Banda transportadora de accionamiento directo y de baja fricción.

Una banda transportadora de accionamiento directo que comprende:

una cinta sin fin termoplástica (100, 208, 400) estirable bajo carga;

al menos una polea motriz (102, 202, 408), en donde la cinta tiene dientes (106, 306, 402) y la polea tiene escotaduras (104, 406), en donde el paso del diente de la cinta es menor que el paso de la polea motriz, a menos de la máxima elongación de la cinta, de manera que, únicamente un diente será impulsado por una escotadura de la polea en un tiempo determinado, y la polea puede girar mientras la cinta se desplaza hasta que un diente se acopla de nuevo, caracterizada por

medios (132, 136, 138) para permitir una fricción mínima entre la cinta y la polea de accionamiento, donde la fricción añade un componente de fuerza que interfiere con el movimiento relativo entre la cinta y la polea.

Banda transportadora de accionamiento directo y de baja fricción Referencia cruzada con solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud estadounidense N° 60/593.493, presentada el 19 de enero de 2005.

Antecedentes de la invención Área de la invención

La presente invención hace referencia a cintas sin fin para bandas transportadoras y, más particularmente, a cintas sin fin dentadas, termoplásticas impulsadas por poleas.

Descripción del arte relacionado

Las bandas transportadoras de accionamiento directo de baja tensión a menudo se utilizan en situaciones donde la higiene y la limpieza son de vital importancia. Por ejemplo, en plantas de procesamiento de alimentos tales como aquellas que procesan productos cárnicos para el consumo humano, se utilizan bandas transportadoras de accionamiento directo de baja tensión para transportar los artículos. El saneamiento es de vital importancia y, por lo tanto, las cintas sin fin utilizadas en tales transportadoras están fabricadas de manera convencional con materiales que pueden limpiarse de manera higiénica.

Se conoce el uso de cintas termoplásticas con una superficie continua lisa en un lado, y dientes en el otro lado adaptados para acoplarse con ranuras o acanaladuras en una polea motriz, tal como se muestra por ejemplo en la patente estadounidense N° 5.911.307. Una cinta de este tipo se conoce también a partir de la patente WO 03/076311 A1. Pero tal cinta termoplástica tiene características tanto de una cinta plana y estirable que habitualmente podría ser accionada mediante una polea de fricción, como de una cinta dentada accionada mediante una polea motriz. Estas características reflejan las dos formas básicas en que una polea motriz puede transmitir par de fuerza a la cinta. En una cinta plana, el par de fuerza se transmite a la cinta mediante fricción entre la superficie de la polea motriz y la superficie adyacente de la cinta. La efectividad de este tipo de accionamiento es una función de la tensión de la cinta (tanto pretensión inicial como la tensión generada debido a la carga del producto) y el coeficiente de fricción del material de la superficie de la cinta y el material de la superficie de la polea. Una banda plana impulsada por fricción está sujeta a contaminantes que pueden afectar el coeficiente de fricción. Además, las cintas alargadas habitualmente se estiran con el tiempo y con la carga, y tal estiramiento puede afectar su tensión. Una cinta termoplástica en particular puede estirarse un 3% de su longitud o más.

Por estas razones, se prefieren las cintas de accionamiento directo en instalaciones de ese tipo como medio para las operaciones de manipulación de alimentos. En una cinta dentada ideal, el par de fuerza se transmite a la cinta a través del contacto de una cara de un diente o una escotadura en la polea con una cara de un diente o una escotadura en la cinta. Pero la utilización de una cinta dentada termoplástica, tal como una cinta de accionamiento directo con una polea, introduce problemas, principalmente debido a la elasticidad de la cinta.

Dado que una cinta termoplástica se estira al soportar una carga, los dientes de la cinta no siempre se acoplan encajando con las escotaduras o acanaladuras de la polea a medida que la cinta se enrolla alrededor de la polea. Las soluciones previas han determinado que el paso de diente de la cinta debe ser menor que el paso de la polea motriz en menos que la elongación máxima de la cinta. Además, el paso de la polea debe ser igual al paso de la cinta en su máxima elongación, con una posible diferencia de sólo una fracción de un porcentaje. Además, para asegurar que los dientes de la cinta se encuentren en tal posición que les permita introducirse en las acanaladuras de la polea, el ancho de cada acanaladura en la polea debe exceder el ancho del diente de la cinta al menos en la cantidad de distancia generada por la máxima elongación posible de la cinta en el tramo de enrollamiento de la cinta.

Sin embargo, siguen existiendo problemas para asegurar que los dientes de la cinta permanezcan acoplados con las acanaladuras de la polea en toda la amplitud de elongación de la cinta y carga en el área. Debido a la diferencia de paso necesaria entre la cinta y la polea, sólo un diente de la cinta será impulsado por una acanaladura de la polea en un momento dado. Se ha encontrado que este diente acoplado siempre es el diente que está a punto de salir de la polea. Para todos los dientes siguientes de la cinta que se acoplan con las acanaladuras de la polea en un momento dado, existe un espacio entre la cara del diente de la cinta y la cara de la acanaladura de la polea, y el espacio aumenta de tamaño de manera gradual para cada diente sucesivo. El tamaño de estos espacios es una función de la tensión de la cinta, en cuanto a que cada espacio respectivo es más grande cuando la cinta tiene una tensión mínima y más pequeño cuando la cinta está sometida a una tensión máxima. Si la tensión de la cinta excede un máximo predeterminado, el diente de entrada ya no se asentará de manera apropiada en la acanaladura de la

polea y se perderán las características de accionamiento efectivo. En otras palabras, la polea puede rotar mientras la cinta se mueve hasta que un diente se acopla nuevamente.

Puede verse que cuando el diente que sale se desacopla de la polea motriz sigue existiendo un espacio entre el siguiente diente de la cinta y la cara de su acanaladura respectiva de la polea. Por lo tanto, descontando una aceleración de la cinta y cualquier fricción entre la cinta y la polea, la cinta se detendrá de manera efectiva por un momento hasta que la acanaladura siguiente se acople una vez más con el siguiente "diente de salida". Durante este momento no se transmite par de fuerza de la polea a la cinta y por lo tanto, la velocidad de la cinta se retarda de manera temporal.

Este movimiento produce una pequeña cantidad de vibración y ruido en el sistema. La vibración aumenta en frecuencia a medida que el paso se reduce y/o aumenta la velocidad de rotación de la polea. Puede ser casi indetectable en aplicaciones de cintas con un paso pequeño y una gran cantidad de masa para amortiguación, tales como cuando grandes cargas de producto se acercan a un máximo predeterminado de elongación de la cinta. Pero para muchas aplicaciones, en particular donde las cargas son ligeras y/o la velocidad de la cinta es más lenta, la vibración y ruido resultantes pueden ser inaceptables.

Sin embargo, un poco de desplazamiento entre la cinta y la polea es lo que permite el funcionamiento de una aplicación de accionamiento directo. Este desacoplamiento temporal de los dientes de la cinta de las acanaladuras de la polea produce que la velocidad promedio de la cinta sea menor que la velocidad promedio de la polea. De hecho, la velocidad promedio de la cinta es menor que la velocidad de la polea en el porcentaje de elongación que todavía está disponible en la cinta (elongación máxima - elongación actual). Debido a este desplazamiento necesario, cualquier característica de accionamiento de una cinta plana afectará los beneficios del accionamiento directo, por ejemplo, la fricción. La fricción entre la cinta y la polea retardará el desplazamiento y hará que el diente posterior no se acople a la acanaladura de la polea.

Otro problema ocurre cuando la cinta no está sometida prácticamente a ninguna tensión. En alguna aplicación, tal como una cinta posicionada de manera horizontal, el peso del tramo inferior de la cinta tiende a extraer los dientes en el punto de salida fuera de la respectiva acanaladura de la polea. El área fundamental del enrollamiento de la cinta es la corta distancia entre el punto de salida y un paso de acanaladura de polea anterior. Si el diente de la cinta permanece acoplado a través de este arco se alcanzará el accionamiento adecuado, pero si no, el diente de la cinta "saltará" y la dinámica de accionamiento se volverá incontrolado.

Resumen de la invención

En un aspecto de la invención, una banda transportadora de accionamiento directo incluye una cinta sin fin estirable bajo carga, y una o más poleas motrices. Una bien la cinta o bien la polea consta de dientes, y la otra, bien la cinta o la polea, consta de escotaduras en un paso diferente, de tal manera que el paso de la polea sea mayor que el paso de la cinta. Además, las escotaduras están adaptadas para recibir los dientes a medida que la cinta se enrolla en torno a la polea en un punto de salida. Se proporcionan medios para minimizar la fricción entre la cinta y la polea motriz, de tal manera que únicamente un diente o escotadura en la cinta en un tiempo sea impulsado por una escotadura o diente impulsores correspondiente... [Seguir leyendo]

1. Una banda transportadora de accionamiento directo que comprende: una cinta sin fin termoplástica (100, 208, 400) estirable bajo carga;

al menos una polea motriz (102, 202, 408), en donde la cinta tiene dientes (106, 306, 402) y la polea tiene escotaduras (104, 406), en donde el paso del diente de la cinta es menor que el paso de la polea motriz, a menos de la máxima elongación de la cinta, de manera que, únicamente un diente será impulsado por una escotadura de la polea en un tiempo determinado, y la polea puede girar mientras la cinta se desplaza hasta que un diente se acopla de nuevo, caracterizada por

medios (132, 136, 138) para permitir una fricción mínima entre la cinta y la polea de accionamiento, donde la fricción añade un componente de fuerza que interfiere con el movimiento relativo entre la cinta y la polea.

2. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 1, en donde los medios (132, 136, 138) para permitir la mínima fricción comprenden un material de reducción de fricción (132) en la superficie (130) de la cinta o la superficie (134) de la polea.

3. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 1 que además comprende una polea loca (103, 204, 206, 300) distanciada de la polea de accionamiento (102, 202, 408).

4. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 3 en donde la polea loca es una polea (103, 204, 206, 300) con escotaduras, que tiene un paso entre escotaduras igual o menor que el paso de la cinta sin tensión.

5. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 3 en donde la polea loca (300) es una polea que tiene una superficie impulsada (308, 310) en las escotaduras (304), y cada superficie impulsada tiene una pared (308, 310) con partes en diferentes ángulos.

6. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 3, en donde la polea loca es un disco fijo que se apoya contra la cinta.

7. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 2 en donde el material de reducción de fricción es politetrafluoroetileno.

8. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 1 en donde los medios (132, 136, 138) para permitir una fricción mínima comprenden una mínima cantidad de enrollamiento de la cinta alrededor de la polea motriz.

9. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 1 en donde los medios (132, 136, 138) para permitir una fricción mínima comprenden la polea con superficies mínimas que hacen contacto con la cinta en cualquier parte excepto en las superficies del diente de la cinta.

10. Banda transportadora de accionamiento directo según la reivindicación 9 en donde las superficies (136) entre escotaduras adyacentes se encuentran rebajadas a partir del perímetro de la polea.

11. Banda transportadora de accionamiento directo según según la reivindicación 9 en donde las superficies (136) entre escotaduras adyacentes tienen un cuello más estrecho (138).