ES2243191T3

ES2243191T3 - Metodo para almacenar material en tira.

Info

Publication number: ES2243191T3
Application number: ES00127748T
Authority: ES
Inventors: Brandy Cynn Barker; Donald Chester Kubinski; Rodney Taylor Moffatt; Christopher David Dyrlund
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: EP1149787B1; EP1149787A2; EP1149787A3; DE60020215D1; BR0005947A; CA2320583A1; US6330984B1; DE60020215T2; JP2001192155A

Abstract

Método para distribuir un separador continuo (12) en una bobina (4) sobre la cual se enrolla, la bobina presentando un eje de rotación, donde el método incluye la fase de reducción de la anchura efectiva del separador continuo (12) antes de ser enrollado en la bobina (4) mediante la conformación del separador (12) con una sección transversal arqueada con un medio de formación (32, 32¿), el medio de formación pudiendo girar también alrededor de un eje (35) paralelo al eje de la bobina (4), caracterizado por desplazar el eje de rotación del medio de formación (35) en dirección vertical al mismo tiempo que se enrolla el separador (12) sobre la bobina (4) y mantener el eje de rotación del medio de formación (35) paralelo a la bobina (4).

Description

Método para almacenar material en tira.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método y a un aparato para el almacenamiento de un material en tira. Más específicamente, la presente invención se refiere a un método y a un aparato para la disposición de una tira continua de material sobre una bobina.

Antecedentes de la invención

La presente discusión se refiere específicamente a la fabricación de un material en tira para la construcción de neumáticos; no obstante, el estado de la técnica y la invención descrita también se pueden aplicar a otros tipos de producción donde sea necesario almacenar material en tira.

Cuando se forma un componente en tira, puede ser deseable almacenar el componente de una manera que prevenga la destrucción o alteración de cualquier configuración preformada de la sección transversal. Esto se realiza frecuentemente mediante el almacenamiento del componente en un dispositivo de almacenamiento de bobina en espiral. El componente es colocado sobre un separador que está enrollado en espiral en el interior de la bobina. El espacio entre las filas adyacentes del separador enrollado en espiral impide que las capas adyacentes de material enrollado estén en contacto, de tal manera que se mantiene la configuración de la sección transversal preformada del componente en tira.

Las patentes US-A 5,412,132, JP-A 61-111261 y EP-A 621,124 ilustran dispositivos de almacenamiento de este tipo. La patente US-A 5,412,132 expone una bobina con salientes escalonados donde un separador de anchura creciente se apoya sobre los salientes escalonados para soportar el componente en el interior del dispositivo de almacenamiento de bobina. La patente JP-A 61-111261 expone una bobina formada con protuberancias para que descansen los bordes de un separador. La patente EP-A 621,124 expone un dispositivo de almacenamiento de bobina en espiral en el que los bordes del separador se apoyan en unas ranuras en espiral continua formadas sobre la cara interna de los salientes de la bobina.

La patente US-A 4,171, 107 expone un método de enrollamiento para bandas de papel.

Puesto que el espacio provisto para los bordes del separador presenta unas dimensiones relativamente pequeñas, el separador debe ser alimentado de forma precisa en la bobina de almacenamiento. La patente JP-A 61-111261 expone la alimentación del separador en primer lugar a través de una placa metálica fija. La placa tiene una forma arqueada con lados en saliente que proporcionan a la placa una anchura inferior a la anchura del separador. El separador es alimentado a través de la placa, por el interior de los salientes, reduciendo la anchura efectiva del separador. Después de pasar por la placa, el separador es alimentado sobre la bobina previamente. El separador recupera su anchura original una vez colocado sobre la bobina, lo que se conoce en la técnica como "recuperación" de la forma del separador.

La patente EP-A 621,124 expone también la reducción de la anchura efectiva del separador antes de ser alimentado en su posición sobre la bobina en espiral. Se describen tres métodos diferentes de reducción de la anchura del separador. Dos métodos emplean unas barras curvadas a través de las cuales pasa el separador. Las barras curvadas tienen una relación angular fija con la vara sobre la cual están fijadas las barras. El tercer método descrito emplea dos pares de barras desviadoras. El primer par desvía en primer lugar los bordes del separador y el segundo par se desliza con respecto a la bobina de espiral para asegurar el posicionamiento adecuado del separador sobre la bobina.

Aunque con los métodos descritos arriba se consigue el objetivo de alimentar el separador en la bobina en espiral, estos métodos requieren una disposición precisa del separador para evitar que el separador se salga de su sitio, y evitar pliegues y arrugas. Cuando ocurren estos problemas con el separador, la fabricación continua del componente debe ser detenida para resolver el problema. La presente invención se refiere a un método para la distribución del separador en la bobina en espiral de una manera y mediante un aparato que supera estas limitaciones y consecuencias de los sistemas de distribución conocidos.

Resumen de la invención

La presente invención se refiere a un método mejorado para la distribución de un material en tira continua en una bobina sobre la cual debe ser enrollado. El método incluye la fase de reducción de la anchura efectiva del material en tira continua antes de ser enrollado sobre la bobina mediante la conformación del material en tira en una sección transversal arqueada. El medio de formación puede girar alrededor de un eje paralelo al eje de la bobina. El método incluye el movimiento del eje de rotación del medio de formación al mismo tiempo que se enrolla el material en tira sobre la bobina, y el mantenimiento del eje de rotación del medio de formación paralelo a la bobina.

Otro aspecto de la invención incluye el movimiento del eje de rotación del medio de formación en una dirección vertical.

En otro aspecto de la invención, el medio de formación incluye varios grupos de rodillos que interactúan para reducir la anchura efectiva del material en tira. El medio de formación también puede estar definido por una ranura totalmente cerrada, que mantiene la anchura efectiva reducida del material en tira.

Breve descripción de los dibujos

La invención se va a describir a través de un ejemplo y en referencia a los dibujos anexos en los que:

Fig. 1 ilustra un aparato para enrollar un componente en tira;

Fig. 2 ilustra la bobina en espiral mientras el componente en tira y el separador están siendo enrollados sobre la misma;

Fig. 3 es una vista en sección transversal de la bobina en espiral a lo largo de la línea 3-3 de la Fig. 2;

Fig. 4 es una vista en perspectiva del dispositivo de preformación;

Fig. 4A es una vista desde arriba del dispositivo de preformación;

Fig. 4B es una vista desde abajo del dispositivo de preformación;

Fig. 5 ilustra el dispositivo de preformación;

Fig. 6 ilustra el sistema de distribución del separador; y

Fig. 7 ilustra una segunda forma de realización del dispositivo de preformación.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

En referencia a la Fig. 1, se ilustra un aparato, que incorpora la presente invención, para el enrollamiento y el almacenamiento de un componente en tira. El aparato comprende una bobina 4 en la que se enrolla el componente en tira 10, un medio de desenrollado 6 para el componente en tira 10, y un sistema de distribución 8 para el separador 12 sobre el cual se va a colocar el componente en tira 10. La bobina 4 está montada sobre un árbol 14 que coincide con el eje de la bobina 4 y encima del cual gira la bobina 4. Al girar la bobina 4, el separador 12 es alimentado desde un lado de la bobina 4 desde una bobina del separador 13, mientras que el componente en tira 10 es posteriormente depositado sobre el separador 12 desde el otro lado de la bobina 4. El componente en tira 10 puede ser elementos no vulcanizados de los neumáticos, como las paredes laterales, la banda de rodadura, el ápice u otros materiales en tira que puedan ser susceptibles de un aplastamiento en los mecanismos de almacenamiento convencionales.

La bobina 4 tiene un primer y un segundo saliente, ver la Fig. 3. Cada uno de los salientes tiene una superficie externa axialmente 20 y una superficie interna axialmente 22. Las superficies internas axialmente 22 del primer y el segundo saliente tienen cada una, una ranura en espiral continua 24. Las ranuras 24 están adaptadas para recibir los bordes 26 del separador 12. Las ranuras 24 tienen un radio que crea una distancia radial entre los giros adyacentes de cada ranura 24, que es superior al grosor combinado del separador 12 y del componente en tira 10 que se va a enrollar en la bobina. La superficie interna radialmente 28 de cada ranura 24 está biselada hacia abajo en la dirección del eje central de la bobina 4. En una construcción preferida, la superficie interna radialmente 28 está biselada de tal manera que forma un ángulo de aproximadamente 10° con una línea paralela al eje de la bobina 4. El objetivo del biselado es facilitar la inserción y la extracción de los bordes del separador 26.

El separador 12 tiene una anchura suficiente para extenderse entre los salientes de la bobina y permite que los bordes del separador 26 se apoyen en el interior de las ranuras en espiral 24. El separador 12 debe estar formado con un material suficientemente fuerte para que el peso del componente en tira 10, cuando es enrollado en el interior de la bobina 4, no haga que el separador 12 se desvíe y haga contacto o aplaste el componente 10 almacenado sobre los enrollamientos internos radialmente del componente 10 y del separador 12. Los materiales preferidos para el separador 12 incluyen tereftalato de polietileno rígido, polipropileno y otros materiales similares.

La bobina 4 se define también por una serie de aberturas 30 en las superficies externas axialmente 20 de los salientes 16, 18, ver figura 2. Puesto que el componente en tira 10 es preferiblemente cargado sobre la bobina 4 directamente desde un extrusor, éste está todavía caliente y en varias fases de polimerización. Las aberturas 30 de la bobina 4 permiten que el aire fluya hacia atrás y hacia adelante por las aberturas 30 y por encima del componente en tira 10.

Como se ha comentado previamente, para una distribución apropiada del separador 12 en la bobina 4, es necesario reducir la anchura efectiva del separador 12, es decir, conformar el separador 12 en una configuración de sección transversal arqueada. Esto se realiza en el interior del sistema de distribución del separador 8 que incorpora un dispositivo de preformación 32 montado sobre un par de guías de Thomson 34; las guías de Thomson 34 permiten que el dispositivo de preformación 32 se desplace verticalmente. El dispositivo de preformación 32 está montado en las guías de Thomson 34 mediante la caja de cojinete 50. La caja de cojinete 50 está provista de un casquillo interno. El casquillo permite al dispositivo de preformación 32 pivotar libremente alrededor de un eje longitudinal 35, permitiendo que el dispositivo de preformación 32 se mantenga en una alineación perpendicular con respecto al separador 12 mientras que el separador 12 pasa por el dispositivo de preformación 32. El dispositivo de preformación 32 es el medio de formación que conforma el separador 12 en la configuración de sección transversal arqueada deseada.

En una forma de realización, el dispositivo de preformación 32 tiene tres grupos de rodillos de interacción 36, 38, 40 montados sobre las estructuras finales 42, ver Fig. 4, 4A, 4B, 5. Los grupos de rodillos 36, 38, 40 interactúan para conformar el separador 12 en una configuración curvada deseada antes de la inserción del separador 12 en la bobina 4. El primer grupo de rodillos 36 puede ser definido como rodillos deflectores superiores, el segundo grupo de rodillos 38 son los rodillos deflectores de borde, y el tercer grupo de rodillos 40 puede ser definido como rodillos de soporte de la parte inferior.

El grupo de rodillos deflectores superiores 36 está montado sobre un árbol 44 y tiene al menos dos rodillos de tamaños diferentes 46, 48. Un rodillo central 46 presenta el diámetro relativo mayor y dos rodillos de diámetro más pequeño 48 están montados sobre el árbol 44 equidistantes al rodillo central 46. Los rodillos 46, 48 están montados sobre unos cojinetes que giran alrededor del árbol 44. El árbol 44 se extiende a través de cada estructura final 42 y hacia el interior de una caja de cojinete 50. El árbol 44 se apoya en el cojinete interno de la caja de cojinete 50. Esta configuración del grupo de rodillos deflectores superiores 36, junto con el segundo y el tercer grupo de rodillos 38, 40, dobla el separador 12 mientras pasa por debajo del grupo de rodillos deflectores 36, reduciendo el diámetro efectivo del separador 12.

Existen dos grupos de rodillos deflectores de borde 38, un grupo 38 fijado en cada estructura final 42. Cada grupo de rodillos deflectores de borde 38 está compuesto preferiblemente por dos rodillos de distinto tamaño 52, 54. Hay un único rodillo corto central 52 y dos rodillos largos externos 54. El rodillo central 52 está alineado con el árbol 44 de la primera serie de rodillos 36, y se inclina preferiblemente en un ángulo con respecto al árbol 44. Los rodillos largos 54 se extienden en un ángulo con respecto al árbol del primer grupo de rodillos, en una dirección opuesta al rodillo corto 52, y están fijados a la estructura final 52 correspondiente adyacente al rodillo corto 52. Los rodillos 52, 54 están montados sobre unos cojinetes, de tal forma que cada rodillo 52, 54 puede girar a lo largo de su eje longitudinal mientras que el separador pasa a través del dispositivo de preformación. Los rodillos cortos 52 limitan el movimiento vertical y horizontal de los bordes del separador 26 y los rodillos largos 54 soportan el separador 12 desde la parte inferior, de manera que mantienen la configuración arqueada del separador.

El grupo de rodillos de soporte del lado inferior 40 está montado sobre un árbol 56 que se extiende entre las estructuras finales 42. El grupo 40 comprende dos rodillos idénticos 58 situados equidistantes al punto central del árbol 56. El árbol 56 está montado sobre el mismo eje longitudinal de las estructuras finales 42, al igual que el árbol del primer grupo 44. Los rodillos 58 tienen una configuración conoide, donde el diámetro mayor de los rodillos 58 está enfrente de las estructuras finales 42. Los rodillos 58 están montados sobre unos cojinetes para permitir la rotación alrededor del árbol 56. Preferiblemente, para proporcionar un soporte consistente al separador 12, la superficie externa de los rodillos 58 son directamente adyacentes a la superficie externa de los rodillos largos 54 de los segundos grupos 38. En caso necesario, se puede instalar un rodillo pequeño centralmente entre los dos rodillos 54 para soportar el lado inferior del punto más central del separador 12.

Los expertos en la técnica apreciarán el hecho de que, aunque se ha descrito una combinación y una construcción particular de los rodillos, los rodillos descritos anteriormente se pueden sustituir por otro tipo de rodillo, siempre que se mantenga la vía en forma de canal deseada para que el separador 12 se desplace a través de la misma al pasar por el dispositivo de preformación 32.

Como se ha indicado más arriba, el árbol 44 se extiende a través de las estructuras finales 42 hasta el interior de una caja de cojinete. La caja de cojinete permite que el dispositivo de preformación 32 pivote alrededor del eje longitudinal 35 del árbol 44, ver Fig. 1 y 6, mientras que el dispositivo de preformación 32 se desplaza hacia arriba y hacia abajo por las guías de Thomson 34. La caja de cojinete 50 está provista con un casquillo interno. El árbol 44 se apoya sobre el casquillo. El casquillo permite que el árbol 44 pivote libremente alrededor del eje longitudinal 35 del árbol 44, permitiendo que dispositivo de preformación 32 permanezca en una alineación perpendicular con respecto al separador 12, mientras que el separador 12 pasa a través del dispositivo de preformación 32. Es la rigidez del separador 12 al pasar por el dispositivo de preformación 32 lo que hace pivotar el dispositivo de preformación 32. El dispositivo de preformación 32 se desplaza también por las guías de Thomson 34 con el fin de mantener la alineación del separador 12 que sale del dispositivo de preformación 32 en la posición en la que el separador 12 es alimentado sobre la bobina 4. Esto permite una transición más suave del separador 12 desde la bobina del separador 13 hacia la bobina de almacenamiento 4. De esta manera, durante la operación del sistema de distribución del separador 8, el dispositivo de preformación 32 se mueve en dos direcciones diferentes alrededor de dos planos diferentes. El dispositivo de preformación 32 gira alrededor de un eje individual 35, paralelo al eje de la bobina 4, y se traslada verticalmente a lo largo de las guías de Thomson 34. Esta combinación de movimientos es lo que mantiene el separador 12 en la configuración de distribución y orientación deseada con respecto a la bobina 4, y permite depositar el separador 12 de forma adecuada dentro de la bobina de almacenamiento 4.

Adyacentes a la bobina 4 hay un grupo de barras desviadoras 60 montadas sobre una plataforma de deslizamiento 62. La plataforma de deslizamiento 62 se puede trasladar a lo largo de una guía 64 que está montada en una base 66 de una estructura 68, sobre la cual está montada la bobina 4. Las barras desviadoras 60 presentan un codo 70 cerca de su punto central, el cual está diseñado para adaptar las limitaciones de un equipamiento ya existente. Si se configuran bobinas, estructuras y desenrolladores nuevos para implementar el aparato, este codo 70 ya no es necesario. El objetivo de la plataforma de deslizamiento 62 consiste en ajustar las cualidades desviadoras de las barras desviadoras 60 a medida que la bobina 4 se llena con el separador 12 y el componente en tira 10. Cuando la bobina 4 está casi vacía, las barras desviadoras 60 están bastante próximas al eje de la bobina 4. A medida que la bobina 4 gira y se llena con el separador 12 y el componente en tira 10, las barras desviadoras 60 se deslizan radialmente hacia al exterior del eje de la bobina 4.

En referencia a las Fig. 1 y 3, se va a describir el método mediante el cual el separador 12 y el componente en tira 10 son cargados sobre la bobina 4. Cuando la bobina 4 está vacía y preparada para el almacenamiento del material en tira 10, se enrolla aproximadamente una revolución del extremo del separador 12 alrededor del núcleo 72 de la bobina 4 y se fija a la misma por medios como cintas de Velcro 74. Los bordes del separador 26 se enroscan inicialmente en el interior de la primera abertura de la ranura 24. Una vez que el separador 12 ha sido correctamente enroscado en la ranura 24, sigue el modelo en espiral de la ranura 24 y continúa de esta manera siendo enroscado dentro de la bobina 4 completa mientras los bordes del separador 26 entran dentro de la ranura 24. Cuando la bobina 4 gira 180°, una tira extrudida recientemente de componente en tira 10 se dispone sobre la superficie radialmente externa del separador 12. El proceso continúa con la bobina 4 en rotación y la carga del separador 12 y del componente de tira 10 en el interior de la bobina 4 en una forma espiral hasta que se llena la bobina 4.

Una forma de realización alternativa del dispositivo de preformación 32' está ilustrada en la Fig. 7. El dispositivo de preformación 32' está formado por un único bloque 78 de material ligero. Una ranura 80 que corresponde a la curvatura deseada, es decir a la anchura efectiva reducida, del separador 12 es cortada dentro del bloque 78. Están provistos unos marcos 82 en cada extremidad del bloque 78, de tal manera que el dispositivo de preformación 32' puede estar fijado a las cajas de cojinete 50. El dispositivo de preformación 32' actúa de forma similar al dispositivo de preformación 32, en la medida en que, debido a los casquillos internos en las cajas de cojinete 50, el dispositivo de preformación 32' puede girar alrededor de un eje longitudinal 85, paralelo al eje de la bobina 4, con el fin mantener una relación perpendicular con el separador 12. Aunque el bloque 78 está ilustrado como un elemento rectangular, se apreciará el hecho de que los bordes longitudinales 84 del bloque 78 pueden ser suavizados para asimilarse más a una configuración cilíndrica o tubular.

Al menos un rodillo 86 está montado encima del bloque 78. Se ha ilustrado un par de rodillos 86 montados en unas placas laterales 88. Los rodillos 86 están montados de tal manera que giran libremente. Estos rodillos 86 se emplean cuando el componente en tira 10 es distribuido en el separador 4 desde el mismo lado de la bobina 4 que el separador 12 y guía el componente en tira 10 sobre el dispositivo de preformación 32'. En dicho método de distribución, el separador 12 pasa a través del dispositivo de preformación 32' mientras que el componente en tira 10 se desplaza por encima del dispositivo de preformación 32'. Para la forma de realización ilustrada en las Figs 3-6, el componente en tira 10 puede pasar sobre el rodillo central 46, o bien el dispositivo de preformación 32 puede estar provisto con un cilindro separado, u otro aparato similar, montado sobre el dispositivo de preformación 32 para guiar el componente en tira 10 sobre el dispositivo de preformación 32.

El movimiento doble del dispositivo de preformación 32, 32' permite distribuir el separador 12 en la bobina 4 con una configuración más consistente, puesto que el separador 12 no debe desplazarse por ninguna distancia extensa en la que pueda alterarse la configuración arqueada, y aplica una menor tensión y rigidez sobre el separador 12. Esto aumenta la duración de vida del separador, reduciéndose los periodos de detención de la fabricación, y mejora la exactitud del emplazamiento del componente en tira 10 depositado sobre el separador 12, lo que a su vez mejora la uniformidad del producto final fabricado en el que se ensambla el componente en tira 10. Además, el sistema de distribución 8 y el dispositivo de preformación 32, 32' son más fáciles de cargar que los dispositivos de preformación convencionales debido a su tamaño compacto. Esto reduce también el periodo de detención de la fabricación, y aumenta la vida del separador.

Claims

1. Método para distribuir un separador continuo (12) en una bobina (4) sobre la cual se enrolla, la bobina presentando un eje de rotación, donde el método incluye la fase de reducción de la anchura efectiva del separador continuo (12) antes de ser enrollado en la bobina (4) mediante la conformación del separador (12) con una sección transversal arqueada con un medio de formación (32, 32'), el medio de formación pudiendo girar también alrededor de un eje (35) paralelo al eje de la bobina (4),caracterizado por desplazar el eje de rotación del medio de formación (35) en dirección vertical al mismo tiempo que se enrolla el separador (12) sobre la bobina (4) y mantener el eje de rotación del medio de formación (35) paralelo a la bobina (4).

2. Método según la reivindicación 1, donde el medio de formación (32, 32') comprende múltiples grupos de rodillos (36, 38, 40) que interactúan para reducir la anchura efectiva del separador (12).

3. Método según la reivindicación 2, donde al menos uno de los grupos de rodillos (36) gira alrededor del eje de rotación del medio de formación (32, 32').

4. Método según la reivindicación 1, donde el medio de formación (32, 32') comprende una ranura cerrada (80).