ES2273773T3 - Procedimiento y dispositivo para el enrollado continuo de una banda de material fibroso. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el enrollado continuo de una banda de material fibroso, en particular una banda de papel, por ejemplo papel de tisú, conduciéndose la banda sobre un tambor de soporte (4) y a continuación se enrolla sobre un eje de enrollado (1) de un dispositivo enrollador, caracterizado porque el eje de enrollado del rodillo arrollador con sus extremos del eje se apoya sobre unos dispositivos de medición de fuerza (16) para la medición de fuerzas horizontales para la medición exenta de pérdidas de fuerza en la línea de contacto entre los dos rodillos.

Description

Procedimiento y dispositivo para el enrollado continuo de una banda de material fibroso.

La presente invención se refiere a un dispositivo para el enrollado continuo de una banda de material fibroso, en particular de una banda de papel por ejemplo de papel de tisú conduciéndose la banda sobre un tambor de soporte y a continuación enrollándose en un dispositivo enrollador.

Dichos dispositivos son conocidos desde hace tiempo en la fabricación de bandas de papel. Los dispositivos conocidos presentan los inconvenientes de que o bien la presión de apriete del rodillo arrollador sobre el rodillo soporte es tal que el rodillo arrollador es accionado por la fuerza generada por la fricción como ilustran por ejemplo la patente US nº 5.611.500A (Smith) o la patente US 5.845.868 A (Klerelid y colaboradores), o bien cuando se prevé un accionamiento separado del rodillo arrollador, como por ejemplo en el documento DE 197.48.995 A1 (Voith), la fuerza de apriete no puede ajustarse de manera exacta, ya que hay demasiados puntos en los que se originan pérdidas no calculables, por ejemplo por fricción. Por eso la presión preestablecida, que se ajusta en los cilindros de presión de apriete, no define la fuerza de apriete real entre el tambor de soporte y el rodillo arrollador. Especialmente en el papel de tisú con un elevado volumen, es deseable una fuerza de apriete reducida para no volver a destruir el elevado volumen mediante la presión de apriete. En los dispositivos convencionales existentes hasta ahora, la fuerza de apriete sin embargo sólo se puede ajustar de una manera imprecisa y las pérdidas por fricción en las piezas de la mecánica están ya por encima de la presión de apriete necesaria, de modo que no es posible realizar una regulación exacta. Además la patente US nº 6.036.137 describe un aparato, en el que se enrolla papel, calculándose aquí la fuerza en la línea de contacto de dos cilindros a partir de la posición del rodillo soporte y del rodillo arrollador teniendo en cuenta la cantidad de papel que se encuentra en el rodillo arrollador (radio del rollo) y otros parámetros del papel (entre otros la compresibilidad). Además primariamente debe tomarse como medida la relación entre el radio y una posición deseada del cilindro de ajuste. Sin embargo esto conduce, especialmente en el papel de tisú, a posiciones no uniformes indeseadas, ya que aquí el papel cresponado se comprime parcialmente y no se da ninguna correlación clara entre la cantidad de papel y la comprensibilidad B. Asimismo aquí se fija el rodillo arrollador solamente sobre los carriles mediante brazos especiales de tal modo que no pueda seguir rodando. La patente US nº 4.697.755 describe una rebobinadora, en la que mediante un sensor de presión se controla un brazo de soporte para el rodillo. Tampoco aquí el rodillo arrollador está sobre un dispositivo de medición de fuerza, de modo que aquí también se pueden medir la fuerza en la línea de contacto de dos cilindros sólo de una forma muy imprecisa. Además aquí también se mide el tensado del material (película de plástico o papel), lo cual especialmente en el caso del papel de tisú debido al cresponado no es posible.

Además la patente US nº 4.552.317 describe un enrollador para una banda de plástico, en el que están previstos dispositivos de medición de la fuerza, que miden el peso del rollo. Mediante un transductor angular se calcula entonces la fuerza de apriete. El objetivo de esta forma de realización es conseguir ajustes lineales. También este sistema es demasiado impreciso para la producción de papel de tisú. También en el documento DE 36 27 463 se calcula la presión mediante la medición de la posición y mediante otras magnitudes predeterminadas. En el documento JP 61 075 758 y en el documento JP 61 155 147 se determina la fuerza contra una pared fija, a partir de la cual se calcula entonces una fuerza en la línea de contacto de dos cilindros. Con este desorden no es posible una medición directa. El documento DE 198 18 816 se refiere a una máquina enrolladora, en la que el rodillo arrollador apoya sobre rieles y también se mide el aumento del diámetro. El documento DE 3 347 733 representa un dispositivo de enrollado, en el que también se determina la posición de los rodillos. También en la instalación según el documento DE 197 48 995 se determina la posición del rodillo arrollador mediante una medición del diámetro. El documento DE 38 05 950 describe un rebobinador en el que los rodillos de apriete ejercen su presión mediante cilindros hidráulicos y se mide la presión de apriete.

Por eso el objetivo de la presente invención es proponer un dispositivo en el que incluso con pequeñas presiones de apriete se consiga una buena regulabilidad durante el proceso de enrollado.

Por eso la presente invención se caracteriza porque el rodillo arrollador, es preferentemente durante el proceso de enrollado completo, apoye con sus extremos del eje sobre los dispositivos de medición de fuerza para la medición de las fuerzas horizontales para medir sin pérdidas la fuerza en la línea de contacto de los dos cilindros. Con ello es posible una medición directa y exenta de pérdidas de la fuerza de apriete pudiéndose garantizar también una calidad uniforme del papel a lo largo de todo el proceso de enrollado.

Un perfeccionamiento favorable de la presente invención se caracteriza porque los dispositivos de medición de fuerza están previstos en un dispositivo de retención desplazable horizontalmente. Por consiguiente se puede garantizar una dirección constante de la fuerza y una transmisión simple de la fuerza de apriete (regulada).

Un perfeccionamiento favorable de la presente invención se caracteriza porque el rodillo arrollador, preferentemente durante la totalidad del proceso de enrollado, apoya sobre los dispositivos de medición de la fuerza. Con ello es posible una medición directa y exenta de pérdidas de la fuerza de apriete, pudiéndose garantizar también una calidad uniforme del papel a lo largo de todo el proceso de enrollado.

Un perfeccionamiento favorable de la presente invención se caracteriza porque los dispositivos de medición de la fuerza están provistos en un dispositivo de retención desplazable horizontalmente. Por consiguiente se puede garantizar una en dirección uniforme después de la fuerza una transmisión simple de la fuerza de apriete (regulada).

Una configuración ventajosa de la presente invención se caracteriza porque el dispositivo de retención desplazable horizontalmente está provisto de unos rodillos soporte que se desplazan en perfiles de guiado, estando estanqueizando los perfiles de guiado por una cinta que se desplaza verticalmente. Así se garantiza un desplazamiento seguro y con poca fricción, que posibilita una adaptación exacta a la fuerza de apriete incluso con valores pequeños.

Un perfeccionamiento favorable de la presente invención se caracteriza porque la cinta sin fin es de tejido plástico o acero. De este modo, según los requisitos y las condiciones ambientales se puede encontrar la variante más favorable.

Un perfeccionamiento ventajoso de la presente invención se caracteriza porque la cinta que se desplaza verticalmente está realizada como cinta sin fin y cambia de dirección mediante dos rodillos previstos en los extremos de los perfiles de guiado. Así se consigue una obturación exenta de fricción.

Una configuración favorable de la presente invención se caracteriza porque los rodillos inversores presentan unas ranuras trapezoidales para el guiado de la cinta, presentando la cinta sin fin por lo menos un perfil en forma trapezoidal, que encaja en las ranuras trapezoidales de los rodillos inversores. De este modo es posible un guiado lateral muy bueno de la cinta, no pudiendo producirse pérdidas por fricción ni desvío lateral.

Con todas estas medidas se puede garantizar una medición exacta y también mantener constante la presión de apriete en la línea de contacto de estos rodillos prácticamente en todo el tiempo del proceso de enrollado.

La presente invención se describe a continuación a título de ejemplo, con la ayuda de los dibujos, siendo la figura 1 una instalación según la presente invención, la figura 2 es un corte por la línea II-II de la figura 1, la figura 3 es una sección de la figura 1, la figura 4 es un corte por la línea IV-IV de la figura 1, la figura 5 es un corte por la línea V-V de la figura 4.

La figura 6 representa un corte por la línea VI-VI de la figura 4 y la figura 7 representa una sección según el círculo VII de la figura 6.

Con la ayuda de la figura 1 se describe ahora el modo de actuación del dispositivo. El eje de enrollado (rodillo arrollador) 1 se coloca mediante un dispositivo de bajada 2 en el brazo primario 3 y se inmoviliza verticalmente sobre el tambor de soporte 4 hidráulicamente. En el lado de guiado FS están montados un motorreductor 6, que está dispuesto de modo que sea desplazable sobre una placa en la dirección del eje. Éste está acoplado con el eje de enrollado 1 para llevarlo a la velocidad de la máquina.

El brazo primario 3 se hace girar ahora alrededor del eje del tambor de soporte 4 mediante un dispositivo basculante 7, hasta que el eje de enrollado 1 se coloca sobre éste, al hacerlo el eje de enrollado 1 con la ayuda de un dispositivo apropiado abarca la banda de papel P en toda su anchura y empieza a enrollarlo aumentando su diámetro. La fuerza de apriete necesaria entre el eje de enrollado 1 y el tambor de soporte 4 se aplica y se regula mediante el cilindro hidráulico 8, que está equipado con un dispositivo de medición de la fuerza. Al hacerlo se tiene en cuenta también la compensación del peso del eje de enrollado 1. El brazo primario 3 se sigue haciendo bascular ahora alrededor del eje del tambor de soporte 4 hasta que el eje de enrollado 1 adopta la posición horizontal. Entonces el espesor del rollo de papel aumenta continuamente hasta como máximo 350 mm. La parte exterior del brazo primario 3 se desplaza entonces en movimiento telescópico hacia fuera. Se conduce sobre el rodamiento de rodillos 9 para que el efecto de la fricción sobre la fuerza en la línea de contacto de dos cilindros se mantenga lo más reducida que sea posible. El rollo de papel se coloca sobre un dispositivo de retención 11 desplazable horizontalmente y se inmoviliza.

La figura 2 ilustra un corte por la línea II-II de la fig. 1. El dispositivo de retención 11 consta de una pieza de asiento o de alojamiento 12 con dos palancas de apriete accionadas hidráulicamente 13, 14 y asienta sobre un dispositivo de medición de la fuerza 16 que a su vez está montado sobre la pieza corrediza 17. La unidad completa se denomina también brazo secundario 10. En el lado de accionamiento TS un motorreductor 18 desplazable en la dirección del eje está unido ahora con el dispositivo de retención 11. Tan pronto como el rollo de papel está en la posición horizontal, este accionamiento 18 en el lado de accionamiento TS se acopla al eje de enrollado 1 y el accionamiento 6 en el brazo primario 3 se acopla. Durante el resto de proceso de enrollado, mediante el brazo secundario 10 se produce y, mediante los dispositivos de medición de fuerza se regula, la fuerza horizontal en la línea de contacto de dos rodillos (fuerza de apriete entre el rodillo arrollador 1 y el rodillo soporte 4) mediante un cilindro hidráulico 19 en el lado de guiado FS y mediante otro cilindro hidráulico en el lado de accionamiento TS.

Mientras tiene lugar el resto del proceso de enrollado en el brazo secundario 10, en el brazo primario 3 se prepara el siguiente brazo de enrollado 1. Tan pronto como el rollo de papel ha alcanzado el tamaño deseado, es retirado por el tambor de soporte 4, el nuevo eje de enrollado 1 se pone en el brazo primario 3 en la posición de enrollado sobre el tambor de soporte 4 y se toma toda la banda de papel P. Después de la expulsión del rollo de papel acabado del brazo secundario 10, éste se desplaza de nuevo hacia el tambor de soporte 4 y recoge entonces el nuevo eje de enrollado 1 del brazo primario 3. Los dispositivos de medición de fuerza 16 están configurados de tal modo que sólo registran las fuerzas horizontales realmente aplicadas en la línea de contacto entre el rodillo arrollador 1 y el tambor de soporte 4. Las componentes verticales de los accionamientos o del peso propio del rollo de papel que va variando no influyen sobre los valores de medida. Las señales de valor de medida registradas controlan el movimiento de los dos cilindros hidráulicos 19 de tal modo que se encargan de que se asegure un movimiento absolutamente paralelo de los brazos secundarios 10 en el lado de guiado FS y en el lado de accionamiento TS así como una evolución de la fuerza en la línea de contacto entre los dos rodillos preseleccionada (constante o variable) a lo largo de todo el proceso de enrollado. La pieza corrediza 17 del brazo secundario 10 se apoya sobre rodillos de soporte 21 que se desplazan horizontalmente, que se desplazan en los rodillos de guiado 20 para mantener también aquí los efectos de la fricción lo más reducidos que sea posible.

La fig. 3 ilustra ahora una sección de la fig. 1, que representa el brazo secundario 10. Aquí se puede conocer por una parte el rollo soporte 4 y el eje de enrollado 1 con un rollo de papel que ya se ha enrollado en parte. La fuerza de apriete A puede medirse mediante el dispositivo de medición de fuerza 16 independientemente de la posición y sin pérdidas, ya que no hay elementos intermedios susceptibles de generar pérdidas. Durante el proceso de enrollado el cilindro hidráulico 19 hace desplazar la pieza corrediza 17 del brazo secundario 10 de modo que siempre actúe la misma fuerza de apriete A del eje de enrollado 1 contra el rodillo soporte 4. La correspondiente posición del brazo secundario 10 viene detectada mediante el sistema de medición integrado en los cilindros 19.

Para no destruir el volumen de la banda de papel P se emplean fuerzas de apriete muy reducidas (hasta como mínimo 0,1 N/mm). Mediante los rodillos de soporte 21 se puede conseguir un desplazamiento de la pieza corrediza 17 con pérdidas por fricción muy reducidas.

Estos rodillos de soporte 21 están protegidos contra la suciedad mediante un dispositivo especial, tal como se puede ver en la fig. 4 (corte IV-IV de la fig. 1). Consiste en dos rodillos inversores 22 por unidad de guiado 26 (en total 8 rodillos inversores para una instalación), pudiéndose tensar un rodillo 22. Alrededor de los rodillos inversores 22 se desplaza una cinta sin fin 23 de tejido, plástico o acero. En esta cinta 23 se sujetan los rodillos soporte 21, representándose aquí, a título de ejemplo, sólo un rodillo de soporte 21.

La fig. 5 ilustra un corte por la línea V-V de la fig. 4, pudiéndose aquí observar la configuración de los rodillos de soporte 21. Los rodillos de soporte 21 se desplazan sobre rieles 27. En el lado superior e inferior se pueden observar las superficies 28 del perfil de guiado 26. También aquí se puede observar la cinta sin fin 23 a la que están sujetos los rodillos soporte 21 y el que se desplaza también en el otro lado tocando a las superficies de pared 28 a lo largo del perfil de guiado 26.

La fig. 6 ilustra un corte por la línea VI-VI de la fig. 4 que pasa por un rodillo inversor 22. Los rodillos inversores 22 están provistos a título de ejemplo, cada uno de ellos con dos ranuras trapezoidales, estando aplicadas en la cinta sin fin 23 a título de ejemplo también dos perfiles trapezoidales 24, que encajan en las ranuras de los rodillos inversores 22 impidiendo así una desviación lateral. El número de ranuras puede variar en función de la anchura de la banda.

La fig. 7 ilustra una sección VII de la fig. 6. Se pueden observar aquí muy claramente las rendijas laterales 25 en la pared 28 del perfil de guiado 26 que sirven para el guiado de las cintas 23 así como para la obturación. Además, el espacio hueco 29 creado mediante este dispositivo se protege contra la entrada de polvo insuflando continuamente aire a presión.

Por consiguiente la medición y regulación de la fuerza en la línea de contacto entre los dos rodillos se puede realizar muy bien y con mucha seguridad.

La presente invención no se limita a los ejemplos representados. Además de cilindros hidráulicos puede utilizarse también por ejemplo cilindros neumáticos.

Claims (6)

1. Dispositivo para el enrollado continuo de una banda de material fibroso, en particular una banda de papel, por ejemplo papel de tisú, conduciéndose la banda sobre un tambor de soporte (4) y a continuación se enrolla sobre un eje de enrollado (1) de un dispositivo enrollador, caracterizado porque el eje de enrollado del rodillo arrollador con sus extremos del eje se apoya sobre unos dispositivos de medición de fuerza (16) para la medición de fuerzas horizontales para la medición exenta de pérdidas de fuerza en la línea de contacto entre los dos rodillos.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos de medición de fuerza (16) están previstos en un dispositivo de retención (11) desplazable horizontalmente.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el dispositivo de retención (11) ajustable horizontalmente está provisto de unos rodillos de soporte (21) que se desplazan en los perfiles de guiado (26), estando obturados los perfiles de guiado (26) mediante una cinta (23) que se desplaza verticalmente.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la cinta sin fin (23) es de tejido, plástico o acero.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque la cinta (23) que se desplaza verticalmente está realizada como cinta sin fin y transcurre por dos rodillos inversores (22) previstos en los extremos del perfil de guiado (26).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque los rodillos inversores (22) presentan unas ranuras trapezoidales para el guiado de la cinta (23), en el que la cinta sin fin (23) presenta por lo menos un perfil de guiado (24) de forma trapezoidal, que está engranado en las ranuras trapezoidales de los rodillos inversores (22).