ES2271472T3 - Dispositivo para cambiar bobinas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para cambiar bobinas que comprende básicamente un alojamiento (11) para una primera bobina (12), un alojamiento (15) para una segunda bobina (16), un mecanismo (21) para unir una cinta de material (14) que se termina de la primera bobina (12) con una cinta de material (18) que proviene de la segunda bobina (16), así como medio para el alojamiento y para la retirada de tiras de material inadecuado para el procesamiento de ambas cintas de material (14, 18), en el que el medio comprende dos dispositivos de desarrollado (34, 37) para el alojamiento y para la retirada de tiras de material (52, 53) inadecuado para el procesamiento, caracterizado porque el dispositivo de arrollado (37) para el alojamiento y para la retirada de una tira sin márgenes de la nueva bobina (16) llena está dispuesta en el sentido de transporte (33) de las cintas de material (14, 18) detrás del mecanismo (21) para la unión y el otro dispositivo de arrollado (34) para el alojamiento y para la retirada de un material restante de la bobina (12) vieja casi completamente terminada está dispuesto en el sentido de transporte (33) de las cintas de material (14, 18) antes del mecanismo (21) para la unión.

Description

Dispositivo para cambiar bobinas.

La invención se refiere a un dispositivo para cambiar bobinas, que comprende básicamente un alojamiento para una primera bobina, un alojamiento para una segunda bobina, un mecanismo para unir una cinta de material que sale de la primera bobina con una cinta de material que proviene de la segunda bobina así como el medio para el alojamiento y retirada de tiras de material de ambas cintas de material inadecuadas para el procesamiento, comprendiendo el medio dos dispositivos de arrollado para el alojamiento y retirada de tiras de material inadecuadas para el procesamiento.

En la industria procesadora de tabaco es habitual, en la fabricación de, por ejemplo, cigarrillos, unir de forma automatizada las cintas de material de papel de cigarrillo, papel de filtro o similar, que están arrolladas en las llamadas bobinas, para que pueda realizarse una producción continuada. Esto puede realizarse mediante estriado, acuñado, pegado o técnicas de unión habituales. Al mismo tiempo, una cinta de material que sale de una bobina ampliamente desarrollada se une con una cinta de material que proviene de una nueva bobina llena. No obstante, mediante la unión de las cintas de material a alta velocidad se producen forzosamente restos de material inadecuados para el procesamiento, por un lado, a través de una primera tira de material que se genera al abrir la nueva bobina no desarrollada, también llamada tira sin márgenes y, por otro lado, mediante una tira de material no desarrollada completamente de la bobina vieja, que se denomina también material restante. Tanto la tira sin márgenes como también el material restante deben separarse y retirarse de la cinta de material continua y formada por dos cintas de material individuales que llega para el procesamiento.

En dispositivos conocidos, la tira sin márgenes o el material restante se separara mediante elementos de separación individuales, por ejemplo, cuchillas, mediante el principio de Venturi desde el núcleo de la bobina se libera mediante desarrollado y aspirado y a través de un sistema tubular se transporta a un contenedor de alojamiento, la llamada caja de trama. El material de trama formado por la tira sin márgenes y material restante se compacta, comprimiéndose las tiras de material separadas con una mano de mortero o similar. Tan pronto como la caja de trama ha alcanzado una determinada altura de llenado, se vacía y limpia manualmente.

No obstante, los dispositivos o procedimientos conocidos presentan la desventaja de que debido a la compleja estructura presentan una gran variedad de piezas, lo que conduce a elevados costes de fabricación y mantenimiento. Además, los dispositivos o los procedimientos - condicionado por las toberas de Venturi - emiten mucho ruido. La retirada, especialmente, el vaciado de la caja de trama o la limpieza de la misma y del entorno es muy costoso. Además, el material restante retirado presenta un gran volumen, lo que dificulta en conjunto el manejo y reti-
rada.

Del documento US5474252A se conoce un dispositivo con las características del preámbulo de la reivindicación 1. Este dispositivo es costoso en cuanto a construcción y, por tanto, difícil de manejar.

El objetivo de la presente invención es, por tanto, crear un dispositivo fácilmente manejable que sea adecuado para retirar el material de trama de forma segura, fiable y ahorrando espacio. Además, el objetivo de la invención es proponer un procedimiento, con el que pueda retirarse el material de trama de forma segura, fiable y ahorrando espacio.

Este objetivo se alcanza, por un lado, mediante un dispositivo del tipo mencionado al principio, de forma que el dispositivo de arrollado para el alojamiento y retirada de una tira sin márgenes de la bobina nueva y llena está dispuesto en el sentido de transporte de las cintas de material detrás del mecanismo de unión y el otro dispositivo de arrollado para el alojamiento y retirada del material restante de la bobina vieja, casi completamente desarrollada está dispuesto en el sentido de transporte de las cintas de material antes del mecanismo de unión. Mediante el dispositivo de arrollado puede formarse un fardo de material de trama compacto, es decir, comprimido, que de forma sencilla pueda dirigirse al contenedor de trama. Este alojamiento del material de trama definido garantiza un manejo sencillo, así como una retirada del material de trama sencilla y limpia, que especialmente evita el polvo. Es especialmente ventajosa también la reducción de ruido mediante la previsión del dispositivo de arrollado para el material de trama. La configuración según la invención garantiza, con ahorro de espacio, el alojamiento y retirada de todo el material de trama, que además puede evacuarse fácilmente, sin ensuciar el entorno.

En una forma de realización preferente, al menos un dispositivo de arrollado está configurado adicionalmente como medio de separación. De este modo, por un lado, pueden ahorrarse piezas individuales, lo que reduce costes y gastos de mantenimiento. Por otro lado, el manejo se simplifica especialmente, puesto que la separación puede realizarse mediante los dispositivos de arrollado o carretes que rotan.

Además, el objetivo se alcanza mediante un procedimiento con los pasos mencionados al principio, de forma que al menos se arrolla una tira de material y se retira de forma automatizada. De este modo, pueden formarse fardos comprimidos a partir de las tiras de material inadecuadas para el procesamiento, que permiten una retirada simplificada, mejorada y libre de polvo.

Preferentemente, tanto la tira sin márgenes como también el material restante se arrollan y, de este modo, se comprimen, reduciéndose en conjunto el volumen del material de trama.

Otras características y formas de realización preferentes, así como pasos ventajosos se desprenden de las reivindicaciones subordinadas y de la descripción. Una forma de realización especialmente preferente, así como el procedimiento se explican en detalle mediante un dibujo. En el plano se muestra:

Fig. 1 una representación esquemática de un mecanismo para cambiar bobinas,

Fig.2a a 2c una pieza individual, es decir un carrete para alojar una tira de material, del dispositivo según la figura 1 con tira de material que debe arrollarse y desarrollarse en estados distintos y,

Fig. 3 una pieza individual, es decir, otra forma de realización de un carrete, el dispositivo según la fig. 1.

Los dispositivos representados en las figuras sirven para cambiar bobinas, especialmente para unir dos cintas de material al cambiar la bobina con empalme continuo en una máquina automática de bobinas.

El dispositivo 10 para cambiar o unir bobinas comprende un primer alojamiento 11. En este alojamiento 11 está dispuesta una primera bobina 12. La bobina 12 se compone de un núcleo 13, sobre el que está bobinada una cinta de material 14. Además, el dispositivo 10 presenta otro alojamiento 15 para el alojamiento de una segunda bobina 16. La bobina 16 presenta, igualmente, un núcleo 17, sobre el que está arrollada una cinta de material 18. Ambas bobinas 12, 16 pueden accionarse mediante un accionamiento propio 19 ó 20. En las dos bobinas 12, 16 se une, en el sentido de transporte de las cintas de material 14, 18 un mecanismo 21 para unir las cintas de material 14, 18. En el ejemplo de realización mostrado, el mecanismo 21 se compone de dos cilindros 22, 23, que disponen de un accionamiento propio 24 ó 25, respectivamente. La superficie de contorno 26 del cilindro 22 forma una superficie estriada 27 lisa. El cilindro 23 presenta un segmento 28, que en su superficie alejada del cilindro 23 presenta una superficie estriada 30 estructurada. La distancia de los cilindros 22, 23 o de sus ejes de rotación 31, 32 puede ajustarse de forma variable y, se selecciona en función de la dureza del material de las cintas de material 14, 18 que deben unirse, de forma que las cintas de material 14, 18 se unen mediante estrangulamiento entre el cilindro 22 y el segmento 28. No obstante, pueden utilizarse igualmente otros mecanismos para unir, especialmente dispositivos de pegado o similares.

En el sentido de transporte, indicado mediante la flecha 33, de las cintas de material 14, 18 antes del mecanismo 21 está dispuesto un primer mecanismo de arrollado 34. El mecanismo de arrollado 34 está dispuesto casi dentro de la cinta de material 14, de forma que la cinta de material 14 circula a través del mecanismo de arrollado 34, en este caso, está enhebrado. El dispositivo de bobinado 34 presenta un carrete 35. El carrete 35 puede accionarse de forma rotativa y mediante un accionamiento 36. En el sentido de transporte, detrás del mecanismo 21 está dispuesto otro dispositivo de arrollado 37, que presenta igualmente un carrete 38 que puede accionarse de forma rotativa. Para ello, el carrete 38 está unido a un accionamiento 39. El carrete 38 está dispuesto dentro de la cinta de material 18, de forma que un extremo libre 40 de la cinta de material 18 circula a través del dispositivo de arrollado 37 o está enhebrado en éste.

Los carretes 35, 28, que también pueden reemplazarse por otros elementos de arrollado normales, presentan alojamientos para el alojamiento de cintas de material 14, 18. Los alojamientos pueden estar formados, por ejemplo, por una ranura 41 (véase la fig. 3). Otra posibilidad consiste, por ejemplo, en prever diversos pernos 43 distribuidos en el contorno de un disco 42. Los pernos 43 están distanciados entre sí y distribuidos de forma regular en el contorno, de forma que igualmente se forma una ranura 41 (véanse las figs. 2a a 2c). Mediante la rotación de los carretes 35, 38, pueden bobinarse las cintas de material 14, 18 enhebradas en la ranura 41 o entre los pernos 43. Para poder separar las cintas de material 14, 18 arrolladas del carrete 35, 38, el carrete 35, 38, en el ejemplo de la forma de realización según la figura 3, está configurado de forma deslizable en su extensión longitudinal axial, de forma la cinta de material 14, 18 al retroceder el carrete 35, 38 puede desplazarse o desprenderse mediante un rascador 44 o similar dentado en el lado interior. En el ejemplo de la forma de realización según la figura 2, el carrete 35, 38 presenta, adicionalmente al disco 42, un disco rascador 44, que puede moverse en el sentido axial del carrete 35, 38. El disco rascador 44 se dirige sobre los pernos 43. También es concebible un movimiento axial solapado del rascador 44 o disco rascador 44, por un lado, y el carrete 35, 38 por el otro lado.

Todos los accionamientos 19, 20, 24, 25, 36, 39 están conectados a un control 51 común. El control 51 dirige los momentos y velocidades de rotación de las bobinas 12, 16 individuales o cilindros 22, 23 o carretes 35, 38. Los momentos y velocidades de rotación de las bobinas 12, 16, de los cilindros 22, 23 así como de los carretes 35, 38 pueden controlarse o regularse individualmente.

En la zona entre el mecanismo 21 y el dispositivo de arrollado 34 está dispuesto en la zona de la cinta de material 14 un medio para la fijación de la cinta de material 14. Preferentemente por encima de la cinta de material 14, está dispuesto de forma ajustable el medio, que está configurado como listón de aspiración 60. El listón de aspiración 60 actúa, tan pronto como encaja con la cinta de material 14, de forma que aplica una fuerza de tracción sobre la cinta de material, que actúa de forma opuesta al sentido de transporte según la flecha 33. El listón de aspiración 60 puede reemplazarse, no obstante, por otros medios habituales de fijación.

Además, en el sentido de transporte de las cintas de material 14, 18, detrás del mecanismo 21 en la zona de la cinta de material que llega para el procesamiento (en el ejemplo de realización según la figura 1 la cinta de material 14) está dispuesto un medio que sirve para almacenar la cinta de material 14, así como para compensar diferencias de velocidad. Este medio presenta un llamado dispositivo bailador 62, que está formado por diversos rodillos o cilindros. Al menos uno de los cilindros está cargado elásticamente y puede moverse en el sentido de la flecha 62. La cinta de material 14 está enhebrada en este dispositivo de compensación 62. Para el caso de que la máquina siguiente requiera más material que el que suministra realmente la bobina 12, se extrae del almacén o cojín, de forma que deben compensarse las diferencias de velocidad en el transporte de la cinta de material 14. De forma correspondiente, el principio funciona también en otras cintas de material.

A continuación, se describe en detalle el principio del procedimiento de la presente invención:

En la industria procesadora de tabaco se procesan de forma continuada cintas de material 14, 18 en forma de tira como, por ejemplo, papel de cigarrillo. Para ello, el papel de cigarrillo se desarrolla de una llamada bobina. Tan pronto como una bobina 12 vieja está casi desarrollada, es decir, casi vacía, debe unirse la cinta de material 14 que se termina de la bobina 12 vieja con la cinta de material 18 que proviene de una bobina 16 nueva y llena.

En este procedimiento, que se denomina como empalme continuo, en la bobina vieja 12 y en la bobina nueva 16 se proceden tiras de material 52, 53 inadecuado para el procesamiento o que no deben procesarse. Una primera tira de material 53, que debe retirarse, es la llamada tira sin márgenes, que se produce al abrir una nueva bobina llena 16. Una segunda tira de material 52 es el material restante de la bobina 12 vieja casi vacía que queda en el núcleo 13 de la bobina 12.

En el funcionamiento continuado, por ejemplo, de una máquina de fabricación de cigarrillos, el papel de cigarrillo se desarrolla de una bobina 12. El papel de cigarrillo, es decir, la cinta de material 14 o una tira de material 52 están enhebradas en el carrete 35 y se dirigen a través del mecanismo 21 para unir las cintas de material 14, 18. La cinta de material 14 se estira mediante cilindros 45, 46 en dirección de otro procesamiento (véase la flecha 47) con una velocidad de transporte v_{1} predeterminada. Antes de que la cinta de material 14 esté desarrollada completamente de la bobina 12, debe unirse con la cinta de material 18 de la nueva bobina 18 llena durante el funcionamiento continuado, es decir con las cintas de material 14, 18 transportadas de forma continuada. Para ello, la cinta de material 18 ya está enhebrada antes de la unión en el mecanismo 21, de forma que las cintas de material 14, 18 en la zona del mecanismo 21 discurren casi de forma paralela entre sí. El extremo libre 40 o la tira de material 53 de la cinta de material 18 está enhebrado detrás del mecanismo 21 en el carrete 38. El carrete 38 está accionado permanentemente, de forma que la cinta de material 18 arrollada en la bobina 16 está pretensada, puesto que la bobina 16 se encuentra en primer lugar. Por tanto, la cinta de material 18 está en un estado estacionario. El carrete 38 que actúa como un resorte sinfín mantiene la cinta de material 18 o la tira de material 53 bajo tensión. Adicionalmente, el carrete 38 está configurado con una masa de inercia de forma que el carrete 38 no puede seguir variaciones de velocidad rápidas.

Para el caso en que las cintas de material 14, 18 deban unirse entre sí, antes de introducir el proceso de unión real mediante estriado, se acelera primero la bobina 16, a una velocidad v_{2} que es superior a la velocidad de transporte v_{1} original de la cinta de material 14 durante el procesamiento. Mediante el avance de la cinta de material 18 se arrolla también el extremo libre 40 de la cinta de material o de la tira de material 53 alrededor del carrete 38 accionado y con la velocidad v_{2} predeterminada por la bobina 16.

Igualmente, antes de iniciar el proceso de unión o durante el mismo, la cinta de material 14, que en principio se transporta con la velocidad de transporte v_{1} durante el procesamiento, se frena a una velocidad v_{3}, siendo v_{2}>v_{1}>v_{3}. El frenado de la cinta de material 14 tiene lugar, básicamente, mediante el accionamiento 19 de la bobina 12. Adicionalmente, el listón de aspiración 60 se intercala preferentemente poco antes del proceso de unión real, que retiene la cinta de material 14 o las tiras de material 52 o aplica una fuerza de tracción sobre la cinta de material 14 contra el sentido de transporte indicado mediante la flecha 33. Tan pronto como el listón de aspiración 60 está encajado con la cinta de material 14, aumenta la tensión de la cinta de material 14 entre el mecanismo 21 y el listón de aspiración 60, sin variar la velocidad. La diferencia de material que resulta del frenado de la cinta de material 14 - condicionado por el accionamiento 19- en el procesamiento continuado siguiente detrás del mecanismo 21 se compensa con la velocidad v_{1} mediante el dispositivo bailador 62, que está configurado como cojín o almacén.

Una vez iniciado el proceso de unión, y directamente en contacto con un primer borde 49 del segmento 28 con el cilindro 22, aumenta la tensión de la cinta, es decir, de la tira de material 53 detrás del mecanismo 51. El aumento de tensión es en primer lugar un resultado de la diferencia de velocidad entre la cinta de material 18 transportada con la velocidad v_{2} antes del contacto del segmento 28 con el cilindro 22 y la velocidad de la cinta de material 18 durante el contacto entre el segmento 28 y el cilindro 22, que corresponde aprox. a la velocidad v_{1}, en cualquier caso menor que la velocidad v_{2}. Condicionado por la inercia de masa del carrete 38, esta diferencia de velocidad abrupta v_{2}-v_{1} no puede seguir. Con otras palabras, la cinta de material 18 con el contacto del segmento 28 con el cilindro 22 se frena de v_{2} a v_{1}, mientras el carrete 38 sigue girando con v_{2}. De este modo, se coloca bajo tensión la cinta de material 18 o la tira de material 53 entre el dispositivo de arrollado 37 y el mecanismo 21 para la unión, lo que conduce a una separación de la tira de material 53 detrás del mecanismo en caso de una carga determinada. Normalmente, la tira de material 53 se rasga en el punto debilitado por el borde 49. El carrete 38 sigue rotando hasta que el extremo rasgado de la cinta de material 18, es decir, la tira de material 53 está completamente arrollada y de este modo comprimida. A continuación, la tira sin márgenes arrollada y comprimida se retira de forma automatizada, desplazándose del carrete 38. Para ello, o bien el carrete 38 o un medio auxiliar como, por ejemplo, el disco rascador 44 se desplaza axialmente. El material de trama comprimido cae en un contenedor (no representado), que puede elevarse y vaciarse fácilmente.

Mediante un giro en el sentido contrario de los cilindros 22, 23 continúa el proceso de unión, rodando el segmento 28 sobre la superficie de contorno 26 del cilindro 22. De este modo, que el segmento 28 y el cilindro 22 se accionan preferentemente con una velocidad de aprox. v_{1}, en cualquier caso con una velocidad que es superior a la velocidad v_{3}, la cinta de material 14 frenada mediante el accionamiento 19 a la velocidad v3, se genera una diferencia de velocidad, que conduce al incremento de la tensión de la cinta de material 14 o de la tira de material 52 entre el mecanismo 21 y la bobina 12. Si ahora el mecanismo 21 une las cintas de material 14 y 18, y con una velocidad v1 de la máquina que estira, que está dispuesta en el sentido de transporte detrás del mecanismo de cambio, la fuerza de tracción aplicada adicionalmente por el listón de aspiración 60 en la cinta de material 14 o la tensión de la cinta incrementada de este modo entre el mecanismo 21 y el listón de aspiración 60 conducirá a que la cinta de material 14 se rasgue en la zona del mecanismo 21. Brevemente antes de que un borde 50 posterior del segmento 28 esté en contacto con el cilindro 22 o inmediatamente tras finalizar el proceso de unión, se acciona el carrete 35, de forma que la cinta de material 14 o la tira de material 52 se arrolla. El carrete 35 sigue rotando hasta que la tira de material 52 se desarrolla completamente de la bobina 12 y se arrolla en el carrete 35. Al mismo tiempo, el listón de aspiración 60 actúa como mecanismo de captura que sujeta el extremo separado de la cinta de material 5 hasta que el material de trama está completamente arrollado. A continuación, el material restante se retira automáticamente, y de igual modo que la tira sin márgenes. El núcleo 13 de la bobina 12 reutilizable puede retirarse. En el alojamiento 11 se coloca una nueva bobina llena, que a su vez puede unirse con la cinta de material 18 de la bobina 16 que se termina.

Claims (10)

1. Dispositivo para cambiar bobinas que comprende básicamente un alojamiento (11) para una primera bobina (12), un alojamiento (15) para una segunda bobina (16), un mecanismo (21) para unir una cinta de material (14) que se termina de la primera bobina (12) con una cinta de material (18) que proviene de la segunda bobina (16), así como medio para el alojamiento y para la retirada de tiras de material inadecuado para el procesamiento de ambas cintas de material (14, 18), en el que el medio comprende dos dispositivos de desarrollado (34, 37) para el alojamiento y para la retirada de tiras de material (52, 53) inadecuado para el procesamiento, caracterizado porque el dispositivo de arrollado (37) para el alojamiento y para la retirada de una tira sin márgenes de la nueva bobina (16) llena está dispuesta en el sentido de transporte (33) de las cintas de material (14, 18) detrás del mecanismo (21) para la unión y el otro dispositivo de arrollado (34) para el alojamiento y para la retirada de un material restante de la bobina (12) vieja casi completamente terminada está dispuesto en el sentido de transporte (33) de las cintas de material (14, 18) antes del mecanismo (21) para la unión.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un dispositivo de arrollado (34, 37) está configurado adicionalmente como medio separador.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque cada dispositivo de arrollado (34 ó 37) se encuentra en la zona de la cinta de material (14 ó 18) respectiva o de las tiras de material (52, 53).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque entre el mecanismo (21) y la bobina (12) está dispuesto un medio para la fijación de la cinta de material (14).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada dispositivo de arrollado (34, 37) presenta un carrete (35, 38) o similar que puede accionarse de forma rotatoria.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque los carretes (35, 38) están configurados para el alojamiento de una cinta de material (14, 18) o de una tira de material (52, 53).

7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque los carretes (35, 38) presentan una ranura (41).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque los carretes (35, 38) presentan discos rascadores, que pueden desplazarse en el sentido axial de los carretes (35, 38).

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque los carretes (35, 38) pueden desplazarse en sentido axial.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en la zona de la cinta de material que llega para el procesamiento detrás del mecanismo (21) está dispuesto un medio de almacenaje.