ES2318097T3 - Cable de refuerzo para oruga flexible sin fin. - Google Patents

Abstract

Oruga de cinta flexible sin fin, fabricada con un elastómero, que comprende un cable de refuerzo (30) enrollado en hélice en el espesor (E) de la cinta (12) para formar una pluralidad de espiras (42) generalmente paralelas entre sí, caracterizada porque el cable de refuerzo (30) comprende una pluralidad de cordones (32) donde cada cordón (32) está formado por filamentos de acero y comprende un alma compuesta por al menos tres filamentos (34), una capa intermedia compuesta por una pluralidad de filamentos (36) rodeando el alma y una capa exterior compuesta por una pluralidad de filamentos (38) rodeando la capa intermedia.

Description

Cable de refuerzo para oruga flexible sin fin.

La invención se refiere a una oruga flexible sin fin equipada con un cable de refuerzo.

Más particularmente, la invención se refiere a una oruga de cinta flexible sin fin de elastómero que comprende un cable de refuerzo enrollado en forma de hélice en el espesor de la cinta para formar una pluralidad de espiras generalmente paralelas entre sí.

Una oruga de cinta flexible sin fin de este tipo ya es conocida por la EP-A-0 742 382. Este documento abarca el preámbulo de la reivindicación 1.

Las orugas de cinta flexible sin fin son utilizadas cada vez más para reemplazar orugas clásicas compuestas por eslabones metálicos articulados entre sí.

Tales orugas flexibles se aplican en numerosos vehículos todo terreno, así como en maquinaria agrícola y de obras públicas.

Una oruga flexible de este tipo se compone de una cinta flexible sin fin de elastómero, generalmente elaborada a base de caucho natural que se enrolla alrededor de dos ruedas extremas siendo por lo menos una de ellas motora.

Dicha cinta flexible está generalmente provista, en el lado exterior, de crampones para favorecer la adherencia al suelo y, en su lado interior, de medios para engranar con la o las rueda(s) motora(s).

Otra oruga de cinta flexible sin fin de este tipo se conoce por la patente FR-A-2 711 959 (9313211) a nombre del solicitante. Esta cinta sin fin comprende exteriormente una superficie de rodamiento con crampones e interiormente una fila de dientes en forma de pirámide, situados en dirección longitudinal de la cinta y generalmente equidistantes entre sí.

Esta cinta flexible está reforzada interiormente, es decir en su espesor, por estructuras obtenidas de modo clásico mediante la superposición de capas de materiales con urdimbre y trama.

Como ya se indicó, el refuerzo de la cinta se hace esencialmente mediante un cable de acero que se enrolla en forma de hélice en el espesor de la cinta formando espiras generalmente paralelas entre sí.

Además del cable, se prevé habitualmente unas capas de elementos tensores que se encuentran en el lado interior y/o exterior de la cinta con respecto a las espiras del cable.

En la práctica, la concepción de un cable de refuerzo plantea numerosas dificultades.

En primer lugar, este cable debe tener una gran resistencia a la rotura para permitir a la cinta resistir los esfuerzos particularmente grandes que soporta cuando se monta en un vehículo todo terreno.

Estos esfuerzos comprenden principalmente una precarga de tensión de la cinta y unos esfuerzos de transmisión en par en la rueda motora.

Además de esta condición de resistencia elevada a la rotura, el cable debe presentar una gran flexibilidad longitudinal para permitir una deformación de la cinta durante su funcionamiento y limitar de este modo la potencia absorbida durante el enrollamiento de la cinta. Además, tal cable debe ocupar un espacio reducido teniendo en cuenta el poco espesor relativo de la cinta. Típicamente, dicho espesor tiene en general entre 26 y 30 milímetros.

Por tanto, el cable debe responder a una relación ocupación de espacio/resistencia a la rotura favorable. Por otra parte, es fundamental que el cable, sumergido en el espesor de la cinta, pueda adherirse perfectamente al material de la cinta y que este material pueda penetrar en la propia estructura del cable.

Hasta la fecha, se han propuesto diferentes soluciones para intentar remediar el problema planteado anteriormente.

En la mayoría de las soluciones conocidas, cada cordón del cable comprende dos capas, a saber, una capa interior denominada alma que puede limitarse a un solo filamento y una capa exterior compuesta por varios filamentos, idénticos o no a los filamentos del alma, formando empalmes por torsión alrededor del filamento interior.

Estas soluciones ya conocidas no permiten satisfacer los diferentes criterios mencionados anteriormente.

Por otra parte, según EP-A-0 568 271 y EP-A-0 709 236 se conocen unos cables de refuerzo con varias capas destinados a neumáticos con carcasa radial.

La invención tiene como objetivo principal resolver los inconvenientes anteriormente citados.

La invención intenta particularmente obtener una oruga de cinta flexible sin fin de elastómero, del tipo definido anteriormente, cuyo cable de refuerzo reúne las ventajas de ocupar poco espacio y tener una resistencia elevada a la rotura, y cuya estructura facilita la penetración del elastómero cuando el cable se empotra en una banda de elastómero.

La invención quiere también obtener una oruga susceptible de ser realizada en diferentes dimensiones y apropiada para vehículos todo terreno de toda índole.

La invención propone a dicho efecto una oruga de cinta flexible sin fin del tipo definido anteriormente, donde el cable de refuerzo comprende una pluralidad de cordones y donde cada cordón comprende un alma compuesta al menos por tres filamentos, una capa intermedia compuesta por una pluralidad de filamentos rodeando el alma, así como una capa exterior compuesta por una pluralidad de filamentos rodeando la capa intermedia.

De este modo, el cordón del cable de la oruga de la invención se componen de tres capas, a saber, el alma que forma la capa interior, la capa intermedia y la capa exterior. Esta estructura de tres capas permite favorecer, con una ocupación de espacio igual que con los cables de la técnica anterior, una mayor flexibilidad longitudinal conservando al mismo tiempo las ventajas de una resistencia elevada a la rotura.

El cable de la oruga de la invención ofrece además la ventaja de presentar una mejor resistencia a la fatiga por la gran cantidad de cordones que lo componen.

Por otra parte, dicha estructura particular de tres capas facilita la penetración del elastómero cuando se sumerge el cable en la cinta sin fin durante su fabricación.

En una forma de realización preferida de la invención, el alma está compuesta por tres filamentos retorcidos, la capa intermedia por nueve filamentos retorcidos y la capa exterior por quince filamentos retorcidos. En tal cordón, constituye una ventaja el que los filamentos del alma, los filamentos de la capa intermedia y los filamentos de la capa exterior tienen el mismo diámetro.

En esta forma de realización preferida de la invención, el cable comprende un cordón central rodeado por seis cordones periféricos.

Así, en esta forma de realización preferida, el cable comprende un cordón central rodeado por seis cordones periféricos y los cordones periféricos son todos idénticos y comprenden cada uno un alma compuesta por tres filamentos retorcidos, una capa intermedia compuesta por nueve filamentos retorcidos y una capa exterior compuesta por quince filamentos retorcidos.

En la invención, los filamentos tienen ventajosamente un diámetro comprendido entre 0,2 mm y 0,3 mm y, preferentemente, próximo a 0,25 mm.

En cuanto al cable, su diámetro está ventajosamente comprendido entre 4 mm y 6 mm, y preferentemente, próximo a 5 mm.

La oruga comprende ventajosamente al menos dos capas de elementos tensores sumergidos en el espesor de la cinta y que se extienden cada uno en una dirección transversal u oblicua con respecto a las espiras del cable.

Principalmente, la oruga puede comprender una capa denominada "capa interior" situada del lado interior de la cinta con respecto a las espiras del cable y compuesta por elementos tensores que se extienden en una dirección transversal con respecto a las espiras del cable.

La oruga puede comprender también al menos dos capas denominadas "capas exteriores" situadas del lado exterior de la cinta con respecto a las espiras del cable y compuestas por elementos tensores que se extienden en una dirección transversal u oblicua con respecto a las espiras del cable.

De este modo, en una forma de realización, la oruga comprende dos capas exteriores compuestas cada una por elementos tensores que se extienden en direcciones oblicuas diferentes con respecto a las espiras del cable para formar capas cruzadas.

En caso contrario, la oruga puede comprender además una capa exterior suplementaria compuesta por elementos tensores que se extienden en una dirección transversal con respecto a las espiras del cable.

En tal oruga, los elementos tensores tienen preferentemente dimensiones diferentes en dirección del ancho de la cinta, y ello para evitar la formación de puntos duros que podrían provocar el despegamiento del material elastomérico.

En la descripción que sigue, hecha solamente a título de ejemplo, se toman como referencia los dibujos que se adjuntan, en los que:

- La figura 1, es una vista parcial lateral de una oruga flexible que se enrolla alrededor de una rueda motora.

- La figura 2, es una vista en sección de un cordón con tres capas de filamentos para formar parte de un cable de refuerzo según la invención.

- La figura 3, es una vista en sección de un cable de refuerzo que comprende siete cordones como los representados en la figura 2.

- Las figuras 4 a 8, son vistas en sección de cinco cintas flexibles sin fin provistas de un cable de refuerzo según la invención y de diferentes tipos de elementos tensores.

- La figura 9, es una vista esquemática en planta que muestra 2 capas cruzadas de tensores.

- La figura 10 y última, es una vista en planta que muestra una capa de elementos tensores que se extienden en una dirección transversal con respecto a las espiras del cable de refuerzo.

En primer lugar se hace referencia a la figura 1 que representa un dispositivo de arrastre de una oruga flexible 10 que se enrolla alrededor de una rueda motora 14. Tal dispositivo de arrastre es capaz de equipar vehículos todo terreno de distintos tipos, como por ejemplo maquinaria agrícola, equipos para obras públicas, etc.

La oruga 10 está formada por una cinta flexible sin fin 12 realizada con un material elastomérico, por ejemplo a base de caucho natural, y reforzada interiormente, es decir en su espesor, por estructuras tal como se especificará más adelante.

Estas estructuras están formadas por la superposición de capas de material con urdimbre y trama que comprenden generalmente hilos metálicos.

La cinta sin fin 12 comprende exteriormente una superficie de rodamiento 16 habitualmente provista con crampones (no representados en la figura 1). Está provista interiormente con una fila de dientes 18 situados en el sentido del largo de la cinta y en principio equidistantes entre sí con un espacio PP.

La rueda motora 14 está formada por dos llantas simétricas 20 unidas entre sí, a intervalos regulares, con tacos de arrastre 22. Estos tacos están colocados de forma paralela entre sí en la periferia de la rueda y paralelamente a las generatrices de ésta última. Distan entre sí, en la periferia de la rueda motora 14, un espacio circunferencial cuyo valor está comprendido entre el 93% y el 100% del valor PP del espacio entre los dientes 10, que tienen una
altura H.

Como se ve igualmente en la figura 1, las dientes 18 tienen sensiblemente la forma de una pirámide. Comprenden cada uno dos caras oblicuas 24 que desembocan en una cara superior 26 y dos caras laterales 28.

La cinta flexible sin fin 12, sin considerar los crampones (no representados) ni los dientes, tiene un espesor E que se encuentra típicamente comprendido entre 26 mm y 30 mm, más comúnmente próximo a los 28 mm.

La cinta 12 está reforzada interiormente, es decir en su espesor, por un cable de refuerzo 30 que está enrollado en forma de hélice de modo continuo para formar espiras generalmente paralelas entre sí.

Se hace referencia ahora a la figura 2 que muestra un cordón 32 que forma parte de un cable de refuerzo, en una forma de realización preferida de la invención.

El cordón 32 de la figura 2 se compone de tres capas superpuestas, una capa interior denominada alma compuesta por tres filamentos 34 retorcidos, una capa intermedia compuesta por 9 filamentos 36 retorcidos y una capa exterior compuesta por quince filamentos 38 retorcidos. En el ejemplo, todos los filamentos son idénticos y de acero. Tienen típicamente un diámetro comprendido entre 0,2 mm y 0,3 mm, preferentemente más próximo a los 0,25 mm. Los empalmes por torsión de los filamentos 34 del alma, de los filamentos 36 de la capa intermedia y de los filamentos 38 de la capa exterior tienen preferentemente pasos diferentes. Se constata que se conforma de este modo una estructura con aire porque deja vacíos entre las capas. A pesar de esta estructura con aire, el cordón presenta la ventaja de ofrecer una gran flexibilidad y una gran resistencia a la rotura. Se constata también que comprende un vacío en su parte central, es decir a nivel de la fibra neutra, lo que presenta ventajas para la resistencia del cable. Esto permite también la penetración, en cierta medida, del material elastomérico en el alma misma del cordón.

Con referencia a la figura 3, se muestra un cable 30 formado por siete cordones 32 según la figura 2. Estos siete cordones son idénticos. Comprenden un cordón central 32C rodeado por seis cordones periféricos 32P. En tal cable, los cordones periféricos 32P son retorcidos con respecto al cordón central 32C.

Cuando el cable 30 de la figura 3 está compuesto por filamentos con un diámetro típico generalmente comprendido entre 0,2 mm y 0,3 mm, el diámetro del cable está generalmente comprendido entre 4 mm y 6 mm. Este valor de diámetro es favorable y conviene muy particularmente a una banda cuyo espesor E está comprendido entre 26 mm y 30 mm, como ya se indicó anteriormente.

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En un ejemplo de realización de un cable según la figura 3, todos los filamentos de los siete cordones tienen un diámetro de 0,245 mm. Dicho de otro modo, la estructura del cable puede enunciarse de la forma siguiente: 7 x (3x0,245 mm + 9x0,245 mm + 15x0,245 mm).

Como variante el cable podría comprender, por ejemplo, siete cordones, cada uno con cuatro filamentos 34 de alma con un diámetro de 0,22 mm, nueve filamentos 36 de la capa intermedia con un diámetro de 0,245 mm y quince filamentos 38 de la capa exterior con un diámetro de 0,245 mm. La estructura de tal cable se enuncia de la forma siguiente: 7 x (4 x 0,22 mm + 9 x 0,245 mm + 15 x 0,245 mm).

Se hace ahora referencia a la figura 4 que muestra en sección una cinta en una primera forma de realización de la invención. La cinta 12 está provista interiormente con unos dientes 18 y exteriormente con crampones 40. En el espesor de la cinta se encuentra sumergido un cable 30 según la invención que está enrollado en hélice para formar una pluralidad de espiras 42 que se extienden de forma paralela entre sí. La cinta está también reforzada con tres capas de elementos tensores que se extienden por el lado exterior de la cinta con respecto a las espiras 42 del cable. Dicho de otro modo, estas tres capas están todas situadas del lado de la cinta 12 que lleva los crampones 40.

Se distingue una primera capa exterior 44 formada por tensores que se extienden en una dirección oblicua, una segunda capa 46 de tensores que se extienden en otra dirección oblicua y una tercera capa 48 de tensores que se extienden en dirección transversal. Los tensores de las capas 44 y 46 están cruzados mutuamente, como se puede ver en la figura 9.

Como se ve mejor en la figura 9, los tensores 44 forman un ángulo alfa con respecto a una perpendicular a las espiras 42, mientras que los tensores de la capa 46 forman también un ángulo alfa con respecto a esa misma perpendicular, pero en sentido contrario. El ángulo alfa puede ser, por ejemplo, de 20 grados.

Sin embargo, como se puede ver en la figura 10, los tensores de la capa 48 se extienden en una dirección transversal, es decir perpendicular a las espiras 42.

Como se puede ver en el corte de la figura 4, las capas 44, 46 y 48 se extienden sobre anchos diferentes en el sentido del ancho de la cinta. Esto significa que terminan a distancias diferentes con respecto al eje medio de la cinta. Esto evita la formación de puntos duros que pueden favorecer el despegamiento del material elastomérico donde están sumergidos el cable y las capas de tensores.

Los tensores están formados ventajosamente por hilos metálicos o sintéticos sumergidos en una capa de elastómero, por ejemplo caucho, formando una napa calandrada.

En la forma de realización de la figura 5, la cinta comprende una capa interior 50 formada por elementos tensores que se extienden en la dirección transversal y una capa exterior 52 formada por elementos tensores que se extienden también en la dirección transversal.

En la forma de realización de la figura 6, la cinta comprende una capa interior 50 con elementos tensores análogos a la capa 50 de la figura 4. Comprende además dos capas exteriores, a saber, dos capas oblicuas 46 y 48 análogas a las de la figura 4. Las dos capas oblicuas forman capas cruzadas.

En la forma de realización de la figura 7, que se asemeja a la de la figura 6, se vuelven a encontrar una capa interior 50 y dos capas exteriores 46 y 48. Una capa suplementaria 54 formada por elementos tensores que se extienden en la dirección transversal está además prevista en el espesor de la cinta.

Finalmente, en la forma de realización de la figura 8, se encuentran además dos capas exteriores, a saber una capa 52 análoga a la de la figura 5 y compuesta por elementos tensores que se extienden en dirección transversal, y otra capa exterior 56 compuesta por elementos tensores que se extienden igualmente en dirección transversal.

Los elementos tensores representados en las figuras 4 a 8 tienen típicamente un espesor o un diámetro inferior al del cable 30.

Evidentemente, en el marco de la invención son posibles otros tipos de elementos tensores.

El cable de la invención es también susceptible de numerosas variantes de realización.

De este modo, el alma del cordón podría estar formada por cuatro filamentos en vez de tres y estos filamentos podrían tener un diámetro menor que los filamentos de la capa intermedia y de la capa exterior.

No obstante, en la forma de realización preferida de la invención, todos los filamentos tienen el mismo diámetro para facilitar su fabricación.

Como ya se indicó, el cable de la invención ofrece la ventaja de tener una gran flexibilidad longitudinal, una gran resistencia a la rotura, poca ocupación de espacio y una accesibilidad al material elastomérico donde se encuentra sumergido el cable.

Presenta también una mejor resistencia a la fatiga durante los enrollamientos y las flexiones.

La oruga de la invención puede ser utilizada en diferentes tipos de vehículos todo terreno.

Claims (13)

1. Oruga de cinta flexible sin fin, fabricada con un elastómero, que comprende un cable de refuerzo (30) enrollado en hélice en el espesor (E) de la cinta (12) para formar una pluralidad de espiras (42) generalmente paralelas entre sí, caracterizada porque el cable de refuerzo (30) comprende una pluralidad de cordones (32) donde cada cordón (32) está formado por filamentos de acero y comprende un alma compuesta por al menos tres filamentos (34), una capa intermedia compuesta por una pluralidad de filamentos (36) rodeando el alma y una capa exterior compuesta por una pluralidad de filamentos (38) rodeando la capa intermedia.

2. Oruga de cinta flexible sin fin según la reivindicación 1, caracterizada porque el alma está compuesta por tres filamentos (34) retorcidos, la capa intermedia por nueve filamentos (36) retorcidos y la capa exterior por quince filamentos (38) retorcidos.

3. Oruga de cinta flexible sin fin según la reivindicación 2, caracterizada porque los filamentos (34) del alma, los filamentos (36) de la capa intermedia y los filamentos (38) de la capa exterior tienen el mismo diámetro.

4. Oruga de cinta flexible sin fin según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque comprende un cordón central (32C) rodeado por seis cordones periféricos (32P)

5. Oruga de cinta flexible sin fin según la reivindicación 4, caracterizada porque el cable de refuerzo (30) comprende un cordón central (32C) rodeado por seis cordones periféricos (32C), siendo todos los cordones (32C, 32P) idénticos y comprendiendo cada uno un alma compuesta por tres filamentos retorcidos (34), una capa intermedia compuesta por nueve filamentos retorcidos (36) y una capa exterior compuesta por quince filamentos retorcidos (38).

6. Oruga de cinta flexible sin fin según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los filamentos (34, 36, 38) tienen un diámetro comprendido entre 0,2 mm y 0,3 mm, preferentemente próximo a 0,25 mm.

7. Oruga de cinta flexible sin fin según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el cable (30) tiene un diámetro (D) comprendido entre 4 mm y 6 mm, preferentemente próximo a 5 mm.

8. Oruga de cinta flexible sin fin según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque comprende al menos dos capas de elementos tensores (46 y 48, 50, 52, 54, 56) sumergidos en el espesor (E) de la cinta (12) y que se extienden cada una en una dirección transversal u oblicua con respecto a las espiras (42) del cable (30).

9. Oruga de cinta flexible sin fin según la reivindicación 8, caracterizada porque comprende una capa (50) denominada "capa interior" situada en el lado interior de la cinta con respecto a las espiras (42) del cable (30) y compuesta por elementos tensores que se extienden en una dirección transversal con respecto a las espiras del cable.

10. Oruga de cinta flexible sin fin según una de las reivindicaciones 8 y 9 caracterizada porque comprende al menos dos capas (44, 46, 48) denominadas "capas exteriores" situadas en el lado exterior de la cinta con respecto a las espiras (42) del cable (30) y compuestas por elementos tensores que se extienden en una dirección transversal u oblicua con respecto a las espiras del cable.

11. Oruga de cinta flexible sin fin según la reivindicación 10, caracterizada porque comprende dos capas exteriores (44, 46) compuestas respectivamente por elementos tensores que se extienden en direcciones oblicuas y diferentes con respecto a las espiras (42) del cable (30) para formar capas cruzadas.

12. Oruga de cinta flexible sin fin según la reivindicación 11, caracterizada porque comprende además una capa exterior suplementaria (52), compuesta por elementos tensores que se extienden en una dirección transversal con respecto a las espiras (42) del cable (30).

13. Oruga de cinta flexible sin fin según una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada porque las capas de elementos tensores (44, 46, 48, 50, 52) tienen dimensiones diferentes en dirección del ancho de la cinta.