BR112014010362B1 - dispositivo alimentador positivo para alimentar fios metálicos em tensão constante - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO ALIMENTADOR POSITIVO PARA ALIMENTAR FIOS METÁLICOS EM TENSÃO CONSTANTE. Um dispositivo alimentador de fio metálico (1), compreendendo um corpo (2) apresentando um membro de frenagem de fio (12), uma ou mais polias (14, 15) acionadas pelos respectivos motores (16, 17), em torno das quais o fio é enrolado, o fio, antes de alcançar uma máquina de processamento, passando através de um membro compensador (20) e um sensor de tensão (25), uma unidade de controle eletrônica (18) estando presente, capaz de continuamente medir dito valor de tensão e torná-lo uniforme em um predeterminado valor, atuando sobre um primeiro circuito regulador, operando nos motores (16, 17) e um segundo circuito regulador, operando no membro compensador (20). Dita unidade de controle eletrônico (18) opera automaticamente, tornando dita tensão uniforme no valor predeterminado, com base na quantidade de fio alimentado ou na velocidade de alimentação do fio.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo alimentador de fio de acordo com a introdução à reivindicação principal.

[0002] Numerosos processos industriais são conhecidos (manufatura de motor elétrico, construção de bobina etc.) em que um fio metálico tem que ser enrolado em um suporte físico que pode ter diferentes formatos, ser formado de diferentes materiais e fazer parte do produto acabado ou ser usado somente durante o estágio de produção (como no caso daquelas bobinas conhecidas como “bobinas no ar”, formadas com fio que auto adere com a temperatura).

[0003] Nestes processos, o controle da tensão é fundamental para assegurar constância e qualidade do produto acabado. Por exemplo, o controle da tensão correta assegura a formação de bobinas quadradas de alta qualidade, fazendo-se o fio aderir precisamente ao suporte, mesmo em proximidade dos cantos presentes no suporte, para evitar aquilo conhecido coloquialmente como uma “bobina flexível”.

[0004] A tensão aplicada à bobina pode também, por exemplo, provocar alongamento do fio, causando uma redução em sua seção transversal e, consequentemente, na resistividade elétrica p e, em consequência, na impedância do produto acabado (p. ex., p x comprimento do fio = resistência específica).

[0005] O controle da tensão é particularmente importante durante o estágio inicial na produção de uma bobina, o estágio em que o fio é enrolado em torno de terminas (estágio de empacotamento), a que ele será então soldado para fazê-lo aderir perfeitamente a estes últimos e evitar que quebre. Além disso, durante um processo de enrolamento realizado em uma máquina automática, o enrolamento sucessivo de duas diferentes bobinas compreende um estágio em que uma bobina já completada, ou então o suporte em que o fio foi enrolado, seja descarregado e um estágio em que o novo suporte é carregado para começar o enrolamento e arranjo de uma nova bobina. Esta operação pode ocorrer manualmente (por um operador) ou automaticamente, geralmente cortando-se o fio e mecanicamente movendo um braço, sobre o qual o suporte com o fio já enrolado é fixado (estágio indicado a seguir como o estágio de carga). Durante este último estágio, é importante controlar a tensão do fio, de modo que nenhum afrouxamento se forme e que poderia, por exemplo, provocar problemas ao iniciar-se o próximo estágio de produção.

[0006] A faixa de aplicação de tensão normal varia de 5 a 4000 cN, dependendo do diâmetro do fio; evidentemente, quanto menor o diâmetro do fio menor é a tensão de trabalho, e maior a importância de controlar a tensão durante o estágio de enrolamento.

[0007] Vários tipos de dispositivos alimentadores (ou simplesmente alimentadores) específicos para fios metálicos são conhecidos que possibilitam dito controle.

[0008] Um primeiro tipo de tais dispositivos compreende alimentadores completamente mecânicos, em que um corpo principal está presente, em que um freio de fio (geralmente do tipo de almofada de feltro) é fixado, sua finalidade sendo estabilizar o fio originando-se do carretel, limpá-lo da parafina geralmente presente nele e alimentá-lo ao membro de tensionamento. Este membro de tensionamento é geralmente formado de um braço móvel, articulado em uma extremidade em um corpo do alimentador e submetido a molas para retorno para a posição de repouso. A finalidade deste braço é manter a tensão do fio constante, durante seu desenrolamento, para assegurar sua apanha quando requerido pela implementação do processo (no estágio de comutação do suporte).

[0009] Estes alimentadores apresentam vários inconvenientes. Primeiramente, quando a tensão do fio metálico é geralmente regulada por uma ou mais molas que cooperam com o braço de tensionamento, o dispositivo de regulagem de tensão deve ser ajustado manualmente e controlado posição por posição durante o inteiro processo. A este respeito, este dispositivo representa um “sistema de circuito aberto”, que é incapaz de corrigir quaisquer erros surgindo durante o processo (mudança na tensão de entrada do fio metálico originando-se do carretel, avaria ou descalibração de uma das molas, acumulação de sujeira dentro do freio de fio na entrada etc.). Além disso, em um alimentador do tipo acima mencionado uma única tensão de trabalho é estabelecida e não há, em consequência, possibilidade de se estabelecer diferentes tensões para o estágio de enrolamento, para o estágio de trabalho e para o estágio de carga.

[0010] Esta tensão estabelecida também depende da velocidade de enrolamento, que é parcialmente o resultado de uma tensão de fricção que, por sua vez, é função de dita velocidade; por esta razão, grandes variações de tensão ocorrem nos estágios de aceleração e desaceleração da máquina.

[0011] Estas variações de tensão afetam negativamente a qualidade do produto final, também causando uma variação no valor resistivo e impedância do fio enrolado.

[0012] Finalmente, quando a tensão aplicada ao fio é gerada por uma ação de alavanca da mola sobre o braço móvel, é impossível ter-se um único dispositivo capaz de satisfazer a inteira faixa de tensões com que os fios metálicos genéricos são alimentados a uma máquina de processamento. Em consequência, diversos dispositivos de alimentação são necessários ou um par deles (por exemplo, as molas) têm que ser mecanicamente modificados a fim de ser-se capaz de trabalhar qualquer tipo de fio.

[0013] São também conhecidos dispositivos ou alimentadores eletromecânicos que, em comparação com dispositivos puramente mecânicos, têm um motor elétrico a que uma polia rotativa é fixada, em torno da qual o fio, originando-se do carretel, após passar através do freio de fio de almofada de feltro, enrola-se por pelo menos uma volta antes de encontrar um braço mecânico móvel, similar àquele dos alimentadores mecânicos.

[0014] As molas atuando sobre o braço móvel estão presentes juntas com uma unidade de controle eletrônico que, além de controlar a operação do motor, é capaz de medir a posição deste braço. Dependendo de dita posição, esta unidade aumenta ou diminui a velocidade do motor e, consequentemente, a velocidade de alimentação do fio, na prática utilizando o próprio braço como um comando para aceleração e frenagem.

[0015] Estes alimentadores também apresentam os limites dos dispositivos rigorosamente mecânicos antes mencionados, quando eles utilizam o braço móvel para tensionar o fio e trabalhar em “circuito aberto”, sem real controle do produto final. Finalmente, são conhecidos dispositivos de frenagem eletrônicos que, além do braço tensor móvel, também compreendem um elemento de carga (ou outro medidor de tensão equivalente), posicionado na saída do alimentador, com uma unidade de controle de dispositivo empregando o valor de tensão medido, para regular a pré-frenagem, geralmente a montante do braço compensador. Uma tal solução é descrita, por exemplo, na EP 0424770.

[0016] Mesmo se esta solução resolver alguns problemas dos dispositivos anteriormente citados, ela ainda apresenta vários limites, por exemplo, a tensão do fio é gerada e controlada atuando-se em um membro de frenagem rotativo. O dispositivo, em consequência, opera como um circuito fechado, porém não é capaz de alimentar o fio em uma tensão menor do que a tensão de desenrolar do carretel, visto que este membro pode somente frear o fio e, em consequência, aumentar esta tensão.

[0017] Além disso, quando a velocidade da máquina de processamento processando o fio aumenta, a tensão de entrada do fio para dentro dela também aumenta por causa da fricção. Em consequência, em particular com fios metálicos de pequeno diâmetro (fios capilares), para os quais a tensão de trabalho é geralmente muito baixa, com este tipo de alimentador a velocidade de alimentação deve, geralmente, ser baixa, para evitar rompimento do fio e assegurar sua desejada mínima tensão de trabalho; de fato, nesta solução a tensão de entrada deve sempre ser menor do que a tensão de saída.

[0018] Outra patente anterior, US5421534, descreve outro alimentador do tipo acima mencionado, em que os membros rotativos alimentam o fio e freiam-no em seu movimento. A solução descrita tem inconvenientes similares àqueles do dispositivo do assunto da EP424770 e é mais complexa do que esta última. Além disso, a patente US não descreve o uso de um braço compensador.

[0019] FR 2 655 888, DE 10 2004 020465 e US 5 421 534 descrevem dispositivos correspondendo àquele que forma o assunto da introdução da reivindicação 1. Entretanto, as soluções conhecidas não descrevem um dispositivo para alimentar fios metálicos em que esta alimentação pode ocorrer, sob tensão constante controlada, em uma maneira completamente automática, medindo-se os parâmetros do fio (grau de alimentação e velocidade do fio). Em outras palavras, a alimentação do fio em ditas patentes anteriores não ocorre por meio de operação do alimentador automático, via a medição feita por este último dos acima citados parâmetros de fio.

[0020] Um objetivo da presente invenção é prover um dispositivo que seja capaz de alimentar um fio metálico, enquanto medindo sua tensão e tornando-a uniforme (aumentando ou diminuindo-a) em um valor predeterminado possivelmente programável, por um controle de circuito fechado da alimentação. Desta maneira, o dispositivo é capaz de não somente frear o arame, mas também alimentá-lo em uma tensão menor do que (e não somente maior do que) aquela em que o fio se desenrola de um correspondente carretel de origem.

[0021] Outro objetivo da presente invenção é prover um dispositivo em que uma única tensão de alimentação de fio possa ser estabelecida para o inteiro processo a que é submetido, ou uma diferente tensão, para obterem-se diferentes tensões em diferentes estágios operativos da máquina (enrolamento, trabalho, carga), tudo em uma maneira totalmente automática ou interfaceando-se com a máquina.

[0022] Um outro objetivo da presente invenção é prover um dispositivo capaz de também operar, enquanto oferecendo ótimo desempenho, em máquinas de processamento já presentes no mercado e, em consequência, sem qualquer tipo de interfaceamento específico com estas últimas, dito dispositivo atuando sobre o fio com base em características operativas, correspondendo aos vários estágios operativos de tais máquinas, porém sem ser necessariamente conectado a estas últimas e sem receber sinais de comando delas.

[0023] Outro objetivo da presente invenção é prover um dispositivo que seja altamente dinâmico, no sentido de ser capaz de responder instantaneamente a variações de velocidade da máquina de processamento e aos diferentes ajustes de tensão desta última (por exemplo, com base em diferentes estágios de trabalho de fio), para, em consequência, otimizar o controle de alimentação durante os estágios de mudança do processo operativo (passagem da tensão de enrolamento para a tensão de trabalho, rampas de velocidade etc.).

[0024] Outro objetivo da presente invenção é prover um dispositivo que, enquanto tendo a tensão do fio perfeitamente sob controle, possibilite que a velocidade da máquina seja aumentada, em particular com fios metálicos de características particulares, tais como um fio capilar.

[0025] Um outro objetivo da presente invenção é prover um único dispositivo capaz de operar com a inteira faixa de fios metálicos e das tensões de trabalho a que eles são submetidos.

[0026] Outro objetivo da presente invenção é prover um dispositivo capaz de alimentar o fio em alta tensão, mesmo em baixas velocidades.

[0027] Um outro objetivo da presente invenção é prover um dispositivo com que a quantidade de fio metálico alimentada à máquina de processamento possa ser medida com absoluta precisão.

[0028] Outro objetivo da presente invenção é prover um dispositivo capaz de monitorar qualquer rompimento de fio, percebido como uma variação ou ausência de tensão.

[0029] Estes e outros objetivos, que serão evidentes para o especialista na arte, são obtidos por um dispositivo alimentador de acordo com as reivindicações anexas.

[0030] A presente invenção será mais evidente pelos desenhos acompanhantes, que são providos por meio de exemplo não-limitante e em que:

[0031] A Figura 1 é uma vista de frente de um alimentador de acordo com a invenção;

[0032] A Figura 2 é uma vista da direita do dispositivo da Figura 1, porém com algumas partes removidas para maior clareza;

[0033] A Figura 3 é uma vista da esquerda do dispositivo da Figura 1, porém com algumas partes removidas para maior clareza; e

[0034] A Figura 4 é uma seção na linha 4-4 da Figura 1.

[0035] Com referência a ditas figuras, um dispositivo alimentador de fio metálico é indicado em geral por 1 e compreende um corpo ou invólucro 2 tendo uma face de frente 3 e faces laterais 4 e 5. Estas últimas são fechadas por elementos de cobertura, que não são mostrados nas Figuras 2 e 3, a fim de fornecer acesso visual ao interior do corpo 2.

[0036] Na face da frente 3 ou associados com ela e projetando-se dela, suportes paralelos 7 e 8 (começando da base do corpo 2 com referência à Figura 1) estão presentes, contendo um correspondendo rolo sulcado 9 ou 10, livremente rotativo em um pino fixado no respectivo suporte. A finalidade de cada rolo 9, 10, preferivelmente feitos de cerâmica, é definir a trajetória do fio de um carretel (não mostrado) para o dispositivo 1 e dali para uma máquina de processamento (também não mostrada). Estas trajetórias são, respectivamente, indiadas por F e W. O fato de os rolos serem de cerâmica (ou de material de baixo coeficiente de fricção) é para minimizar a fricção entre o fio e o rolo, assim minimizando a possibilidade de avaria no fio durante contato.

[0037] O corpo 2 compreende um freio de fio 12 com que o fio coopera em sua saída do rolo 9 e que tem a tarefa de estabilizar o fio entrando no dispositivo e de limpá-lo com feltros usuais (não mostrados) para remover quaisquer resíduos de parafina (originando-se do estágio de trefilação do fio). Ao deixar o freio de fio 12, este fio encontra uma primeira polia 14, em torno da qual ele enrola (por uma fração de uma volta ou por diversas voltas) antes de passar para uma segunda polia 15, ambas ditas polias sendo acionadas por seus próprios motores elétricos 16 e 17, respectivamente, associados com o corpo 2 e controlados e comandados em sua operação por uma unidade de controle 18, também associada com dito corpo.

[0038] A este último é conectado um braço de enrolador ou compensador móvel 20, apresentando, em uma extremidade livre 21, uma passagem para o fio, preferivelmente via um rolo 22 (também de cerâmica ou similar), sobre o qual o fio deixando a polia 15 (e passando através de uma abertura 2A do corpo 2) chega. Este braço móvel situa-se dentro do corpo 2, atrás de sua face 3.

[0039] Do rolo 22 (ou membro de passagem fixo equivalente) o fio passa através da abertura 2A e então para um sensor de tensão 25, por exemplo, um elemento de carga, também conectado à unidade de controle 18, de que ele sai para passar para o rolo 10 e ser alimentado à máquina de processamento (seta W).

[0040] A unidade de controle 18 é capaz de medir a tensão do fio via o sensor 25 e modificar a velocidade rotacional das polias 14 e 15 atuando sobre os respectivos motores 16 e 17 e, consequentemente, controlar e tornar uniforme a tensão do fio em um valor predeterminado, que é possivelmente programável (por exemplo, com base nos vários estágios de trabalho a que o fio da máquina de processamento é submetido), e é estabelecido na unidade 18, que pode ser do tipo de microprocessador e ter (ou cooperar com) uma memória em que um ou mais valores de tensão, por exemplo, correspondendo aos ditos estágios de trabalho, são tabulados.

[0041] O presente valor de tensão pode ser maior ou menor do que a tensão sob a qual o fio se desenrola do carretel.

[0042] O corpo 2 também contém um monitor 33 controlado pela unidade 18, pelo qual as condições operativas do dispositivo (tensão medida, tensão estabelecida, velocidade de alimentação etc.) são exibidas. Os parâmetros de trabalho são também mostrados neste monitor e podem ser estabelecidos por um teclado 34.

[0043] O corpo 2 também compreende conectores (não mostrados nas figuras), que possibilitam o alimentador ser eletricamente energizado e possibilitam comunicação com o dispositivo via barramentos padrão ou patenteados (RS485, CANBUS, ETHERNET...) a fim de ler seu estado lido (tensão, velocidade, quaisquer condições de alarme medidas) ou programar sua operação (tensão de trabalho, modo de trabalho...). Este corpo também compreende uma entrada de 0, -10 Vdc para programar a tensão de trabalho em modo analógico e uma entrada de funcionamento-parada para indicar ao dispositivo se a máquina está no estágio de trabalho, e uma ou mais entradas digitais, através das quais diferentes tensões de trabalho podem ser programadas com base nos diferentes estágios operativos da máquina (enrolamento, trabalho, carga...).

[0044] A operação do dispositivo alimentador 1 será agora descrita mais detalhadamente. Durante o uso deste último, a unidade de controle 18 continuamente mede a tensão do fio via o sensor de tensão 25 e compara este valor medido com um valor de referência (ponto de ajuste). Com base na diferença entre a tensão medida e a tensão estabelecida, a unidade de controle 18 atua sobre os motores 16 e 17, acelerando ou desacelerando-os, de acordo com os algoritmos de controle P, PI, PD, PID ou FOC (controle orientado por campo) conhecidos, a fim de fazer dito valor de tensão medido igual ao valor do ponto de ajuste.

[0045] Será evidente que o dispositivo 1 é capaz de garantir qualquer tensão ajustada; a este respeito, para garantir este valor de tensão, o dispositivo não utiliza freios puramente mecânicos (isto é, sistemas de mola) ou freios eletromecânicos, porém somente o torque dos dois motores 16 e 17 que acionam as polias 14 e 15, sobre as quais o fio enrola. Desta maneira, o dispositivo é capaz de garantir uma tensão de fio de saída que é maior ou menor do que aquela presente durante o desenrolamento do carretel, controlando a velocidade dos dois motores 16 e 17. Em consequência, sem qualquer regulação do tipo mecânico (por exemplo, mudando-se as molas), o alimentador 1 é capaz de garantir qualquer tensão estabelecida requerida, para em consequência atingir o objetivo de ter-se uma faixa de aplicação (baseada no diâmetro do fio e, consequentemente, na tensão de trabalho, vide Tabela 1), que seja decididamente maior do que todas as soluções conhecidas.

[0046] Além disso, quando a tensão estabelecida é meramente um número e não uma regulação mecânica (como no caso de soluções conhecidas), é evidente que o dispositivo é capaz de modificar este valor de ponto de ajuste com base nas várias condições operativas a que o fio pode ser submetido.

[0047] O dispositivo alimentador 1 pode operar interfaceado com a máquina de processamento ou completamente de modo automático.

[0048] No caso de interfacear com a máquina, há comunicação entre a máquina e o dispositivo. Por meio desta comunicação, a máquina sinaliza seu estado operativo (isto é, o estágio operativo a que o fio metálico é submetido) para o dispositivo 1, que, consequentemente, pode modificar a tensão do fio com base no estágio operativo. O interfaceamento pode ocorrer, por exemplo, via a entrada analógica 0 -10 V, pela qual a máquina intervém em tempo real no dispositivo 1, para gerar a tensão operativa do fio, correspondendo aos diferentes estágios de trabalho, em consequência atingindo o objetivo de terem-se diferentes tensões para os diferentes estágios operativos.

[0049] Alternativamente, o interfaceamento pode ocorrer via entradas digitais do dispositivo 1, correspondendo a diferentes tensões operativas, programadas, por exemplo, dentro da unidade 18 ou via o barramento serial. Em consequência, ativando-se as diferentes entradas (por exemplo, um código binário), a máquina ativa diferentes tensões operativas para, assim, atingir o objetivo de obterem-se diferentes tensões para os diferentes estágios operativos.

[0050] Em outra variante, a máquina pode ser conectada com o dispositivo 1 por uma interface serial, de modo que, por meio de um bus de campo padrão ou patenteado, a máquina intervém em tempo real no dispositivo 1 para regular a tensão de trabalho do fio, em consequência atingindo o objetivo de obter diferentes tensões para os diferentes estágios operativos.

[0051] Finalmente, a máquina pode ser conectada ao dispositivo 1 via uma entrada sincronizada deste último. Nesta maneira de trabalho, a unidade de controle 18 recebe pulsos de sincronização da máquina (por exemplo, um em cada revolução de um membro rotativo ou em cada enrolamento do fio em torno de um suporte) e, consequentemente, varia a tensão de trabalho do fio (de acordo com um perfil preestabelecido), por exemplo, em cada pulso de sincronização.

[0052] No caso de operação de modo automático, o dispositivo não tem interfaceamento direto com a máquina e a mudança entre as diferentes condições aplicacionais (isto é, entre as diferentes tensões de fio) ocorre completamente de modo automático. Além de conhecer a tensão medida via o sensor 25, a unidade de controle 18, como também dito, controla a velocidade dos motores 16 e 17 e, consequentemente, conhece seu valor instante a instante. Esta velocidade e, consequentemente, a quantidade de fio alimentado é medida de maneira conhecida, por exemplo, analisando-se o estado dos sensores de hall comuns ou de um codificador, que são conectados a cada motor ou interno ao motor. Em uma fr, ak unidade de controle 18 atua em uma das seguintes duas maneiras: avaliando (e controlando) a tensão com base na quantidade de fio alimentado ou avaliando (e controlando) a tensão com base na velocidade de alimentação do fio.

[0053] No primeiro modo de trabalho, a unidade de controle 18 utiliza, por exemplo, os sensores associados com cada motor 16 e 17, não para medir sua velocidade, mas para medir a quantidade de fio alimentado (considerado como o número ou fração de revoluções das polias 14 ou 15, conectadas ao motor 16 ou 17, em que o fio enrola). A unidade 18, com base nos dados presentes na memória com que ela coopera, conhece a variação da tensão em função do fio alimentado e controla-a em consequência. Por exemplo, a unidade 18, por meio de um perfil de tensões de trabalho programadas, sabe que os primeiros 10 mm do fio têm que ser alimentados em uma tensão de 15 g, os seguintes 400 mm têm que ser alimentados em uma tensão de 100 gramas, os seguintes 10 mm em uma tensão de 15 gramas e assim em diante, até a terminação do processo produtivo.

[0054] Em consequência, em uma maneira totalmente automática, o dispositivo 1, simplesmente medindo a quantidade de fio alimentado, é capaz de mudar a tensão operativa, de acordo com um perfil ou sequência de tensões de trabalho, para melhor adaptar a alimentação aos diferentes estágios operativos da máquina.

[0055] No segundo modo de trabalho (o controle da tensão, em função da velocidade de alimentação do fio), a unidade de controle 18 utiliza os sensores associados com cada motor 16 e 17 pra medir sua velocidade. Esta unidade, com base nos dados memorizados, que relaciona este valor medido com a tensão, controla esta tensão. A unidade associa diferentes tensões de trabalho com cada faixa de velocidade: por exemplo, para velocidades entre 0 e 10 metros/minuto, o fio é alimentado a 15 gramas, enquanto que, se a velocidade passar para a faixa de 10 -100 metros/minuto, o fio é alimentado a 100 gramas. Obviamente, a relação entre a velocidade de alimentação e a tensão depende das características físicas do fio metálico e do processo a que é submetido.

[0056] É, portanto, evidente que, simplesmente medindo-se a velocidade rotacional de cada motor 16 e 17, o dispositivo é capaz de totalmente de modo automático mudar a tensão operativa do fio, a fim de melhor adaptar a alimentação do fio aos diferentes estágios operativos da máquina. Deve ser observado, de fato, que uma máquina operando em um fio metálico geralmente provê pelo menos duas velocidades de alimentação separadas, pelo menos para o estágio de enrolamento (processo crítico realizado normalmente a baixa velocidade) e o estágio de trabalho, em que se procura utilizar a máxima velocidade de enrolamento da máquina.

[0057] Em consequência, o dispositivo de acordo com a invenção, portanto, adapta-se perfeitamente para trabalhar tanto com máquinas em que é provida “comunicação” entre o próprio dispositivo e a máquina e com máquinas já presentes no mercado, em ambos os casos tendo sucesso em atingir os objetivos da presente invenção e, em particular, assegurando que diferentes tensões possam ser obtidas sob diferentes condições operativas. Isto possibilita, para cada estágio operativo, a mais apropriada tensão ser estabelecida e, consequentemente, maximizar a eficácia da máquina em termos de eficiência, qualidade e velocidade de produção (enrolamento do fio).

[0058] Como citado, o dispositivo 1 também compreende (vide Figuras 2 -4) um braço compensador 20 livre para girar em torno de um pino 40 fixado em um suporte 41 associado com o corpo 2. Em consequência, este braço pode mover-se dentro do corpo 2, através de um setor angular predefinido oc (vide Figura 2), em direção ou afastando-se do sensor de tensão 25. Associado com o braço compensador 20 há uma mola 41 (mostrada interrompida nas Figuras 2-4) conectada a uma extremidade a um suporte 44 fixado ao corpo de dispositivo 2 e na outra extremidade ao braço compensador 20, via um carrinho móvel 46, acionado por um motor de escalonamento 48 via uma rosca helicoidal (Archimedes) 47.

[0059] Um sensor de posição (não mostrado), conectado à unidade de controle 18, é associado com o braço compensador 20 para medir sua posição dentro do setor oc.

[0060] O braço compensador 20 é, em consequência, capaz de opor-se ao deslizamento do fio não em uma maneira estática, mas em uma maneira dinâmica. De fato a unidade de controle 18 pode variar a posição do carrinho 46 (atuando sobre o motor 48), a que a mola 41 é conectada, para obter uma variação da força exercida por este último sobre o braço 20 e trazer este último para a posição requerida dentro do setor oc. Desta maneira, o braço 20 mantém o fio sempre perfeitamente retesado sobre o elemento de carga ou sensor de tensão 25, em particular durante os estágios em que o fio não é alimentado à máquina (estágio de carga). O fato de ser capaz de variar a força da mola 41 consequentemente possibilita que o valor de dita tensão seja regulado, assim atingindo-se o objetivo de diferenciar o ponto de ajuste de trabalho para este estágio em relação àquele em que o fio é efetivamente alimentado.

[0061] O braço 20 também cria uma reserva de fio metálico de que a máquina pode puxar durante repentinas mudanças de velocidade; em um tal caso, o braço 20 move-se de uma primeira posição cd para uma segunda posição cc2, dentro do setor oc, enquanto esperando que o motor atinja a correta velocidade de alimentação. A presença do braço 20, consequentemente, supera os limites dinâmicos dados pelo tempo de aceleração de cada motor 16 e 17, assim possibilitando que a tensão do fio seja mantida sob controle, mesmo durante as mudanças de velocidade da máquina (aceleração), dita tensão, em consequência, sendo tornada uniforme no ponto de ajuste requerido.

[0062] O braço 20, consequentemente, define um segundo circuito de controle de tensão, compreendendo também o sensor 25 e a unidade 18, este segundo circuito sendo adicionado ao primeiro circuito definido pelos motores 16 e 17, o sensor 25 e a unidade 18.

[0063] O braço 20 também possibilita que qualquer excesso de fio seja absorvido durante o estágio de desaceleração da máquina, ao passar da segunda posição de trabalho oc2 para a primeira posição de trabalho oc1 dentro do setor cc. A presença do braço consequentemente supera os limites dinâmicos fornecidos pelo tempo de desaceleração do motor, em consequência também neste caso possibilitando que a tensão seja mantida sob controle durante as mudanças de velocidade da máquina (desaceleração), esta tensão sempre sendo tornada uniforme no ponto de ajuste requerido. Esta função também se situa dentro do escopo do segundo circuito de regulação.

[0064] A presença do braço compensador 20, em consequência, possibilita que o dispositivo 1 aumente sua dinamicidade não somente nos estágios de aceleração e desaceleração da máquina, mas também sob todas aquelas condições em que mais ou menos elevadas descontinuidades de absorção estão presentes, tais como quando formando bobinas quadradas.

[0065] A invenção também possibilita que uma posição do braço 20 seja programada, que melhor se adapte à condição operativa particular e que seja independente da tensão de trabalho.

[0066] A este respeito, a unidade de controle 18, conhecendo a posição de dito braço, pode variar a força da mola 41, para trazer o braço para a posição desejada, por exemplo, fazendo o braço sempre situar-se no centro do setor angular cc, em consequência assegurando ao dispositivo um “estoque” igual de fio para possíveis acelerações e desacelerações da máquina.

[0067] O dispositivo da invenção é, em consequência, capaz de controlar o valor de tensão do fio em qualquer estágio operativo da máquina de processamento, quer durante o estágio de alimentação ou em repouso, e tornando-o uniforme em um valor predeterminado possivelmente programável; é também capaz de monitorar (sem qualquer interfaceamento com a máquina) a presença do fio e/ou sua ausência (rompimento). A unidade de controle 18 continuamente verifica se a tensão medida está dentro de uma faixa (preferivelmente programável) da região de tensão de trabalho que é requerida e necessária para aquele estágio operativo particular. Logo que esta unidade percebe que o valor medido situa-se fora de dita faixa e permanece lá por um tempo predeterminado (preferivelmente programável), ela sinaliza esta irregularidade (por exemplo, visual e/ou acusticamente por meios de sinalização conhecidos) e ativa um alarme, pelo qual a máquina ou seção de máquina independente, conectada ao dispositivo, é parada.

[0068] Várias características da invenção foram descritas; outras são, entretanto, possíveis. Por exemplo, o dispositivo pode ser formado com um único motor 16 ou 17 de torque adequado, para otimizar espaço e custos.

[0069] O dispositivo poderia ser formado com um motor desenvolvido como descrito na EP2080724 no nome do mesmo requerente, a fim de obterem-se torques uniformes em baixas velocidades.

[0070] Além disso, quando as condições do dispositivo alimentador variam, ditadas pelos diferentes estágios operativos da máquina, não somente pode uma tensão operativa diferente ser associada com ela, mas também outros ajustes, por exemplo, os coeficientes dos algoritmos P, PI, PD, PID ou FOC (controle orientado por campo), ou a capacitação/descapacitação de certas diferentes funções, tais como o reconhecimento de um fio quebrado ou outras.

[0071] Além disso, a mola 41 usada como uma força de oposição para o braço compensador 20, em vez de ser somente uma única mola simples, poderia compreender uma pluralidade de molas de diferentes constantes elásticas (para definir uma mola com compressão gradual) em que cada mola é capaz de trabalhar em diferentes faixas de tensão consecutivas. Em consequência, com uma única mola uma faixa aplicacional mais larga é obtida com uma maior finura de regulação.

[0072] Finalmente, o dispositivo 1 pode compreender pelo menos uma polia 14 (ou 15) com um correspondente motor 16 (ou 17) controlável em duas diferentes e opostas direções de rotação, tais como possibilitar alimentação e absorção em excesso de fio, por exemplo, durante o estágio de carga.

[0073] Estas variantes são também para ser consideradas como se situando dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims (12)

1. Dispositivo alimentador (1) para fios metálicos desenrolando de um correspondente carretel, compreendendo um corpo (2) apresentando um membro de rompimento de fio (12), o fio sendo alimentado a uma máquina de processamento, tal como uma máquina de enrolar em uma tensão desejada, dita tensão sendo medida por um sensor de tensão (25) associado com dito corpo (2), pelo menos um membro rotativo (14,15) acionado por seu próprio atuador (16, 27) sendo associado com dito corpo (2) e em torno do qual o fio metálico enrola por uma fração de uma volta ou por diversas voltas, para alimentar o fio à máquina de processamento, em uma tensão que é uma função do torque de acionamento gerado por dito atuador (16, 17) girando o membro rotativo (14, 15), dita tensão sendo regulada ou aumentada ou diminuída e mantida constante, pelo menos na região de um valor de referência predeterminado e/ou programável, o meio de controle (18) para o movimento do atuador (16, 17) sendo provido conectado ao sensor de tensão (25), dito meio de controle sendo uma unidade de controle preferivelmente do tipo microprocessador (18) disposta para regular o torque gerado por dito atuador (16, 17) em dito membro rotativo (14,15), com base na tensão medida por dito sensor (25), dita tensão sendo capaz de ser maior ou menor do que aquela sob a qual o fio desenrola do correspondente carretel, caracterizado pelo fato de que dita unidade de controle (18) coopera com uma memória contendo dados de tensão relacionados com um valor de alimentação de fio, medido independentemente por dito dispositivo alimentador, dito valor de alimentação sendo pelo menos um dentre a quantidade de fio alimentada pelo dispositivo (1) e a velocidade de alimentação de fio, a tensão do fio sendo modificada com base em um estágio operativo da máquina atuando sobre dito membro (14, 15) e sobre o correspondente atuador (16, 17).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (18) é interfaceada com a máquina de processamento via pelo menos um dos seguintes métodos: barramento serial, pulsos de sincronização, conexão analógica/digital e similares, o controle de tensão ou de preferência a definição do valor de referência ocorrendo com base nos sinais originando-se da máquina, ditos sinais relativos a diferentes estágios operativos da máquina, que compreendem uma tensão de fio metálico que difere de estágio para estágio.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende meio de alarme a ser ativado sempre que a regulação da tensão, feita dentro de um período de tempo predefinido, não trouxer a tensão do fio metálico medida pelo menos dentro da região do valor predeterminado.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador (16, 17), para girar o membro rotativo (14, 15) é um motor capaz de gerar um elevado torque.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador (16, 17) é do tipo de rotação reversível, sendo capaz de girar em uma direção ou na direção oposta.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de membros rotativos (14, 15) e correspondentes atuadores (16, 17) com que o fio metálico coopera em sucessão.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um membro compensador (20) com que o fio coopera antes de passar para o sensor de tensão (25), dito membro compensador sendo um braço compensador móvel articulado com dito corpo (2), sendo associado com dito membro compensador (20) um membro elástico (41) conectado em uma extremidade ao corpo (2) do dispositivo (1) e na outra extremidade a um elemento guiadamente móvel (45), acionado por um atuador (48) sujeito ao controle e comando da unidade de controle (18), este controle sendo efetuado por esta última com base em um valor determinado.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que dito valor determinado é uma função do estágio operativo da máquina.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que dito valor determinado é uma função da tensão de fio medida na saída do dispositivo alimentador (1) pelo sensor de tensão (25).

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que o membro elástico (41) é uma mola compreendendo partes de resposta elástica mutuamente diferentes.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que a posição do braço compensador (20) é programável, dita posição sendo programada dentro de um setor angular predefinido.

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que a posição do braço compensador (20) é programável com base no estágio operativo da máquina, dita posição sendo preferivelmente independente da tensão de trabalho do fio

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