BR112020021923A2 - dispositivo de enrolamento de fita - Google Patents

Abstract

Um dispositivo de enrolamento de fita (1; 6) para enrolar uma fita (2) derretível por entrada de calor em pelo menos uma superfície em uma bobina (3), compreendendo um acionamento de bobina (4) para acionar rotativamente a bobina (3) e para enrolar a fita (2) fornecida à bobina (3) na bobina (3), em que o dispositivo de enrolamento de fita (1; 6) compreende um dispositivo de fixação de fita que é projetado para introduzir energia térmica em uma seção de aquecimento (11) da fita (2), e o dispositivo de fixação é formado por eletrodos (7) e um isolador (14), em que os eletrodos (7) são espaçados pelo isolador (14) e são projetados para gerar faíscas elétricas (8) e para introduzir a energia térmica, que é assim criada, na fita (2).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPO- SITIVO DE ENROLAMENTO DE FITA".

[001] A invenção se refere a um dispositivo de enrolamento de fita de acordo com as características do preâmbulo da reivindicação 1 e a um método de fixação de uma porção de uma fita derretível por entrada de calor em pelo menos uma superfície em uma parte da fita que já foi enrolada em torno de uma bobina, de acordo com o preâm- bulo da reivindicação 7.

[002] Na fabricação de fitas, fios e fibras feitos de plástico, estes são geralmente enrolados em bobinas para uma economia de espaço de armazenamento seguro e subsequente processamento adicional por meio de um dispositivo de enrolamento. Um dispositivo de enrola- mento de fita para o enrolamento de uma fita em uma bobina é conhe- cido, por exemplo, a partir do documento WO 2004/101415 A1. Para o enrolamento da fita na bobina, a fita é fornecida à bobina e enrolada em camadas em torno da bobina girando a bobina por meio de um acionamento da bobina. Além disso, o dispositivo de enrolamento de fita compreende um dispositivo de enrolamento cruzado, por meio do qual a fita pode ser enrolada uniformemente na bobina.

[003] EP 1 627 840 A1 revela um pacote de fio, cujo filamento compreende uma seção inicial que se projeta a partir do interior do en- rolamento e uma seção final que se estende na superfície lateral ex- terna do pacote de fio, em que a seção final do filamento constituído por um material usável sob a influência do calor é soldada às porções de filamento localizadas na superfície lateral externa do pacote de fio.

[004] DE 21 39 930 A1 revela uma bobina e um filamento enrola- do nesta bobina, em que o filamento compreende, pelo menos, uma parte que é termicamente soldada à bobina.

[005] Quando uma bobina está cheia, ela é substituída por uma bobina vazia, em que, para esse fim, por um lado, a fita deve ser cor-

tada manualmente e, por outro lado, uma extremidade da fita resultan- te do corte deve ser fixada manualmente à bobina cheia com o uso de um pedaço de fita adesiva. Esta fixação da extremidade da fita é ne- cessária, de modo que a fita não desenrole automaticamente da bobi- na durante um manuseio subsequente ou um transporte da bobina, e o emaranhamento da extremidade da fita em outros elementos seja evi- tado. No entanto, a fixação da extremidade da fita com a mão não é só demorada, mas também uma tarefa muito tediosa e monótona por causa do grande número de bobinas que são enroladas nas instala- ções de produção industrial.

[006] É o objetivo da presente invenção fornecer um dispositivo de enrolamento de fita que supere as desvantagens acima descritas da técnica anterior.

[007] De acordo com a invenção, o objetivo é alcançado desen- volvendo ainda mais um dispositivo de enrolamento de fita, conforme mencionado inicialmente, de acordo com as características de caracte- rização da reivindicação 1 e desenvolvendo ainda um método de enro- lamento de fita, conforme mencionado inicialmente, de acordo com as características de caracterização da reivindicação 7. Modalidades pre- feridas da invenção são o assunto das reivindicações dependentes e do relatório descritivo.

[008] O dispositivo de enrolamento de fita de acordo com a in- venção compreende um dispositivo de fixação de fita que é projetado para introduzir energia térmica em uma seção de aquecimento da fita. Esta seção de aquecimento da fita fica localizada em uma parte da fita fornecida à bobina que ainda não foi enrolada em torno da bobina, ou está sendo enrolada na bobina, ou já foi enrolada na bobina parci- almente, por exemplo, em um ângulo de 30 graus. Neste respeito, de- ve ser notado que o termo "fita", como aqui usado, também inclui fi- bras, filamentos ou fios.

[009] Como um resultado da energia térmica introduzida na fita pelo dispositivo de fixação de fita, a fita é superficialmente aquecida na seção de aquecimento acima mencionada, pelo menos em parte, em tal extensão que a fita vai derreter na sua superfície e vai grudar em uma parte da fita que já foi enrolada na bobina pelo menos uma vez. De preferência, a seção de aquecimento da fita, na qual a energia tér- mica é introduzida, é definida de tal forma que a bobina será preenchi- da tanto quanto possível antes da fita ser carregada com energia tér- mica na dita seção de aquecimento e ser fixada à parte da fita que já foi enrolada na bobina. Como um resultado, a vantagem é obtida que a seção de aquecimento da fita pode ser fixada à parte da fita que já foi enrolada em torno da bobina sem mais adesivos e sem trabalho ma- nual e a bobina fica, portanto, mais fácil de manusear para uso poste- rior. Uma vez que a fita na seção de aquecimento é derretida prefe- rencialmente apenas superficialmente, a fita na dita seção de aqueci- mento pode ser destacada facilmente da parte da fita que já foi enrola- da em torno da bobina, se necessário.

[0010] Vantajosamente, o dispositivo de fixação de fita é formado por um elemento de aquecimento ou por eletrodos para gerar pelo menos faíscas elétricas.

[0011] Vantajosamente, a introdução de energia térmica na fita é efetuada por meio do dispositivo de fixação da fita, se o dito dispositivo for formado por um elemento de aquecimento, a uma distância da bo- bina. Durante ou após a introdução de energia térmica na fita, a bobina é rodada ainda mais pelo acionamento da bobina, pelo que a seção de aquecimento da fita, a qual foi carregada com o calor e, assim, foi der- retida, entra em contato com a parte da fita que já foi enrolada na bo- bina e gruda nela. Se a bobina continuar a girar durante o fornecimen- to de energia térmica, o comprimento da seção de aquecimento derre- tida pode ser alterado dependendo de por quanto tempo a energia térmica é aplicada à fita. Desta forma, obtém-se a vantagem de que a extremidade da fita pode ser conectada à camada superior da fita loca- lizada na bobina por meio de um comprimento ajustável, pelo que a força da conexão pode ser variada. De preferência, no entanto, a dita seção de aquecimento da extremidade da fita, na qual é introduzida a energia térmica, é escolhida para ser muito curta de modo a ser capaz de libertar a extremidade da fita facilmente.

[0012] No caso de um dispositivo de fixação de fita compreenden- do eletrodos, durante a introdução de energia térmica pelo dispositivo de fixação de fita, a seção de aquecimento da fita fica vantajosamente localizada em uma área de trabalho na qual a fita fornecida à bobina está sendo no momento enrolada na bobina ou, respectivamente, já foi enrolada na bobina até uma certa faixa de envolvimento de, por exem- plo, 30 graus, em relação à extremidade da fita. Por meio dos eletro- dos, a energia térmica pode ser introduzida precisamente na área de trabalho de forma medida, de modo que uma soldagem precisa pode ser garantida sem danos à fita. Isto tem a vantagem de que bobinas de alta qualidade podem ser produzidas em um modo reprodutível sem danos à fita e envolvendo exatamente a mesma quantidade de fita.

[0013] Neste respeito, deve também ser salientado que bobinas de alta qualidade podem ser produzidas também com um dispositivo de fixação de fita que compreende um elemento de aquecimento, em que a introdução da energia térmica não pode ser controlada de forma tão precisa como com um equipamento de fixação de fita compreendendo um eletrodo.

[0014] Em um dispositivo de fixação de fita formado pelos eletro- dos, o dispositivo de enrolamento de fita vantajosamente compreende um dispositivo de corte de fita por meio do qual a fita fornecida para a bobina pode ser cortada.

[0015] Variações adicionais vantajosas de modalidade do disposi-

tivo de enrolamento de fita de acordo com a invenção serão explicadas em mais detalhes abaixo com base nas figuras.

[0016] A figura 1 mostra uma primeira variante de modalidade de um dispositivo de enrolamento de fita de acordo com a invenção em uma ilustração em perspectiva simplificada.

[0017] A figura 2 mostra uma segunda variante de modalidade do dispositivo de enrolamento de fita de acordo com a invenção em uma ilustração em perspectiva simplificada.

[0018] A figura 3 mostra a segunda variante de modalidade do dispositivo de enrolamento de fita de acordo com a invenção de acor- do com a figura 2 em uma vista lateral.

[0019] A figura 1 mostra uma primeira variante de modalidade de um dispositivo de enrolamento de fita 1 de acordo com a invenção em uma ilustração em perspectiva simplificada. O dispositivo de enrola- mento de fita é projetado para enrolar uma fita 2, que é derretível por entrada de calor em pelo menos uma superfície, em particular uma fita plástica de camada única ou múltiplas camadas ou uma fita composta, em que pelo menos uma camada da fita plástica ou um material da fita composta compreende um polímero termoplástico, em uma bobina 3. Em uma variante de modalidade muito simples, a bobina 3 é formada essencialmente somente por um núcleo de bobina cilíndrico, no qual uma pluralidade de camadas da fita é enrolada.

[0020] O dispositivo de enrolamento de fita 1 compreende um aci- onamento de bobina motorizado 4, que aciona de forma rotativa a bo- bina 3, a fim de enrolar a fita 2 na bobina 3. O acionamento de bobina 4 é formado por um motor elétrico ou pneumático, em que o aciona- mento de bobina 4 e a bobina 3 são acoplados diretamente ou por meio de uma transmissão interposta.

[0021] Além disso, o dispositivo de enrolamento de fita 1 compre- ende um dispositivo de fixação de fita formado por um elemento de aquecimento 5. O elemento de aquecimento 5 é projetado para intro- duzir energia térmica na fita 2 ao trazer o elemento de aquecimento 5 para contato com, ou para fora de contato com, a fita 2 fornecida à bo- bina 3. O elemento de aquecimento 5 é de preferência um elemento de aquecimento elétrico, por exemplo, um cartucho de aquecimento aquecido eletricamente. No entanto, há também a possibilidade de aquecimento do cartucho de aquecimento por meio de uma chama. O elemento de aquecimento 5 também pode ser projetado como um fio que pode ser aquecido eletricamente ou por meio de uma chama.

[0022] O elemento de aquecimento 5 é posicionado em uma área de trabalho 9, a qual, nesta modalidade, é separada da bobina 3. De- pendendo do material utilizado e do diâmetro da fita 2, a distância en- tre a área de trabalho 9 e a bobina 3 é selecionada, ao fazê-lo, no en- tanto, a área de trabalho 9 deve de preferência ficar localizada o mais próximo possível da bobina 3.

[0023] Adequadamente, o elemento de aquecimento 5 é posicio- nado em relação à bobina 3, tal que a fita 2 na área de trabalho 9 irá entrar automaticamente em contato com o elemento de aquecimento 5, se a bobina 3 está cheia, devido à mudança do diâmetro da bobina como uma função do estado de enchimento da bobina 3, desse modo, introduzindo energia térmica em uma seção de aquecimento 11 da fita

2. Isto tem a vantagem de que o dispositivo de enrolamento de fita 1 pode ser construído em uma maneira muito simples e barata, e as bo- binas 3 com o mesmo estado de enchimento podem ser produzidas de forma recorrente.

[0024] No entanto, também existe a possibilidade de que o ele- mento de aquecimento 5, que é acionado manualmente ou por um atuador, seja colocado em contato ou, respectivamente, retirado do contato com a fita 2 na área de trabalho 9, de modo a introduzir ener- gia térmica na seção de aquecimento 11 da fita 2 em um período de

7IM tempo definido. O atuador pode ser formado, por exemplo, por uma transmissão linear elétrica, pneumática ou hidráulica ou uma transmis- são rotativa. Vantajosamente, o atuador e / ou o elemento de aqueci- mento 5 é / são controlados por um computador de controle, tal como um microcontrolador ou um PLC.

[0025] A bobina 3 é acionada ainda pelo acionamento da bobina 4, enquanto o elemento de aquecimento 5 está em contato com a fita 2 na área de trabalho 9. Como um resultado, obtém-se a vantagem de que, independentemente de um movimento do elemento de aqueci- mento 5, a seção de aquecimento 11 pode ser escolhida em um com- primento arbitrário. Quanto mais comprida for a seção de aquecimento superficialmente derretida 11, maior será o comprimento adesivo pelo qual as fitas 2 adjacentes aderem umas às outras.

[0026] No entanto, em uma outra modalidade, é fornecido que a bobina 3 fique parada ou seja acionada apenas muito lentamente em relação a um movimento do elemento de aquecimento 5, desde que o elemento de aquecimento 5 esteja em contato com a fita 2 na área de trabalho 9. A seção de aquecimento 11 é, portanto, muito curta. Quan- do a bobina 3 fica parada, ela é novamente rodada após a seção de aquecimento 11 ter sido derretida pelo elemento de aquecimento 5, de modo a continuar a enrolar a fita 2 na bobina 3, pelo que a seção de aquecimento 11 entra em contato com partes 10 da fita 2 que já foram enroladas na bobina 3 e adere às mesmas.

[0027] Em uma variante de modalidade particularmente preferida, o elemento de aquecimento 5 divide a fita 2 na seção de aquecimento

11. Uma extremidade da fita 2 daí resultante é fixada à parte 10 da fita 2 que foi enrolada em torno da bobina 3, pelo menos uma vez pela bobina 3 que continua a girar ou então por ação da gravidade. Deste modo, obtém-se a vantagem de poder ser omitido um dispositivo de corte de fita adicional, tal como, por exemplo, uma faca operada ma-

nualmente ou automaticamente.

[0028] Em uma outra variante de modalidade, é fornecido que, em uma primeira etapa, com a bobina 3 sendo acionada, o elemento de aquecimento 5 seja pressionado contra a fita 2 na área de trabalho 9 apenas ligeiramente, a fim de derreter superficialmente uma seção de aquecimento 11 da fita ao longo de um determinado comprimento, e, em seguida, o elemento de aquecimento 5 seja pressionado mais for- temente contra a fita 2 para cortar a fita 2 por derretimento. Depen- dendo da potência do elemento de aquecimento 5, também pode ser suficiente trazer o elemento de aquecimento 5, para derreter a fita 2 na área de trabalho 9, apenas na vizinhança da fita 2 e trazer o elemento de aquecimento 5 para contato direto com a fita 2 apenas para cortar a fita 2.

[0029] A figura 2 mostra uma segunda modalidade do dispositivo de enrolamento de fita 6 de acordo com a invenção em uma ilustração em perspectiva simplificada. Elementos que são iguais aos elementos do dispositivo de enrolamento de fita 1 de acordo com a figura 1 são fornecidos com os mesmos números de referência; para sua explica- ção, é feita referência à descrição acima.

[0030] Em contraste com o dispositivo de enrolamento de fita 1, conforme ilustrado na figura 1, o dispositivo de enrolamento de fita 6 compreende um dispositivo de fixação de fita formado por eletrodos

7. Os eletrodos 7 são dispostos a uma distância um do outro, em que um isolador 14 consistindo de um material não condutor é disposto en- tre os eletrodos 7. Os eletrodos 7 são projetados para gerar faíscas elétricas 8. O isolador 14 evita que uma faísca elétrica gerada 8 siga o caminho mais curto entre os eletrodos 7. O isolador 14 força a faísca 8 a seguir o segundo melhor caminho em torno do isolador 14. Como resultado, a energia térmica resultante da faísca 8 pode ser introduzida diretamente na fita 2 em uma área de trabalho 9, em que o isolador 14 deve ser trazido muito perto da fita 2 na área de trabalho 9, pelo que a faísca 8 acende através da fita 2 e a energia térmica é introduzida pre- cisamente na fita 2. Em uma seção de aquecimento 11, que, neste ca- so, só tem o tamanho de um ponto de solda, a fita 2 é fixada a uma parte 10 da fita 2 que foi enrolada em torno da bobina 3. A este respei- to, ver especialmente também a figura 3. Ao introduzir a energia térmi- ca por meio da faísca 8, obtém-se a vantagem de que a energia térmi- ca pode ser introduzida na fita 2 de uma forma altamente medida, efi- ciente e precisa, sem danos para a fita 2.

[0031] Os eletrodos 7 são vantajosamente fixados em relação à bobina 3 de tal forma que, se a bobina 3 estiver cheia, a fita 2 na área de trabalho 9 fica automaticamente ao alcance dos eletrodos 7 devido à mudança do diâmetro da bobina em função de um estado de enchi- mento da bobina 3, a fim de introduzir energia térmica na seção de aquecimento 11 da fita 2 por meio da faísca 8 e fixar a seção de aque- cimento 11 da fita à parte 10 da fita 2 que já foi enrolada na bobina 3 por meio do ponto de solda assim criado. Isto tem a vantagem de que um atuador para mover os eletrodos 8 pode ser omitido.

[0032] Além disso, existe a possibilidade de que os eletrodos 7, que são acionados manualmente ou por um atuador, sejam posiciona- dos em relação à seção de aquecimento 11 de tal forma que, por meio da faísca 8, energia térmica suficiente pode ser aplicada para a fixação da seção de aquecimento 11 da fita 2 à parte 10 da fita 2, que já foi enrolada na bobina 3, usando um ponto de solda. O atuador pode ser formado, por exemplo, por uma transmissão linear elétrica, pneumática ou hidráulica ou uma transmissão rotativa.

[0033] Vantajosamente, a seção de aquecimento 11 da fita 2, na qual a energia térmica é introduzida pela faísca elétrica 8, é seleciona- da dependendo de pelo menos um dos seguintes parâmetros: — uma quantidade de fita de 2 a ser enrolada na bobina 3

(comprimento de carreira desejado); — um diâmetro desejado da bobina cheia 3; — uma velocidade na qual a bobina 3 é conduzida durante o enrolamento da fita 2; — uma espessura de fita; - um material de fita, em particular um tipo e número de aditivos no material de fita e / ou — uma largura de fita.

[0034] De um modo preferido, o dispositivo de enrolamento de fita compreende um computador de controle, em particular um PLC ou um microcontrolador, o qual é conectado aos eletrodos 7 e controla uma formação das faíscas elétricas 8 e uma introdução de energia térmica, que é criada, assim, na fita 2. Vantajosamente, o computador de con- trole seleciona a seção de aquecimento 11 na qual a faísca 8 é intro- duzida, dependendo de pelo menos um dos parâmetros acima. Com vantagem, a seção de aquecimento 11 é determinada simplesmente por definir um ponto no tempo no qual a faísca é introduzido na fita 2.

[0035] Vantajosamente, o dispositivo de enrolamento de fita 6 compreende um dispositivo de corte de fita 15, que é projetado para cortar a fita 2 após ou antes da seção de aquecimento 11 da fita 2 ser fixada à parte 10 da fita 2 que já foi enrolada em torno da bobina 3. Vantajosamente, a fita 2 é cortada a uma certa distância da seção de aquecimento 11. Ao fazê-lo, uma saliência 13 é formada entre a seção de aquecimento 11 e uma extremidade 12 da fita 2 resultante do corte. Como resultado, a vantagem obtida é que a extremidade 12 fica ime- diatamente aparente e que a fita 2 pode ficar agarrada facilmente na saliência 13. Com vantagem, a saliência 13 é escolhida tal que ela po- de ser agarrada facilmente, mas não existe ainda o risco que a saliên- cia 13 fique emaranhada em outros elementos durante o manuseio ou transporte da bobina 3. Pela saliência 13, a adesão da seção de aque-

cimento 11 da fita 2 à parte 10 da fita 2 que já foi enrolada em torno da bobina 3 pode ser liberada facilmente. Vantajosamente, a saliência tem um comprimento de cerca de 3 cm.

[0036] A bobina 3 fica vantajosamente parada durante a introdu- ção de energia térmica na fita 2 por meio da faísca 8 na seção de aquecimento 11. No entanto, também existe a possibilidade de que a bobina 3 gire pelo menos lentamente.

[0037] A figura 3 mostra a segunda variante de modalidade do dispositivo de enrolamento de fita 6 de acordo com a invenção con- forme a figura 2 em uma vista lateral durante a introdução de energia térmica na fita 2 por meio de uma faísca 8 na área de trabalho 9.

Claims (7)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de enrolamento de fita (1,6) para enrolamen- to de uma fita (2) derretível por entrada de calor em pelo menos uma superfície em uma bobina (3), que compreende um acionamento de bobina (4) de modo a poder acionar rotativamente a bobina (3) e enro- lar a fita (2) fornecida à bobina (3) na bobina (3), em que o dispositivo de enrolamento de fita (1; 6) compreende um dispositivo de fixação de fita que é projetado para introduzir energia térmica em uma seção de aquecimento (11) da fita (2)) CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de fixação é formado por eletrodos (7) e um isolador (14), em que os eletrodos (7) são afastados pelo isolador (14) e são proje- tados para gerar faíscas elétricas (8) e para introduzir a energia térmi- ca, que é criada assim, na fita (2).

2. Dispositivo de enrolamento de fita (6) de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de enrolamento de fita compreende um computador de controle, em parti- cular um PLC ou um microcontrolador, que é conectado aos eletrodos (7) e controla a formação das faíscas elétricas (8) e a introdução da energia térmica, que é criada assim, na fita (2).

3. Dispositivo de enrolamento de fita (6) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de enrolamento de fita (6) compreende um atuador, que é projetado para posicionar os eletrodos (7) em relação à fita (2) fornecida para a bobina (3) em uma tal maneira que a energia térmica gerada pelas fa- íscas (8) é introduzida na fita (2).

4. Dispositivo de enrolamento de fita (6) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de enrolamento de fita (6) compreende um dispo- sitivo de corte de fita (15).

5. Dispositivo de enrolamento de fita (6), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de corte de fita (15) para cortar a fita é projetado para ficar a uma distân- cia da seção de aquecimento (11) a fim de formar uma saliência (13).

6. Dispositivo de enrolamento de fita (6) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a bobina (3) fica parada durante a introdução da energia térmi- ca na fita (2).

7. Método de fixação de uma seção de aquecimento (11) de uma fita (2) derretível por entrada de calor em pelo menos uma super- fície em uma parte (10) da fita (2) que já foi enrolada em torno de uma bobina (3), compreendendo a etapa de fornecer energia térmica para a fita (2) na seção de aquecimento (11), derretendo assim a superfície da fita (2) pelo menos parcialmente na seção de aquecimento (11), CARACTERIZADO pelo fato de que a energia térmica é introduzida na fita (2) por uma faísca elétrica (8) gerada pelos eletrodos (7), em que os eletrodos (8) são posicionados em relação à seção de aquecimento (11) da fita (2) e à parte (10) da fita (2) que foi enrolada em torno da bobina (3) de tal maneira que, devido à faísca (8) e à energia térmica criada por ela, a fita (2) é derretida na parte (10) da fita (2) que foi en- rolada em torno da bobina (3) na seção de aquecimento (11).