ES2225705T3 - Dispositivo de transferencia de par motriz. - Google Patents

Abstract

Dispositivo (160) de transferencia de par para el desenrollado de un rollo (R) de género celulósico que tiene una superficie circunferencial, superficies extremas opuestas (163) y una superficie de núcleo interno (175), comprendiendo: un armazón (20) que comprende un par de brazos (21a), (21b) separados entre sí para adaptarse a la anchura del rollo (R) entre ambos, comprendiendo cada uno de dichos brazos (21a), (21b) un mecanismo de sujeción lateral montado sobre los mismos y adaptado para establecer contacto con una de las superficies extremas opuestas (163) del rollo (R) de género celulósico, caracterizado porque el dispositivo de transferencia de par está destinado al desenrollado de rollos que tienen un diámetro externo mínimo de unas 60 pulgadas (152 cm) y una anchura entre superficies extremas opuestas (163) de unas 55 pulgadas (140 cm) aproximadamente, comprendiendo dicho mecanismo de sujeción lateral: una placa de soporte (168) conectada operativamente a un eje de desenrollado (162) y siendo rotativa con el mismo, la cual está conectada a medios de impulsión eléctrica (34); una bolsa hinchable (164), (166) montada en la placa de soporte (168); y medios para el hinchado de las bolsas (164), (166) de manera que a las superficies extremas opuestas (163) del rollo (R) quedan abrazadas en forma de sandwich entre los mecanismos de sujeción laterales.

Description

Dispositivo de transferencia de par motriz.

La presente invención se refiere a un dispositivo de transferencia de par motriz para su utilización en un método para la fabricación de un elemento laminar celulósico que es arrollado en rollos principales de gran diámetro, los cuales se desenrollan para las operaciones de acabado, y a continuación se vuelven a arrollar.

Las operaciones de desenrollado ("unwinds") se utilizan ampliamente en la industria de fabricación de papel, particularmente en la fabricación de toallitas de baño y papel absorbente para utilización en la cocina. Los rollos principales fabricados son desenrollados para las operaciones de acabado, tales como calandrado, embutición, impresión, fijación de capas, perforación, y luego se vuelven a arrollar en rollos o barras para su venta al detalle. En el momento en el que se termina un rollo principal en una operación tradicional, el núcleo agotado debe ser retirado de la máquina y se debe colocar un nuevo rollo por diferentes métodos, tal como un puente grúa o guías en forma de carriles o guías alargadas a nivel.

De manera histórica, en el desenrollado se han utilizado unos núcleos para su soporte sobre bastidores de desenrollado con aplicación de esfuerzo motriz de desenrollado procedente de correas que actúan sobre la superficie del rodillo principal. Estos sistemas de desenrollado accionados directamente por la superficie no son adecuados para todos los tipos de elementos laminares, porque pueden disminuir el estirado en dirección de la máquina, reducir el volumen, o perjudicar la superficie de algunos tipos de elementos laminares, particularmente elementos laminares celulósicos de alto volumen. Como contraste, los sistemas de desenrollado impulsados por el eje han sido utilizados principalmente en el desenrollado de elementos laminares o "films". Los documentos EP-A-0708047 y US-A-3851834 dan a conocer mecanismos para la impulsión de rollos y el documento GB-A-740345 da a conocer una construcción de bobina plegable.

La pérdida de tiempo asociada con los cambios de los rollos principales representa una reducción sustancial del tiempo total disponible. Además, la mano de obra necesaria para cambiar un rollo principal tiende a impactar negativamente en la eficacia de una línea de rebobinado, y posiblemente también en la productividad de las operaciones adyacentes cuando se requiere la ayuda de otros trabajadores para los cambios de los rollos. Incluso en el caso en que se utilice una unidad de acabado para unir el elemento laminar que finaliza y el nuevo elemento laminar entre sí, dichos elementos laminares son arrollados y estirados manualmente lo cual resulta en ineficacia. Como consecuencia, los cambios de los rollos principales según las prácticas habituales pueden reducir el rendimiento máximo que se puede obtener en una línea de rebobinado, y puede tener un impacto negativo en la productividad de las operaciones inmediatas.

Por lo tanto, existe la necesidad de un método mejorado para la fabricación y proceso de un elemento laminar que mantiene las características deseables de dicho elemento laminar, tal como volumen y uniformidad del mismo. También existe la necesidad de un método mejorado para la fabricación y proceso de un elemento laminar que reduzca notablemente el tiempo de paro real de la máquina, para mejorar significativamente el rendimiento global y para mantener o mejorar la seguridad del personal.

La invención da a conocer un método para la fabricación y proceso de un elemento laminar celulósico de gran volumen. El método comprende las siguientes etapas: depositar una suspensión acuosa de fibras para la fabricación de papel sobre una tela de formación sin fin para formar un elemento laminar; secar el elemento laminar para formar un elemento laminar seco con un volumen de 9,0 centímetros cúbicos por gramo o superior; arrollar el elemento laminar seco para formar una serie de rollos principales cada uno de los cuales comprende un elemento laminar arrollado sobre un núcleo; transportar los rollos principales a un soporte de desenrollado que comprende un par de brazos separados entre sí, comprendiendo cada brazo unos medios transmisores de un par motriz para acoplarse a un rodillo principal; acoplar los medios de transmisión de par motriz con un primer rodillo principal; desenrollar parcialmente el primer rollo principal utilizando medios de impulsión de velocidad variable asociados operativamente con los medios de transmisión de par; soportar en forma rotativa el primer rollo principal desenrollado parcialmente sobre una mesa de colocación del núcleo que está adaptada para recibir el primer rollo principal parcialmente desenrollado de dichos brazos; acoplar los medios de transmisión de par con un segundo rollo principal; unir un extremo delantero del elemento laminar del segundo rollo principal al extremo posterior del primer rollo principal parcialmente desenrollado para formar un elemento laminar unido; y rebobinar el elemento laminar unido.

Otro método para la fabricación y proceso de un elemento laminar celulósico, secado de forma pasante, sin embuticiones ("uncreped"), de gran volumen, comprende las siguientes etapas: depositar una suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel sobre una tela sin fin de formación para formar un elemento laminar; transferir el elemento laminar a una tela para secado pasante; proceder al secado pasante del elemento laminar para formar un elemento laminar secado de forma pasante sin embuticiones con un volumen de 6,0 centímetros cúbicos por gramo o superior; arrollar el elemento laminar seco para formar una serie de rollos principales, cada uno de los cuales comprende un elemento laminar secado de forma pasante, sin embuticiones, arrollado sobre un núcleo; transportar dichos rollos principales a un soporte de desenrollado que comprende un par de brazos separados entre sí, comprendiendo cada uno de los brazos medios de transmisión de par motriz para acoplarse a un rodillo principal; establecer contacto de los medios de transmisión de par con un primer rollo principal; desenrollar parcialmente el primer rollo principal utilizando medios de impulsión de velocidad variable asociados operativamente con los medios de transmisión de par; soportar con capacidad de rotación el primer rollo principal desenrollado parcialmente sobre una mesa de colocación del núcleo que está adaptada para recibir el primer rollo principal parcialmente desenrollado procedente de dichos brazos; acoplar los medios de transmisión de par con un segundo rollo principal; unir la parte delantera extrema del elemento laminar en el segundo rollo principal a una parte extrema posterior del primer rollo principal parcialmente desenrollado para formar un elemento laminar unido; y rebobinar el elemento laminar unido.

El soporte de desenrollado puede incluir un armazón con brazos montados de forma pivotante. Los brazos desplazan de manera deseable el primer rollo principal a una posición de desenrollado para desenrollar parcialmente el primer rollo principal; a continuación desplazan el primer rollo principal a una posición muy próxima de la mesa de colocación del núcleo o en contacto con la misma; y a continuación desplazan el segundo rollo principal a una posición de desenrollado para desenrollar parcialmente el segundo rollo principal. Cuando los elementos laminares del primer y segundo rollos principales son unidos entre sí, los medios de impulsión de velocidad variable y un motor de impulsión de colocación del núcleo desenrollan simultáneamente el primer y segundo rollos principales.

Los elementos laminares de los rollos principales son unidos de manera deseable con utilización de un transportador de husillo ("thread-up"). La parte del extremo delantero del elemento laminar del segundo rollo principal es transportada por el transportador de husillo, que preferentemente comprende medios de vacío asociados operativamente a medios de cinta sin fin de rejilla. Según una disposición, el extremo delantero del elemento laminar del segundo rollo principal es transportado sobre los medios de cintas sin fin de rejilla con magnitudes decrecientes de vacío. Una vez que la parte correspondiente al extremo delantero del elemento laminar del segundo rollo principal está dispuesto sobre la parte extrema posterior del elemento laminar en el primer rollo principal parcialmente desenrollado, el transportador de husillo y el desenrollado del segundo rollo principal son accionados a la misma velocidad lineal.

De manera ventajosa, el transportador de husillo puede ser desplazado, y en particular puede ser obligado a pivotar, con respecto al segundo rollo principal entre una posición activa y una posición de reposo o reserva. En la posición activa, el transportador de husillo se encuentra con gran proximidad o en contacto con el segundo rollo principal, mientras que en la posición de reposo el transportador de husillo está alejado del rollo principal.

La mesa de colocación del núcleo es deseablemente desplazable en una dirección transversal con respecto a la trayectoria de desplazamiento del elemento laminar entre una posición en línea y una posición de reposo. La posición en línea corresponde al eje central del elemento laminar para posibilitar la colocación de los rollos principales parcialmente desenrollados sobre la mesa de colocación de núcleo, mientras que en la posición de reposo la mesa de colocación del núcleo queda alejada de la operación de desenrollado para mayor facilidad de acceso del operador.

Los elementos laminares adecuados, suaves y de elevado volumen, para los objetos de esta invención, incluyen hojas de elementos laminares tal como se describen en la Patente U.S. 5.607.551 de 4 de marzo de 1997 de Farrington, Jr. y otros, titulada "Soft Tissue" (Elemento laminar celulósico suave). El método es particularmente útil para elementos laminares en hoja de secado pasante, suaves, sin embuticiones y de gran volumen. Estos elementos laminares tienen de manera adecuada valores de volumen relativo de 6,0 centímetros cúbicos por gramo o superiores (antes del calandrado), de manera deseable unos 9 centímetros cúbicos por gramo o superior, más específicamente de unos 10 a 35 centímetros cúbicos por gramo, y todavía de manera más específica de unos 15 a 25 centímetros cúbicos por gramo. El método de medición del volumen se describe en la Patente mencionada de Farrington, Jr. y otros. Además, los elementos laminares que se dan a conocer, suaves y de elevado volumen, se pueden caracterizar por una rigidez relativamente reducida determinada por el factor de pendiente máxima MD (dirección máquina) y/o factor de rigidez MD (dirección máquina), cuya medición se describe también en la mencionada Patente de Farrington, Jr. y otros. De manera más específica, la pendiente MD máxima, expresada en quilos por 3 pulgadas (7,6 cm) de la muestra, puede ser aproximadamente de 10 o menos, más específicamente 5 o menos, y todavía de manera más específica de 3 a 6 aproximadamente. El factor de rigidez MD que se da a conocer en esta descripción para hojas laminares se expresa en forma de (kilos por 3 pulgadas o 7,6 cm)-micras^{0,5}, puede ser aproximadamente de 150 a menos, más específicamente y de modo aproximado 100 o menos, y todavía de manera más específica desde 50 a 100 aproximadamente. Además, los géneros celulósicos suaves, blandos y de alto volumen que se dan a conocer en esta invención pueden tener un estirado en dirección máquina aproximadamente 10 por ciento o superior, más específicamente de 10 a 30 por ciento aproximadamente, y todavía de manera más específica de 15 a 25 por ciento. Además, los elementos laminares celulósicos suaves de alto volumen que se dan a conocer tienen de manera adecuada una densidad substancialmente uniforme puesto que son sometidos preferentemente a secado pasante hasta secado final sin ninguna compresión diferencial significativa.

Los núcleos de los rollos principales utilizados en el método que se da a conocer tienen preferentemente un diámetro externo mínimo de unas 14 pulgadas (36 cm), y más particularmente de unas 20 pulgadas (51 cm). Los rodillos principales tienen una superficie circunferencial o cara, una superficie de núcleo interna, y superficies extremas opuestas. Los diámetros externos de dichos rollos pueden ser como mínimo de unas 60 pulgadas (152 cm), y en particular de unas 120 pulgadas (305 cm) o superior, tal como unas 140 pulgadas (356 cm) o superior. Las anchuras de los rollos principales, medidas entre las superficies externas opuestas, son en general, como mínimo, de 55 pulgadas (140 cm) aproximadamente, más particularmente y como mínimo y de forma aproximada 100 pulgadas (254 cm), tal como aproximadamente 105 pulgadas (267 cm) o superior. Como consecuencia, los pesos de los rollos pueden ser aproximadamente de unas 2000 libras (907 kg) o superior, en particular aproximadamente 3000 libras (1361 kg) o superior, y más particularmente de unas 4000 libras (1814 kg) o superior.

En disposiciones específicas, se utiliza un sistema de desenrollado accionado centralmente para eliminar o reducir los siguientes efectos perjudiciales sobre el elemento laminar: 1. averías en la superficie (rascaduras, roturas, etc); 2. arrugado del elemento laminar; 3. disminución del volumen y 4. pérdidas de estirado. Todos estos efectos perjudiciales son típicos de un desenrollado con impulsión superficial de una hoja base de baja densidad, tal como una hoja base secada por aire pasante y sin embuticiones. Estos efectos tienen un impacto negativo en los procesos de acabado fuera de línea y/o en el producto acabado. Un importante factor en la creación de estos defectos consiste en los defectos diferenciales sobre la superficie circunferencial de un rollo principal debido al área de contacto limitada con las cintas de desenrollado accionadas superficialmente. De manera específica, los posibles defectos son: 1. averías superficiales que introducen defectos o arrugas que afectan el rendimiento del producto y/o la industrialización del proceso; 2. arrugado que tiene impacto en procesos tales como calandrado, embutición, impresión, unión de bandas o capas, perforación y rebobinado, afectando por lo tanto el aspecto del producto acabado, su rendimiento y su capacidad de proceso; 3. disminución de volumen que tiene como resultado un elemento laminar más tenso que afecta al comportamiento y preferencia del producto; 4. pérdida de estiramiento que afecta el rendimiento del producto y/o la industrialización del proceso.

El desenrollado con accionamiento central se utiliza para conservar las características del elemento laminar, tal como volumen relativo elevado y estirado, durante el proceso de desenrollado. El elemento laminar es tratado también de manera continuada a través de la superficie circunferencial del rollo principal. Otros componentes del sistema, tales como el control de estirado, se utilizan adicionalmente para proteger el elemento laminar. Como alternativa al desenrollado con impulsión central, o en combinación con el mismo, se pueden utilizar otros medios de transmisión de par adecuados para desenrollar los rollos principales. Desde un punto de vista específico, los medios de transmisión de par comprenden mecanismos de sujeción lateral, tal como una o varias bolsas hinchables que establecen contacto con las superficies extremas opuestas de los rollos principales.

La adición de un medio de transmisión de par que establece contacto con las superficies extremas opuestas de los rollos principales proporciona un medio adicional de transferir par al rollo a efectos del desenrollado. Esta transferencia suplementaria de par puede ser deseable para hojas con volumen relativo relativamente alto, porque el arrollado en tensión en el rodillo se puede reducir a efectos de proteger las características del elemento laminar. Un arrollado con tensado más reducido, no obstante, tiene una influencia contraria en la capacidad de accionar el rollo desde el núcleo. En hojas de alto volumen, utilizando sistemas de desenrollado de accionamiento central solamente se crea un potencial de deslizamiento o desplazamiento entre las capas individuales del rollo y también entre las capas iniciales de la hoja y el núcleo, particularmente durante períodos de elevada aceleración o desaceleración. Los cambios rápidos de velocidad combinados con un elevado momento de inercia produce elevadas exigencias de par que tienen como resultado fuerzas circunferenciales muy grandes, especialmente en zonas próximas al núcleo. La combinación de fuerzas grandes y presiones reducidas entre las capas aumenta la probabilidad de desplazamiento entre capas laminares, lo cual conduce a problemas en la secuencia de desenrollado, tal como velocidad del elemento laminar o variabilidad de la tensión, acción telescópica del rollo principal y/o notables arrugas del elemento laminar.

Los medios suplementarios de transferencia de par transmiten par desde el eje de desenrollado con intermedio del rollo a través de una o varias bolsas hinchables que se encuentran en contacto a presión con las superficies extremas opuestas del rollo principal. Las bolsas están soportadas por una placa de soporte fijada operativamente al eje de desenrollado. Las bolsas pueden ser deshinchadas y por lo tanto desacopladas al ser desenrollado el rollo principal hasta un diámetro más pequeño para eliminar alteraciones con el elemento laminar al ser éste separado por pelado con respecto al rollo. Las bolsas mencionadas están formadas de manera adecuada por un material impermeable al aire o a los fluidos, es adaptable a las superficies extremas de los rollos principales, por ejemplo, goma, poliuretano, otros polímeros sintéticos, o similares. Los materiales particularmente adecuados pueden tener un coeficiente de fricción aproximadamente de 0,3 o superior, y en particular de 0,5 o superior.

Por lo tanto, la presente invención se refiere al dispositivo de transferencia de par para el desenrollado de un rollo de género celulósico que tiene una superficie circunferencial, superficies extremas opuestas, una superficie de núcleo interno, un diámetro externo como mínimo de 60 pulgadas (152 cm), y una anchura entre las superficies extremas opuestas como mínimo de 55 pulgadas (140 cm). El dispositivo de transferencia de par comprende un armazón dotado de un par de brazos separados entre sí para recibir la anchura del rollo entre ellos. Cada uno de los brazos comprende un mecanismo de sujeción lateral montado sobre el mismo y adaptado para establecer contacto con una de las superficies extremas opuestas del rollo de género celulósico. Los mecanismos de sujeción lateral comprenden una placa de soporte conectada operativamente a un eje de desenrollado y giratorio con el mismo, cuyo eje está conectado a medios de impulsión eléctricos. Los mecanismos de sujeción lateral comprenden también una bolsa hinchable montada sobre la placa posterior y medios para hinchar la bolsa de manera que las superficies extremas opuestas del rollo queden abrazadas en sandwich entre los mecanismos de sujeción lateral.

Las ventajas atribuibles a los medios de transferencia de par suplementarios en comparación con los dispositivos de asistencia tradicionales al desenrollado, tal como cintas superficiales y rollos de contacto, incluyen: se pueden utilizar presiones de contacto reducidas debido a la gran área de contacto disponible; la superficie circunferencial del rollo no se ve perjudicada; el par se transmite directamente a una parte significativa del rollo en vez de hacerlo a través del núcleo y/o la superficie circunferencial del mismo; y los operadores pueden observar la superficie circunferencial completa del rollo.

Un método para la fabricación de un elemento laminar con mucho menos tiempo necesario de paro para la unión de los elementos laminares de los rollos principales se da a conocer en esta invención. El método utiliza una operación de acabado que impacta de manera substancialmente continua en el elemento laminar a efectos de unir los elementos laminares entre sí. A los efectos de este método, las operaciones de acabado que substancialmente impactan de manera continuada el elemento laminar incluyen embutición, ondulación, e incluso calandrado. Estas operaciones de acabado impactan de manera deseable al elemento laminar en toda la anchura del mismo de manera que se produce una unión a toda anchura entre los elementos laminares consiguiendo una mejora de la resistencia. El término "impacto substancialmente continuo" se utiliza en esta descripción para hacer referencia a procesos que modifican estructuralmente las características superficiales del elemento laminar, de manera continua tal como en el calandrado o substancialmente continua tal como en la embutición o en la ondulación, y que forman un elemento laminar unido por objetivos de rebobinado cuando se procesan simultáneamente dos elementos laminares de rollos principales distintos. Esto contrasta con las unidades de unión separadas que funcionan solamente de manera intermitente para constituir una unión entre elementos laminares de rollos distintos. Esto contrasta también con los métodos que inyectan agentes de unión, tales como cola, cinta adhesiva, o similar, a efectos de unir elementos laminares entre sí.

Por lo tanto, un método se refiere a la unión de géneros celulósicos laminares sin cola o cinta adhesiva, comprendiendo las siguientes etapas: desenrollar parcialmente un primer elemento laminar celulósico de un primer rollo principal utilizando medios de accionamiento a motor; transportar el primer elemento laminar de género celulósico a una unidad de acabado que comprende rollos que definen un punto de tangencia de una unidad de acabado; impactar substancialmente de manera continuada únicamente el primer elemento laminar celulósico del punto de tangencia de la unidad de acabado mientras el elemento laminar del primer género celulósico es desenrollado desde el primer rollo principal utilizando medios de accionamiento a motor; desenrollando parcialmente un segundo elemento celulósico de un segundo rollo principal; transportando el segundo elemento laminar celulósico a la unidad de acabado que utiliza medios de impulsión a motor; manteniendo el primer y segundo elementos laminares celulósicos desplazables uno con respecto a otro más arriba de la unidad de terminación; desenrollando simultáneamente el primer y segundo elementos celulósicos del primer y segundo rollos principales utilizando medios de impulsión a motor y haciendo pasar los elementos laminares conjuntamente a través del punto de tangencia de la unidad de acabado para unir los elementos laminares entre sí; y substancialmente impactando únicamente el segundo elemento laminar en el punto de tangencia de la unidad de acabado mientras que el segundo elemento laminar es desenrollado del segundo rollo principal utilizando medios de impulsión mediante motor.

De este modo, los elementos laminares del rollo en terminación y del nuevo rollo son dirigidos a través del primer punto de tangencia del proceso, y no son unidos entre sí hasta el primer punto de tangencia del proceso. Utilizando la primera operación de terminación después del desenrollado para unir elementos laminares de diferentes rollos principales entre sí, se elimina la necesidad de unidades de unión separadas y asimismo se elimina la necesidad de medios de unión externos tales como colas, cintas adhesivas, o similares. El método sustituye los métodos manuales actualmente existentes tales como enhebrado de cada uno de los nuevos elementos laminares o anudado de los elementos laminares entre sí.

El producto celulósico que se da a conocer en la invención puede ser de una hoja, dos hojas, tres hojas o más. Las hojas individuales pueden estar compuestas por capas o no (homogéneas) y pueden ser capas con embutición y de secado pasante. Para los objetivos de la invención, una "hoja de género celulósico" es una hoja de capa única adecuada para toallitas faciales, toallitas de baño, toallas, servilletas, o similares teniendo una densidad aproximada de 0,04 gramos por centímetro cúbico hasta unos 0,3 gramos por centímetro cúbico y un peso base aproximado de 4 a 40 libras por 2880 pies cuadrados (1,8 hasta 18,1 kg aproximadamente por 268 metros cuadrados). Las resistencias a la tracción en la dirección de la máquina se encuentran en una gama de 100 a unos 5000 gramos por pulgada (2,54 cm) de anchura. Las resistencias a la tracción en la dirección transversal a la máquina se encuentran en una gama comprendida aproximadamente entre 50 y 2500 gramos por pulgada (2,5 cm) de anchura. Son preferibles las hojas celulósicas de fibras de fabricación de papel, si bien se pueden encontrar presentes fibras sintéticas en cantidades significativas.

Se describirán a continuación varias realizaciones de la presente invención y otras disposiciones con finalidad ilustrativa y con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 es una vista en alzado lateral esquemática de un sistema de desenrollado cerca del final de un ciclo de desenrollado;

la figura 2 es una vista en alzado lateral y en perspectiva del sistema de desenrollado de la figura 1, visto desde el lado de impulsión de la parte de arriba, es decir, el lado opuesto al del operador, en el que el término lado de arriba se refiere al inicio de la trayectoria o flujo del elemento laminar y parte de más abajo se refiere a la dirección del rebobinador;

la figura 3 es otra vista en perspectiva del sistema de desenrollado pero ligeramente más abajo que en la figura 2, y mostrando el desenrollado a mitad de un ciclo de desenrollado;

la figura 4 es una vista en alzado lateral esquemática que corresponde a la vista en perspectiva de la figura 3 pero mostrando un rollo completo al inicio del ciclo de desenrollado;

la figura 5 es una vista superior en planta del sistema de desenrollado tal como se ha observado en las vistas anteriores pero con una parte parcialmente seccionada para mostrar un cilindro no visible;

la figura 6 es una vista en alzado lateral esquemática similar a la figura 1 pero desde el lado del operador y mostrando también la situación del aparato al encontrarse un rollo principal en situación casi completamente desenrollada, es decir, más adelante de la secuencia operativa de la figura 1;

la figura 7 es una secuencia que muestra el inicio de la disposición de un nuevo rollo principal;

la figura 8 es una vista del aparato en las condiciones en las que se encuentra algo más adelante que aquellas que se han mostrado en la figura 7;

la figura 9 es una vista similar a las vistas anteriores excepto que en la misma un rollo principal completamente arrollado ha sido montado en el dispositivo de desenrollado;

la figura 10 es una vista del aparato en situación para acoplamiento del borde delantero del nuevo rollo principal a la parte posterior del rollo principal casi agotado;

la figura 11 es una vista similar a la figura 10 mostrando dos elementos laminares en el proceso de su unión entre sí;

la figura 12 es una vista superior en planta del transportador de enhebrado;

la figura 13 es una vista en alzada lateral del transportador de la figura 12;

la figura 14 es una vista parcial en perspectiva desde el lado del operador del sistema de desenrollado mostrando los medios de control;

la figura 15 es un diagrama de flujo de proceso esquemático parcial para un método para la fabricación de un elemento laminar, y en particular un elemento laminar celulósico sin embuticiones;

la figura 16 es un diagrama de flujo de proceso esquemático parcial que muestra un método de unión de elementos laminares entre sí utilizando una unidad de acabado;

la figura 17 es una vista en sección longitudinal parcial de una realización preferente de un dispositivo de transferencia de par para transmitir par desde el eje de desenrollado a través del rollo con intermedio de un mecanismo de sujeción lateral, y en particular, una bolsa hinchable;

la figura 18 es una vista en sección longitudinal parcial similar a la figura 17 pero mostrando una realización alternativa de un dispositivo de transferencia de par que utiliza una serie de bolsas hinchables; y

la figura 19 es una vista en sección longitudinal parcial de otra realización alternativa de un dispositivo de transferencia de par, con zonas seccionadas a efectos ilustrativos.

Haciendo referencia en primer lugar a la figura 15, se describirá un método de manera más detallada. La figura 15 muestra un procedimiento para la fabricación de un elemento laminar celulósico, y particularmente una hoja de base con secado pasante y sin embuticiones ("uncreped"). Se ha mostrado un dispositivo conformador de doble rejilla que tiene una caja de cabecera (101) para la fabricación de papel en forma de láminas que inyecta o deposita una corriente de una suspensión acuosa de fibras de fabricación de papel sobre una tela de formación (102). El elemento laminar resultante es transferido a continuación a una tela (104) que se desplaza alrededor de un rollo formador (103). La tela (104) sirve para soportar y transportar el elemento laminar húmedo de nueva formación en sentido descendente en el proceso al ser eliminada parcialmente el agua del elemento laminar hasta una consistencia aproximada de 10 por ciento en peso seco. Se puede llevar a cabo una eliminación adicional del agua del elemento laminar húmedo, por ejemplo, por diferencial de presión de aire, mientras que el elemento laminar es soportado por la tela de formación.

El elemento laminar húmedo es transferido a continuación desde la tela (104) a una tela de transferencia (106) desplazándose a una velocidad más reducida que la tela de formación a efectos de impartir un estirado aumentado en la dirección de la máquina (MD) en el elemento laminar. Se lleva a cabo una transferencia por tangencia para evitar compresión del elemento laminar húmedo, preferentemente con ayuda de una zapata de vacío (105). El elemento laminar es transferido a continuación desde la tela de transferencia a una tela de secado pasante (108) con ayuda de un rodillo de transferencia por vacío (107) o una zapata de transferencia por vacío. La tela de secado pasante se puede desplazar aproximadamente a la misma velocidad o a una velocidad distinta con respecto a la tela de transferencia. En caso deseado, la tela de secado pasante puede desplazarse a una velocidad más reducida para aumentar adicionalmente el estirado en la dirección máquina (MD). La transferencia es llevada a cabo preferentemente con ayuda de vacío para asegurar la deformación de la hoja para conformarse a la tela de secado pasante, dando lugar de esta manera al volumen relativo, flexibilidad, estirado transversal y aspecto deseados.

El nivel de vacío utilizado para las transferencias del elemento laminar puede ser aproximadamente de 10,2 kPa hasta aproximadamente 50,8 kPa, es decir, aproximadamente de 3 a 15 pulgadas de columna de mercurio (75 a 380 milímetros de mercurio), preferentemente de 33,9 kPa, es decir, 10 pulgadas de columna de mercurio (254 milímetros). La zapata de vacío (presión negativa) puede ser suplementada o sustituida por la utilización de una presión positiva desde el lado opuesto del elemento laminar sobre la tela siguiente en adición a su succionado sobre la tela siguiente mediante vacío o en sustitución del mismo. Asimismo, se pueden utilizar uno o varios rodillos de vacío para sustituir la zapata o zapatas de vacío.

Si bien existe el soporte de la tela de secado pasante, el elemento laminar es secado finalmente hasta una consistencia aproximada de 94 por ciento o superior mediante un dispositivo de secado pasante (109) y posteriormente es transferida a una tela portadora superior (111) que se desplaza alrededor del rodillo (110).

La hoja base resultante seca (113) es transportada entre telas portadoras superior e inferior, (111) y (112), respectivamente, a una bobina (114) donde es arrollada en un rollo principal (115) para su subsiguiente desenrollado, posibles operaciones de transformación y rebobinado tal como se describe más adelante. Para la parte de fabricación del elemento laminar celulósico, el proceso de formación y manipulación pueden ser convencionales tal como es bien conocido en la industria de fabricación de papel. Estos procesos de formación incluyen formadores Fourdrinier, formadores de techo ("roof formers") tales como rodillos de succión, conformadores de intersticios tales como dobles formadores de rejilla y formadores en media luna, y otros dispositivos de formación adecuados. Un dispositivo de formación de doble rejilla puede ser preferente para un funcionamiento a una velocidad superior. También pueden ser convencionales las rejillas o telas de formación, proporcionando las texturas más finas un soporte mayor de las fibras y proporcionando un volumen mayor las texturas más groseras. Las cajas de cabecera utilizadas para depositar las fibras sobre la tela de formación pueden ser dotadas de capas o sin capas, aunque las cajas de cabecera con capas son ventajosas porque se pueden ajustar bien las características de los géneros celulósicos al alterar la composición de las diferentes capas. Los dispositivos de secado pasante y las telas de secado pasante pueden ser también de tipo convencional.

En la parte central de las figuras 1 y 2, el numeral (20) indica de manera general un armazón para el soporte de desenrollado que incluye un par de armazones laterales tales como (20a) y (20b), apreciándose este último en la parte central de la figura 2. El armazón (2) soporta de forma pivotante unos brazos indicados de modo general con el numeral (21) que se observa que tienen esencialmente forma de U. El brazo del lado operativo se ha indicado con el numeral (21a) mientras que el brazo del lado de impulsión se ha indicado con el numeral (21b). Interconectando y rigidificando los dos brazos se encuentra un elemento transversal (21c). Los brazos se observa que soportan un rollo principal (R) que, tal como se puede apreciar fácilmente de las figuras 3 y 4, se encuentran en el proceso de desenrollado para proporcionar el elemento laminar (W). El elemento laminar (W) pasa sobre un rodillo (22) (indicado en la parte central izquierda de las figuras 1 y 4) y en una unidad de unión indicada de manera general con el numeral (23). Estos elementos del sistema se observan también en la figura 5. El rodillo (22) puede ser arrastrado o motriz.

Otros elementos mostrados en las figuras 1)4 son un transportador de enhebrado indicado en general con el numeral (24), una mesa de colocación de núcleo indicada con el numeral (25) y medios (26) tales como un carro para el soporte de un rollo principal (R') a desenrollar a continuación (ver figuras 1 y 2). En la figura 2 se puede apreciar claramente el núcleo (C). Asimismo, en la parte izquierda extrema de las figuras 2 y 3, se puede apreciar un rebobinador (RW) en el extremo más abajo del sistema.

Se cree que diferentes aspectos se podrán apreciar de manera más rápida de la comprensión de una secuencia operativa mostrada en las figuras 1 y 6-11.

Figura 1

Funcionando la máquina y al disminuir el diámetro del rollo principal (R), se calcula el diámetro de desaceleración por un medio de control indicado en general con el numeral (27). En la figura 2, ello queda parcialmente oculto por el armazón lateral (20a) pero se puede apreciar claramente en la figura 14.

Cuando el diámetro del rollo principal alcanza este determinado diámetro, el equipo de desenrollado asociado empieza a desacelerar. Durante este tiempo la mesa de colocación (25) está alineada con el eje del elemento laminar de la figura 2, habiendo estado anteriormente en la posición de reposo de la figura 3.

Figura 6

Cuando todas las secciones de la máquina alcanzan una velocidad cero o una velocidad reducida y la mesa (25) del núcleo se confirma que está vacía, se calcula la posición de colocación del núcleo del dispositivo de brazo (21) que dispondrá el rollo principal agotado R_{x} ligeramente por encima o suavemente sobre los rodillos de la cuna (28), (29) de la mesa del núcleo (25). De manera ventajosa, uno de los rodillos (28) de la cuna es motorizado, mientras que el otro es un rodillo arrastrado o libre.

El dispositivo de brazo (21) pivota ahora hacia la posición calculada, tal como se ha mostrado en la figura 6. Al desplazarse el brazo por debajo de la señal del dispositivo de control (27), el elemento laminar (W) puede ser desenrollado a efectos de impedir la rotura del elemento laminar. Durante este período el carro (26) del rollo principal (ver figura 6) es desplazado a la posición de carga para desenrollado.

El movimiento del carro se basa en el diámetro anterior del rollo, diámetro medido o diámetro supuesto. El diámetro anterior del rollo es el del último rollo principal cuando se ha cargado. Por lo tanto, la suposición es que el nuevo rollo principal tiene el mismo diámetro, y por lo tanto, la posición del rollo "viejo" es la seleccionada para el rollo "nuevo". El diámetro "medido" puede ser el medido realmente, de forma mecánica o manual. El diámetro "supuesto" es un valor constante seleccionado por el operador que se utiliza repetidamente y que se aproxima al diámetro real. En cualquier caso, esto provoca el preposicionado del carro minimizando los movimientos subsiguientes que, en caso necesario, podrían frustar el logro de un tiempo de cambio del rollo de un minuto o menos. El movimiento del carro se encuentra bajo control del dispositivo de control (27). El objetivo del dispositivo de desenrollado es el de automatizar su funcionamiento en la mayor medida posible, tanto desde el punto de vista de seguridad como de eficacia.

El carro (26) se puede desplazar a la posición mostrada en el desenrollado a lo largo del eje de la dirección de la máquina o del eje de la dirección transversal. No obstante, se ha mostrado el carro (26) desplazándose a lo largo de la dirección de la máquina (ver ruedas (30)) en las figuras 6-13 para mayor claridad conceptual.

Cuando el brazo (21) alcanza la posición de caída del núcleo con respecto a la mesa (25) del núcleo, tal como se muestra en la figura 6, las pinzas (31) del núcleo (ver figura 5) se cierran por medios de control (27) lo que permite que ambas pinzas (31) del núcleo (ver particularmente la figura 2) se contraigan por completo hacia afuera del núcleo (C) (comparar figuras 6 y 7), y el rollo principal consumido R_{x} quede colocado sobre la mesa (25) del núcleo. De manera ventajosa, los medios de control (27) son un Modelo PIC 900 de la firma Giddings and Lewis, de Fond du Lac, Wisconsin.

Figura 7

Al desplazarse el brazo (21) hacia esta nueva posición, unos detectores fotoeléctricos (32) (ver figura 5), que están montados en el brazo (21), detectan el borde del rollo principal cargado en el carro del rollo principal. Cuando cada uno de los detectores detecta un borde de un rollo principal, la posición angular del brazo (21) queda registrada por el dispositivo de control (27). Cada uno de los puntos de datos junto con las geometrías conocidas y las coordenadas X)Y del carro (ver las flechas indicadas en la figura 7) se utiliza para calcular el diámetro del rollo principal y para estimar las coordenadas X)Y del centro del núcleo (C). Basándose en las coordenadas del núcleo, se posiciona nuevamente el carro (26) del rollo principal.

Con el rollo principal (R) colocado nuevamente y desplazándose el brazo (21) hacia la posición de carga de rollo principal, los detectores (32) encontrados en el brazo (21) (ver figura 5) detectarán los bordes delantero y posterior del núcleo. Al detectar cada uno de los detectores (32) un borde, la posición angular del brazo de pivotamiento asociado queda registrada en el dispositivo de control (27).

Estos datos, junto con las geometrías conocidas, son utilizados para calcular múltiples coordenadas X-Y del eje del núcleo. Las coordenadas son calculadas separadamente para cada extremo del núcleo. Se utiliza el promedio para obtener la mejor estimación de las coordenadas del núcleo para cada extremo del mismo.

El carro (26) para el rollo principal es posicionado nuevamente para alinear el eje del núcleo (C) y las pinzas del núcleo (31). Si el eje transversal del núcleo es alineado de manera apropiada con el eje de dirección transversal del carro (26), ambas pinzas (31) del núcleo se prolongan hacia adentro del núcleo (C) y las pinzas se expansionan para establecer contacto con el núcleo. La expansión y contracción de los dispositivos de núcleo (31) se consiguen por bolsas internas accionadas neumáticamente u otros medios de accionamiento bajo una señal de un dispositivo de control (27). Se suministra aire a través de una unión rotativa (33), mostrada en la parte central de la figura 3.

Figura 8

La figura 8 muestra el brazo (21) en la posición de carga. Si la desviación angular del núcleo es excesiva, la alineación del núcleo del rollo principal y las pinzas del núcleo se debe realizar individualmente en cada uno de los extremos del núcleo. En primer lugar, el dispositivo de brazo (21) y posiblemente el carro (26) del rollo principal son posicionados de manera que una pinza (31) se puede extender hacia adentro del núcleo (C). Una vez en el núcleo, la primera pinza se expansiona. A continuación, el carro (26) del rollo principal y/o el brazo (21) son posicionados nuevamente para alinear la pinza de núcleo restante (31) con el núcleo (C). Una vez alineada, la segunda pinza (31) del núcleo es extendida y expandida.

Una vez pinzado por completo, con independencia del proceso de pinzado, el rollo principal (R) es levantado ligeramente con respecto al carro (26). A continuación, el rollo principal es accionado, es decir, en rotación, por los motores (34) (figuras 2 y 5) que accionan las pinzas (31). Utilizando motores en cada uno de los brazos, se distribuye de manera regular la energía requerida. No obstante, se pueden conseguir resultados ventajosos motorizando solamente una de las pinzas. Se aplica suficiente par por los motores (34) de impulsión de la pinza del núcleo para comprobar el deslizamiento entre una pinza de núcleo (31) y el núcleo (C). Si se detecta deslizamiento, el rollo principal es bajado nuevamente sobre el carro (26). Las pinzas del núcleo son contraídas, retiradas del núcleo, y reposicionadas (es decir, "cargadas") en el núcleo. La prueba de deslizamiento del núcleo se repite a continuación. Si ocurren múltiples fallos de esta prueba, ello puede tener como resultado en que se determine fallo del operador.

Figura 9

Si no se detecta deslizamiento, el dispositivo de brazo (21) es desplazado a la posición de arrollado, es decir, en general vertical. Tal como se ha mostrado en la figura 9, con el brazo en la posición de funcionamiento, el transportador de enhebrado en vacío (24) baja hasta una gran proximidad con el rollo principal o en contacto con el mismo, y se activa el vacío. Los motores (34) de accionamiento de las pinzas del núcleo hacen girar el rollo principal (R). El transportador de enhebrado (24) funciona a la misma velocidad superficial que la velocidad superficial del rollo principal.

Figura 10

Haciendo referencia a continuación a la figura 10, cuando el extremo delantero (L_{e}) del elemento laminar sobre el rollo principal (R) establece contacto con el transportador de vacío (24), la parte posterior o de cola es succionada y es objeto de tracción por el transportador de enhebrado de vacío.

Cuando el extremo de descarga del transportador (24) de enhebrado en vacío es alcanzado, la nueva parte final laminar (L_{e}) cae sobre el extremo posterior (T_{e}) del elemento laminar desde el rollo principal agotado (R_{x}), que se ha mostrado en la figura 10. El resto de la línea de la máquina incluyendo el rollo motorizado (28) es llevado a una velocidad que se corresponde con la del desenrollado.

Figura 11

El nuevo elemento laminar es transportado por la línea con el elemento laminar procedente del rollo agotado. Los dos elementos laminares pueden ser unidos a continuación entre sí, tal como en (W) según la figura 11. Se puede utilizar un método de embutición, tal como se ha mostrado con el numeral (23), pero también se puede utilizar cualquier otro método de unión de los elementos laminares. Después de combinar los elementos laminares, el elemento laminar del rollo principal agotado ya no es necesario y unos medios de frenado asociados con la mesa del núcleo o rodillo (28) interrumpen el giro del rollo principal en agotamiento y esto frena el elemento laminar agotado. En caso apropiado, se elimina el vacío y se levanta el transportador de enhebrado de vacío. El dispositivo de desenrollado vuelve ahora a las velocidades anteriores de funcionamiento. Al acelerar el funcionamiento de la máquina, el carro (26) del rollo principal vuelve a su posición de carga para otro rollo y la mesa para el núcleo se retrae para permitir la retirada del núcleo.

Medios de control

Los medios de control (27) llevan a cabo una serie de funciones. En primer lugar, en combinación con el carro (26) para el rollo principal, calcula el diámetro y determina la posición de un núcleo (C) para posicionar el carro para la inserción de las pinzas (31) en el núcleo del rollo principal. Además, el dispositivo de control (27) comprende medios que cooperan con el dispositivo de sensor (32) para calcular las coordenadas del núcleo del rollo principal y haciendo el promedio de coordenadas antes de la inserción de las pinzas (31). Además, el dispositivo de control comprende otros medios para comparar la alineación del eje transversal del núcleo con el eje transversal del rollo principal.

Cuando se ha conseguido la totalidad de la alineación, el dispositivo de control (27) acciona el dispositivo de pinza (31) para inserción en el núcleo (C) por accionamiento de los cilindros (35) (ver figura 5). El dispositivo de control (27) provoca además la expansión de la pinza (31) a efectos de sujetar interiormente el núcleo tubular (C). Con respecto a la inserción de los medios de pinza (31), el eje de impulsión de cada motor (34) es desplazado con respecto al eje del dispositivo de pinza asociado (31), tal como se puede apreciar en la parte central izquierda de la figura 2 y la parte superior de la figura 5. En este caso, el motor (34) está conectado por un dispositivo de impulsión (36) al eje (37) del dispositivo de pinza (31). El eje (37) es soportado con capacidad de rotación en el cuerpo envolvente (38) de un dispositivo de pinza (31). Desde la parte superior de la figura 5, se observará que el motor (34) está desplazado con respecto al eje (37), y de la parte inferior de la figura 5 se observará que el cilindro (35) es responsable para desplazar el cuerpo envolvente (38) y por lo tanto la pinza (31) para que establezca contacto con el núcleo (C).

Durante el funcionamiento normal, el dispositivo de control calcula también el diámetro de desaceleración del rollo (R) que está siendo desenrollado, confirma el vaciado de la mesa (25) para el núcleo y acciona el dispositivo de brazo (21).

Mesa portadora del núcleo y transportador de enhebrado

Haciendo referencia a la figura 5, se observa que la mesa (25) de colocación del núcleo está montada en guías (39) para su desmontaje fácil durante el ciclo de desenrollado. Por lo tanto, si tiene lugar una rotura de un elemento laminar, la mesa se encuentra fuera de la trayectoria del elemento laminar a efectos de no interferir con la operación de limpieza. También en la figura 5 se aprecia el transportador de enhebrado (24) que incluye un colector de vacío (40) que proporciona una serie de etapas de vacío en (41), (42) (43) y (44) con un vacío gradualmente en disminución. El transportador (24) es ventajosamente de tipo rejilla o malla para facilitar la recogida del borde delantero del elemento laminar de un rollo principal "nuevo".

Esta parte delantera extrema se puede plegar para proporcionar una forma triangular para facilitar la unión mediante cinta adhesiva. Esto ayuda a impedir el desacoplamiento no advertido del borde delantero con respecto a la capa situada por debajo durante la transferencia del rollo principal de la máquina de fabricación de papel al lugar destinado al rebobinado. Normalmente, el primer tramo o barra rebobinada procedente de un nuevo rollo principal es eliminado de manera que esto elimina preocupaciones sobre transferencias defectuosas por aglomeraciones de material.

Como parte del programa de funcionamiento del dispositivo de desenrollado bajo el control del dispositivo de control (27), el transportador (24) y el vacío de una bomba (no mostrada) se interrumpen en ambos casos para conservar energía y evitar ruidos innecesarios.

El transportador de enhebrado (24) está soportado con capacidad de pivotamiento sobre un par de pedestales (45) (ver parte inferior derecha de la figura 13) que proporciona un montaje (46) para cada uno de los lados del transportador (24) (ver figura 12). Los montajes (46) llevan con capacidad de rotación un eje transversal (47) que se encuentra sobre el eje del rodillo inferior (motriz) (48). En su extremo superior, el transportador tiene un rodillo libre (49) soportado sobre una cámara con compartimientos indicada generalmente con el numeral (50) que está acoplada al colector (40).

El posicionado del transportador (24) por el cambio de su ángulo se consigue por un par de cilindros de presión (51) acoplados entre los pedestales (45) y la cámara (50). Los cilindros (51) se encuentran también bajo el control del dispositivo de control (27).

Parámetros del sistema

Para posibilitar que los medios de control (27) calculen el diámetro de desaceleración cerca del final del ciclo de desenrollado, se dispone otro sensor (52) sobre el elemento transversal (21c) del dispositivo de brazo (21), tal como se muestra en la figura 5. Además, el detector informa continuamente sobre el radio del rodillo principal y los medios de control calculan de manera continuada la velocidad del motor para obtener un desenrollado deseado. De manera alternativa, se puede utilizar realimentación del proceso tal como células de carga o rodillos suspendidos para indicar a los medios de control los cambios de tensión o similares y posibilitar que los medios de control cambien la velocidad del motor.

Una vez situado el rebobinador, lo cual es una consideración primaria por su influencia con la tolva del núcleo, alimentación del núcleo, retirada de la barra y aserrado de la barra, el armazón de desenrollado (20) es colocado a una distancia adecuada más arriba para adaptarse a la mesa (25) de colocación del núcleo, al transportador (24) de enhebrado y cualquier unidad de unión (23).

La localización de la mesa (25) de colocación del núcleo es función de la geometría del pivote del dispositivo de brazo (21) tal como se puede apreciar de la consideración de la figura 6. Por otra parte, la localización del transportador de enhebrado (24) no es solamente una función de la geometría del brazo sino también de las dimensiones de los rollos principales a desenrollar.

De manera similar a la situación o localización de la mesa (25) para el núcleo, el carro (26) se debe poder colocar de manera que el rollo principal sea acoplable por las pinzas (31) del brazo (21).

El sistema de desenrollado, si bien tiene medios para el giro real del rollo principal, realmente comprende una trayectoria o sección de área de conversión de la instalación que se extiende desde el carro (26) que proporciona el siguiente rollo principal, en desplazamiento completo hacia el rebobinador propiamente dicho.

Características estructurales

El sistema de desenrollado comprende muchas características estructurales significativas que se discuten más adelante. Por ejemplo, el sistema de desenrollado utiliza los medios (26) del carro para el rollo asociados operativamente con el armazón (20) para soportar un "nuevo" rollo principal (R'), cooperando los medios (26) de carro para el rollo con los medios de control (27) para posicionar los medios (31) de la pinza e insertar los mismos en el núcleo (C) del rollo principal.

Además, los medios de control (27) comprenden un dispositivo detector (32) que está acoplado cooperativamente para calcular las coordenadas del nuevo rollo principal (R') y hacer el promedio de las coordenadas antes de la inserción de las pinzas (31).

De modo adicional, el dispositivo de control (27) tiene capacidad para comparar la alineación de la dirección transversal del núcleo con la dirección del eje transversal del rollo principal. La capacidad de los medios de control comprende también el control de la inserción de las pinzas (31) en el núcleo (C), por ejemplo, el control del funcionamiento de los cilindros de presión de fluido (35).

Cerca del extremo del ciclo de desenrollado, los medios de control (27) regulan el movimiento pivotante de los medios de brazo (21) como función del grado de desenrollado del rollo principal (R). Asimismo, durante el ciclo de desenrollado (durante sus últimas etapas, de forma general), los medios de control (27) en combinación con medios detectores (53) determinan el estado de la mesa de colocación (25) (ver la parte central izquierda de la figura 5).

Cerca del mismo extremo del ciclo de desenrollado, es importante que la mesa de colocación del núcleo se encuentre en posición para recibir el rollo casi agotado (Rx), que se encuentra libre de cualquier obstrucción material y que tiene también el rodillo de rotación (28) en funcionamiento. Sin embargo, al final, el motor y medios de freno (54) asociados operativamente con el rodillo (28) son activados para la separación del elemento laminar (W), con un mínimo del extremo posterior o cola del elemento laminar retenido sobre la mesa (25), de manera óptima aproximadamente 1/4'' (6 mm).

Antes del momento al que se ha hecho referencia anteriormente, pero nuevamente hacia el final de un ciclo de desenrollado, los medios de control accionan el transportador de enhebrado (24) con intermedio del dispositivo de impulsión (55) (ver la parte inferior izquierda de la figura 12). El dispositivo de impulsión (55) está acoplado al dispositivo de accionamiento (56) del rodillo motorizado (22) (ver figura 5) que, en su momento, es impulsado por un motor (no mostrado). Asimismo, existe el accionamiento de una bomba de vacío (no mostrada) para aplicar una presión reducida al colector (40).

Tal como se ha indicado anteriormente, el método que se ha dado a conocer y sistema de desenrollado para rollos principales de gran diámetro está completamente automatizado para evitar la necesidad de manipulación manual de rollos engorrosos y potencialmente peligrosos. En el inicio, el carro (26) está dotado de manera ventajosa con una mesa superior (57) (ver figura 2) que es giratoria alrededor de un eje vertical en un arco de 90º para permitir el suministro en voladizo de un nuevo rollo principal cuyo eje es paralelo a la longitud de la trayectoria del elemento laminar, es decir, desde el carro (26) a la estación de unión (23). A continuación, el controlador (27) provoca que la tabla (57) gire a la posición mostrada en las figuras 2 y 3 para empezar un ciclo de desenrollado. Al llegar a la terminación el rollo principal anterior, el dispositivo de brazo (21), que ha sido desacoplado del núcleo del rollo anterior, es obligado a pivotar desde la parte baja a la parte alta, y el pinzado del núcleo es realizado de manera automática tal como se ha descrito anteriormente. Entonces, al final del ciclo, el núcleo agotado es depositado sobre la mesa (25) y el brazo (21) es liberado para la iniciación de otro ciclo.

Figura 16

La figura 16 muestra un método automático fuera de línea ("off-line") para la unión de elementos laminares celulósicos de diferentes rollos principales para su rebobinado subsiguiente. El método utiliza una unidad de terminación que impacta de manera substancialmente continua cada uno de los elementos laminares durante el desenrollado para formar la unión entre los elementos laminares. Tal como se ha mostrado, el rodillo que termina (Rx) ha sido depositado sobre la mesa (25) de colocación del núcleo. El elemento laminar (W) desde el rollo en terminación (Rx) es transportado de manera deseable de forma secuencial a una unidad de calandrado (130) y a una unidad de embutición (140). La unidad de calandrado o la unidad de embutición impactan de manera substancialmente continua el elemento laminar (W) durante el tiempo en el que el elemento laminar es desenrollado de su rollo principal (Rx). El elemento laminar celulósico, calandrado y embutido (W) puede ser entonces arrollado en una unidad de rebobinado (RW). Por ejemplo, el elemento laminar celulósico (W) puede ser arrollado sobre núcleos para rollos de género celulósico formando barras, que a continuación son cortadas en las anchuras apropiadas, y los rollos de material celulósico individuales resultantes de ello son embalados (no mostrado).

La unidad de calandrado (130) comprende un par de rollos de calandrado (132) y (134) que definen conjuntamente entre ambos un punto de calandrado (136). Un rollo extendedor (138) se ha mostrado precediendo el punto de tangencia de calandrado (136), si bien otros detalles de la unidad de calandrado (130) no se han mostrado a efectos de mayor claridad.

El punto de tangencia de calandrado (136) puede comprender un "punto de tangencia suave" en el que los rollos tienen diferentes durezas superficiales y por lo menos uno de los rollos tiene superficie elástica. Los rollos de calandrado elásticos adecuados para este método son los que se designan de manera típica como rollos de calandrado cubiertos de goma, si bien el material real puede comprender goma natural, goma sintética, materiales compuestos, u otras superficies compresibles. Los rollos de calandrado elásticos adecuados pueden tener una dureza superficial Shore A de 75 a 100 aproximadamente de Durómetro (aproximadamente 0 a 55 Pusey & Jones), y particularmente de 85 a 95 de Durómetro (aproximadamente 10 a 40 Pusey & Jones). Por ejemplo, los rollos de calandrado pueden comprender un rodillo de acero liso (134) y un rodillo liso y elástico (132) formado por un polímero compuesto tal como el que se puede adquirir de la firma Stowe Woodward Company, U.S.A. con la marca MULTICHEM. La presión del punto de calandrado es de manera adecuada aproximadamente de 30 a 200 libras por pulgada lineal (aproximadamente 13,6 a 90,7 kg por 2,5 cm), y más particularmente desde 75 a 175 libras por pulgada lineal aproximadamente (34,0 a 79,4 kg por 2,5 cm aproximadamente). Los elementos laminares de secado pasante con embuticiones tienen de manera deseable la orientación de la hoja para calandrado y embutición tal como se da a conocer en la Patente U.S.A. 6.248.211 de R. Jennings y otros titulada "Method for Making a Throughdried Tissue Sheet" (Método para la fabricación de una hoja celulósica de secado pasante).

Después de la salida de la unidad de calandrado (130), el elemento laminar celulósico (W) es transportado a una unidad de embutición (140) que comprende un rodillo de embutición o dibujo (142) y un rodillo de soporte (144). Los rodillos de dibujo y de soporte (142) y (144) definen conjuntamente entre ambos un punto de tangencia de embutición (146). Un rodillo expendedor (148) se ha mostrado antes del punto de tangencia de embutición (146), si bien otros detalles de la unidad de embutición (140) no se han mostrado a efectos de mayor claridad.

La embutición es una mecanismo bien conocido para aumentar el grosor de la hoja, y también proporciona una ventaja adicional al proporcionar un dibujo decorativo al producto celulósico. Estos dibujos decorativos pueden comprender las llamadas operaciones de "embutición por puntos" o "embuticiones por puntos" que incluyen elementos individuales de embutición. Estos elementos pueden tener aproximadamente 0,5 pulgadas por 0,5 pulgadas (13 mm por 13 mm) hasta aproximadamente 1 pulgada por 1 pulgada (25 mm por 25 mm) de dimensiones, y por lo tanto de 0,25 hasta aproximadamente 1 pulgada cuadrada (1,6 a 6,5 centímetros cuadrados) de área superficial. Estos elementos de embutición individuales están separados de manera típica aproximadamente de 0,5 pulgadas hasta 1 pulgada (13 mm a 25 mm) entre sí. Los elementos de embutición por puntos están formados sobre un rodillo de dibujo, que también recibe la designación de rodillo de embutición, y son presionados sobre la hoja de género celulósico. Los elementos de embutición por puntos separados entre sí impactan de manera substancialmente continuada en el elemento laminar al ser procesado éste a través del punto de embutición (146). Los elementos de embutición por puntos pueden mostrar un dibujo decorativo tal como flores, hojas, pájaros, animales, y similares. Tal como se da a conocer en la Patente U.S.A. Nº 5.904.812, presentada en 16 de junio de 1997 por Z. Salman y otros y titulada "Calendered And Embossed Tissue Products" (Productos celulósicos calandrados y embutidos), se pueden embutir productos celulósicos de volumen relativo elevado con una claridad de dibujo mejorada al procesar los elementos laminares celulósicos de elevado volumen secuencialmente por unidades separadas de calandrado y embutición.

El rodillo de soporte (144) puede comprender un rodillo recubierto con goma suave, un rodillo dotado de grabado tal como un rodillo de acero adecuado al rodillo de dibujo o similares. El punto de embutición puede ser ajustado para una presión de rodillo de dibujo/rodillo de soporte comprendido aproximadamente entre 80 y 150 libras por pulgada lineal (36,4 a 68,2 kg aproximadamente por 2,5 cm), por ejemplo un promedio de aproximadamente 135 libras por pulgada lineal (4,4 kg por 2,5 cm), de manera tal que el dibujo de embutición es impartido al elemento laminar celulósico (W). El rodillo de soporte puede estar constituido por cualquier material que cumple con las exigencias del proceso tal como goma natural, goma sintética, u otras superficies compresibles, y puede tener una dureza superficial Shore A comprendida aproximadamente entre 65 y 85 de Durómetro, tal como 75 de Durómetro aproximadamente.

Un nuevo rollo principal (R') se ha mostrado en la figura 16 automáticamente enhebrado en la línea de acabado. La rotación del nuevo rollo principal es realizada a través de las pinzas de núcleo (31) (no mostradas), que están montadas en los brazos (21) y por lo tanto conectadas al armazón (20). Tal como se ha mostrado, el extremo delantero (Le) del nuevo elemento laminar ha sido ya transportado por el transportador de enhebrado (24) y depositado sobre la parte posterior extrema (Te) del elemento laminar (W) que se acaba de agotar. El elemento laminar (W) del rollo en terminación (Rx) pasa preferentemente sobre un rodillo (22) y sigue una trayectoria descendente hasta la primera unidad de acabado. El extremo delantero (Le) del nuevo elemento laminar puede ser depositado entonces sobre el elemento laminar casi agotado (W) en el lugar que corresponde al rodillo (22) o más abajo del rodillo (22) para facilitar desplazamiento de ambos elementos laminares a la primera unidad de terminación. Tal como se ha descrito anteriormente, el transportador de enhebrado (24) funciona de manera deseable conjuntamente con la rotación de las pinzas (31) del núcleo, y asimismo posiblemente con la rotación del rodillo (22). El rodillo (22) es de manera deseable un rodillo motorizado con una capa de alta fricción, formada por ejemplo por un material de bucle del tipo utilizado en los materiales de acoplamiento de bucles y ganchos, o similares.

De esta forma, los elementos laminares para el rollo (Rx) que se está agotando y el nuevo rollo (R') son transportados a la primera unidad de acabado, que en este caso es la unidad de calandrado (130). Los elementos laminares no son unidos entre sí antes de la unidad de calandrado (130), y como resultado se dice que son móviles uno con respecto al otro más arriba de la unidad de calandrado. El proceso para la unión automática de los elementos laminares entre sí comporta el desenrollado simultáneo de ambos elementos laminares de sus respectivos rollos principales y haciendo pasar simultáneamente ambos elementos laminares a través del punto de tangencia de acabado (136) para unir los elementos laminares entre sí. En la disposición que se ha mostrado, los rollos principales (Rx) y (R') son impulsados simultáneamente por el rollo de cuna (28) y las pinzas de núcleo (31). Después de ello, el elemento laminar del rollo (Rx) que se está terminando puede ser fracturado y el nuevo elemento laminar puede ser impactado de manera substancialmente continua por la unidad de calandrado o la unidad de embutición mientras el elemento laminar es desenrollado.

El método de unión de elementos laminares entre sí procedentes de rollos principales distintos utilizando la primera operación de acabado elimina la necesidad de unidades de unión separadas y elimina la necesidad de medios de unión externos tales como cola, cinta adhesiva o similares. Este método sustituye también los métodos manuales tales como enhebrado de cada nuevo elemento laminar o atadura de los elementos laminares entre sí.

En la disposición que se ha mostrado, la primera operación de terminación es la unidad de calandrado, que se utiliza de manera substancialmente continua mientras los elementos laminares celulósicos son desenrollados. La primera operación de acabado después del desenrollado podría ser alternativamente una unidad de embutición, una unidad de ondulación, u otro dispositivo similar que impacta cada uno de los elementos individuales celulósicos mientras está siendo desenrollado y une los elementos laminares solapados entre sí durante una unión de elementos laminares de manera tal que los elementos laminares son mantenidos juntos con respecto al rebobinador. El método reduce notablemente la pérdida de tiempo asociada con la unión de diferentes elementos laminares procedentes de rollos principales entre sí en comparación con métodos anteriores.

Figuras 17-19

Otras formas de medios de transmisión de par que no establecen contacto con la superficie circunferencial externa del rollo principal se describen en relación con las figuras 17-19. En las figuras 17 y 18, los medios de transferencia de par comprenden mecanismos laterales de sujeción que establecen contacto solamente con las superficies externas opuestas del rollo principal y abrazan en sandwich al rollo principal entre ambas. Estos mecanismos de sujeción lateral pueden ser utilizados como dispositivos únicos de desenrollado o dispositivos suplementarios en combinación con un dispositivo de desenrollado por el eje (no mostrado). Los medios de transferencia de par (160) mostrados en las figuras 17 y 18 pueden funcionar de manera que transmiten par desde un eje de desenrollado (162) con intermedio de un rollo principal (R). Los medios (160) de transferencia de par aplican presión contra las superficies extremas (163) del rollo (R) utilizando una bolsa anular hinchable (164) (figura 17) o alternativamente una serie de bolsas anulares hinchables (166) (figura 18). El núcleo (C) del rollo está dispuesto sobre el extremo del eje (162) y contra el anillo (167).

Las bolsas hinchables (164) y (166) están fijadas a la placa de soporte (168) que está acoplada de forma fija al eje de desenrollado (162). Las bolsas pueden ser hinchadas y deshinchadas por el movimiento de un fluido mediante conductos adecuados (no mostrados) hacia adentro de las cavidades (170) de las bolsas. Como resultado de ello, las bolsas hinchables son capaces de aplicar presión a las superficies extremas del rollo principal, y son capaces de deshinchar o de retraerse al desenrollarse el rollo principal. Con respecto a la figura 18, las bolsas anulares (166) pueden ser deshinchadas o desacopladas en serie desplazándose con un movimiento radial hacia adentro al desenrollar el rollo principal para conseguir diámetros menores a efectos de no interferir con la hoja al ser ésta separada por pelado del rollo. Las bolsas interiores (166) se pueden dejar hinchadas continuando la transmisión del par a través del rollo para diámetros de rollo más pequeños. Las presiones de contacto de las bolsas hinchables contra los extremos del rollo principal dependerán de la configuración de los medios de transferencia de par (160), pero de manera adecuada son menores de 2,5 libras por pulgada cuadrada (psi), es decir, 17,2 kPa particularmente de 0,5 a 2,5 psi aproximadamente (3,4 a 17,2 kPa aproximadamente) y más particularmente menos de aproximadamente 1 psi (6,9 kPa) para minimizar las averías al elemento laminar celulósico.

En la figura 17, una placa de fricción opcional (172) está fijada a la bolsa hinchable (164) para establecer contacto con las superficies extremas (163) del rollo (R) en el hinchado de la bolsa (164). La placa de fricción (172) puede quedar constituida por cualquier material que sujete mejor el rollo utilizando una presión mínima y provocando averías mínimas a los bordes de la hoja, si bien las superficies extremas del rollo no se utilizan normalmente para la preparación de productos celulósicos terminados.

Las dimensiones de la placa posterior (168) dependerán de las dimensiones de los rollos principales, pero pueden ser como mínimo de unas 45 pulgadas (114 cm), tal como aproximadamente 45 a 60 pulgadas (114 a 152 cm aproximadamente) de diámetro externo para su colocación en el lugar en el que se encuentran las fuerzas más elevadas. La parte de los medios (160) de transferencia de par que establece contacto con el extremo del rollo tendrá diámetros interior y exterior especificados que minimizan la presión sobre el rollo, o hacen máxima el área de contacto o bien optimizan la relación entre el área de contacto, la presión de contacto y las características de fricción de los medios de transferencia del par.

El sistema de desenrollado mostrado parcialmente en la figura 19 combina unas pinzas de núcleo (31) que establecen contacto con la superficie interna (175) del núcleo (C) y unos medios suplementarios de transferencia de par (160) que establecen contacto con las superficies extremas (163) del rollo principal (R). El sistema de desenrollado comprende unos conjuntos opuestos de pinza y eje (176) (solamente se ha mostrado uno de ellos), cada uno de los cuales comprende un eje de desenrollado (162) montado con capacidad de rotación dentro de un cubo (178) y conectado con capacidad de desplazamiento a un dispositivo motriz variable (no mostrado). Cada uno de los conjuntos de eje de pinza (176) comprende también una pinza de núcleo (31) y una pinza de impulsión suplementaria (180), las cuales están montadas sobre el eje (162) para girar con el mismo. Las pinzas de núcleo (31) incluyen bolsas hinchables (182) para las pinzas de núcleo que están adaptadas para acoplarse por fricción a la superficie interna (175) del núcleo cuando el conjunto del eje de la pinza (176) es insertado dentro de un núcleo (C). La pinza de impulsión suplementaria (180) comprende bolsas de acoplamiento hinchables (184), cuyo funcionamiento se describirá más adelante. Unos conductos (no mostrados) dentro del conjunto (176) del eje de la pinza conectan operativamente las cavidades de las bolsas de las pinzas de núcleo (182) y las bolsas de acoplamiento (184) a una fuente de fluido (no mostrada) para hinchar y deshinchar dichas bolsas.

Los medios suplementarios de transferencia de par (160) incluyen una placa de soporte anular (168). Una serie de bolsas anulares hinchables concéntricas (166) están fijadas a la placa de soporte y adaptadas para establecer contacto con las superficies extremas (163) de un rollo principal (R), mostrado con gran proximidad al conjunto (168) del eje de la pinza a efectos ilustrativos. La placa de soporte (168) comprende un collar integral que se extiende axialmente (186) que está fijado de manera desmontable mediante bolas con resorte y rebajes u otros medios adecuados (no mostrados) a una parte del armazón fijo (188). Unos conductos (no mostrados) dentro de la placa de soporte (168) y del conjunto (176) del eje de la pinza y conectados por una unión rotativa conectan operativamente a las cavidades de las bolsas anulares (186) a una fuente de fluido (no mostrada).

Una vez que las pinzas de núcleo (31) están alineadas para su inserción en un núcleo (C), los conjuntos (176) de los ejes de pinzado se hacen avanzar axialmente uno hacia el otro dentro del rollo (R). El movimiento axial es interrumpido temporalmente cuando las pinzas de impulsión suplementarias (180) se encuentran radialmente hacia dentro de los collares (186) de las placas de soporte, en cuyo momento las pestañas (190) de las pinzas de impulsión suplementarias (180) pueden establecer contacto con dichos collares. Las bolsas de acoplamiento (184) son hinchadas a continuación para acoplarse por fricción con los collares (186) de la placa de soporte. Los conjuntos de eje de pinzado (176) recuperan a continuación su avance axial hasta que las pinzas de núcleo (31) se encuentran dentro del núcleo (C) y las pestañas (192) de las pinzas de núcleo hacen tope con el núcleo. Tanto las bolsas (182) dentro de las pinzas de núcleo (31) como las bolsas anulares (166) de las placas de soporte (168) son hinchadas a continuación para acoplar la superficie interna (175) del núcleo con las superficies extremas (163) del rollo principal. De manera alternativa, los medios suplementarios de transferencia de par (160) y el conjunto de eje de pinzado (176) pueden ser conectados de manera fija (no mostrado).

Los medios suplementarios de transferencia de par (160) descritos en relación con las figuras 16-19 son especialmente beneficiosos para su utilización con rollos principales dispuestos de forma libre que tienen el diámetro externo de unas 120 pulgadas aproximadamente (305 cm) o superior, por ejemplo, unas 140 pulgadas (356 cm) o superior. Los medios de transferencia de par suplementarios reducen o eliminan el deslizamiento entre capas laminares individuales y entre capas de hojas y el núcleo del rollo interno, particularmente durante periodos de elevada aceleración o desaceleración. El nivel de par deseado puede ser transferido desde el eje de desarrollado a través del propio rollo por selección del coeficiente de fricción del mecanismo de sujeción lateral, el área de contacto del mecanismo de sujeción lateral y la presión de aire de las bolsas.

Si bien en la descripción anterior, se ha realizado la descripción detallada de diferentes realizaciones de la invención a efectos ilustrativos, se podrán introducir por los técnicos en la materia muchas variaciones en detalles sin apartarse del alcance de la invención.

Claims (7)

1. Dispositivo (160) de transferencia de par para el desenrollado de un rollo (R) de género celulósico que tiene una superficie circunferencial, superficies extremas opuestas (163) y una superficie de núcleo interno (175), comprendiendo:

un armazón (20) que comprende un par de brazos (21a), (21b) separados entre sí para adaptarse a la anchura del rollo (R) entre ambos, comprendiendo cada uno de dichos brazos (21a), (21b) un mecanismo de sujeción lateral montado sobre los mismos y adaptado para establecer contacto con una de las superficies extremas opuestas (163) del rollo (R) de género celulósico, caracterizado porque el dispositivo de transferencia de par está destinado al desenrollado de rollos que tienen un diámetro externo mínimo de unas 60 pulgadas (152 cm) y una anchura entre superficies extremas opuestas (163) de unas 55 pulgadas (140 cm) aproximadamente, comprendiendo dicho mecanismo de sujeción lateral:

una placa de soporte (168) conectada operativamente a un eje de desenrollado (162) y siendo rotativa con el mismo, la cual está conectada a medios de impulsión eléctrica (34);

una bolsa hinchable (164), (166) montada en la placa de soporte (168); y

medios para el hinchado de las bolsas (164), (166) de manera que a las superficies extremas opuestas (163) del rollo (R) quedan abrazadas en forma de sandwich entre los mecanismos de sujeción laterales.

2. Dispositivo (160), según la reivindicación 1, que comprende además una serie de bolsas anulares concéntricas (166) montadas en la placa de soporte (168).

3. Dispositivo (160), según la reivindicación 2, que comprende además medios de control (27) adaptados para deshinchar las bolsas anulares (166) en serie desplazándose radialmente hacia adentro al ser desenrollado el rollo (R).

4. Dispositivo (160), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los mecanismos de sujeción lateral aplican una presión a las superficies extremas opuestas (163) del rollo (R) de menos de 2,5 libras por pulgada cuadrada (17,2 kPa).

5. Dispositivo (160), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la placa de soporte (168) tiene un diámetro externo de 45 pulgadas (114 cm) como mínimo.

6. Dispositivo (160), según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, en el que la placa de soporte (168) tiene un diámetro externo comprendido aproximadamente entre 45 y 60 pulgadas (114 a 152 cm).

7. Dispositivo (160), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además unas pinzas de núcleo (31) adaptadas para el acoplamiento con la superficie (175) interna del núcleo del rollo (R).