ES2205263T3 - Metodo y aparato para la union ultrasonica a toda la anchura. - Google Patents

Metodo y aparato para la union ultrasonica a toda la anchura.

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ES2205263T3
ES2205263T3 ES97948529T ES97948529T ES2205263T3 ES 2205263 T3 ES2205263 T3 ES 2205263T3 ES 97948529 T ES97948529 T ES 97948529T ES 97948529 T ES97948529 T ES 97948529T ES 2205263 T3 ES2205263 T3 ES 2205263T3
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ES
Spain
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ultrasonic
laminar
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support roller
laminar element
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English (en)
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Craig Steven Brennecke
Jeffery Ray Cottingham
Paul Gordon Klemp
Jeffrey Joseph Samida
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Kimberly Clark Worldwide Inc
Kimberly Clark Corp
Original Assignee
Kimberly Clark Worldwide Inc
Kimberly Clark Corp
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Abstract

ESTA INVENCION SE REFIERE A UN APARATO Y A UNOS PROCEDIMIENTOS DE FABRICACION DE UNA CINTA O DE UN MATERIAL GUIA DE CINTA DE CONSOLIDACION UTILIZADO EN LA FABRICACION DE UNA CINTA. ESTA INVENCION SE REFIERE A UN APARATO DE SOLDADURA ULTRASONICA QUE COMPRENDE MATERIALES EN FORMA DE CINTA (20) QUE RECIBE DE LOS PRIMERO (24A) Y SEGUNDO (24B) BRAZOS ULTRASONICOS ROTATIVOS. ESTOS BRAZOS ULTRASONICOS ROTATIVOS (24A, 24B, 24C, 24D), EN COMBINACION CON EL CILINDRO DEL YUNQUE, SUELDAN, POR ULTRASONIDOS, SEGMENTOS DE LAS PRIMERA Y SEGUNDA CINTAS. LOS TERCERO (24C) Y CUARTO (24D) BRAZOS ULTRASONICOS ESPACIADOS DE LA CIRCUNFERENCIA DEL CILINDRO DEL YUNQUE, EN COMBINACION CON ESTE ULTIMO, SE SUELDAN, UNOS A OTROS, POR ULTRASONIDOS, OTROS SEGMENTOS DE LAS CINTAS. SE PUEDE SOLDAR TODA LA ANCHURA DE LAS CINTAS POR ULTRASONIDOS CON BRAZOS ULTRASONICOS ROTATIVOS. UNA SUPERFICIE EXTERNA DEL CILINDRO DEL YUNQUE SOPORTE, PREFERENTEMENTE UN MODELO DE SOLDADURA, DEFINE LOS PUNTOS DE SOLDADURA DE LA CINTA. SE PUEDEN SOLDAR TAMBIEN UNAS TERCERA Y CUARTA CINTAS MEDIANTE EL APARATO DE SOLDADURA ULTRASONICA. SUS SOLDADURAS SE PUEDEN REALIZAR DESPUES DE LAS PRIMERA Y SEGUNDA CINTAS EJECUTADAS POR EL PRIMER Y SEGUNDO BRAZOS ULTRASONICOS. EN ALGUNOS CASOS, LOS TERCERO Y CUARTO BRAZOS ULTRASONICOS PUEDEN SOLDAR, MEDIANTE ULTRASONIDOS, UNAS PARTES DE LAS PRIMERA Y SEGUNDA CINTAS QUE YA SE HAN SOLDADO ENTRE ELLAS POR UNO DE LOS BRAZOS O POR EL CONJUNTO DEL PRIMER Y SEGUNDO BRAZOS ULTRASONICOS. SEGUN OTRAS REALIZACIONES, PUEDE HABER VARIAS SOLDADURAS SUCESIVAS SOBRE UN MISMO SEGMENTO DE CINTA. EN OTRAS REALIZACIONES, SE PUEDE CONSOLIDAR UN AMPLIO FRAGMENTO DE MATERIA APTO PARA SER SOLDADO, COMO POR EJEMPLO FIBRAS, MEDIANTE SOLDADURA ULTRASONICA CON BRAZOS ULTRASONICOS DE MANERA QUE SE FORME UNA CINTA UNITARIA. ESTE APARATO PUEDE FUNCIONAR A UNAS VELOCIDADES DE MAS DE 1.000 PIES POR MINUTO.

Description

Método y aparato para la unión ultrasónica a toda la anchura.
Sector de la invención
La presente invención se refiere a un aparato y a los métodos para llevar a cabo la unión de elementos laminares entre sí. De manera más particular, la presente invención hace referencia al procedimiento de unión por ultrasonido de elementos laminares utilizando múltiples dispositivos emisores acústicos ("horns") y un soporte.
Antecedentes de la invención
Los dispositivos de unión por ultrasonidos son conocidos en la técnica. Los dispositivos estacionarios de unión por ultrasonidos con dispositivo emisor acústico de presión ("plunger") se encuentran limitados en su funcionamiento a actuar sobre elementos laminares que se desplazan a velocidades bajas debido a que, entre otras razones, a velocidades más elevadas del elemento laminar, el mismo tiende a amontonarse o agruparse en el borde delantero del dispositivo emisor acústico ultrasónico estacionario de presión.
La patente USA 3.579.256 de Rust, Jr da a conocer un aparato para la soldadura de elementos laminares de termoplásticos en el que dos alineaciones de dispositivos estacionarios de soldadura por ultrasonidos de presión, con ayuda de un soporte producen en combinación una tela adherida. El soporte tiene salientes que forman un cierto dibujo sobre los elementos laminares.
La patente U.S.A. Nº 3.844.869 de Rust Jr., da a conocer un aparato similar para unir láminas de material termoplástico mediante vibración ultrasónica. Sin embargo, un único dispositivo resonante ultrasónico estacionario se extiende en la dirección de la anchura de las láminas. El dispositivo resonante ultrasónico único aplica energía ultrasónica para unir las respectivas láminas unas a otras.
La patente WO 97/23340, que conforma el preámbulo de las reivindicaciones independientes, da a conocer la unión de dos o más elementos laminares de una pieza de trabajo a través de un rodillo de soporte y un dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo.
La patente U.S.A. 4713132 da a conocer un proceso de unión por ultrasonido de un elemento laminar utilizando un rodillo de soporte y una serie de dispositivos emisores acústicos ultrasónicos.
La patente U.S.A. Nº 4.414.045 de Wang y otros, da a conocer un aparato para formar tela no tejida a partir de una lámina de fibras sueltas, dispuestas al azar, utilizando dispositivos emisores acústicos ultrasónicos como mecanismo para consolidar las fibras en una tela. Respectivas series de dispositivos emisores acústicos ultrasónicos se extienden a través de la trayectoria de avance de las esterillas de fibras, y se superponen los correspondientes soportes separados de forma longitudinal a lo largo de la trayectoria de avance de las esterillas de fibras. En la columna 6, líneas 33-37 se describe el funcionamiento del aparato a una velocidad del elemento laminar de 150 metros por minuto, denominando a dicha velocidad como una "velocidad elevada". La velocidad típica de producción se describe en la columna 1, líneas 47-55, como de 10-30 metros por minuto.
Descripción de la invención
La presente invención hace referencia a métodos y a un aparato para fabricar elementos laminares, incluyendo elementos laminares de capas múltiples compuestos, y se centra en la formación de dichos elementos laminares mediante unión por ultrasonido aplicado a través de la anchura de los elementos laminares o precursores de los mismos, en algunas realizaciones a través de la anchura completa común de los elementos laminares o capas laminares múltiples.
Un aspecto de la presente invención da a conocer un aparato para construir un elemento laminar compuesto que tiene una longitud y una anchura, comprendiendo dicho aparato:
a) la disposición del primer y segundo elementos laminares en una relación de superficie con superficie, entre sí;
b) un rodillo de soporte, montado de forma que permita su rotación, y para recibir en el mismo el primer y segundo elementos laminares;
c) un primer dispositivo emisor acústico rotativo de ultrasonido;
caracterizado porque cada elemento laminar comprende un primer, segundo, tercer y cuarto segmentos, comprendiendo cada segmento de cada elemento laminar una parte separada y distinta de la anchura del elemento laminar respectivo, y extendiéndose de forma substancial a lo largo de la longitud completa del elemento laminar respectivo, siendo los respectivos segmentos substancialmente paralelos unos con respecto a los otros, de modo que los segmentos numerados de la misma manera en los respectivos elementos laminares se encuentren en una relación de superficie con superficie entre sí;
caracterizado de manera adicional porque el mencionado aparato comprende un segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, encontrándose dispuestos dichos primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos en una primera y segunda posiciones separadas una de la otra, y adyacentes a dicho rodillo de soporte, uniendo en combinación dicho primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos y dicho rodillo de soporte el primer segmento del primer elemento laminar con el primer segmento del segundo elemento laminar, y el tercer segmento del primer elemento laminar con el tercer segmento del segundo elemento laminar; y
caracterizado de manera adicional porque un tercer y un cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos dispuestos en una tercera y una cuarta posiciones separadas uno del otro, y adyacentes al mencionado rodillo de soporte, encontrándose la tercera y la cuarta posiciones separadas de forma angular alrededor de un eje de dicho rodillo de soporte de la primera y segunda posiciones, uniendo en combinación, dichos tercer y cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos y el mencionado rodillo de soporte, el segundo segmento del primer elemento laminar con el segundo segmento del segundo elemento laminar, y el cuarto segmento del primer elemento laminar con el cuarto segmento del segundo elemento laminar.
En un aspecto adicional, la presente invención da a conocer un método para la fabricación de un elemento laminar compuesto que tiene una longitud y una anchura, comprendiendo el mencionado método las etapas de:
a) disposición del primer y segundo elementos laminares en una relación de superficie con superficie, entre sí;
b) disposición del primer y segundo elementos laminares en un alineamiento de superficie con superficie con un rodillo de soporte;
caracterizado porque cada elemento laminar comprende un primer, segundo, tercer y cuarto segmentos, comprendiendo cada segmento de cada elemento laminar una parte separada y distinta de la anchura del elemento laminar respectivo, y extendiéndose a lo largo de substancialmente toda la longitud del elemento laminar respectivo, siendo el primer, segundo, tercer y cuarto segmentos en cada elemento laminar paralelos unos con respecto a los otros, encontrándose el segundo segmento de cada elemento laminar entre el primer y el tercer segmentos del mismo, y el tercer segmento de cada elemento laminar entre el segundo y cuarto segmentos del mismo, encontrándose los segmentos numerados de la misma manera en una relación de superficie con superficie entre sí;
caracterizado de manera adicional por la utilización del primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos para llevar a cabo la unión de forma ultrasónica del primer segmento del primer elemento laminar con el primer segmento del segundo elemento laminar, en el rodillo de soporte en una primera posición entre el soporte rotativo y el primer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, y la unión del tercer segmento del primer elemento laminar con el tercer segmento del segundo elemento laminar en una segunda posición separada de la primera posición de forma angular alrededor de un eje del rodillo de soporte; y
caracterizado de manera adicional por la utilización del tercer y cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos para llevar a cabo la unión de forma ultrasónica del segundo segmento del primer elemento laminar con el segundo segmento del segundo elemento laminar, en el rodillo de soporte en una tercera posición, y la unión del cuarto segmento del primer elemento laminar con el cuarto segmento del segundo elemento laminar en una cuarta posición en el rodillo de soporte, separada de la tercera posición, encontrándose la tercera y la cuarta posiciones separadas de la primera y la segunda posiciones alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte,
llevando a cabo de este modo la unión ultrasónica del primer y el segundo elementos laminares entre sí en el primer, segundo, tercer y cuarto segmentos, y formando por lo tanto el elemento laminar compuesto.
En algunas realizaciones, el primer, segundo, tercer y cuarto segmentos en cada uno de los elementos laminares primero y segundo, en combinación, comprenden toda anchura completa de los elementos laminares. Los segmentos pueden ser unidos de forma continua mediante los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos.
En algunas realizaciones, los elementos laminares son conducidos a través del rodillo de soporte y a través de líneas de presión definidas entre el rodillo de soporte y el respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo a una velocidad de como mínimo aproximadamente 3 m/s (600 pies/minuto). La velocidad puede comprender como mínimo aproximadamente 5 m/s (1000 pies/minuto). En algunas realizaciones, la carga mecánica de los elementos laminares, mediante la combinación del dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo y el rodillo de soporte, puede comprender hasta aproximadamente 0,6 kg (50 libras) de presión por metro (pulgada) de anchura lineal a través de la superficie de aplicación de energía del dispositivo emisor acústico ultrasónico. En algunas realizaciones, cada dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo puede aplicar de modo preferente hasta aproximadamente 800 vatios de potencia al elemento laminar.
En realizaciones preferentes, el primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos se encuentran distanciados uno del otro y tienen un respectivo primer y segundo ejes de rotación, encontrándose el segundo eje de rotación substancialmente alineado con el primer eje de rotación, y siendo este último substancialmente perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares. El tercer y el cuarto dispositivos emisores ultrasónicos rotativos pueden encontrarse montados con una disposición similar uno con respecto al otro y a los elementos laminares.
En algunas realizaciones, el primer y el segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos se encuentran escalonados con respecto al tercer y cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos de modo que los elementos laminares son unidos entre sí substancialmente en la totalidad de las anchuras comunes de los dos elementos laminares.
En la mayoría de las realizaciones, el rodillo de soporte tiene un patrón de elementos elevados en una superficie circunferencial exterior del mismo. Los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos y el rodillo de soporte, en combinación, llevan a cabo la unión del primer y segundo elementos laminares entre sí en los elementos elevados.
En algunas realizaciones, se dispone un tercer elemento laminar sobre, como mínimo, uno de los elementos laminares primero y segundo después de la unión por ultrasonido del primer y segundo elementos laminares entre sí. El tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos aplican entonces energía ultrasónica al tercer elemento laminar, uniendo de este modo el primer, segundo y tercer elementos laminares entre sí.
En algunas realizaciones la unión ultrasónica aplicada por uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos tercero y cuarto se superpone con la unión ultrasónica aplicada por uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos primero y segundo, de modo que como mínimo uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos tercero y cuarto aplica energía ultrasónica a las partes del primer y segundo elementos laminares unidas por ultrasonido de forma previa.
En algunas realizaciones los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos tercero y cuarto se encuentran separados aproximadamente 180 grados alrededor de la circunferencia axial del rodillo de soporte de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos primero y segundo. El rodillo de soporte único facilita la alineación de los sitios geométricos de unión en el tercer y cuarto segmentos con los sitios geométricos de unión en el primer y segundo segmentos.
En algunas realizaciones, la presente invención comprende métodos para la fabricación un elemento laminar compuesto. El método contempla la disposición de un primer y un segundo elementos laminares en una relación de superficie con superficie entre sí. Cada elemento laminar tiene un primer, segundo, tercer y cuarto segmentos imaginarios extendiéndose de manera longitudinal. El primer y el segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos son utilizados para unir de forma ultrasónica el primer segmento del primer elemento laminar con el primer segmento del segundo elemento laminar, en una primera posición entre el rodillo de soporte y el primer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, y para unir el tercer segmento del primer elemento laminar con el tercer segmento del segundo elemento laminar en una segunda posición entre el soporte rotativo y el segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, distanciada de la primera posición. Un tercer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo es utilizado para unir de manera ultrasónica el segundo segmento del primer elemento laminar con el segundo segmento del segundo elemento laminar, en una tercera posición entre el soporte rotativo y el tercer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, distanciado de la primera y la segunda posiciones. El primer, segundo y tercer dispositivos emisores acústicos ultrasónicos se encuentran configurados y distanciados a través de la anchura del primer y segundo elementos laminares en las respectivas posiciones primera a tercera en una disposición escalonada. Es decir, la tercera posición se encuentra distanciada de forma angular alrededor de un eje del rodillo de soporte, de la primera y segundo posición, y se encuentra alineada para la unión de un (tercer) segmento de los elementos laminares que se encuentra entre los segmentos (primero y segundo) que son unidos por el primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos. La unión ultrasónica lleva a cabo de este modo la unión de la totalidad de la anchura común del primer y segundo elementos laminares en el primer, segundo y tercer segmentos, y de este modo conforma el elemento laminar compuesto.
El primer elemento laminar puede tener una anchura mayor que el segundo elemento laminar, en cuyo caso la totalidad de la anchura del segundo elemento laminar se encuentra, de manera típica, pero no necesaria, unida al primer elemento laminar.
El método puede incluir la disposición del primer y el segundo elementos laminares en un rodillo de soporte y la unión del primer, segundo y tercer segmentos de los elementos laminares respectivos entre sí en el mismo rodillo de soporte.
La presente invención da a conocer de forma preferente el primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos, distanciados uno del otro en un ángulo común con respecto al eje de rotación del rodillo de soporte, y teniendo respectivos ejes de rotación primero y segundo, encontrándose el segundo eje de rotación del segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo alineado de forma substancial con el primer eje de rotación del primer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo y perpendicular de forma substancial a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares. El tercer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo tiene un tercer eje de rotación, perpendicular de forma substancial a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares.
En realizaciones preferentes adicionales, la presente invención comprende la fabricación de un elemento laminar compuesto que tiene una longitud y una anchura, utilizando aplicaciones múltiples de energía ultrasónica. El método comprende la disposición de un primer y un segundo elementos laminares en una relación de superficie con superficie entre sí, la utilización de un primer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, la aplicación de energía ultrasónica en un primer sitio geométrico de unión en el primer elemento laminar y, a través del primer sitio de unión, a un segundo sitio geométrico de unión en el segundo elemento laminar, y de manera subsiguiente, la utilización de un segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, la aplicación de energía ultrasónica al primer sitio geométrico de unión del primer elemento laminar y por lo tanto al segundo sitio geométrico de unión del segundo elemento laminar. La energía ultrasónica aplicada mediante el primer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo produce un primer efecto en los elemento laminares respectivos en el primer y segundo sitios geométricos de unión. La energía ultrasónica aplicada por el segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo produce un segundo efecto en los respectivos elementos laminares en el primer y segundo sitio geométrico de unión. La combinación del primer y segundo efecto une el primer y segundo elementos laminares entre sí en el primer y segundo sitios geométricos de unión.
El primer efecto puede comprender la formación de uniones que unen el primer y segundo elementos laminares entre sí, las uniones presentando una primera solidez de unión. El segundo efecto puede comprender el incremento de la solidez de las uniones formadas por el primer efecto.
En algunas realizaciones, el primer efecto no da lugar a una unión significativa entre el primer y segundo elementos laminares, y el segundo efecto da lugar a la formación de uniones significativas entre el primer y segundo elementos laminares.
En algunas realizaciones el método incluye la aplicación de cantidades iguales, de manera substancial, de energía ultrasónica al primer y segundo elementos laminares mediante el primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos.
En algunas realizaciones las aplicaciones secuenciales de energía ultrasónica son llevadas a cabo en un rodillo de soporte. La utilización del rodillo de soporte, en común, facilita la alineación de las posiciones de unión activadas como el primer efecto con posiciones de unión activadas como el segundo efecto.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una vista gráfica del aparato de unión ultrasónica de la presente invención.
La figura 2 muestra una sección transversal del rodillo de soporte, y los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos asociados, según la línea 2-2 de la figura 1.
La figura 3 muestra una representación plana a mayor escala de una parte de la superficie exterior del rodillo de soporte de la figura 1.
La figura 4 muestra una vista en sección transversal de una parte de la superficie del rodillo de soporte incluyendo elementos de clavija, según la línea 4-4 de la figura 3.
La figura 5 es una vista gráfica de una segunda realización del aparato de la invención.
La figura 6 muestra una sección transversal del rodillo de soporte, y dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos asociados, según la línea 6-6 de la figura 6.
La figura 7 muestra una vista superior representativa de una tercera realización del aparato de la presente invención.
La figura 8 muestra una vista en sección transversal del aparato de la figura 7, según la línea 8-8 de la figura 7.
La figura 9 es una vista inferior, según la línea 9-9 de la figura 8.
La figura 10 es una vista gráfica de una cuarta realización del aparato de unión ultrasónica de la presente invención.
La figura 11 es una vista superior representativa del aparato de la figura 10 sin los elementos laminares.
La invención no se encuentra limitada en su aplicación a los detalles de la construcción y la disposición de los componentes descritos en la siguiente descripción o ilustrados en los dibujos. La invención es capaz de otras realizaciones o de ser llevada a cabo o realizada de numerosas maneras. Además, debe entenderse que la terminología y frases empleadas en la presente memoria se utilizan por propósitos ilustrativos y no deben ser tomadas como limitativas. Los numerales de referencia similares son utilizados para indicar componentes o partes similares. Además, los dibujos anteriores no se encuentran dibujados a escala y por lo tanto no limitan en este aspecto a la invención.
Descripción detallada de las realizaciones ilustradas
La presente invención da a conocer un aparato y los métodos para fabricar un elemento laminar mediante la utilización de la unión por ultrasonido. Un método a modo de ejemplo lleva a cabo la unión, de forma ultrasónica, de la totalidad de la anchura común del primer y segundo elementos laminares utilizando un único rodillo de soporte y múltiples dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos.
Las figuras 1 y 2 muestran una primera realización del aparato de unión por ultrasonido (8) para fabricar un elemento laminar compuesto (10). El rodillo de guiado (12) dirige los elementos laminares (14) y (16) hacia el rodillo de soporte (20). El primer elemento laminar (14) y el segundo elemento laminar (16) se encuentran en una relación de superficie con superficie entre sí, ambos en el rodillo de guiado (12) y en el rodillo de soporte (20). El primer y el segundo elementos laminares (14), (16) son conducidos alrededor del rodillo de guiado (12) y el rodillo de soporte (20) mediante un par de rodillos de presión (18). Ver la figura 2.
Los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22A), (22B), (22C), (22D) se encuentran situados en una primera y segunda posiciones separadas de forma angular alrededor del eje del rodillo de soporte (20). Los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22A) a (22D) incluyen los respectivos dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24A), (24B), (24C), (24D) y unidades de conducto ultrasónico (26A), (26B), (26C), (26D). Respectivas abrazaderas de soporte (30A), (30B), (30C), (30D) aseguran los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22A), (22B), (22C), (22D) a los soportes (32A), (32B) (no mostrados), (32C), (32D). Los soportes (32A) a (32D) se encuentran asegurados a la placa base (34). Las abrazaderas de soporte (30A) a (30D) agrupan y aseguran los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22A) a (22D) al primer, segundo, tercer y cuarto soportes (32A) a (32D). Los soportes de rodillo de soporte (33A), (33B) sostienen el rodillo de soporte (20) entre los respectivos dispositivos de aplicación de energía ultrasónica.
El primer y segundo dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22A), (22B) en combinación con el rodillo de soporte (20), aplican energía ultrasónica al primer y segundo elementos laminares (14), (16) en la primera y segunda posiciones, correspondientes a la primera posición circunferencial común en el rodillo de soporte (20). La energía ultrasónica aplicada forma uniones en los respectivos el primer y el tercer segmentos (36A), (36C) del primer y segundo elementos laminares (14), (16). A efectos ilustrativos, los primeros y segundos segmentos unidos (36A), (36C) son mostrados teniendo un patrón definido en la figura 1. Los segundos y cuartos segmentos no unidos (36B), (36D) no han sido, hasta este momento, tratados por la energía ultrasónica. De este modo, en el contexto descrito, no se han formado aún uniones mediante el aparato (8) en el segundo y el cuarto segmentos.
El rodillo de soporte (20) gira a una velocidad superficial correspondiente a la velocidad de avance de los elementos laminares, es decir, a la velocidad que los elementos laminares (14), (16) son conducidos por los rodillos de presión (18). Los elementos laminares (14), (16) mantienen de este modo mantienen una alineación constante y estática con la superficie exterior del rodillo de soporte (20) a medida que avanzan alrededor de la circunferencia del mencionado rodillo de soporte rotativo (20). De este modo, los elementos laminares (14), (16) avanzan de forma conjunta con la superficie circunferencial exterior del rodillo de soporte (20). A medida que los elementos laminares (14), (16) pasan la primera y la segunda posiciones de unión, el rodillo de soporte (20) transporta los elementos laminares (14), (16) hacia el tercer y el cuarto dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22C), (22D). El tercer y cuarto dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22C), (22D), en combinación con el rodillo de soporte (20), aplican energía ultrasónica a los elementos laminares (14), (16) en la tercera y la cuarta posiciones correspondientes a una segunda posición circunferencial común en el rodillo de soporte (20). La energía ultrasónica aplicada conforma las uniones en los respectivos segmentos segundo y cuarto (36B), (36D) del primer y segundo elementos laminares (14), (16) para formar el elemento laminar compuesto (10). Cuando, como se muestra en la figura 1, el primer, segundo, tercer y cuarto segmentos hacen tope entre sí, los elementos laminares (14), (16) se encuentran entonces unidos entre sí en la totalidad de la anchura común de los dos elementos laminares entre el primer y el cuarto segmentos, por lo que se lleva a cabo la unión completa de la anchura común. La unión adicional hacia el exterior de la anchura común, tal como hacia fuera del elemento laminar (16), puede obtenerse en caso deseado.
El elemento laminar compuesto (10) avanza entonces alrededor del segundo rodillo de guiado (38) y hacia la salida del dispositivo para el proceso adicional o utilización como un producto terminado.
La vista en sección transversal de la figura 2 muestra la orientación de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos (24B), (24D) con respecto a la circunferencia del rodillo de soporte (20). A efectos de claridad de la ilustración, algunos elementos, tal como los soportes (32A), (32D), no se muestran en la figura 2. Las flechas (40), (42) indican la dirección de movimiento de los elementos laminares (14), (16) a través del aparato (8). Las flechas (44), (46), (48) indican las direcciones de rotación del rodillo de soporte (20) y de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24B), (24D) de manera respectiva.
El primer elemento laminar (14) puede estar conformado por cualquiera de entre una gran variedad de materiales para elementos laminares, tal como películas de poliolefinas, materiales esponjosos porosos, materiales esponjosos reticulados, películas plásticas dotadas de aberturas, o una o más capas hechas con fibras naturales. Un primer elemento laminar (14) típico puede ser una película plástica delgada u otro material flexible impermeable a los líquidos. Por ejemplo, el primer elemento laminar (14) puede ser una película de polietileno que tiene un espesor de aproximadamente 0,012 milímetros a 0,051 milímetros.
Cuando se desea que el elemento laminar (14) proporcione una sensación más similar a tela, puede comprender una película de polietileno laminada en un elemento laminar no tejido, tal como un elemento laminar de fibras extrusionadas ("spunbonded") de fibras de poliolefinas. De este modo, el elemento laminar (14) puede comprender una película de polietileno con un espesor de 0,015 milímetros que tiene un elemento laminar de fibras extrusionadas de poliolefinas laminado térmicamente o de otro modo de un espesor de 1,5 a 2,5 denier por filamento, teniendo dicho elemento laminar no tejido un peso base de aproximadamente 24 gramos por metro cuadrado.
Pueden ser utilizadas varias telas tejidas o no tejidas para conformar el elemento laminar (14). Por ejemplo, el elemento laminar (14) puede estar compuesto de una lámina de fibras extrusionadas o de soplado en fusión de fibras de poliolefina. El elemento laminar (14) puede también comprender una lámina cardada y/o unida de fibras sintéticas y/o naturales. Además, el elemento laminar (14) puede estar formado por una lámina fibrosa tejida o no tejida que ha sido construida o tratada, en su totalidad o de forma parcial, para impartir un nivel deseado de impermeabilidad a los líquidos en determinadas zonas del elemento laminar.
El elemento laminar (14) puede estar compuesto de un material substancialmente hidrófobo tratado con un tensoactivo o procesado de otro modo para impartir un nivel deseado de humectabilidad e hidrofilidad. De forma aún adicional, el primer elemento laminar (14) puede estar compuesto de manera opcional de un material microporoso que permite que los vapores escapen a través de la lámina mientras que impide que el líquido atraviese la misma.
El elemento laminar (14) puede comprender además fibras de madera o de algodón. Otros materiales son fibras sintéticas, tal como las fibras de poliéster o polipropileno, o una combinación de fibras naturales y sintéticas. El elemento laminar (14) puede comprender una capa única, o puede comprender una multiplicidad de componentes, capas, o capas parciales, que corresponden a cualquiera de los materiales descritos en la presente memoria, como también otros materiales conocidos en la técnica.
En una realización particular de la presente invención, el elemento laminar (14) puede comprender una tela de polipropileno de fibras extrusionadas compuesta de fibras de aproximadamente 2,8 a 3,2 denier que conforman una lámina que tiene un peso base de aproximadamente 22 gramos por metro cuadrado y una densidad de aproximadamente 0,06 gramos por centímetro cúbico. Dicha tela preferente puede ser tratada con aproximadamente 0,3 por ciento en peso de un tensoactivo.
El elemento laminar (16) puede estar hecho a partir de cualquiera de los materiales dados a conocer para el elemento laminar (14). De manera adicional, el elemento laminar (16) puede estar hecho de otros materiales, tal como elastómeros, no dados a conocer de manera específica para el elemento laminar (14).
En la realización mostrada en la figura 1, la anchura del elemento laminar (16) es menor que la anchura del elemento laminar (14). Un rodillo de guiado u otro aparato (no mostrado) pone al elemento laminar (16) en relación de presión de superficie con superficie con el primer elemento laminar (14).
El rodillo de soporte (20) se encuentra soportado por el primer y el segundo soportes de apoyo (33A), (33B) y el eje (50). Los soportes de apoyo (33A), (33B) sostienen al rodillo de soporte (20) desde la placa base (34). El eje (50) generalmente es de metal, tal como acero, u otro material que tenga propiedades estructurales adecuadas.
La figura 3 muestra una representación plana de una parte de la superficie exterior del rodillo de soporte a modo de ejemplo (20). La superficie exterior del rodillo incluye una parte de superficie de base (52), y múltiples elementos de clavija (54) extendiéndose en dirección ascendente desde la parte superficial de base (52). Los elementos de clavija (54) se encuentran dispuestos en un patrón o configuración a modo de ejemplo de filas "R1" de elementos de clavija elevados (54) extendiéndose a lo largo de la dirección longitudinal del rodillo de soporte (20) y las filas correspondientes "R2" extendiéndose a través de la anchura del rodillo de soporte (20) en un ángulo "A" de aproximadamente 75 grados con respecto a las filas "R1". Los centros de los elementos de clavija elevados individuales en una fila determinada "R1" se encuentran distanciados unos de los otros por una distancia "C", medida en el ángulo inverso como se muestra, de aproximadamente 0,004 metros (0,170 pulgadas). Como se ilustra en la figura 3, las clavijas en las filas adyacentes pueden encontrarse desplazadas unas de las otras una distancia "D" de aproximadamente 0,002 metros (0,087 pulgadas). En una realización preferente, el patrón repetido "P" para el centro de una fila de elementos de clavija elevados (54) es de aproximadamente 0,09 m (0,37 pulgadas). La dimensión correspondiente "PR" es de 0,004 m (0,16 pulgadas). Como se ha mostrado, los elementos de clavija (54) proporcionan un patrón uniforme de sitios geométricos de unión discretos y localizados, para llevar a cabo la unión del primer y el segundo elementos laminares (14), (16), entre sí.
La figura 4 muestra una vista en sección transversal de dos elementos de clavija (54). En la realización mostrada, los elementos de clavija (54) se extienden en dirección ascendente desde la superficie de base (52) del rodillo de soporte (20) hasta una altura "E" de aproximadamente 1,8 x 10^{-3} metros (0,07 pulgadas). La superficie superior substancialmente circular (56) de cada elemento de clavija (54) tiene un diámetro "X" de aproximadamente 1,0 x 10^{-3} metros (0,04 pulgadas). La superficie exterior generalmente cónica de un elemento de clavija (54) determinado se extiende en dirección ascendente desde la superficie de base (52) hacia la superficie superior (56) en un ángulo interior "\alpha" de aproximadamente 15 grados con respecto al eje vertical "V".
Mientras que un patrón a modo de ejemplo de elementos de clavija elevados discretos y localizados (54) ha sido ilustrado y descrito, en el esquema del área de la superficie exterior del rodillo (20) que será utilizado en el proceso de formación de uniones, no debe ser tomado como condición crítica para el patrón de unión particular o la estructura de cualquier elemento de clavija elevado u otros elementos. De este modo, las superficies superiores (56) no necesitan ser circulares. La disposición espacial de los elementos de clavija (54) unos con respecto a otros no es crítica. De hecho, puede utilizarse un patrón de líneas elevadas. Dichas líneas pueden ser, por ejemplo, continuas o discontinuas, cruzadas o no cruzadas, rectas o no rectas.
El rodillo de guiado (12) puede ser accionado, o puede ser un rodillo de giro libre de forma tal que no existe accionamiento directo del rodillo. De forma preferente, el rodillo de guiado (12) gira a la misma velocidad que el primer y el segundo elementos laminares (14), (16). El segundo rodillo de guiado (38) puede ser similar o idéntico al rodillo de guiado (12).
Los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22A) a (22D) incluyen los respectivos dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24A), (24B), (24C), (24D) y las unidades de conducto ultrasónico (26A), (26B), (26C), (26D). Los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22A) a (22D) pueden comprender, por ejemplo, dispositivos dados a conocer en la patente U.S.A. 5.096.532 presentada el 17 de marzo de 1992 por Neuwirth y otros, la patente U.S.A. 5.087.320 presentada el 11 de febrero de 1992 por Neuwirth y otros, o la patente U.S.A. 5.110.403 presentada el 5 de mayo de 1992 por Ehlert, que se incorporan en su totalidad en la presente memoria a modo de referencia. En algunas realizaciones, cada dispositivo de aplicación de energía ultrasónica (22A) a (22D) aplica una presión mecánica a los elementos laminares (14), (16) a través de la anchura del respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (24) en una magnitud que representa hasta aproximadamente 0,6 kg (50 libras) por metro lineal (pulgada) a través de la anchura de la superficie de aplicación de energía del respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo. La anchura de cada dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (24) es aproximadamente de manera general de 0,076 metros (3 pulgadas) o menos. Anchuras mayores resultan útiles en la medida que se encuentren disponibles dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos adecuados. En una realización, cada dispositivo emisor acústico ultrasónico (22) puede aplicar de manera aproximada 800 vatios de potencia.
La presión mecánica aplicada a los elementos laminares (14), (16), la velocidad de los mismos, la potencia suministrada por el dispositivo emisor acústico ultrasónico (24), y el material de los elementos laminares que están siendo tratados tienen incidencia en el producto final que es fabricado. Por ejemplo, el incremento de la velocidad de desplazamiento de los elementos laminares requiere del incremento de la presión mecánica y/o el incremento de la energía ultrasónica para llevar a cabo la unión en el período de tiempo más corto en el que los elementos laminares están siendo tratados por el dispositivo emisor acústico ultrasónico (24). Por lo tanto, los valores de la presión mecánica aplicada a los elementos laminares y la energía ultrasónica aplicada por el dispositivo emisor acústico ultrasónico (24) puede variar más allá de los valores dados a conocer anteriormente, dependiendo del material que está siendo tratado y la velocidad de los elementos laminares.
Las abrazaderas de soporte (30A) a (30D) pueden ser soportes de almohadilla o cojinetes u otros elementos de soporte bien conocidos en la técnica para asegurar los respectivos dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (22A) a (22D) a los soportes (32A) a (32D). La placa base (34) proporciona una base de montaje para los soportes (32A) a (32D). La placa base (34) generalmente comprende un metal, tal como el acero. En otras realizaciones, la placa base (34) puede ser reemplazada por el suelo de cemento de una fábrica u otro soporte adecuado. De este modo, la placa base (34) no necesita encontrarse presente per se en todas las realizaciones.
Los segmentos primero a cuarto (36A) a (36D) de los elementos laminares (14), (16) representan las partes respectivas de las anchuras del primer y segundo elementos laminares (14), (16). Cada segmento (36A) a (36D) comprende una parte de la anchura de como mínimo uno de los respectivos elementos laminares y se extiende a lo largo de substancialmente la longitud completa del elemento laminar respectivo. De este modo, el primer al cuarto segmentos (36A) a (36D) son paralelos unos a los otros. El segundo segmento (36B) es adyacente al primer segmento (36A) y al tercer segmento (36C). El tercer segmento (36C) es adyacente al cuarto segmento (36D) y, por supuesto, al segundo segmento (36B). Los segmentos (36A) a (36D) pueden tener la misma anchura. Sin embargo, los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos que tienen diferentes anchuras unos con respecto a los otros pueden ser utilizados con la invención. De este modo, no es necesario que los segmentos tengan la misma anchura. Además, en el caso que los dispositivos emisores acústicos más exteriores (24B), (24C), que operan en los segmentos (36A), (36D) de manera respectiva, se superponen a alguna parte del elemento laminar (14) que se extiende hacia afuera del elemento laminar (16), el primer y el cuarto segmentos del elemento laminar (14) pueden ser más anchos que los respectivos primer y el segundo segmentos del elemento laminar (16).
Un aparato de accionamiento (no mostrado) acciona el eje (50) y produce la rotación del rodillo de soporte (20) alrededor del eje en la dirección de la flecha (44) (figura 2) a una velocidad generalmente correspondiente a la velocidad a la que los elementos laminares (14), (16) avanzan a través del aparato de unión (8). Los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24A) a (24D) giran de forma cooperativa contra la superficie exterior del rodillo de soporte (20), como se muestra mediante la flecha (46) en la figura 2. Los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24C), (24D) giran de forma similar en la dirección mostrada mediante la flecha (48).
Durante el funcionamiento, el primer y el segundo elementos laminares (14), (16) avanzan alrededor del rodillo de guiado (12) y desde allí hacia el rodillo de soporte (20). El rodillo de soporte (20) tiene un patrón tal como el patrón ilustrado en la figura 3. El primer y el segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24A), (24B) y los elementos de clavija elevados (54), en combinación, forman puntos de presión entre el rodillo de soporte (20) y el dispositivo emisor acústico respectivo. En los puntos de presión, el primer y el segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24A), (24B) llevan a cabo la unión de forma ultrasónica del primer y el tercer segmentos (36A), (36C) del primer y el segundo elementos laminares (14), (16).
Dado que los elementos laminares (14), (16) avanzan más allá de los dispositivos emisores acústicos (24A), (24B), la unión ultrasónica produce de forma continua un patrón, que puede ser espacialmente continuo (un patrón de líneas) o discontinuo (patrón de puntos de los elementos de clavija (54)), o una combinación de patrón continuo y discontinuo. El patrón puede además ser regular o irregular.
El primer y el segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24A), (24B) se encuentran distanciados uno del otro y tienen respectivos primer y segundo ejes de rotación. El segundo eje de rotación está sustancialmente alineado con el primer eje de rotación. El primer eje de rotación es substancialmente perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares (14), (16). El primer y el segundo elementos laminares (14), (16), unidos en los segmentos (36A), (36C), son entonces desplazados, junto con el correspondiente avance rotacional de la superficie exterior del rodillo de soporte (20), aproximadamente 180 grados, hacia el lado opuesto del rodillo de soporte (20) a las posiciones del tercer y cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24C), (24D). Ver la figura 2.
El tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24C), (24D), en combinación con los elementos de clavija (54) del rodillo de soporte (20), forman puntos de presión. En los puntos de presión, el tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24C), (24D) llevan a cabo la unión de manera ultrasónica del segundo y el cuarto segmentos (36B), (36D) del primer y el segundo elementos laminares (14), (16). El tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24C), (24D) se encuentran distanciados uno del otro en una tercera y cuarta posiciones y tienen respectivos tercer y cuarto ejes de rotación. El tercer eje de rotación se encuentra substancialmente alineado con el cuarto eje de rotación. El tercer eje de rotación es de forma general substancialmente perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares (14), (16). El tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24C), (24D) pueden producir un patrón de uniones de forma continua que unen el primer y el segundo elementos laminares entre sí. El patrón puede ser espacialmente continuo o discontinuo, o de otro modo como ha sido descrito con respecto al primer y segundo dispositivo emisor acústico.
El elemento laminar compuesto (10) y, por supuesto, el primer y el segundo elementos laminares (14), (16), pueden ser conducidos a través del aparato de unión ultrasónica (8) a una velocidad como mínimo de aproximadamente 3 m/s (600 pies/minuto), de manera preferente como mínimo a 5 m/s (1000 pies/minuto). El rodillo de soporte (20) es accionado de manera preferente para promover la alineación común de los elementos laminares (14), (16) con ambos conjuntos de dispositivos emisores acústicos (24A), (24B) y (24C), (24D), como también para potenciar de forma general el movimiento de los elementos laminares (14), (16) a través de ellos. El rodillo de guiado (38) gira el elemento laminar compuesto (10) y éste fuera del aparato de unión ultrasónica (8) para el proceso adicional o almacenamiento en un rodillo de bobinado (no mostrado). La formación del elemento laminar compuesto (10) es acompañado por la unión ultrasónica preferentemente del primer al cuarto segmentos (36A) a (36D) en cada uno de los elementos laminares (14), (16). En algunas realizaciones, pueden ser unidos menos que la totalidad de los segmentos. Sin embargo, se prefiere la unión en todos los segmentos.
Mediante la utilización de un único rodillo de soporte (20), girando a una velocidad superficial correspondiente a la velocidad de avance de los elementos laminares (14), (16) a través del aparato (8), la alineación establecida entre los elementos laminares (14), (16) y el rodillo de soporte (20) en los dispositivos emisores acústicos (24A), (24B) se mantiene como mínimo hasta que los elementos laminares (14), (16) han avanzado más allá de los dispositivos emisores acústicos (24C), (24D). Este mejor control y alineación resulta notorio de manera especial cuando se compara con múltiples dispositivos de unión que utilizan múltiples soportes para crear un único patrón de unión. De este modo, la alineación de los puntos de unión del primer y el segundo elementos laminares (14), (16), creada por los elementos de clavija (54), resulta más precisa dado que toda la unión ultrasónica se produce en un único rodillo de soporte (20), mientras que los elementos laminares (14), (16) permanecen en estado estacionario con respecto a la superficie exterior del rodillo de soporte.
Unión de la anchura completa
En algunas realizaciones, las anchuras completas de los elementos laminares (14), (16) pueden ser unidas de forma conjunta en posiciones seleccionadas, como se muestra en la figura 1, para conformar el elemento laminar compuesto (10). De la manera en que se utiliza en la presente memoria, el término "anchura completa" de los elementos laminares significa como mínimo el 80% y de forma preferente hasta el 100% de la anchura total del elemento laminar (14), (16) más estrecho. La unión de la anchura completa une de forma preferente el borde exterior de un elemento laminar más estrecho a la superficie enfrentada del elemento laminar correspondiente de mayor anchura. El término "unión de anchura completa" se refiere a que la anchura total del área se encuentra unida de forma general, no teniendo en cuenta el patrón de unión utilizado. La unión de anchura completa comprende el patrón de puntos discretos ilustrado en la figura 3. De este modo, la unión de anchura completa puede ser llevada a cabo mediante la unión ultrasónica de un patrón a lo ancho y a lo largo de la anchura del elemento laminar. Por ejemplo, el patrón de uniones sugerido por las figuras 3 y 4 puede ser utilizado para llevar a cabo la unión de anchura completa hasta el punto en que el patrón de uniones de puntos se extiende en la "anchura completa" del elemento laminar respectivo.
La figura 1 muestra un ejemplo de unión de anchura completa en el elemento laminar compuesto (10). El primer, segundo, tercer y cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (22A) a (22D) se encuentran configurados y distanciados a través de la anchura de los elementos laminares (14), (16) en la respectiva primera a cuarta posición en una disposición escalonada de modo que ninguna zona substancial de los elementos laminares (14), (16) recibe energía de unión de dos o más dispositivos emisores acústicos ultrasónicos. De este modo, el primer al cuarto dispositivo emisor acústico se encuentran escalonados o distanciados a lo largo de la orientación longitudinal de los elementos laminares (14), (16), de modo que substancialmente ninguna superficie contactada por uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos es contactada por otro dispositivo emisor acústico ultrasónico. Del modo que es utilizado en la presente memoria, el término "escalonado" significa que se encuentran distanciados en la dirección del movimiento del los elementos laminares que están siendo producidos, así como también distanciados de manera transversal a la dirección longitudinal del elemento laminar que está siendo producido, de modo tal que una superficie del elemento laminar ya producida por un dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo anterior no es contactada por, o recibe únicamente un contacto mínimo de, un dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo siguiente. Sin embargo, el tope cercano de las zonas trabajadas por los dispositivos emisores acústicos anterior y siguiente resulta preferente, y puede producirse algún solapamiento inadvertido. De este modo, la anchura transversal completa común del primer y el segundo elementos laminares (14), (16), y de forma opcional la anchura completa del elemento laminar (14), pueden ser unidas.
En el caso de que las anchuras completas de los dos elementos laminares se encuentran unidas una con la otra como se muestra en la figura 1, los adhesivos de construcción utilizados normalmente para unir dichos elementos laminares puede ser eliminados, con los correspondientes ahorros en los costos.
Haciendo referencia nuevamente a la figura 1, la unión referida ha sido descrita en términos de la unión de los elementos laminares (14), (16) entre sí (unión interlaminar). Además, en el caso en que uno o ambos elementos laminares (14), (16) se encuentran compuestos de elementos no laminares (por ejemplo fibras), la unión incluye la consolidación de las fibras adyacentes dentro de cada elemento laminar (unión intralaminar). Especialmente en el caso en que uno o ambos elementos laminares comprenden elementos no laminares, el proceso de unión incluye de forma típica los procedimientos de unión interlaminar e intralaminar. Cualquier unión del elemento laminar (14) fuera de la anchura del elemento laminar (16) se considera, por supuesto, unión intralaminar.
Combinación de etapas múltiples
La figura 5 ilustra otra familia de realizaciones del aparato (108) de la presente invención en el que el prefijo "1" indica la realización inmediata o actual. El segundo y tercer dígitos son utilizados en común con la realización anterior. El aparato (108) para la fabricación de un elemento laminar compuesto (110) incluye un rodillo de guiado (109). El rodillo de guiado (109) dispone el primer elemento laminar (114) y el segundo elemento laminar (116) en una relación de superficie con superficie entre sí. Los elementos laminares (114), (116) son conducidos sobre el rodillo de soporte (20), alrededor del segundo rodillo de guiado (112) y el rodillo de soporte (120) como en la primera realización.
Los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (122A), (122B), (122C) y (122D) se encuentran situados en la primera y la segunda orientación angular alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte (120). Los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (122A) a (122D) incluyen los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (124A), (124B), (124C), (124D) y las unidades de conducto ultrasónico (126A), (126B), (126C), (126D). Las respectivas abrazaderas de soporte (130A), (130B), (130C), (130D) aseguran los respectivos dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (122A) a (122D) en los soportes (132A), (132B) (no mostrados), (132C), (132D). Los soportes (132A), (132D) se encuentran asegurados en la placa base (134). Las abrazaderas de soporte (130A), (130D) agarran y aseguran los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (122A) a (122D) a los respectivos soportes (132A) a (132D). Los soportes de rodillo de soporte (133A), (133B) sostienen al rodillo de soporte (120) entre los respectivos dispositivos de aplicación de energía ultrasónica.
Un tercer elemento laminar (118) y un cuarto elemento laminar (119) adicionales son dispuestos en una relación de superficie con superficie con el primer y segundo elementos laminares (114), (116) mediante los respectivos rodillos de guiado montados de manera fija (158), (159) dispuestos al final de los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (122A), (122B). El tercer y el cuarto elementos laminares (118), (119) se desplazan hacia el rodillo de soporte (120) en las direcciones respectivas mostradas por las flechas (162), (164). El tercer y el cuarto elemento laminar (118), (119) entran en relación enfrentada con los elementos laminares (114), (116) después de que el primer y el segundo dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (122A), (122B), en combinación con el rodillo de soporte (120), aplican la energía ultrasónica al primer y al segundo elemento laminar (114), (116) en la primera y la segunda posiciones.
La energía ultrasónica aplicada forma de manera preferente uniones ultrasónicas entre los elementos laminares (114), (116) en los segmentos definidos por las respectivas anchuras de los elementos laminares (114), (116). El tercer elemento laminar (118) es conducido alrededor del rodillo de guiado (158) y puesto en relación de superficie con superficie con el primer y el segundo elementos laminares (114), (116). En una posición más adelante en la dirección del desplazamiento alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte (120), el cuarto elemento laminar (119) es conducido alrededor del rodillo de guiado (159) y puesto en relación de superficie con superficie con el tercer elemento laminar (118) y, si el elemento laminar (119) es más ancho que el elemento laminar (118), entonces también en contacto potencial con el elemento laminar (114), y opcionalmente con el elemento laminar (116). El tercer y el cuarto elemento laminar (118), (119) son conducidos de forma general a través del rodillo de soporte (120) substancialmente a la misma velocidad que el primer y el segundo elementos laminares (114), (116). Cualquier parte del primer y el segundo elementos laminares (114), (116) que no se encuentre cubierta por el tercer elemento laminar (118) puede entonces encontrarse en relación de superficie con superficie con el cuarto elemento laminar (119). De este modo el primer a cuarto elemento laminar avanzan de forma conjunta hacia el tercer y el cuarto dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (122C), (122D). El tercer y el cuarto dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (122C), (122D) aplican energía ultrasónica en la tercera y la cuarta posiciones a los respectivos segmentos del primer al cuarto elemento laminar para conformar el elemento laminar compuesto (110). El elemento laminar compuesto (110) avanza entonces alrededor del rodillo de guiado (138) y continúa su desplazamiento para el proceso adicional o para la utilización como un producto terminado.
La vista en sección transversal de la figura 6 muestra la disposición entre el rodillo de soporte (120) y el segundo y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (124B), (124D). A efectos de ilustración, ciertos elementos, tal como los soportes (132A) a (132D) no se encuentran ilustrados en la figura 6. Las flechas (140), (142) indican la dirección de desplazamiento de los elementos laminares a través del aparato (108). Las flechas (144), (146), (148) indican el sentido de rotación del rodillo de soporte (120) y del segundo y el cuarto dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (124B), (124D), de forma respectiva.
El primer, segundo, tercer y cuarto elementos laminares (114), (116), (118) y (119) pueden encontrarse todos compuestos de los mismos o similares materiales, u otros materiales no relacionados tal como ha sido descrito anteriormente con respecto al primer y segundo elementos laminares (14), (16). De este modo, algunos o todos los elementos laminares primero a cuarto pueden estar hechos de diferentes materiales.
El rodillo de soporte (120), el primer y el segundo soportes del rodillo de soporte (133A), (133B), la placa base (134), los soportes (132A) a (132D), las abrazaderas de soporte (130A) a (130D) y elementos similares se encuentran compuestos de forma general de metal, tal como el acero. El rodillo de soporte (120) puede tener el patrón de elementos de clavija mostrado en las figuras 3 y 4, o cualquier otro patrón adecuado, para llevar a cabo la unión de los elementos laminares entre sí. La realización de las figuras 5 y 6 tiene de forma preferente un aparato de accionamiento como ha sido descrito con respecto a la realización de las figuras 1 y 2.
Durante el funcionamiento, el rodillo de soporte (120) gira en el eje (150), girando con el avance del primer y el segundo elementos laminares (114), (116) alrededor del rodillo de guiado (112). Del mismo modo que en la figura 1, el primer y el segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos (124A), (124B) llevan a cabo la unión de manera ultrasónica del respectivo primer y segundo segmentos del primer y segundo elementos laminares. El rodillo de guiado (158) posiciona el tercer elemento laminar (118) en relación de superficie con superficie con el primer y el segundo elementos laminares (114), (116) en el rodillo de soporte (120). El rodillo de guiado (158) puede encontrarse dispuesto aproximadamente a 45 grados alrededor del eje de rotación del rodillo de soporte (120) con respecto a las líneas de presión formadas entre el primer y el segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (124A), (124B) y el rodillo de soporte.
Aproximadamente otros 90 grados más adelante en el rodillo de soporte (120), pero antes del tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos, el rodillo de guiado (159) sitúa al cuarto elemento laminar (119) en relación de superficie con superficie con el tercer elemento laminar (118) y en potencial relación de superficie con superficie con partes del primer y segundo elementos laminares (114), (116) que no se encuentran cubiertas por el tercer elemento laminar. El tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (124C), (124D), en combinación con el rodillo de soporte (120), forma líneas de presión. En las líneas de presión, el tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (124C), (124D) llevan a cabo la unión de forma ultrasónica de los segmentos del tercer y el cuarto elemento laminar entre sí y con el primer y el segundo elementos laminares, para completar la conformación del elemento laminar compuesto (110). Como mínimo uno de los segmentos unidos en los dispositivos emisores acústicos (124C), (124), que se encuentran más adelante en la dirección de avance, puede solaparse con como mínimo uno de los segmentos unidos previamente por los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos (124A), (124B) rotativos situados con anterioridad respecto de la dirección de avance. Como se utiliza en la presente memoria, el término "solapamiento o superposición" significa que una parte a través de la anchura del segmento unido por el tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (124C), (124D) ha sido unida de forma previa por alguno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónico rotativo primero y segundo (124A), (124B). De este modo como mínimo una parte de un segmento que ha sido unido de forma previa puede, pero no necesariamente, ser "unida nuevamente" en la formación del elemento laminar compuesto (110). El rodillo de guiado (138) gira el elemento laminar compuesto (110) y éste último avanza para el proceso adicional, o almacenamiento en un rodillo de bobinado (no mostrado) o dispositivo similar.
Disposición de mesa
Las figuras 7 a 9 ilustran otra familia de realizaciones del aparato (8) de la presente invención, designada con el prefijo "2". El segundo y el tercer dígitos son utilizados en común con las realizaciones anteriores. La figura 7 muestra, en vista en planta, el aparato (208) similar al aparato (8) mostrado en la figura 1. A efectos de ilustración, la figura 7 no muestra ningún elemento laminar, sino únicamente el aparato. La disposición de los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (222A), (222B), (222C), (222D) con respecto al rodillo de soporte (220), es de forma general la misma que la disposición de la realización de la figura 1. Los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica incluyen respectivos dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (224A) a (224D) y respectivas unidades de conducto ultrasónico (226A) a (226D). Las abrazaderas de soporte (230A) a (230D) montan los respectivos dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (222A) a (222D) sobre los soportes (232A), (232B), (232C), (232D) (no mostrados). Los soportes (232A) a (232D) (ver figura 8) son los mismos que los soportes mostrados en la figura 1. Los soportes del rodillo de soporte (233A), 233B) en extremos opuestos del rodillo de soporte (220) soportan el rodillo de soporte sobre el eje (250). Los soportes del rodillo de soporte (233A) a (232D) y (233A), (233B) se encuentran de forma general fijos en la placa base (234).
Como se muestra en la figura 9, la primera y segunda aberturas (275), (276) se encuentran configuradas de forma general como ranuras que se extienden substancialmente por la anchura completa del rodillo de soporte (220). Además, las ranuras de las aberturas (275), (276) mostradas en la figura 9 son generalmente paralelas a (i) la parte de la superficie exterior del rodillo de guiado (212) que se encuentra más cercana al rodillo de guiado (238) y (ii) la parte de la superficie exterior del rodillo de soporte (210) que se encuentra más cercana a los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (224A), (224B), y las mencionadas partes exteriores (i) y (ii) en combinación, definen un plano que pasa a través de la abertura (275), de forma preferente centrado en la abertura (275) como se muestra en la figura. Existe una disposición similar entre la superficie exterior del rodillo de soporte (220) adyacente a los dispositivos emisores acústicos (224C), (224D) y el rodillo de guiado (238).
Como se muestra en la vista en sección transversal de la figura 8, el primer y el segundo elementos laminares (214), (216) son puestos en una relación de superficie con superficie entre sí en el rodillo de guiado (209). De este modo, en esta realización, la placa base (234) conforma la parte superior de una unidad de mesa (274). Los pies de soporte (271A), (271B), (271C), (271D) sostienen la placa base (234). En combinación, los pies de soporte (271A) a (271D) y la placa base (234) conforman la unidad de mesa (274). De este modo, como se muestra en la figura 8, el primer y el segundo elementos laminares (214), (216) son conducidos a lo largo de una trayectoria por debajo de la placa base (234) alrededor del rodillo de guiado (212) y hacia el rodillo de soporte (220). Los respectivos elementos laminares pasan a través de la abertura (275) hacia el rodillo de soporte (220). Como ha sido descrito anteriormente, el primer y el segundo dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (222A), (222B), en combinación con el rodillo de soporte (220), aplican energía ultrasónica para llevar a cabo la unión, por ejemplo, del primer y el tercer segmentos del primer y segundo elementos laminares (214), (216). El tercer y el cuarto dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (222C), (222D) llevan a cabo la unión de manera ultrasónica, por ejemplo, del segundo y el cuarto segmentos de los elementos laminares. Después de que el proceso de unión ultrasónica ha sido completado, el elemento laminar compuesto (210) pasa a través de la segunda abertura (276), y desde allí al rodillo de guiado (238). El rodillo de guiado (238) produce la rotación del elemento laminar compuesto (210) hacia fuera en el lado opuesto de la unidad de mesa (274). El aparato de conducción (no mostrado) conduce el elemento laminar compuesto (210) más allá en la dirección de avance para el proceso adicional o el almacenamiento en un rodillo de bobinado o dispositivo similar.
Unión de efectos múltiples de elementos laminares
Las figuras 10 y 11 ilustran aún otra familia de realizaciones del aparato (8) de la presente invención, denominada con el prefijo "3". El segundo y el tercer dígitos son utilizados en común con las realizaciones descritas anteriormente. La figura 10 muestra el aparato de unión ultrasónica (308) para fabricar el elemento laminar compuesto (310) similar al aparato (8) mostrado en la figura 1, excepto que se encuentran presentes únicamente dos dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (324A), (324B). Los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos (324A), (324B) se encuentran substancialmente alineados entre sí a través del primer y segundo elementos laminares (314), (316). La vista superior de la figura 11 muestra el aparato de unión ultrasónica (308) que tiene un primer y un segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (324A), (324B) alineados a través de la anchura del rodillo de soporte (320). No se muestran elementos laminares en la figura 11.
Volviendo ahora a la figura 10, los elementos laminares (314), (316) son dispuestos en relación de superficie con superficie entre sí. Los elementos laminares (14), (16) son conducidos alrededor de un rodillo de guiado (no mostrado) hacia el rodillo de soporte.
El aparato de unión ultrasónica (308) incluye dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (322A), (322B) distanciados alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte (320) (por ejemplo separados 180 grados). Los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (322A), (322B) incluyen respectivos dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (324A), (324B) y unidades de conducto ultrasónico (326A), (326B). Las respectivas abrazaderas de soporte (330A), (330B) aseguran los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (322A), (322B) a los soportes (332A), (332B). Los soportes (332A), (332B) se encuentran asegurados a la placa base (334). Las abrazaderas de soporte (330A), (330B) aseguran los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (322A), (322B) al primer y segundo soporte (332A), (332B). Los soportes (333A), (333B) sostienen al rodillo de soporte (320), situado entre los respectivos dispositivos de aplicación de energía ultrasónica.
El primer y el segundo dispositivos de aplicación de energía ultrasónica (322A), (322B), en combinación con el rodillo de soporte (320), aplican energía ultrasónica al primer y el segundo elemento laminar (314), (316) en la primera y segunda posiciones distanciadas alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte. La energía ultrasónica aplicada produce un primer efecto en el primer sitio geométrico de unión en el segmento (336) del primer y segundo elementos laminares (314), (316). Este primer efecto puede incluir la unión del primer y segundo elementos laminares (314), (316) entre sí (unión interlaminar) como también la unión de fibras o similares de forma conjunta dentro de un determinado elemento laminar (unión intralaminar). La rotación del rodillo de soporte (320) transporta los elementos laminares (314, 316) hacia el segundo dispositivo de aplicación de energía ultrasónica (322B). El segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico (324B) aplica energía ultrasónica al segmento (336) que se encuentra en situación de alineación, y en mismo sitio geométrico de unión que la energía aplicada por el primer dispositivo emisor acústico ultrasónico (324A). Esta segunda aplicación de energía al mismo sitio produce un segundo efecto en el segmento (336). El segundo efecto puede incluir la unión de manera substancial del primer y el segundo elementos laminares entre sí en el segmento (336) para conformar el elemento laminar compuesto (310) (unión interlaminar), como también unión intralaminar. El elemento laminar compuesto (310) avanza entonces alrededor del rodillo de soporte (338) y continua en la dirección del desplazamiento para el proceso adicional o utilización como un producto terminado.
El método de unión de efectos múltiples antes mencionado puede ser aplicado para consolidar una esterilla de fibras fundibles de manera ultrasónica para llevar a cabo un elemento laminar consolidado. Haciendo referencia de manera general a las figuras 10 y 11, pero aplicándolo a una esterilla o alfombra floja no consolidada de fibras, dicho método incluye la alimentación de la esterilla o alfombra de fibras en una dirección de alimentación que se encuentre en acoplamiento funcional con el rodillo de soporte (320). La esterilla o alfombra se encuentra, por supuesto, consolidada de forma adecuada y previa de modo que puede ser alimentada en el rodillo de soporte (320). El primer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (324A) aplica energía ultrasónica a las fibras superpuestas en el línea de presión formada entre el dispositivo emisor acústico (324A) y el rodillo de soporte (320). De forma subsiguiente, el segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (324B) aplica energía ultrasónica a las fibras superpuestas que se encuentran en alineación con la primera aplicación de energía ultrasónica en el dispositivo emisor acústico (324A).
De este modo, el segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico (324B) aplica energía en sitios/puntos, etc., en la esterilla o alfombra que ya hayan recibido una primera aplicación de energía ultrasónica mediante el primer dispositivo emisor acústico (324A). En consecuencia, el segundo dispositivo emisor acústico aplica un segundo tratamiento de energía en posiciones de la esterilla que ya ha recibido energía del dispositivo emisor acústico (324A) anteriormente. El resultado neto de segundas aplicaciones de energía en posiciones en la esterilla que anteriormente han recibido primeras aplicaciones es que puede lograrse la consolidación mejorada de la esterilla de fibras, o un determinado nivel de consolidación a velocidades de funcionamiento más elevadas, es decir, velocidades más elevadas de elemento laminar que atraviesa el rodillo de soporte (320).
Por lo tanto, la operación de consolidación puede ser llevada a cabo en un proceso de unión de efecto único como en las figuras 1 a 2, aunque a velocidades de avance de la esterilla o alfombra de fibras o elemento laminar más lentas.
La figura 11 muestra el alineamiento de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (324A), (324B) alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte (320). Los mencionados dispositivos emisores acústicos (324A), (324B) se encuentran dispuestos para llevar a cabo la unión de los elementos laminares (314), (316) a través de la anchura común del segmento (336). Este proceso de unión de efectos múltiples de una determinada anchura de los elementos laminares (314), (316) puede incrementar la solidez general de unión del elemento laminar compuesto (310) como también facilitar la obtención de una velocidad de funcionamiento del proceso mejorada.
Además, el tercer y el cuarto dispositivo emisor acústico ultrasónico (no mostrados) pueden disponerse en alineación substancialmente anterior)posterior en la dirección de desplazamiento entre sí en el rodillo de soporte (320), y al lado del primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos. De este modo, a medida que el primer y el segundo elementos laminares (314), (316) son unidos en un segmento común por el primer y el segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico (324A), (324B), otros dispositivos emisores ultrasónicos (no mostrados) pueden llevar a cabo la unión de modo similar de un segundo, tercer, cuarto o más segmentos de los elementos laminares. En esta situación, cada segmento respectivo de los elementos laminares puede recibir múltiples aplicaciones (como mínimo dos) de energía ultrasónica, de manera preferente mientras mantiene la alineación con un único rodillo de soporte, con un intervalo de tiempo corto entre las uniones.
De forma típica, el intervalo es suficientemente corto para que como mínimo algo de energía térmica creada en la primera aplicación de energía ultrasónica permanezca presente sin disiparse en uno o más elementos laminares cuando se produce la aplicación de energía ultrasónica subsiguiente. De este modo, uno o más elementos laminares se encuentran aún en caliente debido a la aplicación previa de energía cuando se lleva a cabo la aplicación subsiguiente, por lo cual las aplicaciones combinadas de energía trabajan de forma conjunta para conformar la unión final. En consecuencia, la primera aplicación de energía puede llevar a cabo una primera transformación en los materiales debido al calor, presión y energía involucrados en el proceso. La segunda aplicación de energía en los mismos sitios de los elementos laminares puede transformar de manera adicional los materiales de los elementos laminares (314), (316).
El procedimiento de unión múltiple de los elementos laminares puede permitir al equipo funcionar a velocidades más elevadas de las que resultarían posibles con una única aplicación de energía. Del modo que es contemplado en la presente memoria, los elementos laminares pueden no resultar unidos de forma firme entre sí en el primer dispositivo emisor acústico ultrasónico. En cambio, el proceso de unión se desarrolla de manera secuencial a medida que los dispositivos emisores acústicos respectivos aplican energía en múltiples momentos a los respectivos sitios geométricos de unión. En consecuencia, los elementos laminares pueden avanzar a velocidades más elevadas que aquellas antes conocidas para un proceso de unión ultrasónica. Por ejemplo, el aparato de unión ultrasónica (308) puede funcionar a velocidades de elemento laminar mayores que 3 m/s (600 pies por minuto), mayores que 5 m/s (1000 pies por minuto) y aún mayores que 6,6 m/s (1300 pies por minuto), debido a que los impactos de unión múltiple en un determinado sitio geométrico pueden, en combinación, proporcionar suficiente tiempo de presión efectivo para llevar a cabo la unión ultrasónica cuando funciona a dicha velocidad elevada, y produciéndose los subsiguientes impactos de unión antes de la disipación de la energía latente aplicada en un impacto anterior.
Una característica crítica de la presente realización son las aplicaciones múltiples de energía ultrasónica a un determinado sitio geométrico de unión en el elemento laminar. De este modo, el segundo impacto de energía de unión es aplicado al sitio de unión que ya ha recibido una primera aplicación de energía ultrasónica. Con ese propósito, es una característica importante de la presente realización el mantenimiento de la alineación del sitio geométrico de unión en la primera aplicación de energía con el sitio de unión en la segunda aplicación de energía, de modo que el primer y segundo sitios de unión se encuentran en posiciones idénticas en el elemento laminar. En consecuencia, como mínimo una parte del primer y el segundo sitios geométricos de unión se superpondrá uno al otro.
Proporcionando una cantidad suficiente de dispositivos emisores acústicos adicionales, distanciados a través de las anchuras de los elementos laminares, el proceso de unión ultrasónica múltiple puede llevarse a cabo en toda la anchura de los elementos laminares (314), (316).
Además, las velocidades pueden ser incrementadas de manera adicional proporcionando dispositivos emisores acústicos ultrasónicos adicionales, alineados entre sí y con los respectivos segmentos, y en consecuencia incrementar las aplicaciones adicionales de energía dentro de la sincronización crítica en la que las aplicaciones subsiguientes aprovechan la energía aplicada por dispositivos emisores acústicos que se encuentran antes en la dirección del desplazamiento.
Otras variantes
En algunas realizaciones, los dispositivos adicionales de aplicación de energía ultrasónica (no mostrados) pueden disponerse alrededor del rodillo de soporte (20), del modo que fuera necesario, para llevar a cabo la unión de forma ultrasónica del primer y el segundo elementos laminares substancialmente en la anchura completa de los mismos.
Los dispositivos adicionales de aplicación de energía ultrasónica pueden también ser utilizados para fijar entre sí un número de elementos laminares. Por ejemplo, mientras que la figura 1 muestra el primer y el segundo elementos laminares (14), (16) dispuestos en relación de superficie con superficie entre sí antes de que se lleve a cabo la unión ultrasónica, tres o más elementos laminares pueden disponerse en contacto entre sí antes de que alcancen el rodillo de soporte (20).
El aparato de unión ultrasónica (208) de las figuras 7 a 9 puede disponerse para unir el centro de un elemento laminar de gran anchura mediante la formación de las aberturas de la placa base (234) en la parte superior de la mesa (234). De este modo, los dispositivos de aplicación de energía ultrasónica pueden ser montados de modo tal que el lugar de soporte se encuentra dentro de la anchura sobresaliente de los elementos laminares (214), (216).
En algunas realizaciones de la presente invención, las abrazaderas de soporte (30A) a (30D) pueden estar formadas como partes integrales de los soportes (32A) a (32D). En algunas realizaciones de la invención, los soportes del rodillo de soporte (33A) a (33D) pueden ser integrales con la placa base (34) o los soportes (32A) a (32D). En algunas realizaciones de la invención, la placa base (34) puede ser reemplazada por el suelo, por ejemplo, que sea el suelo de la fábrica el que soporta el aparato de unión ultrasónica (8).
Los elementos de clavija elevados (54) pueden tener varias formas, tamaños y disposiciones espaciales. Por ejemplo, los elementos elevados individuales (54) pueden tener una forma rectangular, forma de estrella o cualquier otra forma. El distanciamiento entre los elementos de clavija elevados (54) puede variarse del modo que se desee para proporcionar el grado de aseguramiento necesario entre el primer y el segundo elementos laminares (14), (16). Las filas de elementos de clavija (54) pueden ser reemplazadas por patrones decorativos u otros diseños para los elementos elevados en partes seleccionadas del rodillo de soporte (20).
Las variantes descritas con respecto a cualquiera de las realizaciones de la presente invención pueden ser utilizadas por cualquier otra realización de la misma. Por ejemplo, los elementos de clavija elevados (54) o cualquier variante de la realización de la figura 1 pueden ser utilizadas en todas las otras realizaciones como patrón para el rodillo de soporte.
Los métodos y el aparato descritos en la presente memoria pueden ser utilizados para fabricar un elemento laminar compuesto incluyendo la consolidación de una esterilla de fibras que pueden fundirse de forma ultrasónica para conformar un elemento laminar. El aparato puede ser como ha sido ilustrado anteriormente. Un método típico incluye la alimentación de una esterilla de fibras en una dirección de alimentación en contacto funcional con el rodillo de soporte (20). Haciendo referencia de manera general al aparato ilustrado en la figura 1, pero estando el mismo operando sobre una esterilla de fibras en vez de sobre dos elementos laminares consolidados de modo previo, los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos (24A) y (24B) unen las fibras de la esterilla que se superponen en el primer segmento (36A), en la primera línea de presión formada entre el dispositivo emisor acústico (24A) y el rodillo de soporte (20) y unen de forma ultrasónica los fibras superpuestas en el tercer segmento (36C) en una segunda línea de presión formada entre el dispositivo emisor acústico (24B) y el rodillo de soporte (20). La segunda línea de presión se encuentra dispuesta en la misma orientación angular con respecto al rodillo de soporte que la primera línea de presión, como se ilustra en los dibujos. El método comprende de forma adicional la unión ultrasónica de las fibras superpuestas en el segundo segmento (36B) en la tercera línea de presión formada entre el dispositivo emisor acústico (24D) y el rodillo de soporte (20). La tercera línea de presión se encuentra dispuesta en una orientación angular, desplazada alrededor del rodillo de soporte de la primera y segunda línea de presión. Una cuarta línea de presión puede también ser utilizada en el dispositivo emisor acústico (24C), tal como se ha mostrado.
Las personas especializadas en la técnica observarán que ciertas modificaciones pueden ser llevadas a cabo en la presente invención dada a conocer en la presente memoria con respecto a las realizaciones ilustradas, sin abandonar el espíritu de la invención. Y a pesar de que la invención ha sido descrita anteriormente con respeto a las realizaciones preferentes, se comprenderá que la misma se adapta a numerosas modificaciones, nuevas disposiciones, y alteraciones, quedando todas ellas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (48)

1. Aparato (8; 108; 208; 308) para conformar un elemento laminar compuesto (10; 110; 210; 310) que tiene una longitud y una anchura, comprendiendo dicho aparato (8; 108; 208; 308):
a) la disposición del primer (14; 114; 214; 314) y segundo (16; 116; 216; 316) elemento laminar en relación de superficie con superficie entre sí;
b) un rodillo de soporte (20; 120; 220; 320), montado para que pueda realizar un movimiento de rotación, y para recibir el primer (14; 114; 214; 314) y segundo (16; 116; 216; 316) elemento laminar;
c) un primer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (24A; 124A; 224A; 324A);
caracterizado porque cada elemento laminar comprende un primer (36A), segundo (36B), tercer (36C) y cuarto (36D) segmentos, comprendiendo cada segmento de cada elemento laminar una parte separada y distinta de la anchura del elemento laminar respectivo, y extendiéndose a lo largo de substancialmente la longitud completa del elemento laminar respectivo, siendo los segmentos respectivos de cada elemento laminar paralelos unos a los otros, encontrándose los segmentos numerados del mismo modo en relación de superficie con superficie entre sí;
caracterizado de manera adicional porque el mencionado aparato comprende un segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (24B; 124B; 224B; 324B), encontrándose dispuestos dicho primer (24A; 124A; 224A; 324A) y segundo (24B; 124B; 224B; 324B) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo en una primera y segunda posiciones distanciadas una de la otra, y adyacentes a dicho rodillo de soporte (20; 120; 220; 320), llevando a cabo la unión dicho primer (24A; 124A; 224A; 324A) y segundo (24B; 124B; 224B; 324B) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, en combinación con el rodillo de soporte (20; 120; 220; 320), del primer segmento (36A) del primer elemento laminar (14; 114; 214; 314) con el primer segmento (36A) del segundo elemento laminar (16; 116; 216; 316), y del tercer segmento (36C) del primer elemento laminar (14; 114; 214; 314) con el tercer segmento (36C) del segundo elemento laminar (16; 116; 216; 316); y
caracterizado de manera adicional porque el tercer (24C; 124C; 224C; 324C) y el cuarto (24D; 124D; 224D; 324D) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo se encuentran dispuestos en una tercera y una cuarta posición distanciadas una de la otra, y adyacentes a dicho rodillo de soporte (20; 120; 220; 320), estando la tercera y cuarta posiciones distanciadas una de la otra de manera angular alrededor del eje de dicho rodillo de soporte (20; 120; 220; 320) de la primera y la segunda posiciones, llevando a cabo la unión dicho tercer (24C; 124C; 224C; 324C) y cuarto (24D; 124D; 224D; 324D) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, en combinación con el mencionado rodillo de soporte (20; 120; 220; 320), del segundo segmento (36B) del primer elemento laminar (14; 114; 214; 314) con el segundo segmento (36B) del segundo elemento laminar (16; 116; 216; 316), y del cuarto segmento (36D) del primer elemento laminar (14; 114; 214; 314) con el cuarto segmento (36D) del segundo elemento laminar (16; 116; 216; 316).
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el mencionado primer (24A; 124A; 224A; 324A) y segundo (24B; 124B; 224B; 324B) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo se encuentran distanciados uno del otro y tienen un primer y un segundo ejes de rotación, encontrándose substancialmente alineados entre sí, y siendo el primer eje de rotación substancialmente perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer (14; 114; 214; 314) y segundo (16; 116; 216; 316) elemento laminar.
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el mencionado tercer (24C; 124C; 224C; 324C) y cuarto (24D; 124D; 224D; 324D) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo se encuentran distanciados uno del otro y tienen respectivos tercer y cuarto ejes de rotación, substancialmente alineados entre sí, siendo el tercer eje de rotación perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer (14; 114; 214; 314) y segundo (16; 116; 216; 316) elemento laminar.
4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, incluyendo el aparato la aplicación de una carga mecánica de hasta 0,6 kg de presión por metro de anchura (50 libras de presión por pulgada lineal) mediante el respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (24; 124; 224; 324) al elemento laminar respectivo.
5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que como mínimo uno de dichos dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24; 124; 224; 324) se encuentra en funcionamiento para aplicar energía de unión al respectivo elemento laminar, aplicando el respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo (24; 124; 224; 324) hasta una potencia de aproximadamente 800 vatios.
6. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el mencionado rodillo de soporte (20; 120; 220; 320) facilita la alineación de los puntos de unión en el tercer (36C) y cuarto (36D) segmentos con los puntos de unión en el primer (36A) y segundo (36B) segmentos.
7. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, incluyendo un aparato de guiado (12; 112; 212; 312), que conduce el primer (14; 114; 214; 314) y segundo (16; 116; 216; 316) elemento laminar a través del mencionado aparato, a través de dicho rodillo de soporte (20; 120; 220; 320), y en consecuencia a través de las líneas de presión (18; 118; 218; 318) definidos entre dicho rodillo de soporte (20; 120; 220; 320) y dichos dispositivos emisores acústicos ultrasónicos (24; 124; 224; 324), a una velocidad de 3 metros por segundo (600 pies por minuto) como mínimo.
8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la velocidad es de aproximadamente 5 metros por segundo (1000 pies por minuto) como mínimo.
9. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el mencionado tercer (24C; 124C; 224C; 324C) y cuarto (24D; 124D; 224D; 324D) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo se encuentran distanciados aproximadamente 180 grados alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte (20; 120; 220; 320) de dicho primer (24A; 124A; 224A; 324A) y segundo (24B; 124B; 224B; 324B) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo.
10. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que incluye un segundo dispositivo (158) para disponer un tercer elemento laminar (118) en relación de superficie con superficie con alguno de los elementos laminares primero (114; 214; 314) y segundo (116; 216; 316) como mínimo, después de que el primer (114; 214; 314) y segundo (116; 216; 316) elemento laminar han sido unidos de forma ultrasónica entre sí mediante el primer (124A; 224A; 324A) y segundo (124B; 224B; 324B) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo.
11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicho tercer (124C; 224C; 324C) y cuarto (124D; 224D; 324D) dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo aplican energía ultrasónica al tercer elemento laminar (118) para llevar a cabo la unión de dicho tercer elemento laminar (118) con uno de los elementos laminares primero (114; 214; 314) y segundo (116; 216; 316) en como mínimo uno de los segmentos segundo (36B) y cuarto (36D) del mismo.
12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la unión ultrasónica aplicada por como mínimo uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos tercero (124C; 224C; 324C) y cuarto (124D; 224D; 324D) que se superponen con la unión ultrasónica aplicada por como mínimo uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos primero (24A; 124A; 224A; 324A) y segundo (24B; 124B; 224B; 324B), de modo que como mínimo uno de los mencionados dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos tercero (24C; 124C; 224C; 324C) y cuarto (24D; 124D; 224D; 324D) aplican energía ultrasónica a partes que ya han sido unidas de forma ultrasónica previamente del primer (114; 214; 314) y segundo (116; 226; 316) elemento laminar.
13. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el mencionado rodillo de soporte (20; 120; 220; 320) tiene un patrón de elementos elevados (54) en una superficie exterior circunferencial del mismo, produciéndose la unión ultrasónica entre los mencionados dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos (24; 124; 224; 324) y dicho rodillo de soporte (20; 120; 220; 320), en los elementos elevados (54) de dicho patrón.
14. Método para fabricar un elemento laminar compuesto que tiene una longitud y una anchura, comprendiendo las etapas de:
a) disposición del primer y segundo elementos laminares en relación de superficie con superficie entre sí;
b) disposición del primer y segundo elementos laminares en alineamiento de superficie con superficie con el rodillo de soporte;
caracterizado porque cada elemento laminar comprende un primer, segundo, tercer y cuarto segmentos, cada segmento de cada elemento laminar comprendiendo una parte separada y distinta de la anchura del elemento laminar respectivo, y extendiéndose a lo largo de substancialmente la longitud completa del elemento laminar respectivo, siendo el primer, segundo, tercer y cuarto segmentos de cada elemento laminar paralelos unos a los otros, encontrándose el segundo segmento de cada elemento laminar entre el primer y el segundo segmentos del elemento laminar respectivo, y del mismo modo el tercer segmento entre el segundo y el cuarto segmentos, encontrándose los segmentos de los respectivos elementos laminares numerados de la misma manera en relación de superficie con superficie entre sí;
caracterizado además por la utilización del primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos para llevar a cabo la unión ultrasónica del primer segmento del primer elemento laminar con el primer segmento del segundo elemento laminar, en el rodillo de soporte en una primera posición entre el rodillo de soporte y el primer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, y llevar a cabo la unión del tercer segmento del primer elemento laminar con el tercer segmento del segundo elemento laminar en una segundo posición distanciada de forma angular del eje del rollo de apoyo de la primera posición alrededor; y
caracterizado además por la utilización del tercer y cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos para llevar a cabo la unión ultrasónica del segundo segmento del primer elemento laminar con el segundo segmento del segundo elemento laminar, en el rodillo de soporte en una tercera posición, y llevar a cabo la unión del cuarto segmento del primer elemento laminar con el cuarto segmento del segundo elemento laminar en una cuarta posición en el rodillo de soporte, distanciada de la tercera posición, encontrándose la tercera y cuarta posiciones distanciadas alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte de la primera y segunda posiciones,
produciendo el proceso de unión ultrasónica, la unión del primer y el segundo elementos laminares entre sí en el primer, segundo, tercer y cuarto segmentos, formado de este modo el elemento laminar compuesto.
15. Método de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el primer, segundo, tercer y cuarto segmentos en cada uno de los elementos laminares primero y segundo, en combinación, comprenden substancialmente la anchura completa de los respectivos elementos laminares, y en el que una primera anchura del primer elemento laminar es substancialmente la misma que una segunda anchura del segundo elemento laminar.
16. Método de acuerdo con la reivindicación 14 ó 15, comprendiendo el proceso de unión ultrasónica la unión de forma continua del primer y segundo segmentos.
17. Método de acuerdo con la reivindicación 14, 15 ó 16, en el que el proceso de unión ultrasónica del segundo y cuarto segmentos comprende la unión de forma continua del segundo y cuarto segmentos.
18. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, que incluye el guiado de los elementos laminares a través del rodillo de soporte y a través de las líneas de presión definidas entre el mismo y el respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo a una velocidad como mínimo de aproximadamente 3 metros por segundo (600 pies por minuto).
19. Método de acuerdo con la reivindicación 18, en el que la velocidad es como mínimo de 5 metros por segundo (1000 pies por minuto).
20. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, que incluye la aplicación de una carga mecánica del respectivo dispositivo emisor acústico y del rodillo de soporte al elemento laminar de hasta 0,6 kg de presión por metro lineal de anchura (50 libras de presión por pulgada lineal) a través de la superficie de aplicación de energía del respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo.
21. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, encontrándose el primer y el segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos separado uno del otro y teniendo un respectivo primer y segundo ejes de rotación, estando substancialmente alineado el segundo con el primer eje de rotación, siendo el primer eje de substancialmente perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares.
22. Método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el tercer y el cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos se encuentran separados uno del otro y tienen un tercer y cuarto ejes de rotación respectivamente, estando substancialmente alineado el cuarto con el tercer eje de rotación, siendo el tercer eje de rotación substancialmente perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares.
23. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22, en el que el primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos se encuentran escalonados con respecto al tercer y cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos de modo que el primer y segundo elementos laminares son unidos entre sí sobre substancialmente la totalidad de las anchuras comunes de los mismos.
24. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 23, teniendo el rodillo de soporte un patrón de elementos elevados en una superficie circunferencial exterior del mismo, el respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo y el rodillo de soporte, en combinación, llevando a cabo la unión del primer y segundo elementos laminares entre sí en los elementos elevados.
25. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 24, que incluye la disposición de un tercer elemento laminar sobre como mínimo uno de los elementos laminares primer y segundo después de que se ha producido la unión ultrasónica del primer y segundo elementos laminares en la primera y segunda posiciones.
26. Método de acuerdo con la reivindicación 25, que incluye la aplicación de energía ultrasónica mediante el tercer y cuarto dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos al tercer elemento laminar en la tercera y cuarta posiciones, uniendo por lo tanto el primer, segundo y tercer elementos laminares entre sí.
27. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 26, en el que la unión ultrasónica aplicada como mínimo por uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos tercero y cuarto se superpone con la unión ultrasónica aplicada por como mínimo uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos primero y segundo, de modo que como mínimo uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos tercero y cuarto aplican energía ultrasónica en partes del primer y segundo elementos laminares que han sido unidas de forma ultrasónica previamente.
28. Método de acuerdo con la reivindicación 14 en el que el primer y segundo elementos laminares se encuentran unidos entre sí sobre substancialmente la totalidad de la anchura común de los mismos.
29. Método de acuerdo con la reivindicación 28, en el que el primer elemento laminar tiene una anchura mayor que el segundo elemento laminar, encontrándose unido éste a través de la anchura completa del mismo con el primer elemento laminar.
30. Método de acuerdo con la reivindicación 28 ó 29, incluyendo la disposición del primer y segundo elementos laminares en un rodillo de soporte y la unión del primer, segundo, tercer y cuarto segmentos de los respectivos elementos laminares entre sí en el rodillo de soporte.
31. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28, 29 ó 30, estando la primera posición dispuesta en una primera línea de presión entre el primer dispositivo emisor acústico ultrasónico y el rodillo de soporte.
32. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31, en el que la segunda posición se encuentra dispuesta en una segunda línea de presión entre el segundo dispositivo emisor acústico ultrasónico y el rodillo de soporte.
33. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 32, en el que la tercera posición se encuentra separada de forma angular de la primera y la segunda posiciones alrededor de su eje del rodillo de soporte.
34. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 30 a 33, en el que el rodillo de soporte tiene un patrón de elementos elevados en una superficie exterior circunferencial del mismo, llevándose a cabo la unión ultrasónica en los elementos elevados del mencionado patrón.
35. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 30 a 34 que incluye la conducción de los elementos laminares a través del rodillo de soporte y a través de las líneas de presión definidas entre el rodillo de soporte y los respectivos dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos a una velocidad de aproximadamente 3 metros por segundo (600 pies por minuto) como mínimo.
36. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 30 a 35, que incluye la aplicación de una carga mecánica de hasta 0,6 kg de presión por metro lineal de anchura (50 libras de presión por pulgada lineal) mediante el respectivo dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo al respectivo elemento laminar.
37. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 36, en el que el primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos se encuentran distanciados uno del otro y teniendo un primer y segundo ejes de rotación, encontrándose substancialmente alineados un eje con el otro, siendo el primer eje de rotación substancialmente perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares.
38. Método de acuerdo con la reivindicación 37, teniendo el tercer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo un tercer eje de rotación substancialmente perpendicular a la dirección de desplazamiento del primer y segundo elementos laminares.
39. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 38, incluyendo de manera adicional la utilización de aplicaciones múltiples de energía ultrasónica y aplicando energía ultrasónica a un primer y segundo lugares geométricos en el primer elemento laminar y, a través del primer lugar geométrico, a un segundo lugar geométrico en el segundo elemento laminar, uno de los dispositivos emisores acústicos ultrasónicos primero, segundo, tercero o cuarto, y subsiguientemente utilizando un quinto dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo que aplica energía ultrasónica al primer lugar geométrico de unión del primer elemento laminar y por lo tanto al segundo lugar geométrico del segundo elemento laminar,
provocando la energía ultrasónica aplicada por el respectivo primer, segundo, tercer o cuarto dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo un primer efecto en los respectivos elementos laminares en el primer y segundo lugar geométrico de unión, y provocando la energía ultrasónica aplicada por el quinto dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo un segundo efecto en los respectivos elementos laminares en el primer y segundo lugar geométrico de unión, la combinación del primer y segundo efecto llevando a cabo la unión del primer y segundo elementos laminares entre sí en el primer y segundo lugar geométrico.
40. Método de acuerdo con la reivindicación 39 en el que el primer efecto comprende la formación de uniones entre el primer y segundo elementos laminares, teniendo resistencia las uniones primera y segunda.
41. Método de acuerdo con la reivindicación 40 en el que el segundo efecto comprende el incremento de la rigidez de las uniones conformadas por el primer efecto.
42. Método de acuerdo con la reivindicación 39 en el que el primer efecto no forma uniones significativas entre el primer y segundo elementos laminares, y el segundo efecto conforma uniones significativas entre el primer y segundo elementos laminares.
43. Método de acuerdo con las reivindicaciones 39, 40 ó 41, que incluye la aplicación de cantidades substancialmente iguales de energía ultrasónica al primer y segundo elementos laminares a través del respectivo primer, segundo, tercer, cuarto y quinto dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo.
44. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 39 a 43, que incluye la etapa de posicionamiento del primer y segundo elementos laminares en un rodillo de soporte, que en combinación con el respectivo primer, segundo, tercer o cuarto dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo y el quinto dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, conforman líneas de presión en las posiciones respectivas, y por lo tanto aplicando energía ultrasónica al primer y segundo elementos laminares en el rodillo de soporte.
45. Método de acuerdo con la reivindicación 44, en el que el rodillo de soporte facilita la alineación de los lugares geométricos de unión activados como el primer efecto con los lugares geométricos de unión activados como el segundo efecto.
46. Método de fabricación de un elemento laminar compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 45, que incluye la fabricación de como mínimo uno de los elementos laminares primer y segundo a partir de una esterilla de fibras sueltas fundibles de forma ultrasónica, comprendiendo de manera adicional dicho método las etapas de:
a) alimentación de la esterilla de fibras en una dirección de alimentación en acoplamiento funcional con el rodillo de soporte, comprendiendo la esterilla de fibras un primer, segundo y tercer segmentos separados y distintos en la anchura de la misma, encontrándose dispuesto el segundo segmento entre el primer y el tercer segmentos;
b) utilización del primer y segundo dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos, llevando a cabo la unión ultrasónica de las fibras superpuestas en el primer segmento, en primeras posiciones en el primer segmento mientras que las primeras posiciones son dispuestas en un primer sitio geométrico en la circunferencia exterior del rodillo de soporte, y llevando a cabo la unión ultrasónica de las fibras superpuestas en el tercer segmento, en segundas posiciones en el tercer segmento mientras que las segundas posiciones son dispuestas en el primer sitio geométrico en la circunferencia exterior del rodillo de soporte; y
c) utilización de un tercer dispositivo emisor acústico ultrasónico rotativo, que lleva a cabo la unión ultrasónica de las fibras superpuestas en el segundo segmento, en segundas posiciones en el segundo segmento mientras que las segundas posiciones son dispuestas en un segundo sitio geométrico desplazado de manera angular del primer sitio geométrico alrededor de la circunferencia exterior del rodillo de soporte,
encontrándose configurados y espaciados el primer, segundo y tercer dispositivos emisores acústicos ultrasónicos rotativos a través de la anchura de la esterilla a través del respectivo primer a tercer segmento, el proceso de unión ultrasónica uniendo de este modo substancialmente la totalidad de la anchura de la esterilla de fibras en el primer, segundo y tercer segmentos, para consolidarla y conformar un elemento laminar a partir de la misma.
47. Método de acuerdo con la reivindicación 46, en el que la primera posición se encuentra dispuesta en una primera línea de presión entre el primer dispositivo emisor acústico ultrasónico y el rodillo de soporte, la tercera posición dispuesta en una tercera línea de presión entre el tercer dispositivo emisor acústico ultrasónico y el rodillo de soporte, comprendiendo el método el mantenimiento de la esterilla de fibras en alineación en el rodillo de soporte entre la primera y tercera línea de presión.
48. Método de acuerdo con la reivindicación 46 ó 47, en el que el rodillo de soporte tiene un patrón de elementos elevados en la superficie circunferencial exterior del mismo, llevándose a cabo la unión ultrasónica en los elementos elevados del patrón.
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