ES2231519T3 - Metodo y dispositivo para alimentar hojas, de una en una, a partir de una pila de hojas. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para alimentar hojas (1) una por una desde una pila de hojas a un dispositivo (2) de transporte para transportar la hoja a una estación de tratamiento, comprendiendo el dispositivo una primera cámara (3) de baja presión con una mesa (4) de alimentación integrada que soporta la pila de hojas, un cierto número de árboles (15) accionados separadamente que están posicionados perpendiculares a la dirección de transporte y están dispuestos en la cámara de baja presión espaciados de modo esencialmente equidistantes entre sí y siendo cada uno portador de una pluralidad de ruedas (17) con revestimiento de fricción, que sobresalen a través de aberturas (18) asociadas en la mesa de alimentación, y un soporte (19) de hojas que está dispuesto verticalmente por encima de la mesa (4) de alimentación y a una cierta distancia de la mesa de alimentación que es algo mayor que el espesor de una hoja.

Description

Método y dispositivo para alimentar hojas, de una en una, a partir de una pila de hojas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para alimentar hojas, una por una, desde una pila o apilamiento de hojas a un dispositivo de transporte para transportar la hoja a una estación de tratamiento, comprendiendo el dispositivo una primera cámara de baja presión con una mesa de alimentación integrada que soporta la pila de hojas, un cierto número de árboles que están posicionados perpendiculares a la dirección de transporte y están dispuestos en la cámara de baja presión espaciados de modo esencialmente equidistante unos de otros y los cuales son cada uno portadores de ruedas de fricción alineadas, que sobresalen a través de aberturas asociadas en la mesa de alimentación, y un soporte de hojas que está dispuesto de modo esencialmente vertical por encima de la mesa de alimentación y a una distancia de la mesa de alimentación que es algo mayor que el espesor de la hoja. La invención se refiere también a un método para alimentar hojas una por una desde una pila de hojas a un dispositivo de transporte para transportar la hoja a una estación de tratamiento.

La invención se refiere especialmente, pero no se limita, a un método y un dispositivo para alimentar o perforar piezas en bruto de cartón, cartón ondulado por ejemplo, de una pila de piezas en bruto a una máquina para aplicar texto y/o símbolos o para perforación.

Antecedentes de la invención

Los problemas que surgen cuando se alimenta una hoja (la más baja) de una pila pueden ser explicados por el hecho de que, en la práctica, es imposible alimentar una hoja sin un cierto grado de deslizamiento entre las ruedas de alimentación y la hoja, lo cual origina una repetibilidad insuficiente. Esto se debe al hecho de que el rozamiento entre las ruedas y la hoja cambia con el número que cambia continuamente de hojas en la pila, el tipo de hoja (estructura de superficie, espesor/peso, etc.), cambios en la velocidad, etc. Para minimizar el deslizamiento entre las ruedas y la hoja, ha de utilizarse un grado de vacío (presión negativa) elevado. No obstante, esto implica que la hoja siguiente descienda demasiado aprisa y establezca contacto con las ruedas de alimentación de retardo, lo cual daña las hojas y desgasta las ruedas. Existe también un riesgo de que la hoja siguiente sea alimentada hacia el soporte de hojas delantero, lo cual origina el daño del borde delantero de la hoja. Esto puede conducir también a que la alimentación de hojas se interrumpa cuando se produzca el atasco, es decir cuando dos hojas (la hoja que ha de ser alimentada y la superior a esta) sean alimentadas simultáneamente en la separación entre el soporte de hojas y la mesa de alimentación y se adhieran. Teóricamente, esto sería contrarrestado si pudiera ser usado un motor con un momento torsor de frenado suficiente. Entonces sería, teóricamente, posible retardar los árboles de rueda en un tiempo considerablemente más corto o a lo largo de una distancia considerablemente más corta. No obstante, esto está limitado por el comportamiento de los motores disponible comercialmente que pueden tener un momento torsor máximo demasiado alto o un momento de masas de inercia demasiado alto. Para contrarrestar los problemas anteriormente mencionados, el vacío ha de ser disminuido, lo cual tiene un efecto perjudicial en la repetibilidad cuando aparece un deslizamiento incontrolable (que también depende de la velocidad, la altura de la pila, etc.).

Un dispositivo de alimentación de hojas del tipo definido anteriormente es ya conocido por la patente de EE.UU. Nº 5.006.042. Este conocido dispositivo de alimentación de hojas comprende una cámara de baja presión que tiene una mesa de alimentación integrada en la que una pila de hojas está destinada a ser colocada, y un soporte de hojas a una distancia por encima de la mesa de alimentación del orden del espesor de una hoja. Un cierto número de árboles está dispuesto en la cámara de baja presión. Los árboles son portadores de una pluralidad de ruedas que sobresalen a través de aberturas en la mesa de alimentación y sirven para transportar la hoja inferior de la pila a través de la separación entre la mesa de alimentación y el soporte de hojas a un transportador de correa. Cada árbol es accionado por un motor separado. Con referencia al razonamiento anterior y al hecho de que la distancia es relativamente grande entre el árbol de ruedas más próximo al soporte de hojas, por una parte y, la correa transportadora, por otra parte, existe un riesgo inminente de que las hojas lleguen inclinadas y/o con una denominada desviación indizada al transportador de correa lo cual asegura problemas en la estación o estaciones de tratamiento posterior(es). Ninguna corrección para las deficiencias anteriormente mencionadas se indica en esta patente. Además, las hojas que esperan en la pila o apilamiento, que debido a las fuerzas de rozamiento son empujadas hacia el soporte de hojas (especialmente con un alto nivel de vacío), tienden a adherirse con su borde delantero sobre el soporte de hojas y, por tanto, se impide el descenso correcto cuando las hojas que son alimentadas han terminado su ciclo de alimentación. A menudo una esquina del borde delantero es comprimida contra el soporte de hojas. Una vez iniciado el ciclo de alimentación, la hoja se daña o adhiere sobre el soporte de hojas y no se alimenta de un modo correcto.

Otros problemas referentes a los dispositivos de alimentación de hojas del tipo mencionado anteriormente son, por ejemplo, los siguientes: Si se usa una leva (modelo de movimiento) denominada "normal" en el ciclo de alimentación de la hoja (véase figura 7a), cuando cambia la velocidad, las rampas de aceleración y retardo (la inclinación de los gráficos) cambiarán. Esto implica que, a una velocidad de máquina disminuida, se obtiene un retardo inferior de las ruedas de alimentación y se requiere un mayor tiempo para detener las ruedas, aunque se disponga de una fuerza para llevar a cabo una detención más rápida en el motor. Consecuentemente, habrá tiempo suficiente para aspirar la siguiente hoja de la pila sobre las ruedas antes de que estas se hayan detenido. Como resultado, la capa superficial de la hoja puede ser dañada por las ruedas que giran rápidamente contra la misma ("frotamiento") y la hoja se hace avanzar hacia el soporte de hojas delantero de una manera incontrolada. Variaciones en parámetros, tales como el tamaño de hoja, altura de la pila, nivel de vacío y velocidad de máquina, originan también un cambio en el rozamiento total que existe entre la hoja y las ruedas. Las variaciones en el rozamiento dan lugar a variaciones en el deslizamiento entre la hoja y las ruedas que siempre se produce en relación con la aceleración de una hoja. Cuando el deslizamiento varía, esto aparece como variaciones en el índice de la hoja. Además, hay variaciones estocásticas en todas partes en el rozamiento de una hoja con otra que dependen, entre otras cosas, de la estructura de la superficie individual de cada hoja, turbulencia en las cajas de vacío, (cámaras de baja presión) etc., que proporcionan un índice estocástico que se añade a las razones mencionadas anteriormente para originar una repetibilidad inadecuada.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un método para alimentar hojas que minimicen los riesgos de errores de índice e inclinación de las hojas alimentadas.

Otro objeto de la invención es proporcionar un dispositivo y un método para alimentar hojas que evite que una hoja se atasque en o debajo del soporte de hojas.

Otro objeto más de la invención es proporcionar un dispositivo y un método para alimentar hojas que reduzcan el riesgo de daños en la capa superficial de las hojas.

Además, un objeto de la invención es proporcionar un dispositivo de alimentación de hojas que pueda ser fácilmente adaptado a pilas o montones de hojas de varias dimensiones.

Sumario de la invención

Estos objetos se logran por medio de un dispositivo de alimentación de hojas como el especificado a modo de introducción, que está caracterizado porque el dispositivo comprende además una segunda cámara de baja presión, entre la primera cámara de baja presión y dicho dispositivo de transporte, que tiene una mesa de alimentación integrada que constituye una prolongación de la mesa de alimentación de la primera cámara de baja presión, porque un cierto número de árboles de accionamiento está dispuesto separadamente en la segunda cámara de baja presión a esencialmente dicha misma distancia unos de otros y teniendo dicha distancia entre árboles adyacentes en la primera cámara de baja presión y en la segunda cámara de baja presión, respectivamente, siendo portador cada árbol en la segunda cámara de baja presión de una pluralidad de ruedas con revestimiento de fricción, que sobresalen a través de aberturas asociada en la mesa de alimentación de la segunda cámara de baja presión, porque al menos un sensor está dispuesto entre la segunda cámara de baja presión y dicho dispositivo de transporte, estando dispuesto el sensor para detectar la posición del borde delantero de la hoja alimentada y para enviar señales a una unidad de control, y porque la unidad de control está destinada a corregir, si es necesario, la posición del borde delantero de la hoja controlando los motores de accionamiento de los árboles.

Un método para alimentar hojas por medio de un dispositivo de alimentación de hojas con se ha descrito anteriormente está caracterizado porque las ruedas, que están inmóviles al principio de cada ciclo de alimentación, son hechas girar por medio de una unidad de control que está conectada a los motores de accionamiento de las ruedas y a dicha estación de tratamiento, para acelerar la hoja, de modo que esta alcanza su valor de referencia de la posición y su valor de referencia de la velocidad que dependen del paso de trabajo de la estación de tratamiento, y porque las ruedas respectivas, cuando la hoja deja las ruedas, son detenidas por medio del máximo momento de frenado disponible.

Desarrollos adicionales del dispositivo y el método según la invención serán evidentes a partir de las características que se especifican en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

Una realización preferida de la invención se ilustrará a continuación a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

la figura 1 es una vista en planta superior esquemática de una realización de un dispositivo de alimentación de hojas según la invención, pero sin mesa de alimentación y soporte de hojas para mayor claridad;

la figura 2 es una vista similar a la de la figura 1 que muestra una realización alternativa del dispositivo de alimentación de hojas según la invención;

la figura 3 es una vista en sección transversal vertical del dispositivo de la figura 1, que tiene una mesa de alimentación y un soporte de hojas, a lo largo de la línea A-A;

las figuras 4a y 4b son vistas en sección transversal vertical del dispositivo en las figuras 1 y 2, respectivamente, perpendiculares a la sección transversal A-A, a lo largo de la línea B-B;

la figura 5 muestra esquemáticamente la unidad de control del dispositivo según la invención;

la figura 6 muestra en la forma de un diagrama la velocidad angular de los respectivos árboles de las ruedas de alimentación en función del tiempo y durante un ciclo de alimentación de una hoja;

las figuras 7a-8b muestran en la forma de diagramas los gráficos de aceleración y retardo, respectivamente, del árbol de una rueda de alimentación para varias velocidades de alimentación, haciendo referencia la figura 7 a un dispositivo de alimentación de hojas conocido y la figura 8 a un dispositivo según la invención; y

las figuras 9a-9b muestran, como las figuras 8a-8b, gráficos de aceleración y retardo, respectivamente, para diversas velocidades de alimentación y diversas longitudes de hoja, que se aplican a un dispositivo según la invención.

Descripción de las realizaciones preferidas

El dispositivo de alimentación de hojas o la alimentación según la invención es una unidad que está incluida en una máquina para convertir cartón corrugado o cartón. En el procedimiento anterior a la conversión, se fabrican hojas rectangulares que se cortan en un formato que se adapta exactamente a la caja, cubeta o cualquier otra cosa que haya de ser convertida. Las hojas son transportadas por medio, por ejemplo, de un sistema transportador de rodillos a la máquina de conversión en la que las hojas se introducen manualmente o por medio de un alimentador en el cartucho de las hojas de la alimentación.

El propósito de la alimentación es alimentar las hojas de modo que las hojas entren "avanzando" y a una velocidad que es preestablecida por la máquina, teniendo la velocidad la máxima repetibilidad posible. Las hojas se orientan en el cartucho de hojas de la alimentación, de modo que las hojas son alimentadas tan rectas como es posible. Además, la propia alimentación no debe contribuir a que las hojas sean alimentadas torcidamente (alimentación oblicua). Puesto que el cartón corrugado es sensible a la alta presión de superficie, es ventajoso "calandrar" las hojas lo menos posible (lo que ocurre, por ejemplo, en un estrechamiento de rodillos de presión) cuando las hojas son extraídas de la pila (la hoja inferior es alimentada y la pila es abastecida con hojas desde arriba para tener una alimentación continua). Las unidades que están dispuestas después de la alimentación pueden ser unidades de impresión, corte, troquelado y plegado.

Haciendo referencia ahora a las figuras 1 a 4, en ellas han sido ilustradas un par de realizaciones preferidas del dispositivo de alimentación de papel según la invención. El dispositivo es particularmente adecuado para alimentar hojas cuando se requiere una alta precisión en cuanto al posicionamiento y orientación angular del borde delantero de la hoja. Además, el dispositivo permite que hojas ya impresas que han de ser alimentadas tengan la impresión hacia abajo, es decir enfrentada a la mesa de alimentación sin que se arañe o dañe la impresión. La función del dispositivo, como se ha descrito anteriormente, es alimentar las hojas 1, una a una, desde una pila de hojas por medio del dispositivo 2 de transporte a una estación de tratamiento (no mostrada), tal como una unidad de troquelado o plegado. El dispositivo 2 de transporte puede ser un denominado transportador de vacío, es decir, un cierto número de correas transportadoras paralelas que están dispuestas en una cámara con una presión negativa o una "caja de vacío". Este no constituye una parte de la invención y puede, por ejemplo, ser del tipo presentado en la patente US-A- 5.006.042.

El dispositivo de alimentación de hojas (mesa de alimentación) comprende una primera cámara de baja presión o una "cámara de vacío" 3 con una mesa 4 de alimentación, sobre la que descansa la pila de hojas, que ha sido mostrada esquemáticamente en la figura 3. La mesa de alimentación está configurada integralmente con la cámara 3 de presión y constituye su lado más alto o porción superior. La cámara de baja presión está dividida transversalmente en la dirección de transporte de las hojas, que ha sido indicada mediante una flecha 5 en la figura 3, en un compartimento 6 de baja presión central y un cierto número de compartimentos menores 6' en ambos lados del compartimento central. Cada compartimento 6' está cerrado hacia abajo por el fondo 7 de la cámara 3 de baja presión (véase la figura 4) y lateralmente, transversalmente a la dirección de transporte, por paredes 8 de partición y una pared extrema 9, respectivamente. Lateralmente, a lo largo de la dirección de transporte, cada compartimento 6, 6' está definido por una pared extrema común 11 y 12, respectivamente. En cada pared 8 de partición, hay una abertura 13, que ha sido indicada por líneas de trazos en la figura 3. Por medio de estas aberturas, los compartimentos 6' de baja presión están conectados uno con otro y con el compartimento central 6 que, a su vez, está conectado con un ventilador de aspiración o una bomba de aspiración para generar una presión negativa (vacío parcial) en la cámara 3 de baja presión. Las aberturas 13 en las paredes de partición pueden ser obturadas separadamente por medio de aletas 14 accionables individualmente, mediante las cuales puede ser controlada la anchura eficaz de la cámara de baja presión transversalmente a la dirección de transporte, dependiendo del número de compartimentos 6' que en el momento estén conectados, en cuando a la presión (negativa), con el compartimento central 6. Por tanto, la cámara 3 de baja presión puede ser adaptada a la anchura de las hojas 1 alimentadas.

En la mesa 4 de alimentación, un cierto número de árboles 15 están dispuestos paralelos entre sí, transversalmente a la dirección de transporte, y están espaciados de modo esencialmente equidistante. Cada árbol 15 es accionado mediante un motor separado, preferiblemente un servomotor 16 que está conectado a una unidad de control o un sistema 20 de control que será explicado más adelante. Los árboles 15 pueden extenderse a través de toda la cámara 3 de baja presión (véase la figura 2) o, como se ha ilustrado en la figura 1, estar divididos en dos porciones 15' de árbol separadas que están alineadas una con otra teniendo un motor 16 cada una. Es también posible permitir que algunos de los árboles 15 estén divididos (preferiblemente los árboles más próximos a la pared extrema 12) y dejar los otros árboles sin ser divididos. Ventajosamente, la distancia relativa entre los árboles 15 es mantenida tan pequeña como es posible. Los árboles 15 están articulados en las paredes 8 de partición y están en el mismo plano (horizontal). Una pluralidad de ruedas 17 están dispuestas de modo fijo (y desmontable) en cada árbol 15 y tienen un revestimiento de fricción, por ejemplo, de poliuretano sobre su superficie periférica. Cuando se usan árboles individuales 15, la distancia entre árboles adyacentes puede hacerse tan pequeña que la rueda 17 de un árbol sobresalga entre las ruedas adyacentes de los árboles contiguos como se muestra en la figura 2. En esta figura, es también evidente que la pared extrema 12 en este caso puede tener una forma ondulada o corrugada mostrada en una vista en planta desde arriba.

La mesa 4 de alimentación se proporciona con una pluralidad de aberturas 18 cuyo número corresponde al número total de ruedas 17 y las ruedas 17 sobresalen una corta distancia (alrededor de 3 a 5 mm) por encima de la mesa de alimentación, véanse las figuras 3 y 4. Las aberturas 18 no ajustan apretadamente alrededor de las ruedas 17, por lo que una presión negativa se genera en el lado superior de la mesa 4 de alimentación por medio del efecto de aspiración de los compartimentos 6, 6' de baja presión, como se ha descrito anteriormente. La distancia relativa entre las ruedas 17 se establece de tal manera que la rueda (más baja) no se aplasta entre las ruedas debido a la presión negativa. La presión negativa entre la hoja inferior y el lado superior de la mesa de alimentación origina que la hoja sea comprimida contra las ruedas revestidas y está asegurada porque hay, mediante un amplio margen, una fuerza de fricción más alta entre la hoja y las ruedas que entre la hoja inferior y la siguiente. La fuerza es tan superior que hay margen suficiente para la contribución de la aceleración mediante la hoja inferior para evitar el deslizamiento. Además, esta disposición proporciona un momento mínimo de inercia.

La distancia entre los árboles, los diámetros de las ruedas, la distancia entre las ruedas y la mesa de alimentación están adaptados de modo que las hojas finas no se aplastan y además hay una retención segura de la hoja durante la fase de alimentación. Las ruedas se solapan para obtener la máxima capacidad de soporte en relación con las hojas.

Un soporte de hojas o una "puerta" 19 está dispuesto de modo esencialmente vertical por encima de la mesa 4 de alimentación, paralelo a los árboles 15 de las ruedas y a una distancia de la mesa de alimentación que es algo mayor que el espesor de una hoja. Preferiblemente, el soporte 19 de hojas es desplazable en su plano, de modo que la separación entre el soporte de hojas y la mesa de alimentación puede ser adaptada a diversos espesores de hoja. La cámara 3 de baja presión se extiende más allá del soporte 19 de hojas y uno de los árboles 15, es decir del árbol 15(4) en la figura 3, está posicionado esencialmente en el mismo plano que el soporte de hojas, lo cual proporciona una alimentación fiable de la hoja inferior más allá del soporte 19 de hojas hacia el dispositivo 2 de transporte.

Como es evidente en las figuras 1 a 3, el dispositivo según la invención comprende también una segunda cámara 21 de baja presión, que está diseñada en correspondencia con la primera cámara 3 de baja presión y cuya mesa 22 de alimentación constituye una prolongación de, o está integrada con, la mesa 4 de alimentación, es decir, las mesas 3 y 22 están en el mismo plano. Como es evidente además en la figura 3, las cámaras de baja presión están unidas una con otra (tienen una pared extrema 12 común, véanse las figuras 1 y 2) y la segunda cámara 21 de baja presión está posicionada entre la primera cámara 3 de baja presión y dicho dispositivo 2 de transporte. El compartimento 23 de baja presión central de la segunda cámara 21 de baja presión, en comparación con la cámara 6 de baja presión central, está conectado con un ventilador de aspiración o una bomba de aspiración que no es necesariamente la misma que la del compartimento 6 de baja presión, es decir, la presión negativa puede ser diferente en los compartimentos 6 y 23 de baja presión. Además, los compartimentos 23' de baja presión, que están dispuestos a cada lado, así como las aberturas 13 y las aletas 14 que están dispuestas en la segunda cámara de baja presión. Además, al menos el último árbol 24(6) (en la dirección de transporte), en la segunda cámara 21 de baja presión puede estar dividido en dos porciones 24a y 24b de árbol, que han sido examinadas en relación con los árboles 15 de la primera cámara 3 de baja presión y, preferiblemente, en ciertas aplicaciones, todos los árboles 24 en la segunda cámara 3 de baja presión están divididos de una manera indicada y cada porción 24a, 24b de árbol tiene su propio motor 25 que está conectado a dicha unidad 20 de control. En otras aplicaciones ningún árbol 24 está dividido, compárese la figura 2. Preferiblemente, el espaciamiento de los árboles 24 de la segunda cámara de baja presión, y la distancia entre el último árbol 15(4) de la primera cámara de baja presión en la dirección de transporte y el primer árbol 24(5) de la segunda cámara de baja presión en la dirección de transporte, es el mismo que el espaciamiento de los árboles 15 de la primera cámara de baja presión, lo cual es evidente en las figuras 1 a 3. Más preferiblemente, la distancia entre los árboles 15(4) y 24(5) es más corta que la distancia entre los árboles 15 en la primera cámara de baja presión y entre los árboles 24 en la segunda cámara 21 de baja presión, respectivamente.

Como ocurre en los árboles 15 en la primera cámara de baja presión, los árboles 24 en la segunda cámara 21 de baja presión están articulados en las paredes 8 de partición y están en el mismo plano (horizontal). Una pluralidad de ruedas 28 están dispuestas de modo fijo (y desmontable) en cada árbol 24 y tienen un revestimiento de fricción, por ejemplo, de poliuretano en su superficie periférica.

Asimismo la mesa 22 de alimentación se proporciona con una pluralidad de aberturas 29 cuyo número es el correspondiente al número total de ruedas 28 y las ruedas 28 sobresalen una corta distancia (alrededor de 3-5 mm) por encima de la mesa de alimentación, véase la figura 3, Las aberturas 29 no están ajustadas apretadamente alrededor de las ruedas 28, por lo que se genera una presión negativa en la cara superior de la mesa 22 de alimentación por medio del efecto de aspiración de los compartimentos 23, 23' de baja presión, que ha sido examinado anteriormente.

La distancia entre los árboles, los diámetros de las ruedas, la distancia entre las ruedas y la mesa de alimentación están configurados de modo que las hojas delgadas no se aplastan y además existe una retención segura de la hoja durante la fase de alimentación. Las ruedas se solapan para conseguir una máxima capacidad de carga en relación con las hojas.

En la segunda cámara 21 de presión, y preferiblemente, en la pared extrema 26 de la cámara más próxima al dispositivo 2 de transporte, están dispuestos uno o más sensores 27, por ejemplo, un par de células fotoeléctricas. Estas están posicionadas a una distancia relativamente grande una de otra, por ejemplo, la correspondiente al ancho de los compartimentos 6, 23 de baja presión centrales como es evidente en las figuras 1 y 2. Los sensores 27 están en un plano común que es paralelo a los árboles 15, 24 (y por tanto también al soporte 19 de hojas) y que es esencialmente perpendicular a las mesas 4, 22 de alimentación. Ellos detectan el borde delantero de la hoja en dos puntos y, por medio de estos, es posible medir el índice de desplazamiento y la oblicuidad de la alimentación, y por medio de la unidad 20 de control y los árboles divididos 24 (y 15), por ejemplo las porciones 24a y 24b de árbol, si es necesario, corregir la desviación medida y los errores angulares desacelerando el motor de accionamiento de una de las porciones (24a) de árbol y/o acelerando la velocidad del motor de accionamiento de la otra porción (24b) de árbol opuesta. Esto se efectúa enviando señales con respecto al borde delantero de la hoja alimentada en la dirección de transporte a la unidad 20 de control que compara el valor real con valores de referencia programados y envía correspondientes directrices de corrección al motor o motores anteriormente mencionados, con las cuales se efectúa la corrección de la posición de la hoja antes de que la hoja sea transferida al dispositivo 2 de transporte. En la figura 5, la unidad 20 de control ha sido ilustrada esquemáticamente conectada solamente a un motor 25, pero como se ha expuesto anteriormente, la unidad de control es capaz de controlar el número de revoluciones de más de un motor. Si se desea compensar la desviación del índice, solamente es necesario disponer un sensor (no mostrado). Este es entonces posicionado en el mismo lugar que uno cualquiera de los sensores 27 en las figuras 1 ó 2, o en un lugar entre sus posiciones. Si solamente se desea la corrección de desviación del índice, ventajosamente ninguno de los árboles está dividido, es decir la realización de la invención según las figuras 2 y 4b.

La unidad 20 de control tiene además otro propósito, es decir, acelerar y desacelerar los árboles 15, 24 y, por tanto, las ruedas 17 y 28 de alimentación, respectivamente, que están unidas a los árboles durante un ciclo de alimentación de hoja, por una parte, para mover las hojas del ciclo de alimentación en el dispositivo de transporte en la línea de producción correcta, y, por otra parte, para impedir que las hojas se atasquen o se dañen en el soporte de hojas o en la separación entre el soporte de hojas y la mesa de alimentación. Esto ha sido ilustrado gráficamente en la figura 6.

En la figura 6 ha sido ilustrado un ciclo de alimentación de una hoja para el dispositivo de alimentación de hojas presentado anteriormente, que es un dispositivo que tiene cuatro árboles 15(1) a 15(4) articulados en la primera cámara 3 de baja presión y dos árboles 24(5) y 24(6) articulados en la segunda cámara 21 de baja presión. La figura 6 muestra la velocidad angular de los árboles en función del tiempo. Como se ha expuesto anteriormente, los motores 16, 25 son controlados individualmente por la unidad de control. En el principio del ciclo de alimentación, todos los motores son arrancados simultáneamente y aceleran la hoja 1, de modo que esta alcanza su valor de referencia de la posición y su valor de referencia de la velocidad.

Los árboles 15(1) a 15(4) son accionados mediante un perfil de velocidades que empieza un ciclo de alimentación con los árboles inmóviles y con la hoja descansando sobre sus ruedas. En el principio de un ciclo de alimentación, todos los motores arrancan simultáneamente y aceleran desde un instante de reposo hasta la línea de producción. Mediante el rozamiento estático entre la hoja y las ruedas, la hoja inferior sigue el movimiento hacia delante y es alimentada hacia delante en la dirección de transporte (flecha 5 en la figura 3).

Cuando la hoja es alimentada hacia delante en el dispositivo de alimentación de hojas, su borde trasero alcanzará puntos de contacto en la periferia de las ruedas. En primer lugar el borde trasero alcanza el árbol 15(1), luego los otros árboles 15(2), 15(3) y 15(4) en sucesión. Para no alimentar la hoja siguiente de la pila, las ruedas han de detenerse inmediatamente antes de que la hoja sea aspirada sobre las ruedas. Véase la curva 15(1) en la figura 6.

El borde trasero de la primera hoja alcanza primero el árbol 15(1) que se detiene inmediatamente, luego el árbol 15(2) que se detiene inmediatamente. Esto se repite para los restantes dos árboles situados antes del soporte 19 de hojas de la mesa. Este modelo de movimiento está programado en el programa de comprobación (perfil de la leva) de la unidad de control para los respectivos árboles. La distancia que la periferia de una rueda de un árbol ha de girar antes de que sea alcanzado el borde trasero, está controlada por el sistema de control y está programada para la longitud de hoja real usada en la máquina en el momento.

Una corta distancia después del soporte de hojas, el borde delantero de la hoja alcanza el árbol 24(5). Esto sucede antes de que la hoja haya acelerado hasta la línea de producción completa, y, por tanto, este árbol también necesita un modelo de movimiento (modelo de leva) que esté destinado al mismo. Este modelo de movimiento no tiene que empezar su movimiento a partir de la velocidad inicial, sino que solamente tiene que recibir la hoja a la velocidad que esta alcanza en el árbol 24(5). Véase la curva 24(5). Esto implica que el trabajo de aceleración y de retardo no ha de ser tan extenso para este árbol como para los cuatro árboles primeros.

Se obtiene, por tanto, una aceleración uniforme de la hoja durante una larga distancia (sin que la hoja "cabecee" entre las ruedas). El pequeño espaciamiento de los árboles permite la alimentación de hojas muy cortas.

Cuando el borde delantero de la hoja alcanza el árbol 24(6), la hoja 1 ha alcanzado la línea de producción de la máquina. El árbol 24(6) se mueve por tanto a un número constante de revoluciones que corresponde a la línea de producción de la máquina, es decir, el árbol 24(6) gira siempre y nunca para de un ciclo de alimentación de una hoja a otro. Véase la curva 24(6).

Para permitir la alimentación de hojas cortas en la dirección de transporte, es ventajoso que los árboles después del soporte de hojas estén tan cerca del soporte de hojas como sea posible. Al mismo tiempo es conveniente que la hoja tenga una aceleración que no sea demasiado fuerte y, por tanto, el árbol que es más próximo al soporte de hojas sigue una leva (modelo de movimiento), mientras que el más alejado gira a una velocidad constante. Como es evidente en la figura 6, la unidad de control está programada para iniciar cada ciclo de alimentación de hoja haciendo girar inicialmente todos los árboles en la primera cámara de baja presión en un sentido opuesto a la dirección de transporte, por lo que la hoja que ha de ser alimentada se mueve hacia atrás una corta distancia fuera del soporte de hojas para desprender el borde delantero de la hoja del soporte de hojas. Posteriormente, los árboles se hacen girar en la dirección de transporte y la hoja puede pasar por debajo del soporte de hojas sin que se dañe o atasque.

La unidad 20 de control está conectada a la velocidad (velocidad de máquina) y posición del dispositivo 2 de transporte o de la operación de tratamiento siguiente (impresión, corte, troquelado o plegado) para adaptar la velocidad de alimentación de la hoja (la aceleración de los motores) y la posición de la hoja a esta. El control de la aceleración y el retardo de las ruedas 17, 28 de alimentación siguen varios principios de control para la alimentación óptima de la hoja. Para obtener una alimentación controlada y uniforme de una hoja a otra, es esencial que la aceleración de la hoja sea lo más lenta posible. No obstante, la menor aceleración origina que la máxima longitud de hoja alimentada o la velocidad de máquina máxima disminuya, por lo que la aceleración todavía se persigue que sea lo más alta posible para el tamaño de hoja y la calidad en cuestión. Si el control se realiza de tal manera que la velocidad de máquina disminuida proporciona una menor aceleración, la adaptación de la aceleración se logra automáticamente. Esto se consigue permitiendo siempre que las hojas sean aceleradas durante una distancia constante que, si la velocidad disminuye, se traduce en una aceleración disminuida.

Cuando la velocidad es disminuida, el retardo disminuirá también y, por tanto, el tiempo que se requiere para que las ruedas se detengan se prolonga, y consecuentemente habrá tiempo suficiente para que la hoja siguiente de la pila sea aspirada sobre las ruedas antes de que estas se hayan detenido. Como un resultado, la capa superficial de la hoja puede ser dañada por las ruedas que giran intensamente contra la misma ("frotamiento") y la hoja puede avanzar hasta el soporte de hojas delantero de una manera incontrolable. Para desacelerar las ruedas de alimentación, es extremadamente importante que esto ocurra lo antes posible y que el tiempo de desaceleración sea transferido a la hoja siguiente que espera para ser alimentada durante el siguiente ciclo de alimentación. Si el control se configura de modo que las ruedas sean siempre desaceleradas/detenidas mediante un momento torsor disponible máximo del motor, el tiempo de desaceleración será siempre todo lo corto que es posible. Consecuentemente, no habrá tiempo suficiente para que la hoja siguiente sea aspirada sobre las ruedas antes de que estas se hayan detenido. Este principio se traduce también en, una velocidad de máquina disminuida, siendo el tiempo el tiempo de desaceleración más corto debido a que la velocidad inicial de las ruedas es inferior. Si la detención está controlada por el retardo que es constante para todas las velocidades de máquina, se obtiene siempre el tiempo de desaceleración más corto posible para cada velocidad de máquina.

Las figuras 7a y 7b ilustran el movimiento giratorio de un árbol para dos velocidades de alimentación diferentes y para un dispositivo de alimentación de hojas convencional, tal como uno que se presenta en el documento US-A-5.006.042 ya examinado. La figura 7a muestra el gráfico de un ciclo de alimentación de hoja que tiene la velocidad máxima y la figura 7b muestra el gráfico de un ciclo de alimentación de hoja que tiene la mitad de velocidad. Como es evidente en estas figuras, el tiempo absoluto durante el cual las ruedas están sometidas a aceleración y retardo es más largo para la figura 7b que muestra un ciclo de alimentación de hoja que tiene la mitad de velocidad. El tiempo t_{S} de retardo se prolonga tanto como se prolonga el tiempo T_{1} de ciclo total. En el caso en que la velocidad se reduce a la mitad, el tiempo de ciclo y el tiempo de retardo son incrementados por un factor 2. Este es un resultado del control de posición actual en el servomecanismo que está basado en un modelo de leva programado (modelo de movimiento), que es un control de la posición en relación con la posición en el ciclo. (Este modo de controlar es práctico puesto que no es necesaria reprogramación alguna en relación con los cambios de velocidad).

Las figuras 8a y 8b muestran la relación correspondiente para el dispositivo de alimentación de hojas según la invención, mostrando la figura 8a el gráfico de un ciclo de alimentación de hoja que tiene velocidad máxima y mostrando la figura 8b el gráfico de un ciclo de alimentación de hoja que tiene mitad de velocidad. El gráfico se refiere a uno de los árboles 15, por ejemplo, el árbol 15(1). El retardo está en un máximo y se produce por medio de un momento torsor de frenado constante en el motor 16 asociado. En la figura 8b la aceleración tiene lugar a velocidad mitad, teniendo el gráfico la misma inclinación que en la correspondiente alimentación de hoja convencional de la figura 7b. La distancia de aceleración es constante independiente de la velocidad. A velocidad mitad, la desaceleración se produce por medio del mismo momento torsor de frenado de motor constante máximo que a la velocidad máxima, por lo que los gráficos de retardo en las figuras 8a y 8b tienen la misma inclinación. Consecuentemente, la distancia de desaceleración se reduce considerablemente a la velocidad mitad en comparación con un ciclo de alimentación de hoja convencional, compárense con las figuras 7a y 7b. Óptimamente, la aceleración y el retardo son por tanto controlados por varios principios de control. La aceleración se produce durante una distancia constante y la detención tiene un retardo constante independiente de la velocidad de máquina. Estos dos principios de control colaboran, de modo que la velocidad de máquina se reduce, se obtienen condiciones más favorables de corrección de la alimentación de hoja tanto para la aceleración como para el retardo, y además el sistema de control puede ser ajustado para proporcionar el comportamiento máximo a la velocidad de máquina máxima. En la práctica estos principios han probado ser difíciles de combinar en el mismo sistema de control.

Para detener la rotación de las ruedas en el tiempo más corto posible independientemente de la velocidad de máquina, las ruedas son por tanto desaceleradas siempre mediante el máximo momento torsor disponible del motor. Desacelerando por medio de un momento torsor máximo constante, la curva de retardo tendrá la misma inclinación (es decir la misma velocidad de desaceleración) independientemente de la velocidad de máquina y una velocidad de máquina inferior proporcionará un tiempo desaceleración más corto. Esto difiere de la utilización de un gráfico estándar (programado en posiciones dentro de un ciclo de máquina), en el que la detención se produce en relación con una posición de detención en el ciclo de máquina. Véanse las figuras 7a y 7b.

La posición de detención se alcanzará más rápidamente por medio del ciclo de alimentación de hoja según la invención que por medio de un gráfico estándar. Esto es factible gracias al hecho de que en el punto en el que el borde trasero de la hoja ha alcanzado las ruedas, los cambios de control de un gráfico estándar están controlados por posiciones dentro del ciclo de máquina para desacelerar por medio de un máximo momento torsor disponible/velocidad solamente. Cuando el ciclo de alimentación siguiente se inicia, la conexión con el modelo y posición de movimiento del árbol de ruedas se producen de nuevo. Esto tiene lugar cuando la velocidad de la rueda es cero, es decir la rueda está en reposo. Este método tiene también la ventaja de que el posible retroceso (es decir ajuste demasiado grande) en el punto de detención no genera error de posición alguno que tenga que ser recuperado, resultando un "frotamiento" adicional. Si surgen problemas con la alimentación de la hoja, por ejemplo, debidos a hojas muy grandes o mala calidad de las hojas, se puede conseguir una alimentación más segura reduciendo la velocidad de máquina.

Otra ventaja es que cambiar la longitud de alimentación significa solamente mover hacia delante o mover hacia atrás la posición en el ciclo de máquina para dejar el control de posición, es decir, se usa el mismo arranque del gráfico siempre independientemente de la longitud de alimentación. Esto da como resultado la ventaja de un nuevo modelo de leva que no tiene que ser descargado cuando se cambia la longitud de alimentación. La figura 9a muestra el gráfico de retardo de varias longitudes de hoja a la velocidad de alimentación de hoja máxima y la figura 9b muestra el gráfico de retardo de diferentes longitudes de hoja a velocidad de alimentación de hoja mitad cuando se usa el dispositivo de alimentación de hoja según la invención. Cuando se usa un ciclo de alimentación estándar según las figuras 7a y 7b, han de ser creados nuevos gráficos que consideren cada nueva longitud de hoja. Esto significa que la máquina ha de detenerse cuando una nueva leva sea descargada para la unidad de control.

El mantenimiento del gráfico cuando se inicia la aceleración de la hoja, proporciona la ventaja de una aceleración absoluta inferior en relación con la velocidad de máquina reducida y, por tanto, un reducido deslizamiento entre la hoja y las ruedas.

La invención no se limita a lo descrito anteriormente o mostrado en los dibujos, sino que puede ser modificada dentro del alcance de las reivindicaciones que se acompañan.

Claims (12)

1. Un dispositivo para alimentar hojas (1) una por una desde una pila de hojas a un dispositivo (2) de transporte para transportar la hoja a una estación de tratamiento, comprendiendo el dispositivo una primera cámara (3) de baja presión con una mesa (4) de alimentación integrada que soporta la pila de hojas, un cierto número de árboles (15) accionados separadamente que están posicionados perpendiculares a la dirección de transporte y están dispuestos en la cámara de baja presión espaciados de modo esencialmente equidistantes entre sí y siendo cada uno portador de una pluralidad de ruedas (17) con revestimiento de fricción, que sobresalen a través de aberturas (18) asociadas en la mesa de alimentación, y un soporte (19) de hojas que está dispuesto verticalmente por encima de la mesa (4) de alimentación y a una cierta distancia de la mesa de alimentación que es algo mayor que el espesor de una hoja (1),

caracterizado porque el dispositivo comprende además una segunda cámara (21) de baja presión, entre la primera cámara (3) de baja presión y dicho dispositivo (2) de transporte, que tiene una mesa (22) de alimentación integrada que constituye una prolongación de la mesa (4) de alimentación de la primera cámara de baja presión, porque un cierto número de árboles (24) está dispuesto en la segunda cámara (21) de baja presión a esencialmente dicha misma distancia uno de otro y que tienen dicha distancia de separación entre árboles adyacentes (15(4) y 24(5)) en la primera cámara (3) de baja presión y en la segunda cámara (21) de baja presión, respectivamente, siendo portador cada árbol (24) en la segunda cámara (21) de baja presión de una pluralidad de ruedas (28) con revestimiento de fricción, que sobresalen a través de aberturas (29) asociadas en la mesa (22) de alimentación de la segunda cámara de baja presión, porque al menos un sensor (27) está dispuesto entre la segunda cámara (21) de baja presión y dicho dispositivo (2) de transporte, estando destinado el sensor (27) a detectar la posición del borde delantero de la hoja (1) alimentada y a enviar señales a una unidad (20) de control, y porque la unidad (20) de control está destinada a corregir, si es necesario, la posición del borde delantero de la hoja (1) controlando los motores (16, 25) de los árboles (15, 24).

2. Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno de dichos árboles (24(6)) comprende dos porciones (24a, 24b) de árbol espaciadas entre sí que están alineadas una con otra y que son accionadas cada una por un motor (25) separado, porque al menos dos sensores (27) están dispuestos a una cierta distancia uno de otro, paralelamente a dichos árboles (15, 24) y entre la segunda cámara (21) de baja presión y dicho dispositivo (2) de transporte, estando destinados los sensores (27) a detectar la posición del borde delantero de la hoja (1) alimentada y a enviar señales a la unidad (20) de control, y porque la unidad (20) de control está destinada a corregir, si es necesario, la posición angular del borde delantero de la hoja controlando el motor (25) de accionamiento de dicha al menos una porción (24a, 24b) de árbol.

3. Un dispositivo según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la primera cámara (3) de baja presión se extiende más allá del soporte (19) de hojas, y porque uno de los árboles (15(4)) está posicionado esencialmente en el mismo plano que el soporte (19) de hojas.

4. Un dispositivo según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque cada cámara (3, 21) de baja presión comprende un cierto número de paredes (8) de partición que están orientadas transversalmente a dichos árboles (15, 24) y dividen cada cámara de baja presión transversalmente a la dirección de transporte de las hojas en compartimentos (6, 6') separados, porque una fuente de vacío está conectada a un compartimento (6, 23) separado dispuesto centrado en cada cámara (3, 21) de baja presión, y porque cada pared (8) de partición presenta al menos una abertura (13) que puede ser obturada por medio de una aleta accionable (14).

5. Un dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque cada cámara (3, 21) de baja presión está conectada a una fuente de vacío asociada diferente.

6. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el árbol (24(6)) en la segunda cámara (21) de baja presión que es el posicionado más próximo a los sensores (27) está dividido en dos porciones de árbol.

7. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha unidad (20) de control está conectada a cada motor (16, 25) para arrancar simultáneamente y acelerar los árboles (15) y las ruedas (17) asociadas en la primera cámara (3) de baja presión, para mover la hoja que descansa sobre las ruedas (17) en la dirección de transporte (5), y para hacer que estos árboles (15) se detengan en sucesión cuando el borde trasero de la hoja (1) deja las respectivas ruedas (17), porque la unidad (20) de control está dispuesta para reducir la velocidad del árbol (24(5)) en la segunda cámara (21) de baja presión más cerca del soporte (19) de hojas al final de cada ciclo de alimentación de hoja y hacer que los árboles restantes (24(6)) en la segunda cámara (21) de baja presión giren continuamente con el mismo número de revoluciones, pero permitiendo dicha corrección de la posición angular del borde delantero de la hoja (1).

8. Un dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad (20) de control en el principio de cada ciclo de alimentación de hoja hace que todos los árboles (15) en la primera cámara (3) de baja presión giren en la dirección opuesta a la dirección (5) de transporte y posteriormente hace que los árboles (15) giren en la dirección de transporte.

9. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad (20) de control está conectada a dicho dispositivo (2) de transporte para adaptar la aceleración de los motores (16, 25) a la velocidad del dispositivo de transporte, al mismo tiempo que la unidad (30) de control está destinada a detener los motores (16, 25) por medio del momento torsor máximo disponible con independencia de la velocidad del dispositivo (2) de transporte.

10. Un método para alimentar hojas (1) una por una desde una pila de hojas en un dispositivo de alimentación a un dispositivo (2) de transporte para transportar la hoja a una estación de tratamiento, comprendiendo el dispositivo de alimentación una cámara (3) de baja presión con una mesa (4) de alimentación integrada que soporta la pila de hojas, un cierto número de árboles (15) accionados separadamente que están posicionados perpendiculares a la dirección de transporte y están dispuestos en la cámara de baja presión esencialmente equidistantes entre sí y los cuales pueden ser portadores de una pluralidad de ruedas (17) con revestimiento de fricción, que sobresalen a través de aberturas (18) asociadas en la mesa de alimentación, y un soporte (19) de hojas que está dispuesto verticalmente por encima de la mesa (4) de alimentación y a una distancia de la mesa de alimentación que es algo mayor que el espesor de la hoja (1), siendo alimentada la hoja inferior en la pila al dispositivo de transporte, al mismo tiempo que se impide que la segunda hoja inferior sea movida por medio de dicho soporte (19) de hojas, y la superficie de la hoja más baja y de la segunda hoja inferior, respectivamente, que está expuesta al dispositivo de alimentación es sometida a aspiración para incrementar la presión de contacto contra dichas ruedas (17), caracterizado porque las ruedas (17) que estaban inmóviles en el inicio de cada ciclo de alimentación, son obligadas a girar, por medio de una unidad (20) de control que está conectada a los motores (16) de accionamiento de los árboles (15) y dicha estación de tratamiento, para acelerar la hoja (1), de modo que esta alcanza su valor de referencia de la posición y su valor de referencia de la velocidad que dependen del paso de trabajo de la estación de tratamiento, y porque las ruedas respectivas (17), cuando la hoja 1 deja la rueda (17), son llevadas a una situación de reposo por medio del momento torsor de frenado máximo disponible.

11. Un método según la reivindicación 10, caracterizado por las operaciones mover en primer lugar, en el inicio de cada ciclo de alimentación de hoja, la hoja inferior (1) una distancia mínima en la dirección opuesta a la dirección (5) de transporte y posteriormente mover la hoja en la dirección de transporte.

12. Un método según la reivindicación 10, caracterizado por la operación de detectar, al final de cada ciclo de alimentación de hoja, la alineación del borde delantero de la hoja (1) en la dirección (5) de alimentación y, si es necesario, corregir la posición y/o la posición angular del borde delantero de la hoja antes de que la hoja sea alimentada a dicho dispositivo (2) de transporte controlando los motores de accionamiento de los árboles.