inoxidable pueden ser cargadas de una forma considerablemente más pesada que las cadenas transportadoras de plástico. También ofrecen una buena resistencia a las influencias externas, en particular, a la acción del polvo y/o (restos de) producto que se ha de transportar, tal como el polvo de la calle u otro polvo procedente de contenedores de embalaje cuando los contenedores de embalaje son transportados, o a fragmentos de vidrio (fragmentos o polvo de vidrio) cuando se transportan botellas (reutilizadas) en, por ejemplo, la industria de las bebidas. Dicha cadena se describe en el documento US-A-4.611.710.

Cuando se transportan objetos por medio de cadenas transportadoras, en ocasiones es importante que los objetos puedan deslizar algo sobre la superficie de la cadena. Esto puede conseguirse, en la práctica, instalando las cadenas transportadoras de acero inoxidable ya sea lubricadas o sin lubricar. El término "lubricada" se interpreta con el significado de que, durante el transporte, se aplica una capa de lubricante, habitualmente en forma de una solución acuosa de un lubricante (sintético), tal como jabón. En un funcionamiento no lubricado, es necesario que la superficie de la cadena sea tan lisa, que pueda ya conseguirse, sin lubricante, una resistencia de rozamiento lo suficientemente baja.

Con los sistemas de cadena transportadora articulada, tanto lubricada como sin lubricar, durante el uso, se produce un desgaste con el transcurso del tiempo. Se ha encontrado que este desgaste afecta particularmente a los pasadores que unen los eslabones individuales de la cadena unos con otros. Debido al desgaste del pasador, la cadena transportadora se hará más larga, lo que tiene como resultado, entre otras cosas, el salto de la cadena sobre la rueda dentada de accionamiento, de tal manera que se pierde la función de transporte. También, el juego mutuo entre los eslabones que se produce como consecuencia del desgaste de los pasadores, dará lugar, generalmente, a más fallos en el transporte, por cuanto que, por ejemplo, en una cadena transportadora desgastada, los productos se caen fácilmente o resultan dañados de otro modo. Es incluso posible que la cadena transportadora se rompa como resultado del desgaste. En este contexto, se aprecia que las velocidades a las que se accionan las cadenas transportadoras pueden ser muy altas. En particular, si se desea un transporte a granel en una sola línea, por ejemplo, tras converger o confluir un flujo de producto en paralelo en un único flujo en serie (por ejemplo, en un aparato de llenado de botellas), la velocidad de las cadenas de una sola línea puede incrementarse considerablemente, hasta no menos de 80 m/minuto o más.

Además, se plantean altas exigencias en el tiempo de vida útil del equipo transportador. En algunas aplicaciones, es necesario que una cadena transportadora sea capaz de funcionar sin fallos durante al menos seis años. Para velocidades más bajas, diez años no es una duración excepcional.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona una cadena transportadora articulada que incluye al menos dos eslabones de acuerdo con la reivindicación 1 que se acompaña.

Un propósito general de la presente invención es proporcionar una cadena transportadora articulada de metal que muestre menos desgaste y, por tanto, menos alargamiento a lo largo de un cierto periodo de uso que las cadenas transportadoras articuladas anteriores. Este propósito se consigue formando una de las superficies exteriores del pasador y una superficie de contacto de pasador de al menos uno de los eslabones, de una aleación de acero que incluye al menos aproximadamente el 25% en peso de cobre, y formando la otra de las superficies exteriores del pasador y la superficie de contacto de pasador del eslabón de un acero inoxidable.

Los anteriores y otros objetivos y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción. En la descripción, se hace referencia a los dibujos que se acompañan, que forman parte de la misma y en los cuales se muestra a modo de ilustración una realización preferida de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describirá adicionalmente, a continuación, con referencia a una realización proporcionada a modo de ejemplo y que se muestra en unos dibujos, en los cuales:

la Figura 1 muestra una vista en perspectiva y desde abajo de un cierto número de eslabones sucesivos de una cadena transportadora articulada;

la Figura 2 muestra una vista en planta superior y esquemática de la cadena de la Figura 1;

la Figura 3 muestra una vista en perspectiva de un pasador de cadena procedente de la cadena de las Figuras 1 y 2;

la Figura 4 muestra resultados de ensayos en forma de gráfico, del alargamiento porcentual de la cadena ilustrada en la Figura 1, en función de los ciclos, en comparación con otras cuatro cadenas constituidas a partir de una combinación diferente de materiales; y

la Figura 5 muestra resultados de ensayos adicionales en forma de gráfico, del alargamiento porcentual de la cadena ilustrada en la Figura, en función de los ciclos, en comparación con otras tres cadenas confeccionadas a partir de una combinación diferente de materiales.

Las Figuras son tan sólo representaciones esquemáticas de una realización preferida de la invención y se proporcionan a modo de realización ejemplar, no limitativa. En las Figuras, las mismas partes o partes correspondientes se designan por los mismos números de referencia.

Descripción detallada de realizaciones preferidas

Las Figuras 1 y 2 muestran una cadena transportadora articulada 1 que comprende una serie de eslabones sucesivos 2, formados a partir de una aleación de acero que tiene no más del 18% en peso de Cr. Los eslabones 2 están, como es habitual, unidos articuladamente unos con otros por medio de pasadores 6 al objeto de formar una cadena sin fin. En la realización que aquí se describe, los pasadores 6 de cadena están fabricados de una aleación de acero que comprende al menos el 2,5% en peso de Cu, de tal manera que el material del pasador 6 de cadena no se agarrota o aferra sustancialmente a la aleación de acero de los eslabones 2.

Cada eslabón tiene una placa superior 3 conformada con una forma sustancialmente plana, que constituye una superficie de transporte. Cerca de un lado frontal 4 de la placa superior 3, dos extremos 5A, 5B de eslabón, separados entre sí y curvados hacia arriba, forman unos bucles de articulación que definen aberturas coaxiales para recibir unos de los pasadores 6 de cadena. Cerca de un lado trasero 5 de la placa superior 3, un único extremo 5C de eslabón, curvado hacia arriba, forma un bucle de articulación que define una abertura destinada a recibir un pasador C de cadena diferente. El extremo individual 5C de eslabón, curvado hacia arriba, es recibido en el espacio intermedio libre entre los extremos 5A, 5B de eslabón situados en la cara frontal 4 del eslabón adyacente 2.

Preferiblemente, los eslabones están hechos de Acero Inoxidable del Tipo 201, que comprende la siguiente composición química (en tanto por ciento en peso):

1

El resto hasta completar el total del Acero Inoxidable del Tipo 201 son hierro e impurezas.

Los extremos 5A, 5B y 5C de eslabón de los sucesivos eslabones se articulan por medio de un pasador 6 de cadena, de acero inoxidable, que pasa a través de los bucles de articulación, es decir, que es recibido en las aberturas alineadas de los extremos de eslabón intercalados o imbricados de los eslabones 2 adyacentes. Cada bucle de articulación incluye una superficie de acoplamiento 11 de pasador, situada de cara hacia dentro, la cual se acopla con el pasador 6 que pasa a través de los bucles de articulación. El pasador 6 de cadena es, preferiblemente, abrazado dentro de los extremos 5A, 5B de eslabón de uno de los eslabones 2, y se acopla a deslizamiento con el extremo 5C de eslabón del eslabón 2 adyacente, lo que permite que los eslabones 2 adyacentes se muevan de forma pivotante el uno respecto al otro.

Como se muestra en la Figura 3, cada pasador 6 de cadena comprende un cuerpo de acero 7 sustancialmente cilíndrico que tiene caras 8 de extremo. Las caras 8 de extremo tienen unos bordes circunferenciales achaflanados 9 que se unen de una forma sustancialmente suave con una superficie 10 situada de cara hacia fuera y perteneciente al pasador 6 de cadena. De preferencia, el pasador 6 de cadena está formado de Acero Inoxidable al Cu Ugine 204, que comprende la siguiente composición química (en porcentajes en peso):

2

El resto hasta completar el total del Acero Inoxidable al Cu Ugine 204 son hierro e impurezas.

En una realización, el pasador 6 de cadena tiene un diámetro de menos de un 1 cm, preferiblemente entre aproximadamente 5 y 8 mm, en particular, 6,35 mm, y una longitud de entre aproximadamente 20 y 150 mm. Por supuesto, las dimensiones preferidas del pasador de cadena dependen de la anchura de la cadena y del número de extremos de eslabón que se han de acoplar. De acuerdo con ello, un pasador de cadena que incorpora la presente invención puede tener cualesquiera dimensiones físicas sin apartarse del ámbito de la invención.

Los eslabones 2 sucesivos pivotan unos con respecto a otros alrededor de un eje situado en, o a lo largo de, la superficie de transporte, y se extienden de forma sustancialmente transversal a la dirección de transporte, indicad por la flecha P. De este modo, la cadena 1 puede ser guiada alrededor de una polea de cadena. Por otra parte, en esta realización proporcionada a modo de ejemplo, el pasador 6 de cadena está incluido en el extremo 5C de eslabón intermedio con un cierto juego, en tanto que el pasador 6 de cadena es abrazado dentro de los extremos 5A, 5B de eslabón. Esto permite que los sucesivos eslabones 2 pivoten unos con respecto a otros en torno a un eje que se extiende sustancialmente transversal a la superficie de transporte, de tal modo que la cadena 1 puede ser guiada a lo largo de una curva dentro de una superficie plana.

Los pasadores de acuerdo con la invención pueden ser fabricados de las maneras conocidas, por ejemplo, por torneado o tomando alambre estirado como material de partida y cortándolo. Preferiblemente, los pasadores para uso en la cadena transportadora de acuerdo con la invención se fabrican a partir de alambre estirado, más preferiblemente, de alambre estirado en frío.

Los pasadores pueden ser endurecidos. Se ha encontrado que el desgaste de los pasadores endurecidos es más del 30% inferior que el de pasadores sin endurecer. El endurecimiento tiene lugar de una manera conocida para una persona experta, mediante trabajo en frío.

No es necesario fabricar todo el pasador de acuerdo con la invención del acero anteriormente definido. De conformidad con la invención, tal acero puede también estar presente como una capa de vaina o camisa exterior en un pasador hecho de un material diferente. Semejante capa tiene habitualmente un espesor desde unas pocas décimas de milímetro hasta unos pocos milímetros, por ejemplo, entre 0,5 mm y 1,5 mm, típicamente 1 mm aproximadamente. Puede obtenerse un pasador con dicha capa de camisa de maneras conocidas por una persona experta, por ejemplo, sometiendo el pasador a un tratamiento superficial.

Los pasadores se introducen dentro de los eslabones de la manera habitual, con el propósito de formar una cadena transportada de acuerdo con la invención.

La cadena anteriormente descrita fue ensayada para evaluar el desgaste de la cadena en la junta del pasador, en comparación con cadenas formadas utilizando otros materiales. La cadena de la presente invención, designada como cadena C en el gráfico de la Figura 4, se comparó con las cuatro cadenas siguientes: la Cadena A incluye eslabones formados de Acero Inoxidable del Tipo 431, unidos entre sí por pasadores hechos de Acero Inoxidable del Tipo 431; la Cadena B está hecha del mismo material que la Cadena A; la Cadena C incluye eslabones hechos de Acero Inoxidable del Tipo 20, unidos entre sí por pasadores formados de Acero Inoxidable al Cu Ugine 204; la Cadena D incluye eslabones hechos de Acero Inoxidable del Tipo 430, unidos unos con otros por pasadores formados de Acero Inoxidable del Tipo 304; y la Cadena E incluye eslabones y pasadores hechos de Aleación de Acero 1045.

Cada cadena evaluada se hizo funcionar sin lubricar sobre un lecho o base transportador estándar a 152,4 metros por minuto, bajo 45,36 kg. La cadena se obligaba a circular siguiendo la base transportadora por medio de veinticinco (25) poleas dentadas. Cada vuelta completa de la cadena en torno a la base transportadora constituye un ciclo. El alargamiento de la cadena se midió periódicamente durante el ensayo con el fin de determinar el alargamiento porcentual de la cadena en función de los ciclos.

Los resultados de este primer ensayo se muestran en el gráfico de la Figura 4. En el gráfico, el alargamiento porcentual de la cadena C que incorporaba la presente invención se muestra menor en función de los ciclos, en comparación con las otras cadenas del ensayo.

Se llevó a cabo también un segundo ensayo de cuatro cadenas, en las mismas condiciones operativas que el primer ensayo. En el segundo ensayo, la cadena de la presente invención, designada como Cadena G en el gráfico de la Figura 5, se comparó con las tres siguientes cadenas: la Cadena F incluye eslabones formados de Acero Inoxidable del Tipo 201, unidos entre sí por pasadores formados de Acero Inoxidable Nitronic 32; la Cadena G incluye eslabones hechos de Acero Inoxidable del Tipo 201, unidos entre sí por pasadores formados de Acero Inoxidable al Cu Ugine 204; la Cadena H incluye eslabones formados de Acero Inoxidable del Tipo 201, unidos entre sí por pasadores hechos de Acero Inoxidable F202N; y la Cadena I incluye eslabones y pasadores hechos de Aleación de Acero 1045.

Los resultados de este segundo ensayo se muestran en el gráfico de la Figura 5. En el gráfico, el alargamiento porcentual de la Cadena G, que incorpora la presente invención, se muestra menor en función de los ciclos, en comparación con las otras cadenas del ensayo.

Como puede observarse en ambos ensayos, la cadena que incorpora la presente invención exhibe sorprendentemente menos alargamiento y, por tanto, menos desgaste, que las otras cadenas en el mismo periodo de tiempo, o ciclos. Se cree que la adición de Cu en la aleación de acero que constituye el pasador de cadena, proporciona un efecto de lubricación de éste por sí mismo, o auto-lubricante, cuando entra en contacto con el material de acero inoxidable de los eslabones durante el movimiento relativo del pasador de la cadena y los eslabones, conforme se desplaza la cadena en torno a las poleas.

La invención no está limitada a la realización que se ha mostrado aquí. Por ejemplo, los sucesivos eslabones 2 pueden comprender extremos de eslabón y placas superiores que tengan otras formas que las mostradas en los dibujos. También, el pasador de cadena puede tener un diámetro variable, por ejemplo, cuando está escalonado o converge gradualmente a lo largo de su longitud. Por otra parte, puesto que el pasador de cadena y los eslabones se mueven el uno con respecto a los otros, el pasador de cadena puede estar fabricado de una aleación de acero que contiene menos del 2,5% en peso de Cu, y los uno o más eslabones unidos por el pasador de cadena pueden contener al menos el 2,5% en peso de Cu, sin apartarse del ámbito de la invención. Además, el pasador de cadena puede tener un cuerpo hecho de una aleación de acero tal como cualquiera de las aleaciones de acero aquí descritas, con una capa hecha de una aleación de acero diferente que tenga propiedades contra el agarrotamiento o aferramiento, tal como una aleación de acero con al menos el 2,5% en peso de Cu, que define la superficie enfrentada radialmente hacia fuera del pasador de cadena.

Si bien se han mostrado y descrito las que se consideran en el momento presente las realizaciones preferidas de la invención, resultará obvio para los expertos de la técnica que pueden realizarse en ellas diversos cambios y modificaciones sin apartarse del ámbito de la invención definido por las reivindicaciones que se acompañan. Tales variaciones serán evidentes para una persona experta y se consideran incluidas dentro del ámbito de la invención, tal y como se establece en las reivindicaciones anexas.

Claims

1. Una cadena transportadora articulada (1) que comprende:

al menos dos eslabones (2), de manera que cada uno de dichos eslabones incluye una superficie (11) de contacto de pasador, destinada a contactar con un pasador (6) que acopla entre sí dichos al menos dos eslabones (2);

un pasador (6), que acopla de forma articulada dichos al menos dos eslabones (2), de tal modo que dicho pasador (6) de cadena incluye una superficie (10) situada de cara hacia fuera, que contacta de forma deslizante con al menos una de dichas superficies (11) de contacto de pasador de dichos al menos dos eslabones (2), y de manera que una de entre dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador de dichos al menos dos eslabones (2), está formada de acero inoxidable, caracterizada por tener la otra de dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una de dichas superficies (11) de contacto de pasador de dicho al menos uno de dichos al menos dos eslabones (2), hecha de una aleación de acero con al menos el 2,5% en peso de Cu.

2. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicho acero inoxidable contiene no más de aproximadamente el 18% en peso de Cr.

3. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que cada uno de dichos al menos dos eslabones (2) incluye una placa superior (3) que forma una superficie transportadora, de manera que dicha placa superior (3) está provista, cerca de unos lados frontal y trasero (4, 5), de unos extremos (5A, 5B, 5C) de eslabón, de tal modo que los extremos de eslabón de los eslabones adyacentes están acoplados de forma articulada por dicho pasador (6) de cadena, que pasa a través de los extremos (5A, 5B, 5C) de eslabón.

4. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicha una de entre dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador de dicho al menos uno de dichos dos eslabones (2), está hecha de una aleación de acero con no más de aproximadamente el 3,5% en peso de Cu.

5. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicha una de entre dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador de dicho al menos uno de dichos al menos dos eslabones (2), está hecha de una aleación de acero con no más de aproximadamente el 2,0% en peso de Ni.

6. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicho pasador (6) de cadena consiste al menos sustancialmente en una aleación de acero.

7. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicha una de entre dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador de dicho al menos uno de dichos al menos dos eslabones (2), comprende una aleación de acero con la siguiente composición (en porcentaje en peso):

3

8. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 6, en la cual la otra de entre dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador de dicho al menos uno de dichos al menos dos eslabones (2), comprende una aleación de acero con la siguiente composición (en porcentaje en peso):

4

9. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicha una de entre dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador de dicho al menos uno de dichos al menos dos eslabones (2), está formada de Cu Ugine 204.

10. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 8, en la cual la otra de entre dicha superficie (10) situada de cara hacia fuera y dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador de dicho al menos uno de dichos al menos dos eslabones (2), está formada de Acero Inoxidable del Tipo 201.

11. La cadena transportadora articulada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual al menos uno de dichos eslabones (2) está formado del mismo material que dicha al menos una superficie (11) de contacto de pasador.