ES2562801T3 - Pieza semitrabajada de malla metálica y procedimiento para la realización de la misma - Google Patents

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Abstract

Una pieza semitrabajada de malla metálica, que comprende: - una trama (2) definida por una multiplicidad de elementos semejantes a hilo primarios (2a) hechos de material metálico; y - una urdimbre (3) entrelazada con dicha trama (2) y definida por una multiplicidad de elementos semejantes a hilo secundarios (3a), al menos uno de los elementos semejantes a hilo primarios y/o secundarios (2a y/o 3a) estando formado con material de acero rico en carbono; caracterizado porque un diámetro medio de los elementos semejantes a hilo secundarios (2a) está incluido entre 0,25 mm y 0,45 mm y porque un diámetro medio de los elementos semejantes a hilo secundarios (3a) está incluido entre 0,16 mm y 0,26 mm.

Description

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DESCRIPCION
Pieza semitrabajada de malla metalica y procedimiento para la realizacion de la misma
La presente invencion se refiere a una pieza semitrabajada basada en una denominada "malla metalica" (o mas generalmente una estructura del tipo "textil" formada con elementos metalicos que consisten en alambres de trama y urdimbre combinados adecuadamente), asf como al procedimiento para fabricarla.
Se sabe que el trabajo de objetos tejidos basados en materiales metalicos implica algunos recursos tecnologicos, exactamente en conexion con la naturaleza particular del material que se somete a estas operaciones de trabajo; como compensacion por la dificultad de trabajar algunos materiales metalicos, los productos "tejidos" resultantes tienen capacidades mecanicas y/o funcionales que diffcilmente se pueden repetir utilizando otros tipos de materiales.
Por otro lado, los productos semitrabajados textiles de materiales metalicos (semejantes a hilo) tienen una amplia aplicacion en un gran numero de campos tecnicos; por ejemplo, estas mallas metalicas se utilizan para reforzar estructuras que de otro modo se deforman, o como elementos de proteccion individual tales como prendas o zapatos (etcetera).
Como ejemplo particular de lo que se ha indicado generalmente antes, se puede hacer referencia a la maquinaria para trabajar materiales polimericos, donde a menudo se pueden encontrar elementos filtrantes semejantes a malla; usualmente, estos elementos filtrantes consisten en materiales tejidos hechos de acero pobre en carbono revenido.
Estos elementos filtrantes son impregnados por el flujo de material plastico que es trabajado por la maquinaria y por lo tanto debe soportar importantes esfuerzos y presiones, o en todos los casos debe enfrentarse con condiciones de trabajo muy particulares, debido a la naturaleza y/o estado de integracion del propio material polimerico (en un estado granular, en polvo, fluido o multifase).
Los elementos filtrantes de tipo conocido se caracterizan generalmente por algunos inconvenientes importantes y principalmente sufren una vida operativa limitada, alta tendencia a decaimiento geometrico y mecanico, inconstancia de la potencia filtrante con el tiempo y la necesidad de intervenciones frecuentes para sustitucion y servicio.
Por lo tanto, los productos semitrabajados de malla metalica del tipo conocido no siempre se pueden planear y (sobre todo) hacer de tal manera que satisfaga requisitos de diseno particulares, dado que ciertas tipologfas de entretejido de la pieza semitrabajada (y en particular para algunas densidades de malla) asociadas con caractensticas de fortaleza predeterminadas de los alambres metalicos son realmente incompatibles.
En otras palabras, el uso de alambres metalicos con altas prestaciones mecanicas hace que la fabricacion de prendas de alambre/mallas metalicas particularmente cerradas sea muy diffcil y casi imposible, dado que la alta fortaleza metalica de los alambres los hace diffciles de entretejer.
A partir del documento US 2007/0235595 A1 se conoce una pieza semitrabajada de malla metalica segun el preambulo de la reivindicacion 1.
A la luz de la tecnica conocida tratada anteriormente, un objeto de la presente invencion es hacer una pieza semitrabajada de malla metalica asf como proporcionar un procedimiento para producir esta pieza semitrabajada que pueda obviar los inconvenientes mencionados anteriormente.
En particular, la presente invencion tiene por objeto concebir una pieza semitrabajada de malla metalica que pueda tener simultaneamente coherencia y fortaleza mecanico-geometricas satisfactorias y pueda entrelazarse siguiendo patrones de trama e hilo particulares.
Al mismo tiempo, la presente invencion tiene por objeto concebir una pieza semitrabajada de malla metalica que se pueda utilizar como elemento filtrante en maquinaria para procesar materiales plasticos y pueda ofrecer en ella altas prestaciones operativas tanto en terminos de capacidad de filtrado como en deformacion constante asf como vida operativa util.
Ademas, la presente invencion tiene por objeto hacer disponible una pieza semitrabajada de malla metalica (y el procedimiento de produccion relativo) que permita que los costes de produccion sean reducidos en gran medida y el impacto ambiental sea mejorado donde sea posible, mientras al mismo tiempo sea explotable en un gran abanico de variantes.
Los objetos precedentes y adicionales se logran mediante una pieza semitrabajada de malla metalica y un procedimiento para obtener esta pieza semitrabajada, segun la presente invencion, que tiene las caractensticas ilustradas en las reivindicaciones adjuntas y descritas a continuacion en una realizacion de la misma dada a modo de ejemplo no limitativo y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
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- la figura 1 es una vista esquematica de la pieza semitrabajada segun la invencion;
- la figura 2 es una vista ampliada de parte de la pieza semitrabajada vista en la figura 1; y
- las figuras 3 y 4 muestran dos posibles realizaciones alternativas de la pieza semitrabajada segun la invencion.
Con referencia a los dibujos, la pieza semitrabajada de malla metalica segun la invencion esta indicada generalmente por el numeral de referencia 1 y se puede utilizar convenientemente como el elemento filtrante en maquinas para filtrar la masa fundida en reciclaje de materiales plasticos/polimericos (extrusoras, tolvas de alimentacion, moldes y otros, por ejemplo).
Desde el punto de vista estructural, la pieza semitrabajada 1, comprende una trama 2 definida por una multiplicidad de elementos semejantes a hilo primarios 2a hechos de material metalico y una urdimbre 3 entrelazada con la trama 2 y definida a su vez por una multiplicidad de elementos semejantes a hilo secundarios 3a; ventajosamente y a diferencia de los elementos filtrantes de tipo conocido, al menos uno de los elementos semejantes a hilo primarios y/o secundarios 2a y/o 3a consiste en acero rico en carbono:
Dentro del alcance de la presente invencion, es posible por lo tanto que parte de los alambres de urdimbre y/o trama se hagan del material particular mencionado anteriormente (acero rico en carbono), que tiene una resistencia a la traccion muy alta y por lo tanto da al producto semitrabajado caractensticas de comportamiento particulares.
Dentro del alcance de la presente invencion, tambien es posible senalar que la expresion, "parte de los alambres de urdimbre y/o trama" puede significar que la pieza semitrabajada comprende alambres ricos en carbono "individuales" dispuestos al azar, o que la pieza semitrabajada comprende alambres ricos en carbono dispuestos en una "secuencia" predeterminada (es decir, un alambre rico en carbono cada N alambres hechos de otro material); en todos casos, la densidad de malla de la presente pieza semitrabajada se puede incluir tfpicamente dentro de los valores detallados a continuacion.
En particular, el uso de elementos semejantes a hilo hechos de acero rico en carbono permite la creacion de un elemento filtrante que se puede montar en maquinas de procesamiento de material plastico y/o material polimerico y ofrece una alta potencia filtrante (o mas generalmente, ofrece la posibilidad de variar adecuadamente la potencia filtrante mediante una preseleccion apropiada de la densidad de malla) y al mismo tiempo permite mantener un alto caracter plano, asf como una fortaleza mecanica y constancia filtrante prolongada incluso cuando dicho elemento filtrante se somete a flujos de material polimerico/plastico que son particularmente intensos y tienen viscosidad alta.
Para los objetos de la presente invencion y en particular para hacer productos semitrabajados que tengan propiedades mecanicas que se diferencien ampliamente entre si dependiendo de los usos finales, es convenientemente posible que unicamente parte de un solo alambre o una fraccion de todos los alambres utilizados se hagan de acero rico en carbono (por ejemplo, el acero rico en carbono unicamente se puede utilizar en los cantos de pieza semitrabajada, mientras que lejos de los cantos, los alambres de material diferente pueden formar los alambres de trama y urdimbre, tales como acero pobre en carbono por ejemplo).
Tambien cabe senalar que dentro del alcance de la presente invencion se desea hacer una pieza semitrabajada de malla metalica que combine una seleccion de material particular con una "densidad de malla" particular, es decir, una relacion entre el numero de alambres y una coordenada dimensional (una coordenada lineal o de superficie) que sea significativamente mas alta que la de piezas semitrabajadas de malla metalica similares ya conocidas en la tecnica; en este sentido se reconocera que la tecnica conocida no puede obtener substancialmente mallas metalicas en las que las mallas esten muy cerca o tengan una alta densidad, utilizando alambres de acero rico en carbono, debido a las dificultades para trabajar este material.
Para completar la descripcion, la expresion "acero rico en carbono" a la que se hace referencia en esta memoria descriptiva (y tambien repetida en las siguientes reivindicaciones) se utiliza para indicar una familia de aceros en la que hay un porcentaje de carbono para el que se determinan valores particulares de modulo de elasticidad y esfuerzo de rotura, como se muestra en la siguiente tabla a modo de ejemplo:
Diametro de alambre (mm)
Modulo de elasticidad (N/mm2) Esfuerzo de rotura (N)
0,15
2600-2900 42-54
0,20
2750-3050 82-100
0,25
2750-3350 129-170
0,28
2750-3050 163-193
0,295
2450-2750 163-193
0,30
2450-3350 169-243
0,33
3050-3350 255-293
0,35
3050-3350 287-329
0,38
2450-3050 273-352
0,45
2450-3050 386-490
0,50
2450-3050 475-605
0,56
2450-3050 600-755
0,60
2450-3050 690-865
0,65
2450-3050 815-1010
0,71
2450-3050 970-1210
0,80
2150-2750 1090-1375
Mas particularmente, para el material concerniente a la presente invencion, se puede identificar un intervalo general de modulo de elasticidad incluido entre 2000 y 3350 N/mm2.
5 Al mismo tiempo, los tamanos de los alambres que se pueden utilizar en la presente invencion y las "densidades de malla obtenibles" relativas (tanto en direccion de trama como de urdimbre) se pueden resumir en la siguiente tabla de ejemplos:
Diametro de alambre (mm)
Densidad de malla minima (alambres/cm) Densidad de malla maxima (alambres/cm)
0,10
80 114
0,11
73 104
0,12
67 95
0,13
62 88
0,14
57 81
0,15
53 76
0,16
50 71
0,17
47 67
0,18
44 63
0,19
42 60
0,20
40 57
0,21
38 54
0,22
36 52
0,23
35 50
0,24
33 48
0,25
32 46
0,26
31 44
0,27
30 42
0,28
29 41
0,29
28 39
0,30
27 38
0,31
26 37
0,32
25 36
0,33
24 35
0,34
24 34
0,35
23 33
0,36
22 32
0,37
22 31
0,38
21 30
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40
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0,39
21 29
0,40
20 29
0,41
20 28
0,42
19 27
0,43
19 27
0,44
18 26
0,45
18 25
0,46
17 25
0,47
17 24
0,48
17 24
0,49
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0,50
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En una de las posibles realizaciones de la invencion, todos los elementos semejantes a hilo primarios 2a y/o todos los elementos semejantes a hilo secundarios 3a (o tambien parte de ellos, tales como un alambre cada "n" alambres, variando "n" entre 2 y 10, por ejemplo) se componen de acero rico en carbono.
Para permitir que se obtengan las combinaciones deseadas entre alta densidad de malla y prestaciones mecanicas apropiadas, el diametro medio de los elementos semejantes a hilo primarios 2a se puede incluir entre 0,10 mm y 0,60 mm (y se puede incluir entre 0,25 mm y 0,55 mm por ejemplo, o tambien entre 0,30 mm y 0,45 mm).
Al mismo tiempo, el diametro medio de los elementos semejantes a hilo secundarios 3a se puede incluir entre 0,10 mm y 0,50 mm (y se puede incluir entre 0,15 mm y 0,26 mm o tambien entre 0,16 mm y 0,20 mm, por ejemplo).
Por el contrario, como para las densidades de malla obtenibles con la presente invencion, es posible establecer justamente como indicacion que los elementos semejantes a hilo primarios 2a definan una densidad de malla media "en la direccion de trama" incluida entre 4 alambres/cm y 12 alambres/cm, mientras que los elementos semejantes a hilo secundarios 3a definen una densidad de malla media "en la direccion de urdimbre" incluida entre 16 alambres/cm y 120 alambres/cm.
Desde el punto de vista estructural, los alambres de trama y urdimbre pueden ser de cualquier tipo, siempre que esten adaptados a asegurar la coherencia dimensional necesaria y la compacidad requerida (por ejemplo, con el fin de obtener un compromiso optimo entre alta capacidad de filtracion y mantenimiento del caracter plano y solidez, si la pieza semitrabajada segun la invencion actua como un elemento filtrante en maquinas para procesar materiales polimericos y/o plasticos); por ejemplo, los extremos de los alambres de trama pueden ser "abiertos" (es decir cortados, de modo que la trama se define por una serie de alambres segmentados paralelos entre sf pero discontinuos desde el punto de vista topologico) o "cerrados" (dando lugar por lo tanto a una trama formada de un solo alambre que tiene un curso semejante a una serpentina).
Convenientemente, la eleccion de proporcionar una trama con extremos "abiertos" o "cerrados" se basa en requisitos actuales, tales como tener en cuenta los tipos diferentes de acabado que se va a dar a los cantos de la pieza semitrabajada, por ejemplo.
La pieza semitrabajada de la invencion puede adoptar diferentes conformaciones en el espacio, una conformacion plana o no, dependiendo de requisitos actuales; en una realizacion particularmente simple de la misma, se define una figura plana poligonal (tfpicamente rectangular) o, mas generalmente, una figura que tiene un eje medio 4 (en la misma direccion que la trama 2 o la urdimbre 3).
Convenientemente, dependiendo de las prestaciones mecanicas que se deseen dar a la pieza semitrabajada, puede haber presente al menos una parte lateral de refuerzo 5 que se extienda paralela a dicho eje medio 4 y este ubicada en y/o cerca de al menos un canto 5a de la pieza semitrabajada.
Dicha parte lateral de refuerzo 5 se puede hacer de diferentes maneras: por ejemplo, puede tener una densidad de malla local (en la direccion de urdimbre, por ejemplo) diferente de (p. ej. ligeramente menor que, pero tambien igual a, dependiendo de los requisitos actuales) aquella tfpica del resto de la pieza semitrabajada; con el fin de maximizar las prestaciones de la misma (y al mismo tiempo minimizar la extension de la misma), la parte lateral de refuerzo 5 se puede hacer con alambres de acero rico en carbono.
Como alternativa a la presencia de la parte lateral de refuerzo 5 (pero, en caso necesario, tambien en combinacion con la misma), tambien puede haber presente al menos una parte plegada 6 que este dispuesta en y/o en las
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inmediaciones de al menos un canto 5a; esta parte plegada 6 define una lmea de pliegue 6a preferentemente paralela al canto 5a y el uso de la misma por ejemplo tiene lugar en los productos semitrabajados en los que los alambres de trama tienen extremos "abiertos"; en estos casos la lmea de pliegue ubicada cerca del canto 5a permite que los extremos de los alambres de trama sean llevados hacia dentro de la pieza semitrabajada, eliminando por lo tanto posibles riesgos de que queden cogidos o incluso de perdida de la estructura de entretejido.
Para los objetos de la presente invencion tambien es posible la presencia de dos o mas partes laterales de refuerzo 5, asf como de dos o mas partes plegadas 6 que se pueden disponer cerca de/en lados paralelos de la pieza semitrabajada 1, por ejemplo.
Como ya se ha mencionado en diferentes puntos anteriormente, un objeto de la presente invencion es concebir una aplicacion (o "uso") particular de la pieza semitrabajada 1 descrita en el presente documento (y reivindicada a continuacion); en particular, un objeto de la invencion es proporcionar un elemento filtrante asociable con maquinas para procesar materiales plasticos y/o polimericos que comprendan una parte activa (adaptada para llevar a cabo filtrado en un flujo de material polimerico y/o plastico) y un dobladillo longitudinal que delimite esta parte activa.
Ventajosamente, al menos la parte activa de este elemento filtrante se puede hacer de al menos una pieza semitrabajada 1 de malla metalica como se ha descrito anteriormente en el presente documento y/o segun se reivindica a continuacion.
Asimismo, tambien un objeto de la presente invencion es proporcionar un procedimiento innovador y original para fabricar una pieza semitrabajada de malla metalica (dicho procedimiento se puede poner en practica por ejemplo para hacer un elemento filtrante asociable con maquinas procesadoras para materiales polimericos y/o plasticos).
Este procedimiento comprende las siguientes etapas:
- antes de nada, proporcionar una multiplicidad de elementos semejantes a hilo primarios 2a hechos de material metalico que tengan un diametro medio incluido entre 0,25 mm y 0,45 mm;
- simultaneamente proporcionar una multiplicidad de elementos semejantes a hilo secundarios 3a que tengan a su vez un diametro medio incluido entre 0,16 mm y 0,26 mm; y
- despues entrelazar los elementos semejantes a hilo primarios 2a con los elementos semejantes a hilo secundarios 3a con el fin de obtener una estructura textil que consista en trama 2 y urdimbre 3.
Ventajosamente, la estructura textil definida anteriormente tendra una densidad de malla "media" en la direccion de trama incluida entre 4 alambres/cm y 12 alambres/cm, mientras que tendra una densidad de malla "media" en la direccion de urdimbre incluida entre 16 alambres/cm y 120 alambres/cm; al mismo tiempo, al menos uno o preferentemente parte de los elementos semejantes a hilo primarios 2a y/o los elementos semejantes a hilo secundarios 3a incluiran alambres de acero rico en carbono.
La invencion permite el logro de ventajas importantes.
En primer lugar, cabe senalar que debido a la arquitectura de construccion particular de la pieza semitrabajada 1 asf como a la seleccion particular de los materiales constituyentes de la misma, se obtiene una estructura de malla eficiente asociada con una capacidad eficiente de aguantar esfuerzos mecanicos; esto implica la posibilidad de utilizar esta pieza semitrabajada en maquinaria de trabajos duros (tal como usar como elemento filtrante en maquinas para procesar materiales plasticos).
Ademas, la posibilidad de introducir importantes variaciones estructurales (extremos "cerrados" o "abiertos" de los alambres de trama, presencia de partes de refuerzo en las inmediaciones de los cantos, posible presencia de estructuras que tengan partes plegadas y/o estratificadas y otras) aumenta aun mas la flexibilidad de aplicacion de la presente pieza semitrabajada, sin en absoluto casos que vanen el concepto base inventivo.
En segundo lugar, cabe senalar que debido a la amplia posibilidad de correlacion entre el material que forma los alambres y los diametros y la densidad de malla, se puede fabricar una gran variedad de productos semitrabajados que por lo tanto se pueden ajustar a diferentes condiciones de filtrado en igual numero de maquinas diferentes, o mas generalmente se pueden ajustar de manera que puedan satisfacer diferentes requisitos operativos en las maquinas o ambientes mas variados.
Se apreciara tambien que la posibilidad de utilizar alambres de acero rico en carbono mediante operaciones para recuperacion de desechos y/o reciclaje de otros materiales puede constituir una reutilizacion eficiente de los propios materiales, que reducira ventajosamente el impacto medioambiental.
Finalmente, la presente invencion permite la produccion de piezas semitrabajadas de malla metalica que ofrecen altas prestaciones mientras al mismo tiempo permiten costes de produccion bajos y por consiguiente precios de venta reducidos.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
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    35
    40
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    50
    REIVINDICACIONES
    1. Una pieza semitrabajada de malla metalica, que comprende:
    - una trama (2) definida por una multiplicidad de elementos semejantes a hilo primarios (2a) hechos de material metalico; y
    - una urdimbre (3) entrelazada con dicha trama (2) y definida por una multiplicidad de elementos semejantes a hilo secundarios (3a), al menos uno de los elementos semejantes a hilo primarios y/o secundarios (2a y/o 3a) estando formado con material de acero rico en carbono;
    caracterizado porque un diametro medio de los elementos semejantes a hilo secundarios (2a) esta incluido entre 0,25 mm y 0,45 mm y porque un diametro medio de los elementos semejantes a hilo secundarios (3a) esta incluido entre 0,16 mm y 0,26 mm.
  2. 2. Una pieza semitrabajada segun la reivindicacion 1, en la que todos elementos semejantes a hilo primarios (2a) y/o todos elementos semejantes a hilo secundarios (3a) consisten en material de acero rico en carbono.
  3. 3. Una pieza semitrabajada segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los elementos semejantes a hilo primarios (2a) definen una densidad de malla media en la direccion de trama incluida entre 4 alambres/cm y 12 alambres/cm.
  4. 4. Una pieza semitrabajada segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los elementos semejantes a hilo secundarios (3a) definen una densidad de malla media en la direccion de urdimbre incluida entre 16 alambres/cm y 120 alambres/cm.
  5. 5. Una pieza semitrabajada segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que tambien se define un eje medio (4) dirigido en la direccion de trama (2) o de urdimbre (3) y en la que hay presente al menos una parte lateral de refuerzo (5) que se extiende paralela a dicho eje medio (4) y esta ubicada en y/o cerca de al menos un canto (5a) de la propia pieza semitrabajada, dicha al menos una parte lateral de refuerzo (5) teniendo preferentemente una densidad de malla local en la direccion de urdimbre que es localmente diferente a dichas densidades de malla medias en la direccion de trama y/o de urdimbre y componiendose mas preferentemente de alambres de acero rico en carbono.
  6. 6. Una pieza semitrabajada segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que tambien esta presente al menos una parte plegada (6) en y/o cerca de al menos un canto (5a), definiendo dicha parte plegada (6) una lmea de pliegue (6a) preferentemente paralela al canto (5a).
  7. 7. Un elemento filtrante asociable con maquinas para procesar materiales plasticos, que comprende una parte activa adaptada para llevar a cabo filtrado en un flujo de un material plastico y/o polimerico y un dobladillo longitudinal que confina dicha parte activa, caracterizado porque al menos la parte activa esta hecha de al menos una pieza semitrabajada de malla metalica o tela de alambre segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
  8. 8. Un procedimiento para fabricar una pieza semitrabajada de malla metalica, preferentemente para producir un elemento filtrante asociable con maquinas para procesar materiales plasticos y/o materiales polimericos, estando caracterizado el procedimiento porque comprende las siguientes etapas:
    - proporcionar una multiplicidad de elementos semejantes a hilo primarios (2a) hechos de material metalico que tienen un diametro medio incluido entre 0,25 mm y 0,45 mm;
    - proporcionar una multiplicidad de elementos semejantes a hilo secundarios (3a) que tienen a su vez un diametro medio incluido entre 0,16 mm y 0,26 mm; y
    - entrelazar dichos elementos semejantes a hilo primarios y secundarios (2a, 3a) con el fin de obtener una estructura textil que consiste en una trama (2) y una urdimbre (3), incluyendo al menos uno o preferentemente parte de los elementos semejantes a hilo primarios (2a) y/o de los secundarios (3a) alambres de acero rico en carbono.
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