HILO PLANO CON ELEVADA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN COMO REFUERZO DE MANGUERA.

Una manguera o tubo flexible reforzada por medio de al menos un hilo de acero achatado con bordes naturales,

caracterizada en que dicho hilo de acero tiene: - una relación de espesor a anchura t/w inferior a 0,95, - una resistencia a la tracción Rm que supera 3.500 -

La presente invención se refiere a una manguera o tubo flexible reforzada por medio de al menos un hilo de acero.

Antecedentes de la invención

En la técnica de mangueras o tubos flexibles se han hecho varios intentos, bien para disminuir el diámetro de la manguera o tubo mientras que se mantiene igual la cuantía del refuerzo, o bien para mantener constante el diámetro de la manguera o tubo mientras que se aumenta la cuantía del refuerzo. En ambos casos, se han ensayado hilos de acero o cordones de acero con resistencias a la tracción superiores. Sin embargo, hasta ahora y a gran diferencia de los neumáticos de caucho, no han tenido éxito los ensayos con mangueras o tubos flexibles que tienen cordones de acero e hilos de acero con resistencias a la tracción superiores. La aplicación de un tratamiento de alivio de tensiones, como se describe en la patente EP-B1-0790349, a los hilos de acero o los cordones de acero con resistencias a la tracción superiores, ha probado que mitiga los inconvenientes del refuerzo de resistencia a la tracción superior en mangueras o tubos, pero, al mismo tiempo, ha disminuido la resistencia a la tracción de los hilos de acero o los cordones de acero.

La patente US-B1-6390141 describe una manguera resistente al aplastamiento reforzada mediante hilos de acero redondos o rectangulares. Los hilos redondos pueden tener una resistencia a la tracción que varía de 345 MPa a 2.100 MPa. La patente JP-A-8-187796 describe una manguera reforzada mediante un hilo de acero achatado.

Compendio de la invención

Es un objeto de la presente invención evitar los inconvenientes de la técnica anterior.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un refuerzo de acero de resistencia a la tracción alta en mangueras y tubos flexibles.

Es un objeto adicional de la presente invención disminuir el diámetro exterior de mangueras y tubos flexibles, sin disminuir la cuantía del refuerzo.

Es un objeto alternativo de la presente invención aumentar la cuantía del refuerzo en mangueras

o tubos flexibles, sin aumentar el diámetro exterior de estas mangueras o tubos.

Según la invención, se proporciona una manguera o tubo flexible reforzada por medio de al menos un hilo de acero achatado. El hilo de acero tiene las siguientes características:

- una relación de espesor a anchura t/w inferior a 0,95,

- una resistencia a la tracción Rm que supera 3.500 - 2.000 x d, donde d es el diámetro expresado en mm de un círculo que tiene la misma superficie en corte transversal que el hilo achatado, y donde Rm se expresa en MPa,

- un alargamiento permanente bajo carga máxima Ag de al menos 0,70%.

Con carácter de ejemplo preferible, el hilo de acero achatado tiene bordes naturales. Las expresiones “hilo de acero achatado con bordes naturales” se refieren a un hilo de acero plano que se ha laminado entre dos rodillos: tal hilo de acero tiene dos lados planos y dos bordes redondeados, que se refieren como bordes naturales ya que allí no se ha ejercido ninguna fuerza. El espesor t es la distancia entre los dos lados planos. La anchura w es la mayor distancia en el corte transversal entre los dos bordes redondeados.

Se ha necesitado algún tiempo para descubrir la razón de la falta de éxito de los hilos y cordones de resistencia a la tracción superior en mangueras y tubos. Inicialmente, la falta de éxito se atribuyó al fenómeno de que los hilos de resistencia a la tracción superior son más vulnerables que los hilos de resistencia a la tracción normal a las fuerzas de contacto lateral. Aunque este fenómeno es cierto, desde un punto de vista general, no es la razón de la falta de éxito en mangueras y tubos flexibles. Según los inventores, la razón real se ha de encontrar en la disminución de la ductilidad de los hilos de acero y los cordones de acero de resistencia a la tracción superior: cuanto mayor es la resistencia a la tracción, menor es la ductilidad. El achatamiento de los hilos de acero redondos, por ejemplo por medio de un laminado en frío, aumenta sustancialmente la ductilidad mientras que reduce sólo ligeramente la resistencia a la tracción. Este fenómeno, conocido como tal bajo el nombre de efecto Bausinger, se aplica ahora a hilos de acero de resistencia a la tracción superior para el refuerzo de mangueras y tubos.

Con una relación de espesor a anchura t/w por debajo de 0,95, ya se aprecia un aumento sustancial de la ductilidad. Cuanto menor es la relación del espesor a la anchura t/w, mayor es el aumento de la ductilidad. Luego, una t/w por debajo de 0,90 es mejor que una t/w por debajo de 0,95. Generalmente, la relación t/w puede variar de 0,20 a 0,95, por ejemplo de 0,30 a 0,85.

Generalmente, el espesor t puede variar de 0,15 mm en adelante, por ejemplo de 0,20 mm en adelante. La anchura w puede variar hasta 1,50 mm, por ejemplo hasta 1,30 mm. Con respecto a las resistencias a la tracción, se denomina una resistencia a la tracción alta a una resistencia a la tracción Rm que supera 3.500 - 2.000 x d MPa, donde d es el diámetro de un círculo que tiene la misma superficie en corte transversal. Una resistencia a la tracción Rm que supera 3.900 - 2.000 x d MPa, se denomina una resistencia a la tracción súper alta.

Una resistencia a la tracción Rm que supera 4.300 - 2.000 x d MPa, se denomina una resistencia a la tracción ultra alta.

La invención se aplica tanto a las mangueras en espiral como a las mangueras trenzadas. Normalmente una manguera trenzada tiene unos hilos de refuerzo con un espesor t por debajo de 0,45 mm, y normalmente una manguera en espiral tiene unos hilos de refuerzo con un espesor t por debajo de 0,75 mm.

El material matriz de las mangueras puede ser caucho, un termoplástico, poliuretano y similares.

Breve descripción de los dibujos

Ahora se describirá la invención con más detalle con referencia a los dibujos anexos, en los que

- La FIGURA 1 es un corte transversal de un hilo de acero achatado;

- La FIGURA 2 es un corte transversal de otro hilo de acero achatado;

- La FIGURA 3 es un diagrama de tensión-deformación que explica los diferentes alargamientos;

- La FIGURA 4 compara una manguera de la técnica anterior con una manguera de la invención.

Descripción de las realizaciones preferidas de la invención y de una comparación con unas realizaciones de la técnica anterior.

El hilo redondo de la técnica anterior tiene una limitación en relación con el espacio usado eficazmente. En realidad, el espacio ocupado por un hilo redondo con un diámetro d es igual a d2, mientras que el área reforzada solamente es d2/4, luego el grado de espacio usado eficazmente asciende a /4 = 0,785.

El hilo redondo de la técnica anterior se compara ahora con un primer hilo achatado 10, como se muestra en la FIGURA 1. El hilo achatado 10 tiene un espesor t de 0,485 mm y una anchura w de 0,604 mm. Luego, la relación t/w es igual a 0,803. El área superficial del rectángulo de la línea de puntos es 0,293 mm2, mientras que el área reforzada es 0,2462 mm2. Luego, el grado de espacio usado eficazmente asciende a 0,84, que es mayor que en el caso de un hilo redondo de la técnica anterior.

El hilo achatado 10 tiene unos bordes naturales 12 y 12”, que son los bordes formados mediante el laminado de un hilo de acero redondo entre dos rodillos sin obstruir el flujo plástico en una dirección perpendicular a la acción de los dos rodillos.

La comparación con un hilo redondo de la técnica anterior se continúa con ayuda de la FIGURA

2. El hilo achatado 20 tiene un espesor t de 0,310 mm y una anchura w de 0,853 mm. Luego, la relación t/w es igual a 0,363. El área superficial del rectángulo de la línea de puntos es 0,26443 mm2, mientras que el área reforzada es 0,247 mm2. Luego, el grado de espacio usado eficazmente asciende a 0,934, que es mayor que en el caso de un hilo redondo de la técnica anterior y mayor que en el caso de la FIGURA 1. Cuanto más pequeña es la relación t/w, mayor es el grado de espacio usado eficazmente.

El hilo de acero achatado se puede fabricar de la siguiente manera. El material de partida es una varilla redonda de acero con una composición de acuerdo con las líneas siguientes: un contenido mínimo de carbono de 0,60%, un contenido de manganeso que varía entre 0,30 y 0,80%, un contenido de silicio que varía entre 0,10 y 0,45%, un... [Seguir leyendo]

1. Una manguera o tubo flexible reforzada por medio de al menos un hilo de acero achatado con bordes naturales, caracterizada en que dicho hilo de acero tiene:

- una relación de espesor a anchura t/w inferior a 0,95, -una resistencia a la tracción Rm que supera 3.500 - 2.000 x d, donde d es el diámetro de un círculo que tiene la misma superficie en corte transversal que el hilo achatado y se expresa en mm, y donde Rm se expresa en MPa,

- un alargamiento permanente bajo carga máxima Ag de al menos 0,70%.

2. Una manguera o tubo flexible según la reivindicación 1, en la que dicha resistencia a la trac10 ción Rm supera 4.300 - 2.000 x d.

3. Una manguera o tubo flexible según una de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha relación de espesor a anchura t/w es inferior a 0,90.

4. Una manguera o tubo flexible según una de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho al menos un hilo de acero se enrolla helicoidalmente para formar una manguera o tubo en espiral.

15 5. Una manguera o tubo flexible según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que se proporciona más de un hilo de acero.

6. Una manguera o tubo flexible según la reivindicación 5, en la que dichos más de un hilo de acero se trenzan para formar una manguera o tubo trenzada.