ES2251581T3 - Cabeza extensora, particularmente para extender material termoplastico. - Google Patents
Cabeza extensora, particularmente para extender material termoplastico.Info
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Abstract
Una cabeza extensora (1), particularmente para extender material termoplástico en un componente intermedio, comprendiendo: al menos una válvula (4) que tiene un cuerpo (5) con una aguja (6) movible en él y una copa (8); un primer conducto (2) para alimentar material termoplástico en estado fluido, tal como adhesivo, a al menos dicha una válvula (4); un segundo conducto (9), conectado en comunicación fluida a dicha copa (8), para extender dicho material termoplástico en un sustrato, dicha aguja (6) siendo movible en dicho cuerpo (5) entre una posición abierta en la que permitir el pasaje de flujo de material termoplástico desde dicho primer conducto (2) a dicho segundo conducto (9), y una posición cerrada en la que la aguja (6) interfiere con dicha copa (8) para detener el flujo de material termoplástico; y medios de activación y detección para activar y detectar el posicionamiento selectivo de dicha aguja (6), dichos medios de activación y detección comprendiendo una primera toma (11) parala inyección de un fluido de activación presurizado adaptado para mover dicha aguja (6) al menos a la posición abierta y al menos un sensor (20), caracterizada por el hecho de que dicho al menos un sensor es un sensor de presión (20) dispuesto o bien conectado a dicha primera toma (11), o en el circuito de aire corriente arriba de la primera toma (11), para captar la presión del fluido de activación presurizado y proveer una confirmación de la posición de la aguja (6) al menos en la condición abierta.
Description
Cabeza extensora, particularmente para extender
material termoplástico.
La presente invención hace referencia a una
cabeza extensora particularmente para extender material
termoplástico sobre un componente intermedio.
Las cabezas extensoras conocidas son actualmente
utilizadas que normalmente están dispuestas transversalmente a la
dirección de movimiento del componente intermedio.
Tales cabezas están compuestas normalmente de un
montaje de flujo laminar que tiene una sección transversal en forma
de pico, un bloque de fijación superior, y un bloque de fijación
inferior subyacen-
te.
te.
Como alternativa, encima del bloque de fijación
inferior puede haber un único dispositivo que actúa como montaje de
flujo laminar y como bloque de fijación superior.
El material termoplástico (por ejemplo adhesivos,
incluyendo los conocidos como adhesivos de “aplicación en caliente”
o “aplicación en caliente reactiva”) es primero fundido mediante una
unidad de función continua adecuada (tanque) o un descargador de
tambor y es entonces inyectado en la cabeza extensora mediante
bombas de engranajes.
La distribución transversa del adhesivo se
realiza mediante un conducto cerrado afectado por válvulas
espaciadas uniformemente (módulos), que permiten al adhesivo
alcanzar la segunda región de flujo laminar a través de canales y
opcionalmente una tercera región.
Tales canales transportan el adhesivo
directamente al montaje de flujo laminar, que está directamente
conectado al componente intermedio.
Tal y como se ha mencionado, el pasaje del
adhesivo fluido es permitido mediante válvulas adecuadas,
normalmente conocidas como módulos, que están en su mayoría
activadas por válvulas eléctricas del tipo neumático o
magnético.
El conducto es cerrado corriente abajo de cada
válvula mediante un dispositivo del tipo aguja, que cierra sobre
una copa provista apropiadamente.
Los conductos son abiertos levantando la aguja de
la posición cerrada.
El principal inconveniente de esta cabeza
conocida es el hecho de que a veces el movimiento de abertura de la
válvula no se consigue; esto puede depender de varias situaciones,
incluyendo el hecho de que los adhesivos de aplicación en caliente
inyectados pueden ser inestables y, si permanecen a temperatura
elevada, pueden disparar fenómenos de carbonización (craqueos) que
bloquean la válvula.
Además, si se utilizan aplicaciones en caliente
reactivas, el adhesivo puede polimerizarse en la cabeza en sí
misma, consiguientemente bloqueando la válvula.
El movimiento de abertura de la válvula puede no
conseguirse también debido a problemas mecánicos normales
(movimientos deslizantes obstaculizados) o debido al desgaste o
fallo de las juntas de sellado (juntas tóricas) del circuito
neumático.
Claramente, el fallo incontrolado de una válvula
en abrirse conlleva un daño grave para la aplicación del adhesivo y
conlleva, en el caso de las cabezas extensoras del tipo conocido,
una reducción en la cantidad global de adhesivo aplicado al
sustrato.
El efecto en cabezas del llamado tipo “paso” (que
comprenden múltiples regiones para liberar el material en forma de
película) es mucho más grave: tales cabezas son estranguladas
transversalmente y cada válvula individual suministra un paso sin
que por ello exista posibilidad alguna de compensar por el adhesivo
que no llega desde la válvula “cerrada” inintencionadamente; la
ocurrencia de esta condición conlleva la producción incontrolada de
rechazos, puesto que una banda tan ancha como el paso del adhesivo
faltará en la tira que está siendo procesa-
da.
da.
Además de esto, en muchos casos el seguimiento
visual de la aplicación no es posible debido a la pequeña cantidad
de adhesivo que es aplicado: a modo de ejemplo, la siguiente
aplicación se cita:
\sqbullet grosor del adhesivo aplicado: 1,5
micrones
\sqbullet característica del adhesivo:
transparente
\sqbullet anchura del sustrato: 3.600 mm
\sqbullet velocidad de aplicación: 400
m/minuto
De forma correlacionada, se puede deducir que en
la aplicación citada anteriormente el rechazo producido de modo
inadvertido podría alcanzar aproximadamente 86.400 metros
cuadrados/hora.
Además, se debería considerar que el producto
sobre el que la aplicación en caliente es extendida está normalmente
acoplado inmediatamente mediante calandrado a otra película
(inmediatamente con el fin de utilizar la capacidad de la
aplicación en caliente para actuar como un agente de enlace cuando
está a temperatura elevada).
Esto conlleva los siguientes comentarios
añadidos: en primer lugar, es muy difícil realizar la inspección
visual después de la extensión, puesto que la región está localizada
a 300-400 milímetros del punto de calandrado (una
distancia que es cubierta en 0,0525 segundos en las condiciones de
operación citadas anteriormente).
Además es extremadamente difícil realizar la
inspección, puesto que la región a ser examinada normalmente está
protegida por barreras según los estándares de la Comisión Europea;
finalmente, el defecto (ausencia de adhesivo en una banda) es
difícil de detectar en el material acoplado, que es enrollado
inmediatamente en un rollo.
En la actualidad, es conocido, como una medida de
control que se adopta normalmente, realizar un chequeo de muestras
de la producción, analizando una tira transversal tomada del
compuesto durante la producción.
Se señala que esta operación puede ocurrir
fácilmente sólo en las porciones finales de los rollos obtenidos
una vez que han sido separados de la máquina; de otro modo, la
separación de muestras conllevaría un tiempo de inactividad
inevitable de la máquina (corte completo de la tira siendo procesada
y subsiguiente empalmado).
Además, identificar una banda de producto
defectuoso no quiere decir nada en cuanto al punto de partida y
punto final del defecto: se debería tener en cuenta que puesto que
se está hablando de productos acoplados es bastante difícil
identificar la cabeza y la cola del rechazo.
Claramente, hay un riesgo de no identificar un
rechazo a pesar del chequeo de muestras.
US-A-4 842 162
muestra un sensor de velocidad de flujo (36) y un montaje de
transductor (119) para regular el flujo de inyección.
US-A-5 782 410
muestra un sistema de dispensación de fluido con un medio de sensor
de presión (122) y un medio de sensor de posición (128) en un
sistema de retroalimentación con medios de conducción (104, 60) para
controlar de modo exacto la velocidad de flujo de un fluido a
través de una abertura dispensadora (34) de la boquilla (36).
El objetivo de la presente invención es por lo
tanto solucionar los problemas técnicos señalados, eliminando los
inconvenientes de la técnica conocida citada y de este modo
proveyendo una invención que permita obtener una cabeza que permita
controlar la condición abierta actual de las válvulas (módulos).
Dentro de este objetivo, un objeto de la presente
invención es proveer una cabeza extensora en la que sea posible
detectar la posición de la aguja en la válvula, preferiblemente
detectando que está en la posición abierta.
Otro objeto importante es proveer una cabeza
extensora en la que es posible detectar inmediatamente cualquier
fallo en la aplicación de adhesivo sobre una banda.
Otro objeto es proveer una cabeza extensora que
sea estructuralmente simple y que tenga costes de fabricación
bajos.
De acuerdo con la invención, está provista una
cabeza extensora, particularmente para extender material
termoplástico en un componente intermedio, y un método para
controlar la condición abierta actual de al menos una válvula de
tal cabeza extensora, tal y como se define en las reivindicaciones
anexadas.
Otras características y ventajas de la invención
resultarán aparentes de mejor modo a partir de la descripción
detallada de un ejemplo de realización particular, ilustrado sólo
mediante ejemplo no limitador en los dibujos que acompañan, en los
que:
La Figura 1 es una vista lateral de la cabeza
extensora según la presente invención;
La Figura 2 es una vista de sección parcial,
similar a la Figura 1;
La Figura 3 es una vista de sección de la
válvula;
La Figura 4 es una vista, similar a la Figura 3,
de la válvula;
La Figura 5 es una vista del uso de un sensor
capacitivo con la válvula en la condición cerrada;
La Figura 6 es una vista del ejemplo de
realización de la Figura 5, con la válvula en la condición
abierta.
Con referencia a las figuras, el número de
referencia 1 designa una cabeza extensora particularmente para
extender material termoplástico sobre componentes intermedios.
La cabeza 1 está preferiblemente dispuesta
transversalmente al flujo de movimiento de componentes intermedios
sobre los que por ejemplo se ha de aplicar un adhesivo, y tiene un
primer conducto 2 para alimentar el adhesivo en un orificio 3 para
la distribución transversal del adhesivo en
\hbox{una o más
válvulas 4.}
Cada una de las válvulas 4 comprende un cuerpo 5,
acoplado rígidamente a la cabeza 1, que contiene una aguja 6
dispuesta axialmente allí; la punta 7 de la aguja está dispuesta
dentro de la cabeza 1 en una copa 8, que está conectada a un
segundo conducto 9 para extender adhesivo en un sustrato adecuado
10.
En la válvula 4 hay medios adecuados para activar
el posicionamiento selectivo de la aguja 6 en una posición abierta,
tales medios estando constituidos por ejemplo por una primera toma
de aire 11 obtenida lateralmente del cuerpo 5 y conectada a un
tercer conducto 12, que a su vez está conectado a una cámara 13
provista entre el extremo posterior 14 del cuerpo 5 dirigido
alejándose de la copa 8 y un disco 15 al que un extremo posterior
16 de la aguja 6 está axialmente acoplado, el disco deslizándose en
una tapa 17, que está asociada con el extremo posterior 14 del
cuerpo 5.
El disco 15, y por lo tanto la aguja 6, pueden
moverse axialmente respecto del cuerpo 5 y de la tapa 17 en
contraste con al menos un elemento elásticamente deformable, tal
como un muelle 18.
El extremo libre de la tapa 17 ventajosamente
tiene una segunda toma 19, que es preferiblemente adecuada para ser
conectada a un suministro de aire, como la primera toma 11.
Esta solución permite mover la aguja 6, por
ejemplo mediante activación neumática: es posible inyectar aire en
la primera toma 11, para forzar el desacoplamiento de la punta 7 de
la aguja 6 de la copa 8, conectando de este modo el orificio 3 al
segundo conducto 9, para permitir extender el adhesivo.
Cualquier inyección de aire en la segunda toma 19
en su lugar permite conseguir el movimiento de la aguja 6 hasta que
está dispuesta en la condición cerrada, en la que su punta 7 cierra
el extremo del segundo conducto 9, para impedir la extensión del
adhesivo.
Como alternativa a la segunda toma 19, que
también puede estar cerrada, el paso para cerrar la aguja 6 puede
conseguirse estableciendo el muelle 18 de modo apropiado.
También hay una quinta toma 26, que está formada
lateralmente al cuerpo 5 en la cámara 13: en la quinta toma 26 es
posible disponer un sensor de presión adicional o un sensor para
detectar la posición del disco 15 conectado a la aguja 6.
Es por lo tanto de nuevo posible controlar la
posición de la aguja, tal y como en los casos precedentes.
De este modo se ha visto que la invención ha
conseguido el objetivo y los objetos pretendidos, una cabeza
habiendo sido provista que permite controlar la condición abierta
actual de las válvulas, puesto que es posible detectar la posición
de la aguja.
De este modo es posible detectar inmediatamente
cualquier fallo en la aplicación de adhesivo a lo largo de una
banda.
La invención es por supuesto susceptible de
numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas estando dentro
del ámbito del mismo concepto inventivo.
De este modo, por ejemplo, en la primera toma 11
es posible conectar un sensor de presión apropiado 20, que es
adecuado para confirmar la posición del disco 15 y por lo tanto de
la aguja 6, por ejemplo en la condición abierta en la que la punta
7 de la aguja no cierra el segundo conducto 9.
Como alternativa a la inyección de aire en una
segunda toma abierta 19, tal y como se muestra en la Figura 4,
lateralmente a la tapa 17 hay una tercera toma de aire 21, y al
mismo tiempo la segunda toma 19 es cerrada mediante un sensor
capacitivo 22, adecuado para proveer una señal que indica el
correcto posicionamiento del disco 15 y por
\hbox{lo tanto de
la aguja 6.}
El sensor capacitivo 22 puede ser del tipo ON/OFF
si se desea detectar exclusivamente la correcta abertura de la
aguja 6, o del tipo proporcional si se desea comprobar, mediante el
mismo instrumento, también el cierre correcto de la aguja 6.
En este caso también, el muelle 18 puede
omitirse.
Como alternativa al uso de un sensor capacitivo
en la segunda toma 19, es posible utilizar un sensor del tipo
magnético.
También es posible utilizar un sensor adecuado
para comprobar la posición asumida por la aguja 6 dentro del cuerpo
5, por ejemplo un sensor óptico adecuado, que puede estar dispuesto
en una cuarta toma 23 formada radialmente respecto del cuerpo 5 y
adaptada para conectar una superficie lateral exterior 24 suya con
el asiento en el que la aguja 6 se desliza.
En este caso, la posición correcta cerrada o
abierta de la aguja 6 puede ser detectada de nuevo.
Como alternativa al sensor óptico, es posible
instalar en la cuarta toma 23 un sensor de posición eléctrico, que
también puede posicionarse, por ejemplo, en la segunda toma 19.
También es posible utilizar un sensor de presión
adecuado localizado en el circuito de aire corriente arriba de la
primera toma 11, el sensor de presión siendo adecuado para confirmar
que la presión que corresponde a una correcta abertura de la
válvula, y por lo tanto del levantamiento de la aguja 6 respecto del
segundo conducto 9, se ha alcanzado.
También es posible utilizar un sensor de presión
en el circuito adhesivo localizado corriente abajo de la válvula 4
y por lo tanto en el segundo conducto 9; tal conducto puede de hecho
estar conectado, mediante un cuarto conducto adecuado 25, al
exterior de la cabeza 1; el cuarto conducto 25 está conectado a un
sensor de presión adecuado 20 para aplicación en caliente, que
informa de la correcta abertura de la válvula porque la presión del
circuito adhesivo corriente abajo de dicho sensor se ha
alcanzado.
Las Figuras 5 y 6 ilustran el uso de un sensor
capacitivo 22 en combinación con la tercera toma 21 para la entrada
de, por ejemplo, aire, para permitir el movimiento de cierre axial
de la aguja 6.
En las Figuras 5 y 6, la tapa 17 es alargada con
el fin de permitir acomodar el sensor capacitivo 22, que tiene una
longitud axial adecuada.
El sensor capacitivo 22 puede utilizarse para
comprobar tanto el estado cerrado y el estado abierto (del extremo
del segundo conducto 9) de la aguja 6; en el primer caso, el sensor
capacitivo 22 puede por lo tanto comprobar el movimiento de cierre
de la aguja 6; de modo ventajoso, hay un amplificador adecuado para
la señal que llega del sensor capacitador 22 y hay un indicador
visual 27, que comprende dos LEDs 28a y 28b adecuados, por ejemplo,
para indicar visualmente el estado de la posición de la aguja 6 y
por lo tanto el cierre o no del extremo del segundo conducto 9.
Los materiales utilizados, así como las
dimensiones de los componentes individuales de la invención, pueden
por supuesto ser más pertinentes según requisitos específicos.
Claims (17)
1. Una cabeza extensora (1), particularmente para
extender material termoplástico en un componente intermedio,
comprendiendo: al menos una válvula (4) que tiene un cuerpo (5) con
una aguja (6) movible en él y una copa (8); un primer conducto (2)
para alimentar material termoplástico en estado fluido, tal como
adhesivo, a al menos dicha una válvula (4); un segundo conducto
(9), conectado en comunicación fluida a dicha copa (8), para
extender dicho material termoplástico en un sustrato, dicha aguja
(6) siendo movible en dicho cuerpo (5) entre una posición abierta
en la que permitir el pasaje de flujo de material termoplástico
desde dicho primer conducto (2) a dicho segundo conducto (9), y una
posición cerrada en la que la aguja (6) interfiere con dicha copa
(8) para detener el flujo de material termoplástico; y medios de
activación y detección para activar y detectar el posicionamiento
selectivo de dicha aguja (6), dichos medios de activación y
detección comprendiendo una primera toma (11) para la inyección de
un fluido de activación presurizado adaptado para mover dicha aguja
(6) al menos a la posición abierta y al menos un sensor (20),
caracterizada por el hecho de que dicho al menos un sensor
es un sensor de presión (20) dispuesto o bien conectado a dicha
primera toma (11), o en el circuito de aire corriente arriba de la
primera toma (11), para captar la presión del fluido de activación
presurizado y proveer una confirmación de la posición de la aguja
(6) al menos en la condición abierta.
2. La cabeza según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que dichos medios de detección
comprenden un sensor de detección de posición para detectar la
colocación de dicha aguja (6).
3. La cabeza según la reivindicación 2,
caracterizada por el hecho de que dichos medios de activación
comprenden una segunda toma (19) para la inyección de un fluido de
activación presurizado adaptado para mover la aguja (6) a la
posición cerrada, dicho sensor de detección de posición estando
provisto en una segunda toma (19).
4. La cabeza según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que comprende un orificio (3),
conectado a dicho primer conducto (2), para la distribución
transversa de dicho material termoplástico a dicha al menos una
válvula (4) cuyo cuerpo (5) está rígidamente acoplado a dicha
cabeza, dicha aguja (6) estando dispuesta axialmente en dicho
cuerpo (5) y teniendo una punta dispuesta dentro de dicha cabeza en
dicha copa (8) conectado a dicho segundo conducto (9), dicha
primera toma (11) estando provista lateralmente a dicho cuerpo (5);
una cámara (13) que está formada entre el extremo posterior (14) de
dicho cuerpo (5) que está dirigida alejándose de dicha copa (8); un
tercer conducto (12), conectado a dicha primera toma (11) y a dicha
cámara (13); y un disco (15) al cual el extremo posterior de dicha
aguja (6) está axialmente acoplada; una tapa (17) que esta asociada
con el extremo posterior (14) de dicho cuerpo (5), y dicho disco
(15) siendo deslizable en dicha tapa (17).
5. La cabeza según la reivindicación 4,
caracterizada por el hecho de que comprende al menos un
elemento elásticamente deformable (18), tal como un muelle, dicho
disco (15) y dicha aguja (6) siendo movibles axialmente respecto de
dicho cuerpo (5) y dicha tapa (17) en contraste con dicho al menos
un elemento elásticamente deformable (18).
6. La cabeza según las reivindicaciones 4 o 5,
caracterizada por el hecho de que dicha segunda toma (19)
está provista en un extremo libre de dicha tapa (17), dichas
primera (11) y segunda (19) tomas estando conectadas a un
suministro de aire presurizado para proveer el movimiento axial de
dicha aguja (6) mediante activación neumática.
7. La cabeza según la reivindicación 6,
caracterizada por el hecho de que dicha aguja (6) tiene una
punta, cuyo movimiento axial es accionado al inyectar aire en dicha
primera (11) y segunda (19) tomas para desacoplar dicha punta de
dicha copa (8) y, respectivamente, para hacer que dicha punta cierre
un extremo de dicho segundo conducto (9).
8. La cabeza según la reivindicación 5,
caracterizada por el hecho de que dicho muelle (18) está
establecido para permitir el cierre de dicha aguja (6) en dicha
copa (8) una vez que la inyección de aire en dicha segunda toma
(19) ha finalizado.
9. La cabeza según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizada por el hecho de que comprende
una tercera toma de aire (21), provista lateralmente a dicha tapa
(17), dicho sensor de detección de posición siendo cualquiera de un
sensor capacitivo, magnético y óptico, adaptado para proveer una
señal que indica una posición correcta o pretendida de dicho disco
(15) y por lo tanto de dicha aguja (6), y estando localizado para
permitir cerrar dicha segunda toma (19).
10. La cabeza según la reivindicación 9,
caracterizada por el hecho de que dicho sensor de detección
de posición (22) es un sensor capacitivo del tipo ON/OFF o del tipo
proporcional.
11. La cabeza según la reivindicación 9,
caracterizada por el hecho de que dicho sensor de detección
de posición es un sensor óptico posicionado en una cuarta toma
(23), formada radialmente a dicho cuerpo (5), que conecta la
superficie lateral exterior de dicho cuerpo (5) a un asiento
provisto dentro de dicho cuerpo (5), en la que dicha aguja (6) se
desliza.
12. La cabeza según la reivindicación 11,
caracterizada por el hecho de que comprende un sensor de
posición eléctrico instalado en cualquiera de dichas segunda (19) y
cuarta (23) tomas.
13. La cabeza según una o más de las
reivindicaciones 1-11, caracterizada por el
hecho de que comprende un sensor de presión (20) para la aplicación
en caliente dispuesta en un circuito del material termoplástico,
que está dispuesto corriente abajo de dicha válvula (4), y un cuarto
conducto (25) estando provisto en la cabeza para conectar dicho
segundo conducto (9) a una región exterior de la cabeza, dicho
sensor de presión (20) para aplicación en caliente estando
dispuesto en dicho cuarto conducto (25) en dicha región de cabeza,
y por lo tanto en dicho segundo conducto (9), para detectar la
correcta abertura de dicha válvula (4) al alcanzar una presión
requerida en el circuito de material termoplástico, corriente abajo
de dicho sensor de presión (20).
14. La cabeza según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizada por el hecho de que comprende
una quinta toma (26), que está formada lateralmente a dicho cuerpo
(5) en dicha cámara (13), y un sensor adicional siendo cualquiera
de un sensor de presión y un sensor para detectar la posición de
dicho disco (15) o aguja (6), que está dispuesta en dicha quinta
toma (26).
15. La cabeza según una o más de las
reivindicaciones 9-14, caracterizada por el
hecho de que comprende un asiento provisto en dicha tapa (17) para
un sensor capacitivo (22); un amplificador de señal; y un indicador
visual (27) que comprende un par de LEDs (28a, 28b) adaptados para
proveer la indicación visual de la posición de dicha aguja (6) y
por lo tanto en el estado cerrado o abierto de dicho segundo
conducto (9), dicho sensor capacitivo (22) estando cableado a dicho
amplificador de señal.
16. La cabeza según una o más de las anteriores
reivindicaciones, para extender adhesivo en un estado fluido en
componentes intermedios, caracterizada por el hecho de que
está dispuesta transversalmente a una dirección de movimiento de
los componentes intermedios y comprende una pluralidad de dichas
válvulas (4) que son alimentadas por dicho primer conducto (2).
17. Un método para controlar la condición abierta
actual de al menos una válvula (4) de una cabeza extensora para
extender material termoplástico en un componente intermedio, según
una o más de las reivindicaciones 1-15,
comprendiendo proveer al menos un sensor de presión (20), dispuesto
o bien conectado a la primera toma de fluido de activación
presurizado de la válvula (4), o bien en el circuito de aire
corriente arriba de la primera toma (11), para captar la presión
del fluido de activación presurizado y proveer una señal que es
visualizada para confirmar la posición de la aguja de la válvula (6)
cuando está al menos en la condición abierta.
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