ES2257777T3 - Maquinaria para el perfilado y configuracion de espuma sintetica. - Google Patents

Abstract

UNA MAQUINA (10) PARA CORTAR ROTATORIAMENTE LAMINAS CONTINUAS DE ESPUMA SINTETICA, COMPRIMIDAS ENTRE DOS RODILLOS (14, 16), TIENE UN ACCIONAMIENTO DE DOBLE MOTOR (24) CAPAZ DE ADAPTARSE A LA VELOCIDAD DE ROTACION SUPERFICAL DE RODILLOS DE DIFERENTES DIMENSIONES, COMO UN RODILLO PATRON DE GRAN DIAMETRO (16) Y UN RODILLO DE COMPRESION DE PEQUEÑO DIAMETRO (14). EL ACCIONAMIENTO DE LOS RODILLOS DE DOBLE MOTOR (24), QUE INCLUYE UN MOTOR SUPERIOR DE ACCIONAMIENTO (26), UN MOTOR INFERIOR DE ACCIONAMIENTO (28) Y UNA CAJA DE CAMBIOS (30), PUEDE ACOPLARSE SELECTIVAMENTE PARA ACCIONAR CADA RODILLO (14, 16) CON UN MOTOR INDEPENDIENTE DE ACCIONAMIENTO (28, 26), O PARA ACCIONAR AMBOS RODILLOS (14, 16) CON UN UNICO MOTOR (28), GRACIAS A UN MONTAJE DE ENGRANAJES DESPLAZABLES (65) CONTENIDO EN LA CAJA DE CAMBIOS (30).

Description

Maquinaria para el perfilado y configuración de espuma sintética.

La presente invención se refiere a la maquinaria utilizada para el perfilado y configuración de espuma sintética y se destina más especialmente a las máquinas de perfilar espuma especialmente adaptadas para la configuración eficaz de la superficie de materiales de espuma sintética elástica, que incluye una máquina de perfilar convertible para las aplicaciones de configuración de superficie y de perfilado convencional.

Estado de la técnica

Se conoce bien el proceso de perfilado de espuma sintética compresible en el cual se comprime una hoja de material de espuma elástica entre dos rodillos de perfilar y se desplaza dicha hoja contra una cuchilla de corte en condición comprimida. Normalmente, los rodillos de perfilar tienen dientes que se engranan entre sí en el espacio de separación o punto de sujeción definido entre los rodillos. La espuma comprimida entre los dientes que se engranan es cortada a lo largo de un punto medio de su espesor para formar dos hojas de igual grosor. Cuando las dos hojas de espuma resultantes vuelven al estado no comprimido, las dos superficies de espuma creadas al cortar la hoja original se expanden para definir superficies similares con crestas y depresiones alternadas que son geométricamente complementarias entre sí.

Las fresas de perfilar destinadas a este fin pueden conseguirse en el comercio, procedentes de varios fabricantes. El diseño básico de todas estas perfiladoras es similar. Las perfiladoras se caracterizan porque los dos rodillos tienen igual diámetro y ambos rodillos tienen un dibujo de superficie o geometría destinada a comprimir selectivamente el material de espuma de conformidad con una geometría de superficie deseada de las superficies perfiladas complementarias creadas por el corte del espesor de la hoja de espuma. La patente U.S. nº 3.730.031, a nombre de Werner Huttemann, describe dicha fresa de perfilar. Otra característica de dichas perfiladoras es que los dos rodillos deben ser accionados en una fase precisa el uno con relación al otro. Un desajuste de velocidad entre rodillos da por resultado una distorsión geométrica de las superficies perfiladas o incluso que se rompa la espuma. Incluso una diferencia muy pequeña de velocidad relativa de los rodillos causa una distorsión suficiente para que el producto de espuma resulte inutilizable comercialmente. Para evitar este problema, las fresas de perfilar convencionales utilizan una disposición de engranajes por los que ambos rodillos son accionados de modo sincronizado por un solo motor de accionamiento.

La patente US Nº 5688538 describe un aparato para la configuración tridimensional de superficie de espuma sintética en el cual la espuma está comprimida entre un rodillo con dibujos y un rodillo de compresión liso y es desplazada contra un borde de corte estrechamente adyacente y tangente a la superficie de dibujos pero separada del rodillo de compresión para reproducir una superficie de rodillo con dibujos tridimensionales en la hoja de espuma. Dibujos tridimensionales con geometrías arbitrarias que incluyan aristas vivas y sólidos de superficie plana pueden ser reproducidos sobre una superficie de espuma.

La patente U.S. 5.534.208 describe un método para configurar materiales de espuma elástica que difiere del perfilado convencional porque el material de espuma es configurado con una geometría de superficie deseada mediante la compresión selectiva de porciones de material de espuma debajo de una cuchilla de corte y que se cortan y descartan porciones no comprimidas de la espuma. Este procedimiento difiere del perfilado porque se retira selectivamente espuma de la superficie existente de la pieza en bruto de espuma original y normalmente el grosor del artículo de espuma deseado tiene sustancialmente el grosor de la hoja de espuma original. El proceso de configuración de superficie difiere asimismo del perfilado convencional porque se pueden crear superficies de espuma tridimensionales de geometría arbitraria con un alto nivel de fidelidad porque el borde de corte está posicionado muy cerca de una superficie de dibujos o troquel, de modo que se interpone poco o ningún espesor de espuma entre la superficie de dibujos y el borde de corte. Por otra parte, en el perfilado convencional, se comprime un espesor considerable de espuma entre los rodillos perfiladores y el borde de corte, dando por resultado una pérdida característica de fidelidad de la superficie perfilada resultante con relación a la geometría del rodillo. Las aristas vivas de los rodillos perfiladores son reproducidas como curvas suaves en la superficie perfilada. Por contra, el procedimiento de configuración de superficie de espuma descrito en la patente 5.534.208 puede reproducir fielmente una gran variedad de geometrías de superficie con aristas vivas que no eran posibles con la tecnología de perfilado anteriormente conocida. Estas y otras ventajas del procedimiento patentado para la configuración de superficie están descritas en la memoria de dicha patente.

El proceso de configuración de superficie de espuma como se describe en la patente 5.534.208 se realizaba inicialmente en una fresa de perfilar convencional que se encuentra en el comercio, que se adapta al procedimiento novedoso mediante la sustitución del rodillo de perfilar convencional por un rodillo con dibujos y un rodillo de reserva liso. Los rodillos con dibujos y de reserva podían ser accionados por el accionamiento de un motor no modificado, de modo que ambos rodillos fueran accionados a igual velocidad por el único motor de la máquina original. Esta disposición resultó eficaz para velocidades de rodillo relativamente modestas y con geometrías de dibujos relativamente poco profundas.

Para el perfilado convencional de espuma, la hoja está normalmente separada sustancialmente en dirección descendente desde el punto de separación mínima entre los rodillos y está igualmente equidistante de los rodillos ya que la hoja de espuma tiene que ser cortada a la mitad de su grosor. Un ajuste habitual consiste en separar los rodillos de perfilar aproximadamente (una pulgada) 25 mm y la cuchilla de corte en la mitad del espacio (media pulgada) 12-7 mm de cada rodillo. Asimismo, la separación de la hoja más abajo del punto de separación mínima de los rodillos normalmente no es crítica dentro de una gama relativamente sustancial de posiciones.

Tal como se explica en la citada patente 5.534.208, la configuración de la superficie del material de espuma requiere que se lleve la cuchilla de corte a una posición tangencial al rodillo con dibujos. Para la configuración de superficie habitual, se posiciona el borde de corte de la cuchilla de modo que se retire poca o ninguna espuma de la hoja de espuma en bruto salvo la espuma que es comprimida en las cavidades y depresiones definidas en la superficie del rodillo con dibujos. El emplazamiento óptimo de este punto tangente al rodillo con dibujos corresponde al punto de mínima separación entre los dos rodillos y de máxima compresión de la espuma. Esto requiere que se haga avanzar la hoja, es decir que se desplace hacia los rodillos y en contacto real o casi en contacto con la superficie del rodillo con dibujos. Los perfiladores comerciales permiten el reposicionamiento de la cuchilla hacia y desde los rodillos y también permiten que se ajusten individualmente los rodillos hacia arriba o hacia abajo dentro del bastidor de la máquina con relación a la cuchilla. Por consiguiente, el borde de corte puede ser llevado en relación tangencial con un rodillo con dibujos, en el perfilador original, mediante una combinación de ajustes de rodillo y cuchilla.

El procedimiento de configuración de superficies de la patente '208 se presta a la producción eficaz de artículos de espuma de muy diferentes tipos. Algunos artículos son cortados en una vuelta del rodillo con dibujos y los artículos más grandes requieren una mayor circunferencia de los dibujos. Los rodillos con dibujos más grandes llevan consigo limitaciones en las máquinas comerciales originalmente destinadas a perfilar espuma. En primer lugar, las fresas para perfilar convencionales están destinadas a hacer girar ambos rodillos a la misma velocidad. Por consiguiente, un cambio de diámetro del rodillo con dibujos requiere un cambio similar del diámetro del rodillo de compresión si se utiliza el mecanismo de accionamiento original de la fresa de perfilar para la configuración de superficies. Igualmente, dibujos grandes requieren dimensiones de rodillo mayores que las normalmente utilizadas en el perfilado convencional, hasta que ya no resulte posible llevar la cuchilla de corte a una posición tangencial óptima para la configuración de superficies. Esto ocurre debido a dos características comunes en todas las fresas de perfilar disponibles en el comercio. La primera es que la cuchilla de corte tiene una gama de ajustes muy limitada hacia o desde los rodillos en el plano de corte de la cuchilla, normalmente de unos 13 mm (media pulgada). La segunda es que la subida y bajada de cada rodillo se realiza a lo largo de una guía de ajuste de rodillo correspondiente que está inclinada, normalmente con un ángulo de 12 a 15 grados de la vertical, en una dirección alejada de la cuchilla de corte cuando el rodillo se aleja del plano de corte. Este ángulo de las guías de ajuste de rodillos es ventajoso porque cuando la espuma es comprimida entre los rodillos y dichos rodillos son consiguientemente apartados, dichos rodillos no son simplemente forzados a apartarse en una dirección transversal al plano de corte sino que son forzados a separarse de forma elástica e igualmente ligeramente apartados de la cuchilla de corte. La fuerza de compresión de los rodillos por lo tanto incluye un componente de fuerza que desplaza la espuma comprimida hacia el borde de la cuchilla de corte y mejora la acción de corte de la cuchilla.

Esta geometría de las fresas de perfilar disponibles en el comercio limita su utilidad para las aplicaciones de configuración de superficies. Cuando el diámetro de los rodillos aumenta, el eje del rodillo es necesariamente soportado más alejado del plano de corte de la cuchilla. Esto significa que los ejes de los rodillos son igualmente alejados de la cuchilla y el punto de separación mínima entre los dos rodillos es igualmente apartado de la cuchilla, a lo largo del plano de corte de la cuchilla. Debido a la gama limitada de ajuste de cuchilla existente entre las fresas de perfilar comerciales, se alcanza rápidamente el punto donde para los rodillos que tengan un diámetro mayor que un diámetro determinado, ya no resulta posible llevar la cuchilla a un contacto tangencial con el rodillo con dibujos en o muy cerca del punto de separación mínima entre los rodillos, donde tiene lugar la compresión máxima de la espuma.

Aunque se pueden utilizar fresas de perfilar comerciales sin modificar para la configuración de superficies utilizando tamaños de rodillos con dibujos más pequeños, con rodillos de compresión de igual diámetro, para obtener el beneficio total del procedimiento de configuración de superficies, se requiere una fresa de perfilar espuma adaptada a los requisitos de este procedimiento.

Resumen de la invención

La presente invención se refiere a la necesidad antes citada de ofrecer una fresa de perfilar espuma que tenga un rodillo con dibujos y un rodillo de compresión que tengan diferentes diámetros, intercambiables por otros rodillos con dibujos y de compresión de diferentes diámetros, y montados en guías de ajuste de rodillos inclinadas divergentes sobre un bastidor de máquina para girar alrededor de ejes paralelos entre sí y que definan entre ellos un espacio de separación; y un borde de corte montado para cortar el material estirado a través de dicho espacio de separación por la rotación de dichos rodillos;

caracterizado por unos primer y segundo motores de accionamiento para accionar dichos rodillos con dibujos y de compresión, respectivamente; y medios de control conectados a dichos primer y segundo motores de accionamiento para controlar independientemente la velocidad de rotación de dichos rodillos, siendo dichos medios de control ajustables para igualar la velocidad de rotación de la superficie de dichos rodillos, en los cuales el diámetro del rodillo con dibujos es sustancialmente mayor que el diámetro del rodillo de compresión. El rodillo de compresión tiene una superficie cilíndrica sustancialmente lisa.

En un modo de realización actualmente preferido de la invención, la máquina tiene un conjunto de acoplamiento de accionamiento tal como una caja de engranajes, operativamente interpuesta entre los motores de accionamiento y los rodillos. El conjunto de acoplamiento tiene unos primer y segundo modos de funcionamiento seleccionables para convertir el funcionamiento de la máquina para que configure superficies y perfile espuma. El primer modo de funcionamiento es operativo para acoplar independientemente cada uno de los motores a un rodillo correspondiente y el segundo modo de funcionamiento es operativo para acoplar únicamente uno de los motores de accionamiento a ambos rodillos. En este segundo modo, es preferible que los dos rodillos estén interconectados para rodar juntos.

El conjunto de acoplamiento puede incluir una caja de engranajes en la cual uno de los rodillos es normalmente accionado por uno de los motores de accionamiento y un elemento de engranaje es selectivamente reposicionable entre una primera y una segunda posiciones que corresponden, respectivamente, al primer y segundo modos de funcionamiento.

Según un segundo modo de realización de la presente invención, se facilita un método para convertir una fresa de perfilar para que se use como máquina de configuración de superficies de espuma, teniendo dicha fresa de perfilar un par de rodillos de perfilar intercambiables con otros rodillos de diferentes diámetros montados en guías de ajuste de rodillos inclinadas divergentes y accionadas por un solo motor de accionamiento y una cuchilla posicionada para cortar material de espuma que hacen avanzar dichos rodillos, en los cuales, el perfeccionamiento consiste en:

sustituir dichos rodillos de perfilar por un rodillo de compresión y un rodillo con dibujos, teniendo el rodillo con dibujos un diámetro sustancialmente mayor que el diámetro de dicho rodillo de compresión;

posicionar dicha cuchilla en relación sustancialmente tangencial con dicho rodillo con dibujos;

sustituir por un accionamiento con dos motores el accionamiento con un solo motor, estando dispuesto dicho accionamiento con dos motores para accionar dicho rodillo de compresión y rodillo con dibujos independientes el uno del otro; y

facilitar medios operativos para igualar sustancialmente las velocidades de rotación de las superficies de dichos rodillo de compresión y rodillo con dibujos.

Por ejemplo el primer rodillo está en todo momento accionado por el primer motor de accionamiento, y, en la primera posición, el elemento de engranaje reposicionable une el segundo motor de accionamiento al segundo rodillo. En este primer modo de funcionamiento, los rodillos son accionados por los motores de accionamiento respectivos independientemente el uno del otro. En la segunda posición, el elemento de engranaje desplazable une el primer motor de accionamiento igualmente al segundo rodillo, de preferencia mediante interconexión mecánica del segundo rodillo para que gire con el primer rodillo. En este segundo modo de funcionamiento ambos rodillos son accionados únicamente por el primer motor.

El elemento de engranaje reposicionable puede ser desplazado entre sus dos posiciones en una dirección axial del elemento de engranaje, por ejemplo, a lo largo de un eje de soporte.

Estas y otras particularidades, ventajas y perfeccionamientos de la presente invención se entenderán mejor con relación a la siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva de la máquina de configuración de superficies de la presente invención, vista desde el lado de salida o de descenso de los rodillos.

La figura 2 es una vista en alzado parcial del lado de entrada o de ascenso de la máquina de configuración de superficies de la Figura 1 en rotura parcial para mostrar los ejes de acoplamiento entre la caja de engranajes y los rodillos;

La figura 3 es una sección en alzado frontal de la caja de engranajes que muestra el conjunto de engranajes deslizante posicionado para funcionar en el modo de perfilado;

La figura 4 es una vista como la de la figura 3 que muestra el conjunto de engranajes deslizante posicionado para funcionar en el modo de configuración de superficies;

La figura 5 es una sección de la caja de engranajes tomada a lo largo de 5- 5 en la figura 4;

La figura 6 es una sección parcial tomada a lo largo de la línea 6-6 de la figura 4 para ilustrar la disposición del mango para seleccionar entre los modos de funcionamiento de la caja de engranajes;

La figura 7 ilustra esquemáticamente la geometría del punto de contacto tangente de la cuchilla con relación a las guías de ajuste de rodillos inclinadas;

La figura 8 ilustra esquemáticamente una hoja de espuma cuya superficie está siendo configurada entre el rodillo con dibujos y el rodillo de compresión; y

La figura 9 es un diagrama de bloques del sistema de control con dos motores para la máquina de configuración de superficie de la Figura 1.

Descripción detallada del modo de realización preferido

Con referencia a los dibujos adjuntos, la Figura 1 muestra una máquina para configurar superficies de espuma, generalmente designada con la referencia numérica 10, según la presente invención. La máquina para configurar superficies 10 ha sido realizada mediante la modificación de una fresa de perfilar espuma disponible en el comercio. La máquina comercial tiene un bastidor de máquina 12 que incluye soportes para articular un rodillo superior y un rodillo inferior al bastidor. Una mesa de alimentación de espuma 18 en el lado de entrada o subida de los rodillos sirve para alinear el material de hojas de espuma con un espacio de separación 20 definido entre los rodillos. Una cuchilla 22 está montada en el lado de salida o descenso de los rodillos. La cuchilla de corte 22 es una cuchilla continua accionada por el motor 21 y tiene una carrera superior 22a con un borde de corte enfrentado al espacio de separación 20 y una carrera de retorno 22b inferior.

La fresa de perfilar original incluye un armazón 32 que originalmente soporta un único motor con engranaje reductor (no representado en los dibujos) con dos ejes de salida. Antes de la modificación, los ejes de salida del motor con engranaje reductor son conectados para que accionen dos rodillos de perfilar de tamaños similares por medio de ejes de acoplamiento 34 y 36. Las juntas universales 38 y 40 conectan cada eje de acoplamiento a un eje de salida correspondiente del motor con engranaje reductor y eje de un rodillo, respectivamente. Las juntas universales permiten el reposicionado de los rodillos hacia arriba o hacia abajo en el bastidor de la máquina 12 mientras mantienen el acoplamiento con el accionamiento de motor. Los ejes de acoplamiento están construidos de modo que se extiendan o retraigan telescópicamente a la longitud requerida durante dicho reposicionamiento.

Según la presente invención, los rodillos de perfilar originales de las fresas de corte comerciales son sustituidos por un rodillo de compresión y un rodillo con dibujos en la máquina de configuración de superficies 10. En la figura 1, el rodillo superior es un rodillo de compresión 14 con superficie cilíndrica lisa. El rodillo inferior es un rodillo con dibujos 16 y tiene una geometría de superficie tridimensional que determina el contorno de la superficie del producto de espuma resultante tal como se describe en la patente 5.534.208. Los rodillos 14 y 16 están separados para definir un espacio de separación 20 cuya anchura variará dependiendo del grosor y dureza, entre otros factores, de la espuma que se corte. Una anchura habitual del espacio de separación 20 es de aproximadamente (un cuarto de pulgada) 6,35 mm.

Tal como se explicó anteriormente en la presente descripción, la fresa de perfilar comercial tiene guías de ajuste de rodillos que permiten ajustar la separación de los rodillos, es decir, cambiar la anchura del espacio de separación entre los rodillos e igualmente acomodar los diferentes puntos de montaje de los rodillos de diferentes tamaños. Las guías de ajuste de rodillos superior e inferior están indicadas en la figura 7 con líneas divergentes A y B, respectivamente, que tienen su intersección en el plano de corte horizontal C de la cuchilla 22. Cada línea A y B forma un ángulo de 15 grados con una línea vertical perpendicular al plano de corte.

A los efectos de la configuración de superficies, el lugar óptimo para el contacto tangencial entre la cuchilla de corte 22 y el rodillo con dibujos se encuentra en o muy cerca del punto de máxima compresión de la espuma entre los rodillos 14 y 16, que corresponde al punto de mínima separación entre los rodillos. En la máquina modificada 10, se evita la limitación anteriormente descrita, creada por las guías de ajuste de rodillos en ángulo acopladas con la gama de ajuste horizontal limitada de la posición de corte de la cuchilla, manteniendo el diámetro del rodillo de compresión 14 pequeño con relación al diámetro del rodillo con dibujos 16. Esto tiene el efecto de mantener el punto de separación mínima entre los rodillos, más cerca del borde de corte de la cuchilla 22 que si se tratara de un rodillo de compresión de un diámetro igual al diámetro del rodillo con dibujos.

Este efecto queda ilustrado en la figura 7 por la separación entre las líneas t_{1} y t_{2}. La línea t_{1} indica el punto tangente entre el plano de corte C de la cuchilla y el rodillo con dibujos 16 para el caso de que el rodillo de compresión tuviera el mismo diámetro que el rodillo con dibujos 16. La posición del punto tangente t_{1} está determinada por el punto más estrecho del espacio de separación 20 entre dichos rodillos de igual tamaño. El punto tangente t_{1} residirá a lo largo de una línea perpendicular al plano de corte C que conecta los centros de rodillos de igual tamaño.

La línea t_{2} indica la ubicación del punto tangente de la cuchilla que resulta de la sustitución del rodillo de compresión de menor diámetro 12. El punto de anchura mínima del espacio de separación 20 se desvía hacia la derecha en el dibujo, hacia la cuchilla 22, desviando por lo tanto igualmente el punto tangente óptimo para la cuchilla. Esta geometría de rodillo modificada lleva el punto tangente óptimo de la cuchilla para rodillos con dibujos de mayor diámetro dentro de la gama existente de ajuste horizontal de la cuchilla de corte 22. Se ha descubierto que un diámetro de rodillo de compresión de 120 milímetros funcionaba bien con una gama de diámetros de rodillos con dibujos de unos 203 mm (ocho pulgadas) a unos 205 mm (doce pulgadas).

No obstante, el accionamiento con motor de las fresas de perfilar disponibles en el comercio está específicamente destinado a accionar dos rodillos de igual diámetro. Los rodillos con diferentes tamaños requieren un accionamiento de motor capaz de accionar los dos rodillos independientemente el uno del otro y a diferentes velocidades del eje de modo que iguale las velocidades de rotación de superficie de los dos rodillos. Si no se consigue, esto provocará que las superficies superior e inferior de la hoja de espuma comprimida entre los rodillos se desplacen a velocidades diferentes causando la distorsión del dibujo de superficie resultante o que se rompa la espuma.

Por consiguiente, a los efectos de la presente invención, se modifica adicionalmente la fresa de perfilar disponible en el comercio acoplándole un accionamiento con dos motores 24 capaz de combinar la velocidad de superficie de rotación de los rodillos de diferentes tamaños. El accionamiento con motor 24 que representan las figuras 1 y 2, incluye un motor de accionamiento superior 26, un motor de accionamiento inferior 28 y una caja de engranajes 30. El accionamiento con dos motores 24 sustituye el único motor con engranaje reductor original de la máquina comercial.

Volviendo a la figura 3, la caja de engranajes 30 tiene un armazón de caja de engranajes 42 que incluye paredes laterales opuestas 44a, 44b. Un eje de accionamiento inferior 46 está articulado a la pared lateral 44b por medio de un cojinete de rodillo 48. El eje de accionamiento inferior 46 soporta un engranaje de accionamiento inferior 54, y está acoplado a través de la abertura 52a en la pared lateral 44a a un eje de accionamiento de motor 56 por medio de un manguito de acoplamiento 58. Un eje de accionamiento superior 60 está articulado a la pared lateral 44a por un cojinete de rodillo 62 y se extiende a través de la abertura 68 en la pared lateral 44b.

El eje de accionamiento superior 60 presenta un conjunto de engranajes deslizantes 65 que incluye dos engranajes 64 y 66 fijados el uno al otro por un perno 67. Los engranajes 64, 66 están enchavetados para que giren con el eje 60 mediante una chaveta 69 que se proyecta radialmente desde el eje hasta el interior de una ranura radial correspondiente definida en cada uno de los engranajes. No obstante, el conjunto de engranajes 65 está libre para deslizarse como una unidad en dirección axial a lo largo de la chaveta 69 en el eje 60 entre dos posiciones extremas. La unidad de engranaje deslizante 65 es desplazada entre sus posiciones extremas izquierda y derecha por medio de un mango 68 que se extiende hacia el exterior del armazón de la caja de engranajes a través de una ranura horizontal 70 en la pared delantera 73 del armazón de la caja de engranajes 42, como se observa mejor en la figura 6, y tiene en su extremo interior una horquilla 72 que está aprisionada lateralmente por un collar 74 unido a la unidad de engranajes deslizante 65 tal como se indica en las figuras 3 y 4. Un eje de traslado 76 está articulado a ambas paredes laterales 44a, 44b por medios de cojinetes de rodillo 78, y un engranaje de traslado 80 está enchavetado para que gire con el eje 68. El engranaje de traslado 80 está engranado con un engranaje de entrada de motor superior 82 enchavetado al eje de entrada de motor superior 84 que entra en el armazón de la caja de engranajes a través de la abertura 88.

Las dos posiciones extremas de los engranajes deslizantes 64, 66 están representados en las figuras 3 y 4. En la posición de la figura 3, la unidad de engranaje deslizante 65 está en la posición de la derecha y está engranada con un primer tren de engranajes que consiste en engranajes 66 y 54, en cuyo engranaje 66 está engranado con el engranaje de accionamiento inferior 54 y el engranaje 64 está libre. En esta condición del mecanismo, los ejes inferior y superior 46, 60 de accionamiento de rodillos están interconectados para que giren sincronizados el uno con el otro, y el eje de accionamiento superior 60 gira en respuesta a la rotación del eje de accionamiento inferior 46 por la entrada del motor de accionamiento inferior 56. Este modo de funcionamiento de la caja de engranajes 30 es análogo al del accionamiento con motor de engranaje reductor original de la fresa de perfilar comercial, es decir que ambos rodillos son accionados por un solo motor de accionamiento y los rodillos están engranados entre sí. En este modo de funcionamiento, la caja de engranajes está en un modo de funcionamiento para perfilado, para accionar un par de rodillos de perfilar convencionales de igual diámetro.

En la figura 4, la unidad de engranajes deslizante 65 con los dos engranajes 64, 66 está representada en su posición de la izquierda. En esta condición, el engranaje 64 está engranado con el engranaje de traslado 80 mientras que el engranaje 66 está libre con relación al engranaje de accionamiento inferior 54 y no se ve afectado por la rotación del eje de accionamiento inferior 46. El eje de entrada del motor superior 76 está ahora conectado para hacer girar el eje de accionamiento de rodillo superior 60 a través de un segundo tren de engranajes que incluye el engranaje de entrada del motor superior 82, el engranaje de traslado 80 y el engranaje 64 de la unidad de engranaje deslizante. En este modo de funcionamiento, la caja de engranajes funciona para accionar los dos rodillos independientemente entre sí, siendo cada uno accionado por uno de los dos motores de accionamiento separados. Este modo de funcionamiento es el modo de conformación de superficie de la caja de engranajes, para accionar los rodillos de compresión y con dibujos de diferentes diámetros como se ilustra en la figura 7.

En cualquiera de dichos modos de funcionamiento, la caja de engranajes tiene un coeficiente de engranaje unitario entre los ejes de entrada del motor y los ejes de accionamiento de los rodillos.

En el modo de funcionamiento para configurar superficies, la velocidad de superficie de rotación de los rodillos de compresión y de dibujos con diferentes tamaños debe combinarse con mucha precisión para evitar la distorsión o la rotura del material de espuma comprimido entre los rodillos. Esto se logra en parte mediante el engranaje reductor de la velocidad del motor de accionamiento y en parte mediante el control de velocidad electrónico individual de los motores de accionamiento.

En un modo de realización actualmente preferido de la invención, los motores de accionamiento son motores de c.c. de 2300 r.p.m. El motor de accionamiento superior 26 tiene un régimen nominal de 5 CV (5 caballos de vapor) y el motor de accionamiento inferior 28 de 7,5 CV (siete caballos de vapor y medio). Los motores están conectados a los ejes de entrada correspondientes de la caja de engranajes 76, 56 por cajas de engranajes 27,29 en ángulo recto, parcialmente representadas en la figura 1. La caja de engranajes superior 27 tiene un coeficiente de engranajes de 24:1 mientras que la caja de engranajes inferior 29 tiene un coeficiente de engranajes de 50:1. Esta diferencia de coeficiente de engranajes establece un coeficiente de velocidad de base de aproximadamente 2:1 para los dos rodillos 14, 16. Para las dimensiones de rodillo preferidas dadas más arriba, el rodillo de compresión superior 14 es generalmente la mitad del diámetro del rodillo con dibujos inferior 16, de modo que la mayor velocidad del rodillo de compresión proporcione una velocidad de rotación de superficie de dicho rodillo que sea una primera aproximación a la velocidad de rotación de superficie del rodillo con dibujos más grande pero más lento.

El delicado control de las velocidades de rodillo absoluta y relativa se obtiene por medio de un sistema de control de motor electrónico ilustrado en el diagrama de bloques de la figura 9. Cada motor de accionamiento de c.c. 26, 28 está alimentado con electricidad de c.c. por un accionamiento de motor electrónico 90a, 90b correspondiente. Cada accionamiento de motor electrónico a su vez está controlado por un controlador electrónico correspondiente 92a, 92b. Cada controlador 92a, 92b, tiene una entrada de teclado numérico digital 94a, 94b para introducir un ajuste de la velocidad deseada del motor de accionamiento correspondiente. Cada controlador recibe una señal de entrada representativa de la velocidad de motor a partir de un codificador de eje magnético 93 montado en el motor correspondiente y controla el accionamiento de motor respectivo para mantener el ajuste de velocidad de motor deseado. Los dos controladores están interconectados en relación principal-subordinado tal como sugiere la flecha bidireccional 95, de modo que el motor de accionamiento superior 36 esté subordinado al motor de accionamiento inferior 28. Es decir, la velocidad absoluta de ambos rodillos 14, 16 queda determinada inicialmente por el ajuste de velocidad del controlador de motor inferior 92b. A continuación, puede realizarse un delicado ajuste de la velocidad de superficie del rodillo superior con relación al rodillo inferior, aumentando o disminuyendo su velocidad, por ejemplo, dentro de una gama de más o menos un cinco por ciento, por medio del controlador de motor superior 92a, para combinar con precisión las velocidades de rotación de superficie de los dos rodillos. Adecuados motores, accionamientos de motores y controladores electrónicos para el sistema se han representado en la figura 9, al igual que los engranajes de ángulo recto 27, 29, que se encuentran en el comercio procedentes de una variedad de fabricantes y de proveedores. Por ejemplo los motores Baldor de c.c. pueden ser accionados por accionamientos Fincor de c.c., con un régimen nominal de 10 CV para los regímenes nominales de motores indicados anteriormente, y controlados por medio de controladores Fenner M-Trim. Existen engranajes adecuados de ángulo recto con la marca EuroDrive.

Tal como se ilustra en la figura 8, en el modo de funcionamiento para configuración de superficies de la máquina 10, los rodillos 14, 16, comprimen una hoja en bruto de espuma 100 que normalmente es una hoja continua alimentada desde un rollo grande y que hace avanzar la espuma comprimida contra el borde cortante de la cuchilla 22. El rendimiento de la máquina de configuración de superficies 10 depende del artículo que se pretenda producir. El producto puede tener igualmente forma de hoja continua, como por ejemplo, capas inferiores de espuma configuradas para la colocación de moquetas, o puede consistir en partes separadas cortadas de la hoja continua original, como por ejemplo, capas inferiores de espuma cortadas y con configuración de superficie para ajustar el ahuecador metálico de un coche por debajo de una alfombra. El primer ejemplo está ilustrado en la figura 8 donde el producto objetivo 102 es la espuma continua que pasa entre el rodillo de compresión 14 y la cuchilla de corte 22, y el material comprimido en el rodillo con dibujos 16 y cortado por la cuchilla produce una hoja o tira continua 104 de espuma a descartar. En el segundo ejemplo, no representado en los dibujos, el producto objetivo es la espuma comprimida en el interior de una depresión adecuadamente conformada en la superficie del rodillo con dibujos y cortada de la hoja continua, por ejemplo, un artículo por cada revolución del rodillo con dibujos, mientras que la porción restante de la hoja continua es descartada. En este último caso, el grosor del articulo objetivo será la casi totalidad del grosor de la hoja de espuma en bruto 100 para minimizar los desperdicios.

Los mejores resultados de configuración de superficie pueden requerir algún ajuste del punto de contracto tangente real de la cuchilla de corte 22 con la superficie del rodillo con dibujos acercada o alejada del punto de mínima separación entre los rodillos. La posición óptima del punto de contacto tangente puede variar algo dentro de una gama relativamente estrecha, dependiendo del tipo y dureza de la espuma que se corte y del diámetro del rodillo con dibujos. Para cada una de dichas combinaciones de parámetros, puede ser necesario un procedimiento de ajuste que implique alguna prueba inicial y error para establecer los ajustes óptimos de la máquina para fases de producción. En la mayoría de los casos, el borde de la cuchilla de corte establecerá contacto real con la superficie del rodillo con dibujos, de modo que se conserven porciones de la superficie original de la pieza en bruto de espuma en la superficie conformada. En algunos casos, no obstante, puede ser deseable separar ligeramente el borde de corte evitando dicho contacto. Por ejemplo, cuando se tengan que realizar cortes separados en puntos espaciados entre sí en la superficie de la pieza en bruto de espuma, de modo que la espuma que se está retirando no esté conectada por el dibujo de la superficie, puede ser deseable cortar una fina capa continua de espuma que se retire de la superficie original de la espuma en bruto con el fin de hacer que una fina tira conecte los trozos de espuma cortados en aquellos puntos separados para la fácil recogida y eliminación de material de desperdicio en forma de hoja continua. En este caso, el borde de corte de la cuchilla 22 puede estar separado de la superficie del rodillo con dibujos mil o dos miles (sic) de una pulgada, por ejemplo.

La máquina 10 modificada según la presente invención es fácil de convertir para configuración de superficies y configuración de perfilado, y de hecho es una máquina con doble objetivo. Se realiza la conversión simplemente cambiando los rodillos y seleccionando el modo de funcionamiento deseado del accionamiento de motor 24 desplazando el mango 68 a la posición adecuada en la caja de engranajes.

En un modo de realización alternativo de la invención, se puede modificar una perfiladora comercial para dedicarla al uso como máquina para configuración de superficies, sustituyendo la unidad de engranaje deslizante 65 por un engranaje axialmente fijo en el eje de accionamiento del rodillo superior 60. Se puede fijar el engranaje fijo en la posición del engranaje 64 representado en la figura 4, de modo que los dos ejes de accionamiento de rodillo 46, 60 sean siempre accionados independientemente entre sí por uno de los dos motores de accionamiento 26, 28 correspondiente tal como se ha descrito más arriba en relación con el modo de funcionamiento para configuración de superficies de la caja de engranajes 30.

Claims (12)

1. Máquina para cortar espuma (10) que presenta un rodillo con dibujos (16) y un rodillo de compresión (14), siendo cada uno respectivamente intercambiable por otros rodillos con dibujos y rodillos de compresión de diámetros diferentes y que están montados en unas guías de ajuste de rodillo inclinadas de modo divergente en un bastidor de máquina para permitir la rotación alrededor de ejes paralelos entre sí y que definen un espacio de separación (20) entre ellos; y un borde de corte (22) montado para cortar un material arrastrado a través de dicho espacio por la rotación de dichos rodillos; caracterizada por unos primer y segundo motores de accionamiento (26, 28) para accionar dichos rodillos con dibujos y rodillos de compresión, respectivamente; y medios de control (92), conectados a dichos primer y segundo motores de accionamiento (26, 28) para controlar de modo independiente la velocidad de rotación de dichos rodillos, siendo dichos medios de control ajustables para igualar la velocidad de rotación de superficie de dichos rodillos, en los cuales el diámetro del rodillo con dibujos es sustancialmente superior al diámetro del rodillo de compresión.

2. Máquina según la reivindicación 1, en la cual dicho rodillo de compresión (14) tiene una superficie cilíndrica sustancialmente lisa.

3. Máquina según la reivindicación 1, en la cual dichos medios de control (24) son operativos para permitir el ajuste de dicha velocidad de rotación de superficie de dichos primer y segundo rodillos (16, 14) uno en relación con el otro.

4. Máquina según la reivindicación 1, que comprende además un conjunto de acoplamiento (30) intercalado de forma operativa entre dichos primer y segundo motores de accionamiento (26, 28) y dichos rodillos (14, 16), teniendo dicho conjunto de acoplamiento unos primer y segundo modos de funcionamiento seleccionables, siendo dicho primer modo de funcionamiento operativo para acoplar cada uno de dichos motores (26, 28) a un rodillo correspondiente de dichos rodillos (14, 16) siendo dicho segundo modo de funcionamiento operativo para acoplar sólo uno de dichos motores de accionamiento a ambos rodillos.

5. Máquina según la reivindicación 4, en la cual dicho conjunto de acoplamiento comprende unos medios de engranaje (30) conectados de un modo que permitan el accionamiento entre dichos motores de accionamiento (26, 28) y comprendiendo dichos rodillos (14, 16) un elemento de engranaje (65) que puede ser desplazado entre una primera posición y una segunda posición que correspondan, respectivamente, a dichos primer y segundo modos de funcionamiento.

6. Máquina según la reivindicación 5, en la cual dicho elemento de engranaje (65) puede ser desplazado, en una dirección axial al mismo, entre dichas primera y segunda posiciones.

7. Máquina según la reivindicación 4, en la cual dicho conjunto de acoplamiento comprende un tren de engranajes (30) unido de modo que permita el accionamiento para interconectar mecánicamente la rotación de dichos rodillos en dicho segundo modo de funcionamiento, comprendiendo dicho tren de engranajes un elemento de engranaje (65) que puede ser desplazado desde dicho tren de engranajes con el fin de engranar en accionamiento dichos rodillos, independientemente el uno del otro, con el motor correspondiente de dichos primer y segundo motores de accionamiento (26, 28) en dicho primer modo de funcionamiento.

8. Máquina según la reivindicación 4, en la cual dicho conjunto de acoplamiento comprende una caja de engranajes (30) que puede funcionar selectivamente en un primer o segundo modo, interconectando mecánicamente dicho primer modo dichos rodillos (14, 16) el uno al otro para permitir la rotación por uno de dichos motores de accionamiento (28) engranando en accionamiento dicho segundo modo cada uno de dichos rodillos a uno correspondiente de dichos motores de accionamiento (26, 28) para la rotación independiente el uno del otro.

9. Máquina según la reivindicación 8, en la cual dicha caja de engranajes comprende un conjunto de engranajes (65) que pueden ser desplazada para la rotación interconectada de dichos rodillos en dicho primer modo y para engranar en accionamiento uno de dichos rodillos (14) a un segundo de dichos motores de accionamiento (26) para la rotación independiente el uno del otro de dichos rodillos (16) en dicho segundo modo de funcionamiento.

10. Máquina según la reivindicación 9, en la cual dicho conjunto de engranajes (65) puede ser desplazado en una dirección axial a éste para seleccionar entre dichos primer y segundo modos.

11. Máquina según la reivindicación 8, siendo dicho rodillo con dibujos de diámetro sensiblemente superior al de dicho rodillo de compresión, y siendo uno o los dos rodillos, el rodillo con dibujos y el rodillo de compresión respectivamente, intercambiable(s) por otros rodillos con dibujos y rodillos de compresión de diámetros diferentes.

12. Método para convertir una fresa de perfilar para su uso como máquina para la configuración de superficies de espuma, teniendo dicha fresa de perfilar un par de rodillos de perfilado intercambiables por otros rodillos de diámetros diferentes montados en unas guías de ajuste de rodillo inclinadas de modo divergente y accionadas por un sólo motor, y una cuchilla posicionada para cortar un material de espuma que hacen avanzar dichos rodillos, en el cual la mejora consiste en:

sustituir dichos rodillos de perfilado por un rodillo de compresión (14) y un rodillo con dibujos (16), teniendo el rodillo con dibujos un diámetro sustancialmente superior al diámetro de dicho rodillo de compresión;

posicionar dicha cuchilla (22) en una relación sustancialmente tangencial a dicho rodillo con dibujos (16);

sustituir dicho accionamiento con un solo motor por un accionamiento con dos motores (24, 90) estando dicho accionamiento con dos motores (24, 90) dispuesto para accionar dichos rodillos de compresión y rodillo con dibujos independientemente el uno del otro; y

proveer de medios (30, 92) operativos para igualar sustancialmente las velocidades de rotación de superficie de dichos rodillos de compresión (14) y rodillo con dibujos (16).