ES2213519T3 - Mecanismo de control para un rodillo de soporte de una reenrolladora. - Google Patents
Mecanismo de control para un rodillo de soporte de una reenrolladora.Info
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Abstract
Un aparato de enrollamiento de banda continua que comprende: un bastidor (16) una bobina de enrollamiento (17) apoyada de forma rotatoria sobre el bastidor para rotar alrededor de un eje longitudinal, presentando la bobina de enrollamiento (17) una superficie externa (26) para hacer contacto con una banda continua (W), un árbol de levas (35) montado en la bobina de enrollamiento (17) a lo largo del eje de la misma, medios (82) para hacer rotar el árbol de levas (35) a una primera velocidad que coincide con la velocidad de la bobina de enrollamiento (17) y a una segunda velocidad que se diferencia de la velocidad de la bobina de enrollamiento (17), una biela (61, 62, 63, 64) montada con movimiento alternativo en la bobina de enrollamiento (17) para alternar el desplazamiento hacia el interior y hacia el exterior a lo largo de un eje que se extiende perpendicularmente al árbol de levas (35), presentando la biela (61, 62, 63, 64) un extremo interno (66) que se puede enganchar al árbol de levas(35) y un extremo externo, pudiendo la biela (61, 62, 63, 64) desplazarse entre la primera y segunda posición mediante el árbol de levas (35), una unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53), montada de forma desplazable sobre la bobina de enrollamiento (17) adyacente al extremo externo de la biela (61, 62, 63, 64) y que incluye un miembro de enganche de banda continua (44, 53), el miembro de enganche de banda continua (44, 53) pudiendo desplazarse entre una primera posición en la que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) está montado hacia el interior de la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y una segunda posición en la que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) sobrepasa la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y puede enganchar la banda continua sobre la misma, la biela (61, 62, 63, 64) que engancha la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53) cuando la biela (61, 62, 63, 64) se encuentra ensu primera posición para retener el miembro de enganche de banda continua (44, 53) en su primera posición, pudiendo la biela (61, 62, 63, 64) desplazarse mediante el árbol de levas (35) cuando la velocidad del árbol de levas (35) cambia entre dicha primera y segunda velocidad de forma que la biela (61, 62, 63, 64) se separa de su primera posición y permite que la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53) se desplace a su segunda posición.
Description
Mecanismo de control para un rodillo de soporte
de una reenrolladora.
La presente invención se refiere a un mecanismo
de control para un rodillo de soporte de una reenrolladora.
Las reenrolladoras se usan para convertir grandes
bobinas primarias de papel en bobinas de menor tamaño de papel
higiénico y toallas de papel. Habitualmente, se usan dos tipos de
reenrolladoras: reenrolladoras de centro y reenrolladoras de
superficie. Las reenrolladoras de centro se describen, por ejemplo,
en la patente estadounidense renovada 28353, y enrollan la banda
continua alrededor de un centro que se pone en rotación mediante un
mandril. Las reenrolladoras de superficie se describen, por ejemplo,
en las patentes estadounidenses nº 4723724 y 5104055, y enrollan la
banda continua alrededor de un centro que se pone en rotación
mediante una cuna de tres bobinas.
La operación más importante tanto en las
reenrolladoras de centro como en las reenrolladoras de superficie es
la secuencia de etapas denominadas de corte y transferencia. La
banda continua debe cortarse para finalizar el enrollado de una
bobina, el extremo delantero de la banda continua cortada debe
transferirse a un nuevo centro y el nuevo centro debe ponerse en
rotación para empezar a enrollar una nueva bobina. Dichas etapas
deben realizarse de manera repetida y fiable mientras la banda
continua se desplaza a gran velocidad. También es deseable que cada
bobina presente el mismo número de hojas y que la banda continua se
enrolle de forma uniforme y, esencialmente, sin arrugas.
El término "rodillo de soporte" se refiere a
la principal bobina de enrollamiento de una reenrolladora, tanto de
una reenrolladora de centro como de una reenrolladora de
superficie.
Como se describe en la patente estadounidense
renovada 28353, un rodillo de soporte se usa habitualmente en
combinación con una bobina de corte para cortar la banda continua
después de enrollar una longitud predeterminada en un rollo y
transferir el extremo delantero de la banda continua cortada a un
nuevo centro en un procedimiento de enrollamiento continuado. En
todas las reenrolladoras de centro actuales se usa un mecanismo de
enganche para retener el mecanismo de corte y transferencia en una
posición inoperativa hasta que se haya enrollado la longitud
adecuada de banda continua en el rollo. Un palpador de leva se
controla mediante un solenoide eléctrico o un cilindro neumático
para desenganchar el mecanismo de enganche para liberar el mecanismo
de corte y transferencia. El mecanismo de corte y transferencia se
controla entonces mediante una o más levas para realizar las
operaciones de corte y transferencia sobre la banda continua. A
continuación, la leva vuelve a colocar el enganche para retener el
mecanismo de corte y transferencia en la posición inoperativa.
Un mecanismo de enganche convencional y un
mecanismo de corte y transferencia para reenrolladoras de centro se
describe en detalle en la patente estadounidense renovada 28353. El
mecanismo de corte y transferencia incluye clavijas, hojas de corte
y cuñas de transferencia, todas ellas montadas de forma desplazable
en el rodillo de soporte. Cuando se desengancha el mecanismo de
corte y transferencia, las clavijas mantienen la banda continua
contra el rodillo de soporte rotatorio mientras la banda continua se
corta con una bobina de corte y las hojas. A continuación, las cuñas
de transferencia empujan el extremo delantero de la banda continua
cortada contra un nuevo centro.
Las reenrolladoras de superficie que comercializa
la empresa Paper Converting Machine Company, de Green Bay
(Wisconsin), con el nombre comercial de "Magnum", incluyen
clavijas desplazables similares en un rodillo de soporte para
mantener la banda continua cortada contra el rodillo de soporte y un
mecanismo de enganche similar para retener las clavijas en una
posición inoperativa hasta que se corte la banda continua. Una
cuchilla corte se coloca de forma desplazable en una bobina de corte
y se retiene en una posición inoperativa mediante un mecanismo de
enganche similar al mecanismo de enganche que se usa en el rodillo
de soporte de la reenrolladora de centro.
El documento
US-A-3552670 representa el estado de
la técnica más cercano de la presente invención, y describe un
aparato de enrollamiento de banda continua que comprende: un
bastidor, una bobina de enrollamiento, la bobina de enrollamiento
presenta una superficie exterior para hacer contacto con una banda
continua, un árbol de levas montado en la bobina de enrollamiento a
lo largo del eje de la misma, medios para poner en rotación el árbol
de levas a una velocidad diferente de la de la bobina de
enrollamiento, una biela montada con movimiento alternativo en la
bobina de enrollamiento para alternar el desplazamiento hacia el
interior y hacia el exterior, la biela presenta un extremo interno
que se puede enganchar al árbol de levas y un extremo externo, la
biela puede desplazarse entre la primera y segunda posición mediante
el árbol de levas, una unidad de enganche de banda continua
desplazable montada sobre la bobina de enrollamiento y que incluye
un miembro de enganche de banda continua, el miembro de enganche de
banda continua puede desplazarse entre una primera posición en la
que el miembro de enganche de banda continua se encuentra hacia el
interior de la superficie externa de la bobina de enrollamiento y
una segunda posición en la que el miembro de enganche de banda
continua se extiende más allá de la superficie externa de la bobina
de enrollamiento y puede engancharse con una banda continua sobre la
misma, la biela se engancha a la unidad de enganche de banda
continua.
Uno de los problemas del mecanismo de corte y
transferencia de la técnica anterior se produce a partir de las
cargas por impacto sobre los componentes del mecanismo que causan
roturas por fatiga y requieren un mantenimiento frecuente. Los
mecanismos también pueden producir una vibración excesiva en la
reenrolladora que puede afectar negativamente a otras funciones de
la reenrolladora, como la perforación de la banda continua.
La invención proporciona un nuevo mecanismo de
enganche que se controla mediante un árbol de levas montado
axialmente en el rodillo de soporte y mediante un servomotor que
hace rotar el árbol de levas. Por lo general, el servomotor hace
rotar el árbol de levas en la misma dirección y a la misma velocidad
que el rodillo de soporte. Cuando debe cortarse la banda continua,
se aumenta o reduce la velocidad del servomotor para hacer rotar el
árbol de levas con relación al rodillo de soporte. La rotación del
árbol de levas permite que las bielas en el rodillo de soporte se
desplacen radialmente hacia el interior para liberar el mecanismo de
corte y transferencia. Los palpadores de levas para el mecanismo de
corte y transferencia enganchan una leva fija y controlan el
desplazamiento del mecanismo. Después de cortar y transferir la
banda continua, el árbol de levas se pone en rotación para empujar
las bielas radialmente hacia el exterior para volver a enganchar el
mecanismo de corte y transferencia.
La invención permite que dos mecanismos de corte
y transferencia se incluyan en el rodillo de soporte y se controlen
de manera independiente según la dirección de rotación del árbol de
levas con relación al rodillo de soporte. Dicho rodillo de soporte
puede presentar un diámetro mayor que los rodillos de soporte
convencionales, sin repercutir negativamente sobre la flexibilidad
de proporcionar bobinas enrolladas con diferente cantidad de hojas.
El rodillo de soporte mayor es más rígido y rota a una velocidad
angular inferior para una velocidad equivalente de la banda
continua.
La presente invención se explicará en combinación
con una forma de realización ilustrativa que se muestra en los
dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra una reenrolladora de centro
equipada con un mecanismo de control de conformidad con la presente
invención;
la Figura 2 es una vista en sección longitudinal
fragmentaria del rodillo de soporte de la reenrolladora;
la Figura 3 es una vista en sección transversal
del rodillo de soporte tomada a lo largo de las líneas
3-3 de la Figura 2, que ilustra uno de los
mecanismos de corte y transferencia en una posición de enganche y el
otro mecanismo de corte y transferencia en una posición de
desenganche;
la Figura 4 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 2 que
muestra los dos mecanismos de corte y transferencia en una posición
de enganche;
la Figura 5 es una vista similar a la de la
Figura 4 que muestra el mecanismo de corte y transferencia en la
posición de desenganche en la posición de reloj de las diez en punto
a medida que rota hacia la bobina de corte;
la Figura 6 es una vista similar a la de la
Figura 5 que muestra el mecanismo de corte y transferencia
desenganchado que coopera con una bobina de corte para cortar la
banda continua, se omite la banda continua para obtener claridad en
la ilustración;
la Figura 7 es una vista similar a la de la
Figura 6 que muestra la cuña de transferencia en la posición de
reloj de las seis en punto que transfiere el extremo delantero de la
banda continua cortada a un nuevo centro, se omite la banda continua
para obtener claridad en la ilustración; y
la Figura 8 ilustra los resortes para mantener
los mecanismos de corte y transferencia en contacto con las bielas
en la posición de enganche.
La presente invención se explicará en combinación
con una reenrolladora de centro 15 ilustrada en la Figura 1. Sin
embargo, se entenderá que la invención también puede usarse con
reenrolladoras de superficie.
La reenrolladora 15 incluye un bastidor 16 y un
rodillo de soporte 17 que se coloca de forma rotatoria en el
bastidor. Una unidad de torre 18 se monta de forma rotatoria en el
bastidor debajo del rodillo de soporte. Como es sabido en la
técnica, la unidad de torreta incluye una pluralidad de mandriles
rotatorios 19 sobre los que se colocan centros de cartón. Un aparato
de aplicación de adhesivo 20 aplica adhesivo de transferencia a un
nuevo centro antes de cada ciclo de enrollamiento.
Una banda continua W se introduce mediante
rodillos de arrastre 20 mediante un perforador 21 hasta el rodillo
de soporte 17. El perforador forma líneas de perforación
transversales separadas longitudinalmente en la banda continua.
La velocidad de superficie del rodillo de soporte
coincide con la velocidad de la banda continua, y el rodillo de
soporte envía la banda continua a un rollo L que se enrolla
alrededor del mandril aproximadamente en la posición de reloj de las
cinco en punto del rodillo de soporte. Cuando se ha enrollado la
longitud adecuada de banda continua alrededor del rollo, la banda
continua se corta mediante una bobina de corte 22 y comenzará un
nuevo ciclo.
Con referencia ahora a la Figura 2, el bastidor
de la reenrolladora incluye un par de bastidores laterales 25 que
soportan de forma rotatoria el rodillo de soporte 17. El rodillo de
soporte incluye una cubierta cilíndrica externa 26, un tubo central
27 y un par de cojinetes y soportes 28 que se colocan en cada
extremo del tubo 27. La sección del cojinete 28a del cojinete y
soporte se coloca de forma rotatoria en un soporte 29 en el bastidor
25. La cubierta externa 26 se apoya sobre separadores radiales 30
que se extienden hacia el exterior desde el tubo central 27.
Un manguito 32 del árbol de levas se coloca en el
interior de una superficie interna 33 que se extiende axialmente en
el cojinete y soporte 28. Un árbol de levas 35 se coloca de forma
rotatoria en el interior del manguito del árbol de levas mediante
los soportes 36 y 37. Las secciones del árbol de levas que se apoyan
sobre los soportes son cilíndricas, y el árbol de levas incluye un
par de secciones de levas 38 y 39.
Un par de ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas
de transferencia (véase también las Figuras 3 y 4) se apoyan de
forma rotatoria sobre los separadores radiales 30 y se extienden a
lo largo de la longitud del rodillo de soporte. Una pluralidad de
clavijas de transferencia 44 (Figuras 3 y 4) está sujeta con
abrazadera a cada uno de los ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas
de transferencia mediante las abrazaderas 45. Las clavijas de
transferencia se separan axialmente a lo largo de la longitud del
rodillo de soporte. Un rodillo o empujador de leva 47 se coloca de
forma rotatoria adyacente a cada extremo de cada uno de los ejes de
pivote 42 y 43 de las clavijas de transferencia mediante una
abrazadera 48.
Con referencia a la Figura 3, los ejes de pivote
42 y 43 de las clavijas de transferencia se sitúan separados 180º
alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte. Por lo
general, solamente funcionará uno de los ejes de pivote de
transferencia durante la operación de enrollamiento. La cubierta
externa 26 del rodillo de soporte está provista de aperturas 49 a
través de las cuales las clavijas de transferencia 44 pueden pivotar
hacia el exterior, como se explicará a continuación.
Un par de ejes de pivote 51 y 52 de las clavijas
de transferencia (Figuras 2 y 3) también se apoyan de forma rotativa
sobre los separadores radiales 30. Una pluralidad de cuñas de
transferencia 53 separadas axialmente está sujeta con abrazadera a
cada uno de los ejes de pivote 51 y 52 de las cuñas de transferencia
mediante las abrazaderas 54. Un rodillo o empujador de leva 55 está
montado de forma rotativa adyacente a cada uno de los ejes de pivote
de las cuñas de transferencia mediante una abrazadera 56 (Figura 3).
Los dos ejes de pivote de las cuñas de transferencia se sitúan
separados 180º del rodillo de soporte. Cada cuña de transferencia 53
se coloca ligeramente corriente arriba de su clavija de
transferencia 44 asociada a lo largo de la circunferencia del
rodillo de soporte. El rodillo de soporte rota en sentido contrario
a las agujas del reloj en la Figura 3, como indica la flecha.
Cuatro bielas 61, 62, 63 y 64 se colocan
recíprocamente en las superficies internas 65 que se extienden
radialmente en el cojinete y soporte 28. Las bielas 61 y 62
funcionan para mantener los dos ejes de pivote 42 y 43 de las
clavijas de transferencia en sus posiciones de enganche, y las
bielas 63 y 64 funcionan para mantener los ejes de pivote 51 y 52 de
las cuñas de transferencia en sus posiciones de enganche. Un rodillo
de leva 66 se coloca de forma rotatoria sobre el extremo interior de
cada una de las bielas. El rodillo de leva sobre cada una de las
bielas 61 y 62 puede engancharse con la sección de la leva 38 del
árbol de levas central 35 (véase la Figura 2). El rodillo de leva
sobre cada una de las bielas 63 y 64 puede engancharse con la
sección de la leva 39 del árbol de levas central 35. El extremo
exterior de cada una de las barras de pivote 61 y 62 puede
engancharse con uno de los rodillos de leva 47 de las abrazaderas de
las clavijas de transferencia 45. El extremo exterior de cada una de
las bielas 63 y 64 puede engancharse con uno de los rodillos de leva
55 de las abrazaderas de las cuñas de transferencia 54.
Cada uno de los ejes de pivote 42 y 43 de las
clavijas de transferencia se acciona por resorte para rotar en el
sentido contrario a las agujas del reloj como se observa en la
Figura 3, para empujar los rodillos de leva 47 contra los extremos
externos de las bielas 61 y 62. Con referencia a la Figura 8, un
resorte de compresión 66 se coloca de forma deslizable sobre una
barra 67. El extremo externo de la barra se fija a una placa 68 en
la superficie interna de la cubierta externa 26 del rodillo de
soporte. El extremo interno del resorte se fija a un brazo de
palanca 69 que se extiende desde cada uno de los ejes de pivote 42 y
43.
Cada uno de los ejes de pivote 51 y 52 de las
cuñas de transferencia se acciona por resorte de forma similar para
rotar en el sentido contrario a las agujas del reloj, como se
observa en la Figura 3, para empujar los rodillos de leva 55 contra
los extremos externos de las bielas 63 y 64.
Con referencia a la Figura 2, una placa 70 de la
leva de transferencia en el extremo derecho del rodillo de soporte
se coloca de forma rotatoria sobre el cojinete 28a mediante un
soporte 71. La placa de leva se mantiene fija a medida que el
cojinete rota mediante un separador de placa 72 que se fija a la
placa y al bastidor 25.
Una leva 74 de la clavija de transferencia fija
circular o anular se coloca sobre la cara interna de la placa 70 de
leva, y una leva 75 de la cuña de transferencia fija se coloca sobre
la placa de leva en el interior de la leva de la clavija de
transferencia 74. Un brazo 76 del rodillo de leva de la clavija de
transferencia se coloca sobre cada extremo de los ejes de pivote 42
y 43 de las clavijas de transferencia. Un soporte 77 del rodillo de
leva se coloca de forma rotatoria sobre cada uno de los brazos 76
del rodillo de leva. Un brazo 78 del rodillo de leva de las cuñas de
transferencia se monta sobre cada extremo de los ejes de pivote 51 y
52 de las cuñas de transferencia. Un soporte 79 del rodillo de leva
se coloca de forma rotatoria sobre cada uno de los brazos 78 del
rodillo de leva.
El rodillo de soporte 17 se pone en rotación
mediante un engranaje 81 (Figura 2) que se fija al extremo del
cojinete del rodillo de soporte 28a. El engranaje 81 se acciona
mediante un sistema de servocontrol de la reenrolladora que resulta
habitual y conocido.
El árbol de levas 35 se pone en rotación mediante
un servomotor 82 que se coloca sobre el bastidor 16. El árbol de
levas se conecta al servomotor mediante un acoplador 83.
Durante la operación de enrollamiento la
velocidad de superficie del rodillo de soporte es igual que la
velocidad a la que la banda continua avanza a través de la
reenrolladora, como se muestra en la Figura 1. La banda continua
envuelve una sección del rodillo de soporte y rota con el rodillo de
soporte hacia el rollo de enrollamiento L. Los servomotores 82 que
hacen rotar los árboles de levas centrales 35 en cada extremo del
rodillo de soporte hacen rotar los árboles de levas a la misma
velocidad que el rodillo de soporte, de forma que no existe rotación
relativa entre los árboles de levas y el rodillo de soporte. El
sistema de control para el rodillo de soporte y los servomotores 82
puede controlarse mediante el mismo procesador, por ejemplo, un PIC
900 fabricado por Giddings & Lewis.
Las bielas 61-64 están sujetas
generalmente mediante el árbol de levas central 35 en sus posiciones
externas o de enganche, como se ilustra en la Figura 4. Las bielas
61-64 se enganchan en los rodillos 47 y 55 y sujetan
los ejes de pivote 42, 43, 51 y 52, las clavijas de transferencia 44
y las cuñas de transferencia 53 en sus posiciones de enganche en las
que las clavijas 44 y las cuñas 53 se encuentran radialmente hacia
el interior de la superficie externa del rodillo de soporte.
Durante la revolución del rodillo de soporte en
el que se cortará la banda continua, los servomotores 82 aumentan o
reducen la velocidad de rotación de los árboles de levas 35 de forma
que las levas 38 y 39 rotan con relación a las bielas
61-64. El perfil de cada una de las levas incluye,
preferentemente, una sección de parada de aproximadamente 180º que
presenta un diámetro esencialmente constante y una sección rebajada
de diámetro reducido. A medida que se enrolla el rollo, los rodillos
de leva de todas las bielas enganchan la sección de parada de las
levas y, por tanto, se retienen en sus posiciones de enganche, como
se muestra en la Figura 4. Cuando la leva 38 rota aproximadamente
90º, solamente una de las bielas 61 y 62 se enganchará en la sección
rebajada de la leva. La otra biela se enganchará en la sección de
parada de la leva y se retendrá en su posición de enganche. De igual
forma, cuando la leva 39 rota aproximadamente 90º, solamente una de
las bielas 63 y 64 se enganchará en la sección rebajada de la leva.
La otra biela se enganchará en la sección de parada de la leva y se
retendrá en su posición de enganche.
Con referencia a la Figura 5, las levas 38 y 39
se han rotado de manera que las bielas 61 y 63 se enganchan en las
secciones rebajadas de las levas. A medida que las bielas se
desplazan desde las secciones de parada de las levas hasta las
secciones rebajadas, las bielas pueden desplazarse radialmente hacia
el interior desde su posición de enganche. Las bielas son empujadas
hacia el interior por los resortes 66 (Figura 8) y por las fuerzas
centrípetas sobre las clavijas de transferencia y las cuñas de
transferencia, que empujan a las clavijas y cuñas a desplazarse
radialmente hacia el exterior a través de las aperturas 49 en el
rodillo de soporte. A medida que las clavijas de transferencia 44 y
el eje de pivote 42 de las clavijas de transferencia pivota en
sentido contrario a las agujas del reloj hasta la posición de
desenganche mostrada en la Figura 5, el brazo 76 del rodillo de
levas también pivota en sentido contrario a las agujas del reloj
hasta que el soporte 77 del rodillo de leva engancha la leva 74 fija
de las clavijas de transferencia. A continuación, el desplazamiento
del eje de pivote 42 y de las clavijas de transferencia 44 se
controla mediante la leva 74.
De igual forma, el desplazamiento hacia el
interior de la biela 63 permite que las cuñas de transferencia 53 y
el eje de pivote 51 de las cuñas de transferencia roten en sentido
contrario a las agujas del reloj hasta que el soporte 79 sobre el
brazo 78 del rodillo de leva enganche la leva 75 fija de las cuñas
de transferencia (véase la sección de la derecha de la Figura 2). El
desplazamiento de las cuñas de transferencia se controla en lo
sucesivo por la leva 75.
El funcionamiento de las clavijas de
transferencia 44 y las cuñas de transferencia 53 resulta similar al
funcionamiento de las clavijas de transferencia y cuñas de
transferencia que se describe en la patente estadounidense renovada
28353, y resultará evidente para aquellos expertos en la técnica de
las reenrolladoras. Solamente será necesaria una breve descripción
del funcionamiento. Además, se omite la banda continua de las
Figuras 4-7 para obtener claridad en la
ilustración.
En la Figura 5, las clavijas de transferencia en
la posición de reloj de las diez en punto se encuentran
desenganchadas, y el contorno de la leva fija 74 permite que el eje
de pivote 42 rote en sentido contrario a las agujas del reloj, de
forma que las clavijas de transferencia 44 sobrepasan radialmente la
superficie externa del rodillo de soporte, por lo que las clavijas
atraviesan la banda continua (no mostrada), que envuelve una sección
de la superficie externa del rodillo de soporte. Un par de hojas
corte 85 separadas se colocan sobre cada una de las clavijas de
transferencia, y las hojas de corte también sobrepasan la superficie
del rodillo de soporte. Cuando el contorno de la leva fija 75 se
encuentra aproximadamente en la posición de reloj de las diez en
punto, las cuñas de transferencia 53 se encuentran esencialmente al
mismo nivel que la superficie del rodillo de soporte.
La Figura 6 ilustra el corte de la banda
continua. La velocidad del rollo de corte rotatorio 22 está
programada para que una de las cuchillas de corte 86 sobre el rollo
de corte se introduzca en el espacio entre las hojas de corte 85
para cortar la banda continua. Una vez se ha cortada la banda
continua, la sección del extremo delantero de la banda continua se
mantiene sobre el rodillo rotatorio mediante las clavijas de
transferencia 44. Como se describe en la patente estadounidense
renovada 28353, la sección de la banda continua entre el extremo
delantero cortado y las clavijas de transferencia puede doblarse a
medida que rota el rodillo de soporte.
La Figura 7 ilustra la transferencia del extremo
delantero de la banda continua hasta un nuevo centro 87. El centro
se coloca sobre un mandril que hace rotar el centro en el sentido de
las agujas del reloj. A medida que el rodillo de soporte se desplaza
desde la posición de la Figura 6 hasta la posición de la Figura 7,
la leva fija 74 de las clavijas de transferencia hace que las
clavijas de transferencia roten en sentido de las agujas del reloj,
de forma que las clavijas se colocan radialmente hacia el interior
del nuevo centro en la transferencia. La leva fija 75 de las cuñas
de transferencia hace que las cuñas de transferencia pivoten en
sentido de las agujas del reloj de forma que las cuñas de
transferencia empujan la banda continua sobre el nuevo centro 87. El
nuevo centro está provisto de anillos o tiras convencionales de
adhesivo de transferencia para que la banda continua se transfiera a
un nuevo centro.
Una vez transferida la banda continua, los
servomotores 82 hacen rotar los árboles de levas 35 para empujar las
bielas 61 y 63 radialmente hacia el exterior contra los rodillos de
levas 47 y 55 para pivotar las clavijas de transferencia 44 y las
cuñas de transferencia 53 de nuevo a sus posiciones de enganche. Las
clavijas de transferencia y las cuñas de transferencia se retienen
en sus posiciones de enganche hasta el siguiente ciclo de corte.
El procedimiento de servocontrol que usa un único
eje de control alineado con el eje del rodillo permite que el
rodillo de soporte posea dos mecanismos de corte y transferencia
separados 180º. Los dos mecanismos de corte y transferencia pueden
controlarse de manera independiente según la dirección de rotación
de los árboles de levas 35 con relación al rodillo de soporte. Dicha
característica permite que la reenrolladora produzca rollos con el
menor incremento de longitud posible con un único mecanismo de
rodillo de soporte. Los productos de papel convencionales se
producen en múltiplos de diez hojas. Por ejemplo, los rollos de
papel higiénico pueden proporcionarse en cantidades de hojas de 280,
290, 300, etc. Una hoja es la distancia entre líneas de
perforación.
En Estados Unidos, el papel higiénico presenta,
tradicionalmente, una separación entre perforaciones de 11,43
centímetros. Un rodillo de soporte convencional de papel higiénico
presenta una circunferencia nominal de diez hojas de 11,43
centímetros o de 113,3 centímetros. Sin embargo, las tendencias
actuales del mercado se inclinan por longitudes de hoja menores, por
ejemplo, de 10,16 centímetros. Un rodillo de soporte que presenta un
único mecanismo de corte y transferencia necesitaría una
circunferencia de 101,6 centímetros para obtener productos en
múltiplos de diez hojas. Con una circunferencia reducida se obtiene
un rodillo de soporte con menor rigidez que rota a una velocidad de
rotación mayor para una velocidad equivalente de banda continua. A
mayor velocidad de rotación, mayores serán las fuerzas centrífugas
que actúan sobre el rodillo de soporte y los mecanismos de corte y
transferencia. Con la reducción de rigidez del rodillo de soporte y
el aumento de carga centrífuga se aumenta la vibración, se reduce la
confianza y se reduce la velocidad máxima de la banda continua a la
que puede funcionar el rodillo de soporte.
Al proporcionar un rodillo de soporte con dos
mecanismos de corte y transferencia separados 180º, la
circunferencia del rodillo de soporte puede ser de 203,2 centímetros
y seguir fabricando productos con una longitud de hoja de 10,16
centímetros en múltiplos de diez hojas. La estructura del rodillo de
soporte con circunferencia de 203,2 centímetros es más rígida que un
rodillo de soporte de 101,6 centímetros, y el rodillo de soporte de
203,2 centímetros funciona a velocidades de rotación inferiores con
menores fuerzas centrífugas. El aumento de rigidez del rodillo de
soporte y la reducción de cargas centrífugas permite un
funcionamiento más seguro a mayores velocidades de la banda continua
y/o a mayores anchuras de la banda continua.
A pesar de que la forma de realización preferida
de la presente invención proporciona un rodillo de soporte con dos
mecanismos de corte y transferencia separados 180º, un rodillo
también podría disponer de un único mecanismo de corte y
transferencia. Dicho rodillo de soporte solamente presentaría dos
bielas, en lugar de las cuatro bielas que se han descrito.
Además, las unidades rotatorias preferidas para
los árboles de levas 35 son servomotores. Sin embargo, puede usarse
cualquier unidad de control rotatorio equivalente mientras la
velocidad de los árboles de levas pueda sincronizarse con la
velocidad del rodillo de soporte durante la operación de
enrollamiento para que las bielas se mantengan en sus posiciones de
enganche.
En la operación de enrollamiento descrita
anteriormente, la banda continua se enrolla alrededor de centros de
cartón. Sin embargo, la banda continua también puede enrollarse
alrededor de mandriles reciclados que se extraen del rollo después
de enrollar el rollo, como se describe en la patente estadounidense
nº 5.421.536.
Al colocar las levas anulares fijas 74 y 75 sobre
el cojinete 28a en lugar de sobre el bastidor de la reenrolladora
las levas pueden colocarse de forma más precisa con relación al eje
del rodillo de soporte. La colocación más precisa de las levas 74 y
75 permite que la separación entre las levas y los rodillos de levas
77 y 79 se reduzca cuando los rodillos de levas se encuentran en sus
posiciones de enganche y, por tanto, se reduzca la cantidad de
vueltas de los rodillos de leva cuando se desenganchan. Por ejemplo,
en una forma de realización de la presente invención, los rodillos
de leva 77 y 79 se separan solamente 0,0127 centímetros
aproximadamente desde las levas 74 y 75 cuando los rodillos de levas
están enganchados. Cuando la leva central 35 se desengancha de los
rodillos de levas, los rodillos de levas descienden solamente 0,0127
centímetros aproximadamente antes de hacer contacto con las levas
fijas 74 y 75.
A pesar de haber descrito que el desplazamiento
hacia el exterior de las bielas 61-64 vuelve a
enganchar el mecanismo de corte y transferencia, los mecanismos
pueden construirse de forma que las bielas se desplacen hacia el
exterior para desenganchar el mecanismo de corte y
transferencia.
Cada uno de los ejes de pivote 42, 43, 51, 52 y
sus rodillos asociados, rodillos de levas y clavijas de
transferencia o cuñas de transferencia constituye una unidad de
enganche de banda continua. Las unidades de enganche de banda
continua se encuentran generalmente enganchadas de forma que no
enganchan la banda continua durante el enrollamiento. Durante el
ciclo de corte y transferencia, dos unidades de enganche de banda
continua cooperantes que incluyen clavijas de transferencia 44 y
cuñas de transferencia 53 se desenganchan de forma que las clavijas
pueden mantener la banda continua durante el corte y las cuñas
pueden empujar el extremo delantero de la banda continua cortada
sobre el nuevo centro.
En la forma de realización preferida en la
actualidad, el desplazamiento de las clavijas de transferencia y las
cuñas de transferencia se controla mediante las levas fijas 74 y 75
inmediatamente después de que las clavijas y las cuñas se
desenganchen. Sin embargo, si se desea, pueden omitirse las levas
fijas, y el desplazamiento de las clavijas de transferencia y las
cuñas de transferencia puede controlarse mediante las bielas
61-64 y el contorno de las secciones de levas 38 y
39 del árbol de levas central 35. El árbol de levas central se
pondría en rotación con relación al rodillo de soporte mediante el
servomotor 82 para desplazar las bielas, las clavijas de
transferencia y las cuñas de transferencia durante el ciclo de corte
y transferencia.
Mientras en la memoria descriptiva precedente se
ha expuesto una descripción detallada de las formas de realización
específicas de la invención para el propósito de ilustración, se
entenderá que muchos de los detalles proporcionados en la presente
pueden cambiarse considerablemente por aquellos expertos en la
materia sin desviarse del ámbito de la invención, como se define en
las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Un aparato de enrollamiento de banda continua
que comprende:
un bastidor (16)
una bobina de enrollamiento (17) apoyada de forma
rotatoria sobre el bastidor para rotar alrededor de un eje
longitudinal, presentando la bobina de enrollamiento (17) una
superficie externa (26) para hacer contacto con una banda continua
(W),
un árbol de levas (35) montado en la bobina de
enrollamiento (17) a lo largo del eje de la misma,
medios (82) para hacer rotar el árbol de levas
(35) a una primera velocidad que coincide con la velocidad de la
bobina de enrollamiento (17) y a una segunda velocidad que se
diferencia de la velocidad de la bobina de enrollamiento (17),
una biela (61, 62, 63, 64) montada con movimiento
alternativo en la bobina de enrollamiento (17) para alternar el
desplazamiento hacia el interior y hacia el exterior a lo largo de
un eje que se extiende perpendicularmente al árbol de levas (35),
presentando la biela (61, 62, 63, 64) un extremo interno (66) que se
puede enganchar al árbol de levas (35) y un extremo externo,
pudiendo la biela (61, 62, 63, 64) desplazarse entre la primera y
segunda posición mediante el árbol de levas (35),
una unidad de enganche de banda continua (42, 43,
44, 51, 52, 53), montada de forma desplazable sobre la bobina de
enrollamiento (17) adyacente al extremo externo de la biela (61, 62,
63, 64) y que incluye un miembro de enganche de banda continua (44,
53), el miembro de enganche de banda continua (44, 53) pudiendo
desplazarse entre una primera posición en la que el miembro de
enganche de banda continua (44, 53) está montado hacia el interior
de la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y una
segunda posición en la que el miembro de enganche de banda continua
(44, 53) sobrepasa la superficie externa de la bobina de
enrollamiento (17) y puede enganchar la banda continua sobre la
misma,
la biela (61, 62, 63, 64) que engancha la unidad
de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53) cuando la
biela (61, 62, 63, 64) se encuentra en su primera posición para
retener el miembro de enganche de banda continua (44, 53) en su
primera posición,
pudiendo la biela (61, 62, 63, 64) desplazarse
mediante el árbol de levas (35) cuando la velocidad del árbol de
levas (35) cambia entre dicha primera y segunda velocidad de forma
que la biela (61, 62, 63, 64) se separa de su primera posición y
permite que la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51,
52, 53) se desplace a su segunda posición.
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el miembro de enganche de banda continua (44, 53) incluye clavijas
(44) para perforar la banda continua.
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el miembro de enganche de banda continua (44, 53) incluye hojas (85)
para cortar la banda continua.
4. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el miembro de enganche de banda continua (44, 53) incluye unas cuñas
(53) para separar la banda continua de la superficie externa de la
bobina de enrollamiento (17).
5. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el árbol de levas (35) está conformado para permitir que la biela
(61, 62, 63, 64) se desplace hacia el interior a medida que la
velocidad del árbol de levas (35) cambia de la primera velocidad a
la segunda velocidad.
6. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el árbol de levas (35) está conformado para permitir que la biela
(61, 62, 63, 64) se desplace hacia el exterior a medida que la
velocidad del árbol de levas (35) cambia de la segunda velocidad a
la primera velocidad.
7. El aparato de la reivindicación 1, que incluye
un resorte (66) para derivar de forma resiliente el miembro de
enganche de banda continua (44, 53) hacia su segunda posición.
8. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el aparato de enganche de banda continua incluye un eje de pivote
(42, 43, 51, 52) montado de forma pivotante en la bobina de
enrollamiento (17), estando el miembro de enganche de banda continua
(44, 53) montado sobre el eje de pivote, una leva anular fija (74)
sujeta al bastidor y un rodillo de leva (77, 79) montado sobre el
eje de pivote, pudiendo desplazarse el rodillo de leva para
enganchar la leva anular (74) cuando la biela se separa de su
primera posición.
9. El aparato de la reivindicación 8, que incluye
un cojinete (28a) que soporta la bobina de enrollamiento (17) y está
montado de forma rotatoria sobre el bastidor, estando la leva anular
fija (74) montada de forma rotatoria sobre el cojinete (28a), por el
cual se controla la posición de la leva anular (74) en relación con
los rodillos de leva (77, 79).
10. El aparato de la reivindicación 1, en el que
los medios para hacer rotar el árbol de levas (35) incluyen un
servomotor (82).
11. El aparato de la reivindicación 1, que
incluye un cojinete (28a) que soporta la bobina de enrollamiento
(17) y está montado de forma rotatoria sobre el bastidor (16),
estando el árbol de levas (35) montado de forma rotatoria en el
cojinete (28a).
12. El aparato de la reivindicación 1, que
incluye una segunda biela (62, 64) montada con movimiento
alternativo en la bobina de enrollamiento (17) aproximadamente a
180º de la primera biela (61, 63) y que presenta un extremo interno
que se engancha con el árbol de levas, pudiéndose desplazar la
segunda biela (62, 64) entre la primera y segunda posición mediante
el árbol de levas, estando una segunda unidad de enganche de banda
continua (43, 44, 52, 53) montada de forma desplazable sobre la
bobina de enrollamiento (17) aproximadamente a 180º de la primera
unidad de enganche de banda continua (42, 44, 51, 53), pudiéndose
desplazar la segunda unidad de enganche de banda continua (43, 44,
52, 53) entre la primera y segunda posición, enganchando la segunda
biela la segunda unidad de enganche de banda continua (43, 44, 52,
53) cuando la segunda biela se encuentra en su primera posición para
retener la segunda unidad de enganche de banda continua (43, 44, 52,
53) en su primera posición, pudiendo desplazar la segunda biela
mediante el árbol de levas de forma que la segunda biela se separa
de su primera posición y permite que la segunda unidad de enganche
de banda continua (43, 44, 52, 53) se desplace a su segunda
posición.
13. El aparato de la reivindicación 1, en el que
la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44) incluye una
unidad de clavijas de transferencia (42, 43, 44) montada de forma
desplazable sobre la bobina de enrollamiento adyacente al extremo
externo de la primera biela (61, 62) y que incluye una clavija de
transferencia (44), pudiéndose desplazar la unidad de clavijas de
transferencia (42, 43, 44) entre una primera posición en la que la
clavija de transferencia (44) se coloca hacia el interior de la
superficie externa de la bobina de enrollamiento y una segunda
posición en la que la clavija de transferencia (44) sobrepasa la
superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y puede
enganchar la banda continua (W) sobre la misma,
una segunda biela (63, 64) montada con movimiento
alternativo en la bobina de enrollamiento (17) para alternar el
desplazamiento hacia el interior y hacia el exterior a lo largo de
un eje que se extiende perpendicularmente al árbol de levas (35),
presentando la segunda biela (63, 64) un extremo interno que puede
engancharse al árbol de levas (35) y un extremo externo, pudiéndose
desplazar la segunda biela (63, 64) entre una primera y segunda
posición mediante el árbol de levas (35),
una unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53)
montada de forma desplazable sobre la bobina de enrollamiento (17)
adyacente al extremo externo de la segunda biela (63, 64) y que
incluye una cuña de transferencia (53), pudiéndose desplazar la
unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53) entre una primera
posición en la que la cuña de transferencia (53) se coloca hacia el
interior de la superficie externa (26) de la bobina de enrollamiento
(17) y una segunda posición en la que la cuña de transferencia (53)
sobrepasa la superficie externa (26) de la bobina de enrollamiento
(17) y puede enganchar una banda continua (W) sobre la misma,
la segunda biela (63, 64) que engancha la unidad
de cuñas de transferencia (51, 52, 53) cuando la segunda biela (63,
64) se encuentra en su primera posición para retener la unidad de
cuñas de transferencia (51, 52, 53) en su primera posición,
pudiéndose la segunda biela (63, 64) desplazar
mediante el árbol de levas (35) cuando la velocidad del árbol de
levas (35) cambia entre dicha primera y segunda velocidad de forma
que la segunda biela (63, 64) se separa de su primera posición y
permite que la unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53) se
desplace a su segunda posición.
14. El aparato de la reivindicación 13, en el que
la unidad de clavijas de transferencia (42, 43, 44) incluye un eje
de pivote (42, 43) de clavijas de transferencia montado de forma
pivotante en la bobina de enrollamiento, estando la clavija de
transferencia (44) montada sobre el eje de pivote (42, 43) de las
clavijas de transferencia, incluyendo la unidad de cuñas de
transferencia (51, 52, 53) un eje de pivote (51, 52) de cuñas de
transferencia (53) montado de forma pivotante en la bobina de
enrollamiento (17), estando la cuña de transferencia (53) montada
sobre el eje de pivote (51, 52) de cuñas de transferencia, una leva
fija de clavijas de transferencia sujeta al bastidor, un rodillo de
leva (47) de clavijas de transferencia montado sobre el eje de
pivote (43) de las clavijas de transferencia, pudiéndose desplazar
el rodillo de leva (47) de las clavijas de transferencia para
enganchar la leva de las clavijas de transferencia cuando la primera
biela (61, 62) se separa de su primera posición, una leva fija de
cuñas de transferencia sujeta al bastidor, un rodillo de leva (55)
de cuñas de transferencia montado sobre el eje de pivote (52) de
cuñas de transferencia, pudiéndose desplazar el rodillo de leva de
cuñas de transferencia para enganchar la leva de cuñas de
transferencia cuando la segunda biela (63, 64) se separa de su
primera posición.
15. El aparato de la reivindicación 14, que
incluye un cojinete (28a) que soporta la bobina de enrollamiento
(17) y se monta de forma rotatoria sobre el bastidor, estando la
leva fija de las clavijas de transferencia y la leva fija de las
cuñas de transferencia montadas de forma rotatoria sobre el cojinete
(28a), por el cual se controla la posición de la leva de las
clavijas de transferencia en relación con el rodillo de leva de las
clavijas transferencia y la posición de la leva de cuñas de
transferencia en relación con el rodillo de leva de cuñas de
transferencia.
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