ES2309081T3 - Metodo y aparato que emplea servomotores para situar partes sobre una banda en movimiento. - Google Patents

Abstract

Un aparato (20) para recibir partes (30) que se desplazan a una primera velocidad a través de una zona receptora y aplicar las partes a un transportador (80) que se desplaza a una segunda velocidad a través de una zona aplicadora (23), comprendiendo el aparato: al menos dos motores (64A, 64B) programables independientes; y al menos dos dispositivos transferentes (50A, 50B) para recibir las partes en la zona receptora (21) y aplicar las partes en la zona aplicadora, estando al menos uno de los dispositivos transferentes acoplado a cada uno de los motores programables para mover los dispositivos transferentes en una trayectoria orbital, caracterizado porque los motores (64A, 64B) programables y los dispositivos transferentes (50A, 50B) están alineados con respecto a un eje común, y en donde los motores programables mantienen los dispositivos transferentes a primeras velocidades superficiales en la zona receptora (21) cuando los dispositivos transferentes cogen las partes (30) y mantienen los dispositivos transferentes a segundas velocidades superficiales en la zona aplicadora (23) cuando los dispositivos transferentes aplican las partes al transportador.

Description

Método y aparato que emplea servomotores para situar partes sobre una banda en movimiento.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método y a un aparato para recibir partes diferenciadas que se desplazan a una velocidad y aplicar las partes a una banda o a otro transportador que se desplaza a una velocidad diferente.

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Antecedentes de la invención

Los artículos absorbentes desechables, tales como los pañales desechables, generalmente han sido fabricados mediante un proceso en el que partes diferenciadas o componentes de diferentes materiales, tales como elástico para la pierna, elástico para la cintura, cintas y otro fijadores, se aplican a una banda transportadora en continuo movimiento. A menudo, la velocidad a la que las partes son alimentadas desde un lugar en el proceso sobre una banda transportadora es diferente a la velocidad de la banda transportadora, por tanto, la velocidad de las partes debe ser modificada para ajustarla a la velocidad de la banda transportadora de manera que se puedan aplicar adecuadamente las partes sin que ello afecte negativamente al proceso o al producto acabado.

De forma similar, las etiquetas se colocan de forma típica sobre los artículos cuando la velocidad a la que se alimentan las etiquetas al proceso no es la misma que la velocidad del artículo que debe ser etiquetado. Por consiguiente, la velocidad de las etiquetas debe ser modificada para ajustarla a la velocidad de la banda transportadora y poder aplicar adecuadamente las partes sin afectar con ello negativamente al proceso o al producto acabado.

El experto en la técnica conoce diferentes métodos convencionales para cambiar la velocidad de una parte o componente de material de manera que este pueda ser aplicado a una banda transportadora en continuo movimiento.

Por ejemplo, un método conocido es el método de deslizamiento y corte o corte y deslizamiento. Una banda de material, que se desplaza a una velocidad más lenta que la banda transportadora, es alimentada a un cuchillo y rodillo de yunque que tiene una velocidad superficial igual a la velocidad de la banda transportadora. El material se desliza contra la superficie del rodillo de yunque hasta que el cuchillo lo corta en piezas diferenciadas. La finalidad del deslizamiento es garantizar que se mide una cantidad correcta de material en el sistema a la tensión deseada antes de cortarlo. Cuando el material es cortado en las partes diferenciadas, se activa el vacío en el rodillo de yunque para sujetar la parte diferenciada en el yunque sin que se deslice, de manera que la parte diferenciada es acelerada a la velocidad del rodillo de yunque. A continuación el rodillo de yunque lleva la parte hasta el punto donde el vacío es liberado y las partes se aplican a la banda transportadora desplazándose las partes y la banda transportadora a la misma velocidad. El problema con el método anterior es que el proceso de deslizamiento es muy sensible a las propiedades del material y los parámetros del proceso. Por ejemplo, cuando el coeficiente de fricción entre el material y el rodillo de yunque es demasiado elevado, el material se alargará durante el proceso de deslizamiento. Esta elongación, si se produce, puede aumentar la elevada variabilidad de la longitud del corte final y de la colocación de la parte diferenciada en la banda transportadora.

Otro método utiliza guirnaldas para reducir la velocidad de la banda transportadora y ajustarla a la velocidad de las partes diferenciadas de material que deben ser aplicadas a la banda. Un ejemplo de este método se describe en US-5.693.195, concedida a Schmitz. La banda transportadora es temporalmente ralentizada a la velocidad de las partes, estando la parte sobrante de la banda transportadora recogida en guirnaldas. Las partes de material son después aplicadas a la banda transportadora mientras las partes y la banda se desplazan a la misma velocidad. Las guirnaldas son después liberadas permitiendo que la banda en movimiento recupere su velocidad original. Este método tiene dos principales inconvenientes. El primero es que la banda transportadora debe ser colocada en guirnalda y después liberada y esto puede dañar o modificar las propiedades de la banda transportadora. El segundo es que en los sistemas de producción de artículos desechables típicos el sistema de almacenamiento requiere una gran cantidad de espacio porque existe una relación directa entre la velocidad de la línea y el espacio de almacenamiento necesario.

En otro método se utiliza un brazo empujador accionado por leva. El empujador accionado por leva comprende un empujador de leva en un extremo del brazo y una placa de soporte en el otro extremo del brazo. El empujador de leva permanece en contacto con una leva fija que está acoplada de forma concéntrica al centro de rotación instantáneo de la placa de soporte. A medida que gira la placa de soporte, se aumenta y reduce su distancia radial desde el centro de rotación para cambiar la velocidad superficial de la placa de soporte. Las partes diferenciadas de material se colocan sobre la placa de soporte cuando está en su radio más pequeño de manera que las velocidades coincidan. Durante la rotación la placa de soporte se extiende en una medida suficiente en sentido radial como para ajustar la velocidad de las placas a la velocidad de la banda transportadora. En este punto las partes diferenciadas son transferidas a la banda transportadora. Este método tiene dos principales inconvenientes: En primer lugar, la placa está diseñada para coincidir con la curvatura de un radio y no con la de ambos. Esto significa que la recogida de la parte diferenciada o la transferencia de la parte diferenciada, o ambas, se producirá a lo largo de un espacio durante cierta parte de la transferencia. Esto puede conducir a la pérdida de control de la parte diferenciada, lo que afecta al manejo de partes sometidas a tensión tales como elásticos para la pierna. En segundo lugar, para conseguir el cambio de velocidad deseado, los elementos mecánicos de forma típica utilizados, tales como levas o uniones, aumentan bastante como para mantenerse dentro de límites de diseño aceptables para aceleraciones y ángulos de elevación. Este tamaño da lugar a un mayor coste y a una menor flexibilidad, dado que la unidad debe ser rediseñada para cada aplicación.

En otro método se han utilizado engranajes no circulares para cambiar la velocidad de un dispositivo transferente. El medio gira a un radio constante, pero la velocidad de rotación se varía entre un mínimo y un máximo para agarrar la parte diferenciada a su velocidad y colocar la parte sobre la banda transportadora a su velocidad. Esto evita los problemas de tamaño y los problemas de desacoplamiento de velocidad o espacio, pero se basa en medios mecánicos para conseguir el cambio de velocidad de rotación. El inconveniente de esto es que se necesitan nuevas piezas de transmisión (engranajes u otros medios) cada vez que se produce un cambio de diseño de producto que modifica la longitud de paso, la longitud de la parte diferenciada, u otros factores clave. Esto puede resultar caro y lento de cambiar. Un ejemplo de este método se describe en US- 6.022.443, concedida a Rajala y Makovec.

En US-5.766.406, concedida a Bahn y col., se describe un aparato para trabajar con material laminado.

Sumario de la invención

Como respuesta a las dificultades discutidas y los problema encontrados en el estado de la técnica se ha descubierto un nuevo método y aparato para recibir partes diferenciadas que se desplazan a una velocidad, cambiar la velocidad de las partes para que se ajuste a la velocidad de una banda o cuerpo transportador y aplicar las partes al transportador.

En un aspecto, la presente invención se refiere a un aparato para recibir partes diferenciadas que se desplazan a una primera velocidad y aplicar la parte a un transportador que se desplaza a una segunda velocidad. El aparato comprende al menos dos dispositivos transferentes (girables) y un mecanismo accionador para cada dispositivo transferente. Cada dispositivo transferente girable comprende al menos un segmento cilíndrico configurado para moverse a lo largo de una trayectoria orbital por una zona receptora donde las partes son recibidas y una zona aplicadora donde las partes son aplicadas al transportador. El transportador puede comprender una banda de sustrato en continuo movimiento, o puede ser otro aparato tal como un tambor. El mecanismo accionador utiliza un motor programable tal como un servomotor para transmitir energía de rotación al dispositivo transferente girable. El mecanismo accionador puede transmitir energía de rotación al dispositivo transferente girable a través de una unión directa o una transmisión interpuesta entre ellos. La transmisión puede incluir el engranaje a un contacto de engranaje o a cajas de cambios.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un aparato para recibir partes diferenciadas de un material elástico que se desplazan a una primera velocidad y aplicar las partes a un transportador que se desplaza a una segunda velocidad. Las partes del material elástico pueden estar ya a la tensión y a la longitud de elongación deseadas cuando el aparato las recibe. Por otro lado, las partes del material elástico pueden estar a una tensión y a una longitud de elongación inferiores a las deseadas cuando el borde anterior es transferido al aparato, pero pueden ser estiradas durante la transferencia al aparato si el aparato se desplaza a una velocidad más rápida que las partes diferenciadas. De forma alternativa, las partes pueden tener una tensión y una elongación superiores a las deseadas cuando el borde anterior es transferido al aparato pero pueden relajarse al estado deseado si el aparato se desplaza a una velocidad más lenta que las partes diferenciadas. El cambio de tensión y elongación puede ser realizado de forma uniforme a lo largo de toda la longitud de la parte de material diferenciado o puede ser intencionadamente variado durante la transferencia inicial cambiando la velocidad del medio de transferencia girable.

En otro aspecto, el material alimentado al dispositivo transferente puede comprender una banda continua que pueden ser cortada en partes diferenciadas mientras está en el dispositivo transferente utilizando un cuchillo, un alambre caliente, un rayo láser u otro método habitualmente conocido. De forma alternativa, el material alimentado al sistema puede ser roto en partes diferenciadas mediante aceleración del dispositivo transferente girable. Este proceso de ruptura puede ser mejorado perforando el material en el punto de ruptura deseado antes de llegar a la zona receptora.

En otro aspecto, puede aplicarse adhesivo u otro material de unión en las partes diferenciadas mientras estas se desplazan en el dispositivo transferente girable. La velocidad de giro del dispositivo transferente puede ser controlada de forma acoplada con un aplicador de material de unión de manera que el material de unión pueda ser aplicado de forma intermitente o de forma continua a medida que gira el dispositivo transferente girable.

En otro aspecto, las partes diferenciadas de material pueden ser modificadas antes de su colocación en el transportador para mejorar el proceso de unión final. Esta modificación puede realizarse mediante adición de calor, adición de humedad u otro método conocido para modificar las propiedades del material y mejorar el proceso de unión.

En otro aspecto, los motores programables del aparato de la presente invención pueden estar dispuestos en una serie en donde cada motor y cada dispositivo transferente acccionado por cada motor está alineado con respecto a un eje de rotación común para todos los motores y dispositivos transferentes.

En los métodos convencionales, tales como el método de "corte y deslizamiento" descrito anteriormente, para cambiar la velocidad de una parte diferenciada y que esta pueda ser aplicada a un transportador, el uso de un motor programable permite conseguir mayores cambios de velocidad, mantener velocidades constantes durante un tiempo fijo y simplificar el proceso de instalación cuando se cambia de un producto a otro. Por consiguiente, el uso de motores programables puede proporcionar un control de la longitud y de la colocación de la parte más preciso sobre el transportador y al mismo tiempo ofrece gran flexibilidad en el tipo de partes a realizar.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención será mejor comprendida y otras ventajas resultarán evidentes a la luz de la siguiente descripción detallada de la invención y de las Figuras que la acompañan. las Figuras se incluyen únicamente a título representativo y no deben considerarse como limitativas del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

La Figura 1 ilustra de forma representativa una vista isométrica de un aparato fuera del ámbito de la presente invención.

La Figura 2 ilustra de forma representativa una vista lateral esquemática del aparato de la Figura 1.

La Figura 3 ilustra de forma representativa una vista lateral esquemática de un aparato dispuesto en serie.

La Figura 4 ilustra de forma representativa una vista en perspectiva de un aparato según la presente invención que comprende dos dispositivos transferentes.

La Figura 5 ilustra de forma representativa una vista en perspectiva del aparato mostrado en la Figura 4 que incluye un dispositivo cortador.

La Figura 6 ilustra de forma representativa un perfil de velocidad de una potencia del motor típica.

La Figura 7 ilustra de forma representativa un perfil de velocidad alternativo para una potencia del motor en donde una de las regiones de velocidad fija ha sido modificada a una velocidad variable.

La Figura 8A ilustra de forma representativa un perfil de velocidad alternativo para una potencia del motor en donde el tiempo de elevación \beta ha sido reducido para obtener un radio no óptimo sin cambiar la velocidad de rotación máximo o mínima en el sistema.

La Figura 8B ilustra de forma representativa un perfil de velocidad alternativo para una potencia del motor en donde la velocidad de rotación máxima durante el período de transición desde la zona receptora a la zona aplicadora supera la velocidad de rotación media en la zona aplicadora para obtener un radio no óptimo.

La Figura 8C ilustra de forma representativa un perfil de velocidad alternativo para una potencia del motor en donde la velocidad de rotación mínima durante el período de transición desde la zona receptora a la zona aplicadora es inferior a la velocidad de rotación media en la zona receptora para poder obtener un radio no óptimo.

La Figura 9a ilustra de forma representativa una vista en perspectiva de un aparato según la presente invención que incluye un aplicador para realizar un proceso secundario en las partes y dos dispositivos transferentes que comprenden múltiples segmentos cilíndricos.

La Figura 9b es una vista lateral del aparato mostrado en la Figura 9a.

La Figura 10 ilustra de forma representativa una vista isométrica de segmentos cilíndricos adyacentes según la presente invención que tienen bordes anteriores y posteriores ranurados que se entrelazan.

La Figura 11 ilustra de forma representativa una vista isométrica de otra realización de la presente invención que incluye una serie de motores alineados con un eje central común y en donde cada uno de los motores tiene un árbol girable hueco.

La Figura 12 ilustra de forma representativa una vista en planta de la realización mostrada en la Figura 11.

La Figura 13 ilustra de forma representativa una vista isométrica de la realización mostrada en las Figuras 11-12 junto con un dispositivo cortador visto desde arriba.

La Figura 14 ilustra de forma representativa una vista isométrica de la realización mostrada en las Figuras 11-12 junto con un dispositivo cortador visto desde abajo.

La Figura 15 ilustra de forma representativa una vista lateral de la realización mostrada en las Figuras 13 y 14.

La Figura 16 ilustra de forma representativa una vista isométrica de otra realización de la presente invención que incluye una serie de motores alineados con un eje central común y en donde cada motor tiene al menos un raíl fijo y un suplemento móvil.

La Figura 17 ilustra de forma representativa una vista en planta de la realización mostrada en la Figura 11.

La Figura 18 ilustra de forma representativa una vista lateral de la realización mostrada en las Figuras 16 y 17.

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La Figura 19 ilustra de forma representativa una vista isométrica de otra realización de la presente invención que incluye una serie de motores alineados con un eje central común y en donde cada motor tiene un estator interior fijo y un rotor exterior girable.

La Figura 20 ilustra de forma representativa una vista isométrica de otra realización de la presente invención que incluye una serie de motores alineados con un eje central común y en donde cada uno de los dispositivos transferentes recorre una trayectoria orbital.

La Figura 21 ilustra de forma representativa una vista en planta de la realización mostrada en la Figura 20.

La Figura 22 ilustra de forma representativa una vista lateral de la realización mostrada en las Figuras 20 y 21.

La Figura 23 ilustra de forma representativa una vista isométrica de la realización mostrada en las Figuras 20-22 que incluye un dispositivo cortador visto desde abajo.

La Figura 24 ilustra de forma representativa una vista isométrica de la realización mostrada en las Figuras 20-22 que incluye un dispositivo cortador visto desde arriba.

La Figura 25 ilustra de forma representativa una vista lateral de la realización mostrada en las Figuras 23-24.

La Figura 26 ilustra de forma representativa una vista isométrica de otra realización de la presente invención que incluye una serie de motores alineados con un eje central común y en donde cada motor tiene al menos un raíl planetario fijo y un suplemento móvil.

La Figura 27 ilustra de forma representativa una vista isométrica de otra realización de la presente invención que incluye un dispositivo estirador.

La Figura 28 ilustra de forma representativa una vista isométrica de otra realización de la presente invención que incluye un dispositivo rotatorio.

Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona un método y un aparato para recibir partes diferenciadas que se desplazan a una primera velocidad y aplicar dichas partes a un transportador que se desplaza a una segunda velocidad. El aparato y el método son especialmente útiles para aplicar cualquier parte a un transportador útil para fabricar artículos absorbentes desechables o colocar etiquetas sobre artículos. Es fácilmente evidente, sin embargo, que el método y el aparato son adecuados para aplicar cualquier parte a una banda de sustrato o a un transportador de partes.

En las Figuras 1 y 2 se muestra de forma representativa un aspecto fuera del ámbito de la invención en donde un aparato generalmente indicado como 20 recibe partes diferenciadas 30 que se desplazan a una primera velocidad en la dirección indicada por la flecha 91 asociada con la misma y aplica las partes 30 a un transportador 80 que se desplaza a una segunda velocidad en la dirección indicada por la flecha 92 asociada con la misma. El ejemplo ilustrado del aparato 20, como se muestra de forma representativa en las Figuras 1 y 2, también comprende un mecanismo accionador 61 para transmitir energía de rotación a un mecanismo accionado 71. El mecanismo accionador 61 incluye una unión al mecanismo accionado utilizando cualquier técnica conocida por el experto en la técnica tal como, por ejemplo, unión engranaje-engranaje, correas y poleas de transmisión, cajas de cambios, acoplamientos directos y similares o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, en la Figura 1 el mecanismo accionador está unido a un engranaje accionador 62 que transmite energía de rotación a un engranaje accionado 72 unido al mecanismo accionado 71. Durante el uso, el engranaje accionador 62 encaja y gira el engranaje accionado 72 que, a su vez, gira el dispositivo transferente 50.

El ejemplo ilustrado del dispositivo transferente 50 comprende al menos un segmento cilíndrico 51 unido al mecanismo accionado 71. El segmento cilíndrico 51 del dispositivo transferente 50 puede ser unido al mecanismo accionado 71 mediante cualquier técnica conocida por el experto en la técnica tal como, por ejemplo, pernos, tornillos, pasadores, llaves y las correspondientes cerraduras, partes de conector tales como árboles o mordazas, soldadura y similares o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, el segmento cilíndrico 51 mostrado en la Figura 1 se une directamente al engranaje accionado 72 ajustando el extremo del segmento cilíndrico 51 en un orificio que se ajusta al engranaje accionado 72 y bloqueándolo en su posición con un pasador. De forma similar pueden unirse otros componentes del aparato 20 utilizando las técnicas de ensamblaje antes descritas.

Las dimensiones del segmento cilíndrico 51 pueden variar en función de la potencia del aparato 20 deseada y del tamaño y la forma de los diferentes artículos 30 que son transferidos. El segmento cilíndrico 51 puede comprender un elemento con forma de media luna que tiene una longitud de arco exterior periférica que abarca de aproximadamente 5 grados a aproximadamente 340 grados, un radio exterior que va de aproximadamente 25 mm a aproximadamente 500 mm y una anchura que va de aproximadamente 50 mm a aproximadamente 750 mm. Cuando el mecanismo accionado 71 gira, el dispositivo transferente 50 se mueve en la dirección indicada por la flecha 93, como se muestra en la Figura 2. La superficie circunferencial periférica externa del segmento cilíndrico 51 definida por un radio exterior se mueve a lo largo de una trayectoria orbital la cual pasa a través de una zona receptora 21 y una zona aplicadora 23, delimitando dicha trayectoria. La zona receptora 21 y la zona aplicadora 23 están definidas por las respectivas regiones de la trayectoria orbital recorridas por el segmento cilíndrico 51.

El ejemplo del mecanismo accionador 61 ilustrado incluye un engranaje accionador circular girable 62 unido a un árbol 63 de entrada. En este ejemplo, el árbol 63 de entrada es el árbol de potencia del motor 64. El mecanismo accionado 71 está colocado paralelo al mecanismo accionador 61 de manera que el engranaje accionador 62 está entrelazado con el engranaje accionado 72 utilizando conjuntos de engranaje conocidos por el experto en la técnica. Durante el uso, el motor 64 hace girar el árbol 63 de entrada que hace girar al engranaje accionador 62 que, a su vez, hace girar al engranaje accionado 72 y al dispositivo transferente 50.

De forma alternativa, el mecanismo accionado 71 puede incluir cualquier mecanismo conocido por el experto en la técnica mediante el cual la energía de rotación puede ser enviada de un árbol a otro como, por ejemplo, cintas en V, correas sincronizadas, cadenas continuas y similares o combinaciones de los mismos. Además, el mecanismo accionado 71 puede incluir cualquier mecanismo conocido por el experto en la técnica mediante el cual la velocidad de entrada puede ser modificada de forma variable a una fuente de potencia tal como, por ejemplo, levas, uniones y similares o combinaciones de los mismos siempre que los cambios de velocidad de rotación sean prácticamente creados por el motor 64.

También se apreciará que el método y el aparato 20 de la invención pueden utilizar dos, tres o más combinaciones de dispositivos transferentes 50, mecanismo accionado 71, mecanismo accionador 61 y motor 64 en serie para conseguir la aplicación deseada de las partes diferenciadas al transportador. Las diferentes combinaciones pueden permitir el uso de una banda que se mueve continuamente para suministrar las partes diferenciadas. Además, pueden conseguirse mayores diferenciales de relación de velocidad utilizando combinaciones de dispositivos transferentes, mecanismos accionados, mecanismos accionadores y motores en serie.

También se apreciará que el método y el aparato 20 de la invención, cuando se utilizan en serie, no es necesario que funcionen en la misma zona receptora 21 y zona aplicadora 23.

Otro aspecto de la invención mostrado en la Figura 4 comprende un aparato 20 que recibe partes diferenciadas 30 de una banda de un material 31 que se desplaza a una primera velocidad en la dirección indicada por la flecha 94 asociada con la misma y que aplica las partes 30 a un transportador 80 que se desplaza a una segunda velocidad en la dirección indicada por la flecha 95 asociada con la misma. El ejemplo del aparato 20 ilustrado comprende dos dispositivos transferentes girables, representados por 50A y 50B, para recibir y aplicar las partes 30. El aparato 20 también comprende un sistema accionador 60 que tiene dos mecanismos accionadores 61A y 61B, en donde cada uno de ellos incluye un motor 64A, 64B y un engranaje accionador 62A, 62B para transmitir energía de rotación al mecanismo accionado 71A, 71B representado por el engranaje accionado 72A, 72B.

Como se ilustra en la Figura 4, cada dispositivo transferente 50A y 50B comprende un segmento cilíndrico 51 A, 51 B unido a un engranaje accionado 72A, 72B. Cuando cada engranaje gira, los dispositivos transferentes 50A, 50B se desplazan en la dirección indicada por la flecha 96 asociada con la misma. Durante el uso, la superficie periférica circunferencial exterior de los segmentos cilíndricos 51A, 51B se mueve a lo largo de una trayectoria orbital que pasa a través de una zona receptora 21 y una zona aplicadora 23 definidas por las respectivas regiones de la trayectoria orbital recorridas por los segmentos cilíndricos 51A, 51B de los dispositivos transferentes 50A y 50B, delimitando dicha trayectoria.

El tamaño y la forma de los segmentos cilíndricos 51A y 51B pueden variar a medida que cambia el número de segmentos cilíndricos por dispositivo transferente. Por ejemplo, si el aparato incluye dos dispositivos transferentes como se ilustra de forma representativa en la Figura 4, cada segmento cilíndrico 51A y 51B puede tener una longitud de arco periférica exterior que abarca desde aproximadamente 5 a aproximadamente 175 grados de la trayectoria orbital de los dispositivos transferentes 50A y 50B.

Cada mecanismo accionado 71A, 71B puede incluir cualquier mecanismo conocido por el experto en la técnica mediante el cual pueda enviarse energía de rotación desde un árbol a otro como, por ejemplo, cintas en V, correas sincronizadas, cadenas continuas y similares o combinaciones de los mismos. Además, los mecanismos accionados 71A, 71B pueden incluir cualquier mecanismo conocido por el experto en la técnica mediante el cual la velocidad de entrada pueda ser modificada de forma variable a una fuente de potencia tal como por ejemplo, levas, uniones y similares o combinaciones de los mismos, siempre que los cambios de velocidad de rotación sean prácticamente creados por el motor 64. De forma alternativa, un primer mecanismo accionado puede estar conectado con un primer dispositivo transferente utilizando un primer árbol de un engranaje accionado y un segundo mecanismo accionado puede estar conectado a un segundo dispositivo transferente utilizando un árbol concéntrico alrededor del primer árbol.

El aparato 20, como se ilustra de forma representativa en la Figura 5, también puede comprender un dispositivo cortador 40 que comprende un cortador de cuchilla por apriete 41 y un yunque de cuchilla 42 para cortar la banda de material que se mueve continuamente 31 en partes diferenciadas 30 antes o al mismo tiempo que se realiza la transferencia de las partes diferenciadas a los segmentos cilíndricos 51A, 51B de los dispositivos transferentes 50A, 50B. El cortador de cuchilla por apriete 41 puede comprender un cortador giratorio como el mostrado o cualquier otro mecanismo conocido por el experto en la técnica capaz de cortar una banda de material en partes diferenciadas. En ciertos aspectos de la invención, el yunque de cuchilla 42 puede ser omitido para hacer que el cortador de cuchilla por apriete 41 corte la banda cuando esta está sujeta en el segmento cilíndrico del dispositivo transferente. De forma alternativa, la banda de material que se mueve continuamente puede ser colocada directamente sobre los segmentos cilíndricos de múltiples dispositivos transferentes de manera que la banda repose en múltiples segmentos al mismo tiempo, lo que permite una aceleración planificada de un dispositivo para generar una fuerza necesaria para cortar una única parte de la banda. Este corte puede facilitarse perforando la banda corriente arriba de la zona receptora de manera que las partes se rompan por una perforación deseada durante la aceleración.

Para recibir las partes en la zona receptora, el dispositivo transferente, como se ilustra de forma representativa en las diversas configuraciones de la invención, también puede incluir un mecanismo de agarre de manera que la superficie cóncava exterior del segmento cilíndrico pueda capturar una parte en la zona receptora y transportar dicha parte a la zona aplicadora. Para esta realización el mecanismo de agarre puede incluir un vacío que puede ser enviado de forma selectiva a través de aberturas en el segmento cilíndrico que conducen a la superficie cóncava exterior. Por ejemplo, el vacío puede ser activado en la zona receptora para capturar las partes y puede ser desactivado en la zona aplicadora para liberar las partes al transportador. De esta manera se mantiene siempre el control positivo sobre las partes durante el proceso de transferencia. De forma alternativa, el mecanismo de agarre puede incluir cualquier técnica conocida por el experto en la técnica para agarrar y liberar partes tales como abrazaderas mecánicas, abrazaderas eléctricas, abrazaderas magnéticas y similares o combinaciones de las mismas.

Para transferir las partes al transportador en la zona aplicadora, el aparato puede comprender cualquier de las múltiples opciones conocidas por el experto en la técnica tales como adhesivo aplicado en la parte, adhesivo aplicado en el transportador, carga electrostática entre la parte y el transportador, vacío en el transportador y similares o combinaciones de los mismos. De forma alternativa, la transferencia puede incluir la generación de una soldadura entre la parte y el transportador mediante cualquiera de los múltiples medios conocidos por el experto en la técnica tales como generación de presión en una línea de contacto formada entre el segmento cilíndrico y el transportador en la transferencia, interacción entre un diseño en el segmento cilíndrico y una punta ultrasónica detrás del transportador en la transferencia y similares, o combinaciones de los mismos. Además, para facilitar el proceso de soldadura, la parte puede ser modificada en el segmento cilíndrico añadiendo energía con cualquier mecanismo conocido por el experto en la técnica tal como, por ejemplo, corrientes de aire caliente, luz ultravioleta, bombardeo láser y similares o combinaciones de los mismos.

El uso de un motor programable en el aparato, como se ilustra de forma representativa en los diversos aspectos de la invención descritos anteriormente, proporciona un método barato y adaptable para recibir partes 30 que se desplazan a una velocidad y aplicar dichas partes a un transportador 80 que se desplaza a una velocidad diferente. La variación de la velocidad angular se obtiene variando la corriente suministrada al motor. Dado que el mecanismo accionado está acoplado a la potencia del motor, los cambios de velocidad angular y de posición del motor están directamente relacionados con los cambios de velocidad angular y de posición del dispositivo transferente. La corriente suministrada al motor puede ser controlada mediante cualquiera de los múltiples métodos de programación de motores conocidos por el experto en la técnica tales como funciones de curva de leva convencionales, una tabla de datos de referencia que contiene puntos de referencia, puntos de codificación de señales del motor deseados y similares o combinaciones de los mismos.

El medio para proporcionar el movimiento de rotación necesario puede elegirse de entre una pluralidad de métodos conocidos por el experto en la técnica. Los motores eléctricos programables pueden ser accionados desde cualquier fuente de potencia conocida capaz de proporcionar una señal modulada de manera que el par de torsión del motor pueda ser variado proporcionalmente. El número de motores incluido por dispositivo transferente puede ser cualquier número adecuado. Cada motor unido a un único dispositivo transferente puede ser alimentado por una o más fuentes de potencia capaces de proporcionar una señal modulada de par de torsión. La señal de par de torsión es de forma típica una corriente eléctrica que puede ser alimentada a los diferentes motores por fuentes de potencia separadas o por una única fuente de potencia y controlada por una pluralidad de métodos conocidos por el experto en la técnica.

La posición real del dispositivo transferente puede ser controlada con una pluralidad de métodos conocidos por el experto en la técnica. El sistema de control mostrado utiliza un sistema programable que incorpora una retroalimentación de posición desde el dispositivo transferente y el motor. El dispositivo de retroalimentación de posición en el dispositivo transferente, o en el motor, puede no ser necesario si la posición del dispositivo transferente puede ser inferida por otro medio conocido por el experto en la técnica. El transductor de posición típico es un codificador de señales o un sistema basado en un transformador de coordenadas aunque puede utilizarse cualquier sistema que pueda ser construido para proporcionar la posición real o la posición inferida del dispositivo transferente.

El sistema de control demostrado es uno de los muchos tipos, modelos y tecnologías que pueden utilizarse para suministrar la señal proporcional al suministro de potencia del motor que generará la señal de par de torsión modulada.

El sistema de control puede estar o no integrado en la fuente de alimentación del motor. El sistema de control, junto con la fuente de alimentación del motor, pueden estar o no integrados en el propio motor. El sistema de control puede o no estar controlado de forma digital y puede estar construido con diferentes métodos y configuraciones conocidos por el experto en la técnica. El sistema de control, el suministro de potencia, los dispositivos de retroalimentación y los dispositivos del motor y cualquier otro componente necesario para proporcionar movimiento de rotación se mencionan en adelante como "sistema de accionamiento" para el dispositivo transferente.

El sistema de accionamiento puede controlar continuamente la posición del dispositivo transferente y permitir que el dispositivo transferente permanezca en fase a una posición determinada en el producto, banda o máquina huésped receptor. El sistema de accionamiento puede seguir transiciones de velocidad o variaciones de posición en el producto o banda receptor, a través de su propia puesta en fase, cuando sea necesario, con respecto al producto, banda o máquina huésped receptor, con o sin la intervención del operario. El sistema de accionamiento permite el registro del parche en el dispositivo transferente en relación con el producto o banda receptor, corriente arriba o corriente abajo del dispositivo transferente.

El sistema de accionamiento puede proporcionar una pluralidad de métodos de control y algoritmos conocidos por el experto en la técnica para proporcionar movimiento y controlar la posición y permitir la transferencia de un parche a un producto o banda receptor. El sistema de accionamiento puede cambiar la longitud del parche con o sin la intervención del operario, para variar el tamaño del producto o mantener una longitud de parche continua o controlar el cambio de posición. La referencia de posición para el sistema de accionamiento puede ser un perfil de leva pre-calculado, un perfil calculado continuamente o cualquier algoritmo para generar una trayectoria posicional conocidos por el experto en la técnica, pudiendo ser este de tipo digital o analógico. La trayectoria de movimiento del dispositivo transferente puede estar basada en un perfil pre-calculado o en un perfil modificado por la velocidad del producto o banda receptor.

El perfil de velocidad de un ajuste de motor típico se ilustra de forma representativa en la Figura 6. Como se muestra, el motor 64 programable utilizado para accionar el dispositivo transferente 50 de la presente invención puede proporcionar velocidades angulares variables incluyendo períodos en los que la velocidad permanece constante durante un tiempo fijo. Estos tiempos de permanencia en una velocidad constante pueden ser ventajosos en la zona receptora 21 y la zona aplicadora 23, especialmente cuando se produce la recogida y la transferencia a lo largo de longitudes de arco de contacto significativas. De forma alternativa, una o más de las regiones de velocidad constante pueden ser cambiadas a una región de velocidad variable controlada, como se ilustra de forma representativa en la Figura 7. Esto permitiría que la parte 30 fuera recogida en la zona receptora 21 a una velocidad variable y, cuando la parte 30 es elástica, permitiría variar la tensión en incrementos, lo que podría ser deseable para ciertas características de producto. En otro ejemplo, la velocidad constante del motor 64 en la zona aplicadora 23 puede ser de manera que la correspondiente velocidad del dispositivo transferente sea diferente a la velocidad del transportador en la transferencia. Estas variaciones de velocidad generan tensión en la parte 30 al transferir en incrementos la parte 30 de manera controlada desde un medio que se desplaza a una velocidad superficial a un segundo medio que se desplaza a una segunda velocidad superficial.

También se apreciará que puede adaptarse la velocidad del dispositivo transferente 50 fuera de la zona aplicadora o la zona receptora para mejorar el rendimiento de procesos secundarios, incluyendo aplicación de adhesivo, impresión de marcas de identificación o registro, aplicación de reforzadores de unión, adición de humedad y similares y combinaciones de los mismos. Estos cambios de velocidad pueden ser beneficiosos al presentar perfiles de velocidad específicos o incluso períodos de velocidad constante adicionales que permitirían una más precisa interacción con los procesos secundarios que son realizados.

Los motores programables, tales como los utilizados en la presente invención, pueden ser adquiridos a numerosos proveedores de motores programables tales como Rockwell Aut, Milwaukee, Wisconsin. Además, las entradas de programa a los motores pueden ser generadas por el experto en la técnica si dispone de la representación analítica de la función de potencia deseada, como se ilustra de forma representativa en la Figura 6. Por ejemplo, la creación del perfil de leva electrónica para el motor puede ser desarrollada determinando en primer lugar las variables de entrada clave. Las variables de entrada clave están basadas en las características de producto deseadas, el diseño básico del aparato 20 y la velocidad de ciclo deseada del aparato 20. En segundo lugar se determina el radio de la superficie exterior del dispositivo transferente 50. Una vez determinado el radio, pueden calcularse las entradas de leva necesarias para las velocidades de rotación, las distancias recorridas y el tiempo disponible para la aceleración, que sirven como entradas para el generador de perfil de leva. Por ejemplo, en un sistema con las siguientes entradas:

\vskip1.000000\baselineskip

\quad

N = el número de dispositivos transferentes 71 utilizados en el aparato 20

\quad

H = el número de segmentos cilíndricos 51 por dispositivo transferente 71

\quad

L_{s,parte} = distancia desde el borde anterior de la primera parte 30 recibida en una determinada transferencia al dispositivo transferente 50 al borde anterior de la parte 30 recibida en el siguiente ciclo de transferencia a un dispositivo transferente 50 en el aparato 20.

\quad

L_{s,producto} = distancia desde el borde anterior de la primera zona de producto en el transportador 80 al que se aplican partes 30 en una determinada transferencia desde el dispositivo transferente 50 al borde anterior de la zona de producto en el transportador 80 al que se aplican partes 30 en el siguiente ciclo de transferencia de un dispositivo transferente 50 en el aparato 20.

\quad

V_{\text{mín}} = velocidad superficial media del segmento cilíndrico 51 en el dispositivo transferente 50 en la zona receptora 21

\quad

V_{máx} = velocidad superficial media del segmento cilíndrico 51 en el dispositivo transferente 50 en la zona aplicadora 23

\quad

\tau = tiempo de ciclo de una determinada pista de fabricación de producto

\quad

\tau_{R} = tiempo en la zona receptora 21, de forma típica con un valor \tau cuando V_{\text{mín}} = velocidad entrante de las partes 30

\quad

\tau_{A} = tiempo en la zona aplicadora 23, de forma típica con una relación de valor * \tau cuando V_{máx} = velocidad del transportador 80

\vskip1.000000\baselineskip

Pueden calcularse las siguientes variables dependientes:

\vskip1.000000\baselineskip

1

\vskip1.000000\baselineskip

\quad

Radio = distancia desde el centro de rotación efectivo del dispositivo transferente 50 a la superficie exterior del segmento cilíndrico 51 en el dispositivo transferente 50

\quad

\tau_{TRANS} = tiempo en transición desde V_{\text{mín}} a V_{máx} = N * \tau - \tau_{R} - \tau_{A} = (N - 1 - relación) * \tau

\quad

\omega_{\text{mín}} = velocidad angular media del dispositivo transferente 50 en la zona receptora 21 = V_{\text{mín}} / radio

\quad

\omega_{máx} = velocidad angular media del dispositivo transferente 50 en la zona aplicadora 23 = V_{máx} / radio

2

3

4

El radio puede ser determinado asumiendo que la velocidad angular media, \omega_{ave} del dispositivo transferente 50 durante la transición desde la zona receptora 21 a la zona aplicadora 23 es igual a (\omega_{\text{mín}} + \omega_{máx}) / 2. Esto significa que la distancia recorrida durante la transición \theta_{transición} = \omega_{ave} * \tau_{TRANS}. Sin embargo, \theta_{transición} también debe ser igual a 2 * \pi / H - \theta_{\text{mín}} - \theta_{máx}. Por consiguiente, haciendo que en las dos ecuaciones \theta_{transición} sean iguales, se define la siguiente expresión para el radio:

\vskip1.000000\baselineskip

5

\vskip1.000000\baselineskip

Cabe destacar que L_{s,parte}, según se ha definido, puede ser diferente de la longitud total de la parte, por ejemplo, cuando los bordes de la parte se cortan en un ángulo no perpendicular a la dirección de flujo de la parte. Las ecuaciones y los parámetros anteriores deben resolverse de una forma ligeramente diferente para tener esto en cuenta.

Ahora, dadas las entradas, el experto en la materia puede determinar \tau_{TRANS}, \omega_{\text{mín}}, \omega_{máx}, \theta_{\text{mín}}, \theta_{máx} y \theta_{transición}, que son entradas típicas necesarias para los programas software de leva eléctrica. Los programas genéricos de leva crearían después la tabla de entradas para el motor 64. Cabe destacar que el radio es un radio óptimo y no es el único radio posible para el conjunto de entradas. El radio es óptimo porque utiliza todo el tiempo de transición para cambiar la velocidad angular del dispositivo transferente 50. Al cambiar el radio también debe cambiar la cantidad real de tiempo necesario para cambiar la velocidad o de lo contrario no se cumplirán las condiciones combinadas de cambio de velocidad angular y cambio de aceleración angular. La cantidad en la que puede desviarse el radio con respecto al valor óptimo depende de los requisitos del par de torsión del sistema bajo las nuevas aceleraciones a la velocidad dada y la capacidad del motor 64 seleccionada.

De forma alternativa, el experto en la materia podría generar la tabla de entradas para el motor sin la ayuda del programa software. Por ejemplo, el perfil de leva para el movimiento cicloidal que tiene permanencias de velocidad constante comprende una velocidad mínima igual a \omega_{\text{mín}}, un cambio de velocidad, \Delta\omega, igual a \omega_{máx} - \omega_{\text{mín}} y un tiempo de elevación \beta del movimiento igual a \tau_{TRANS}/2. La función resultante de la posición angular es la siguiente:

6

7

8

9

Perfiles diferentes a los cicloidales pueden encontrarse en Machinery's Handbook, 25ª edición.

Si se elige un radio para el dispositivo transferente que no sea el óptimo, el dispositivo transferente realizará los cambios de velocidad deseados aunque la sincronización de estos cambios no se corresponderá con lo deseado. Por ejemplo, si el radio es ligeramente mayor al valor óptimo, utilizando las ecuaciones anteriores la distancia real recorrida durante la transición es inferior a la necesaria para posicionar el dispositivo transferente 50 al comienzo de la zona aplicadora 23 aunque el dispositivo transferente 50 alcance la velocidad angular deseada.

Existen al menos tres formas posibles de conseguir perfiles de velocidad con recogida y transferencia utilizando un radio no óptimo. En primer lugar, el tiempo de elevación \beta puede ser reducido gastando más tiempo en Cumín, como se muestra en la Figura 8A. En segundo lugar, como se muestra en la Figura 8B, la velocidad angular máxima en la zona de transición puede ser mayor que el valor \omega_{máx} en la zona aplicadora 23. En tercer lugar, la velocidad angular mínima en la zona de transición puede ser menos que el \omega_{min} en la zona receptora 21, como se muestra en la Fig. 8C.

Utilizando las mismas fórmulas de leva se pueden determinar las aceleraciones máximas generadas durante el movimiento utilizando la misma familia de perfiles de leva. Por ejemplo, para el perfil cicloidal utilizado anteriormente, la aceleración máxima es (\Delta\omega * \pi)/(2 * \beta). Esto es importante porque, para aplicaciones de alta velocidad, el factor limitante del diseño en el aparato 20 es la capacidad del par de torsión del motor 64 a las velocidad angulares deseadas. El experto en la técnica puede determinar los requisitos del par de torsión total para el aparato 20 para una determinada aplicación basada en las masas y los radios de giro para los diferentes componentes del aparato 20 y las aceleraciones esperadas.

Con respecto a los métodos convencionales para cambiar la velocidad de una parte diferenciada de manera que pueda ser aplicada a un transportador que se mueve continuamente (como en el método de deslizamiento y corte descrito anteriormente), el uso de motores programables permite obtener mayores cambios de velocidad y mantener velocidades constantes durante un tiempo fijado. La permanencia con una velocidad fija conseguida por los motores programables puede ser generada de forma exacta y rápida para controlar la longitud y la colocación de las partes. En comparación con el método de engranaje no circular descrito anteriormente, el uso de motores programables permite cambiar el perfil libremente sin necesidad de fabricar nuevas partes.

Por ejemplo, en los diversos aspectos de la invención, el perfil generado por el motor 64 programable está analíticamente diseñado de manera que el dispositivo transferente girable 50 reciba las partes 30 en la zona receptora 21 manteniendo al mismo tiempo una velocidad superficial constante prácticamente igual a la velocidad de las partes 30. Además, el perfil de potencia del motor 64 está diseñado de manera que la velocidad superficial del dispositivo transferente girable 50 cambie a una segunda velocidad superficial constante cuando el dispositivo transferente girable 50 se mueve desde la zona receptora 21 a la zona aplicadora 23. El término "velocidad superficial", en la presente memoria, se refiere a la velocidad de la superficie periférica circunferencial exterior del segmento cilíndrico 51. El perfil de potencia del motor 64 puede estar diseñado de manera que la velocidad de las partes 30 que son transferidas sea prácticamente igual a la velocidad del transportador 80 cuando las partes se aplican al transportador en la zona aplicadora 23. La velocidad superficial del segmento cilíndrico 50 se mantiene prácticamente constante en la zona receptora 21 y en la zona aplicadora 23 desde al menos aproximadamente 0 a aproximadamente 300 grados de rotación, de forma deseable desde aproximadamente 5 a aproximadamente 300 grados de rotación y de forma más deseable desde aproximadamente 5 a aproximadamente 240 grados de rotación, del dispositivo transferente 50. Además, el aumento o la reducción de la velocidad superficial del segmento cilíndrico 51 cuando se mueve desde la zona receptora 21 a la zona aplicadora 23 define una relación de velocidad de al menos aproximadamente 100:99 a aproximadamente 50:1, de forma deseable de aproximadamente 20:19 a aproximadamente 25:1 y de forma más deseable de aproximadamente 10:9 a aproximadamente 20:1. El término "relación de velocidad", en la presente memoria, define la relación entre la velocidad superficial del segmento cilíndrico 51 cuando las partes 30 se aplican al transportador 80 en la zona aplicadora 23 y la velocidad superficial del segmento cilíndrico 51 cuando las partes 30 son recibidas en la zona receptora 21.

Se ha descrito anteriormente la manera en que el par de torsión y la velocidad angular necesarios para el aparato determinan la capacidad del motor necesaria. Para aplicaciones de alta velocidad comunes en la fabricación de artículos tales como pañales y bragas pañal, entre otros usos, los requisitos de par de torsión máximo del aparato 20 combinado con la aceleración del motor 64 resultante requerirá un par de torsión muy elevado para las propiedades de inercia del motor 64. Los motores capaces de estas densidades de flujo tienen de forma típica un diseño de imán permanente de tierras raras o más potentes y pueden ser adquiridos a fabricantes de motores tales como Rockwell Automation, Milwaukee, Wisconsin.

En algunas realizaciones puede ser necesario tener más de un segmento cilíndrico por dispositivo transferente accionado por un único motor, especialmente si el proceso incluye operaciones secundarias que son preferiblemente realizadas a velocidad constante (ver más adelante). Puede también ser necesario tener múltiples segmentos cilíndricos por dispositivo transferente para aumentar el radio desde el centro de rotación a la superficie arqueada exterior de los segmentos cilíndricos. El radio de un dispositivo transferente que tiene un único segmento cilíndrico puede ser tan pequeño que las partes secundarias del diseño (tales como transportar flujo de aire para el vacío a través del segmento cilíndrico) resulten imposibles. Teniendo en cuenta la ecuación anterior para determinar el radio, la adición de segmentos cilíndricos por dispositivo transferente produce un aumento del radio. Por ejemplo, el hecho de aumentar de uno a tres el número de segmentos cilíndricos por dispositivo transferente triplica el radio.

El hecho de añadir segmentos cilíndricos también produce un aumento del par de torsión del motor que se determina mediante la siguiente ecuación:

10

donde

\quad

I_{motor} - es el momento de inercia del motor incluyendo cualquier elemento unido directamente al árbol del motor

\quad

\alpha_{motor} - es la aceleración angular del motor

\quad

N_{accionador}/N_{accionado} - es la relación entre el número de dientes en el engranaje accionador y el número de dientes en el engranaje accionado.

\quad

I_{carga} - es el momento de inercia de la carga (incluido el dispositivo transferente).

\vskip1.000000\baselineskip

Los segmentos cilíndricos adicionales producen un aumento del momento de masa de inercia del dispositivo transferente, I_{carga}. La inercia es una función directa de la masa y el radio de giro al cuadrado. Para un dispositivo transferente que tiene tres segmentos cilíndricos, cabe esperar que la masa aproximadamente se triplique y el radio de giro casi se duplique. Por consiguiente, cabe esperar que el momento de inercia del dispositivo transferente sea de al menos diez a doce veces la inercia de un sistema equivalente con un único segmento cilíndrico. El aumento de inercia causa una reducción en un factor de tres de la velocidad de rotación en un sistema que tiene tres segmentos cilíndricos por dispositivo transferente, por consiguiente, la relación de transmisión N_{accionador}/N_{accionado} aumenta en un factor de tres para mantener la aceleración del motor necesaria. En general, los requisitos de par de torsión resultante para el sistema que tiene tres segmentos cilíndricos por dispositivo transferente es un 11% mayor que la de un dispositivo transferente que tiene un segmento cilíndrico por dispositivo transferente. Dado que la capacidad del motor es el factor de diseño clave limitativo, un aumento del 11% en el par de torsión necesario puede ser significativo y puede posiblemente limitar la capacidad y la aplicación del aparato.

Aunque no existe restricción del número de segmentos cilíndricos por motor aparte de los problemas de espacio e inercia, el diseño de disposición de múltiples dispositivos es limitado. Por ejemplo, un dispositivo transferente que tiene dos segmentos cilíndricos por motor no puede disponerse de manera que dos segmentos cilíndricos cualquiera en un dispositivo transferente estén adyacentes entre sí en secuencia sin que al menos un segmento cilíndrico de un dispositivo transferente separado accionado por un motor separado se encuentre interpuesto entre ellos. Las Figuras 9a y 9b muestran un aparato según la presente invención que incluye un aplicador para realizar un proceso secundario sobre las partes y dos dispositivos transferentes 150 y 250, en donde cada uno tiene múltiples segmentos cilíndricos. Los dispositivos transferentes 150 comprenden tres segmentos cilíndricos 151A, 151B y 151C y el dispositivo transferente 250 comprende tres segmentos cilíndricos 251A, 251B y 251C. Cada dispositivo transferente es accionado por un motor separado 164, 264. Cuando el segmento cilíndrico 151A del dispositivo transferente 150 recoge una parte en la zona receptora 21, cada velocidad superficial de los segmentos cilíndricos 151A, 151B y 151C es igual a la velocidad de recepción mientras que cada velocidad superficial de los segmentos cilíndricos 251A, 251B y 251C del dispositivo transferente 250 es igual a la velocidad de aplicación o a otra velocidad transicional.

Los dispositivos transferentes que comprenden dos o más segmentos cilíndricos son especialmente beneficiosos cuando el proceso incluye procesos secundarios en los cuales es necesario que la parte se mueva a una velocidad constante. Como se ha descrito anteriormente, una etapa de proceso secundario puede ser realizada en la parte como una aplicación de adhesivo, impresión, calentamiento o aplicación de humedad en cualquier punto entre la zona receptora y la zona aplicadora. Sin embargo, se prefiere realizar el proceso secundario mientras que la parte se mueve a velocidad constante. En aplicaciones en las que las partes son recibidas como una banda continua sin rebabas que separen las partes durante la separación, se prefiere que no haya espacios entre segmentos cilíndricos adyacentes durante la transferencia a la zona receptora. Por ejemplo, cuando el proceso secundario implica la aplicación de un adhesivo, se prefiere que las partes se muevan a una velocidad constante durante la aplicación sin que haya espacios entre las partes de manera que la velocidad de dosificación del adhesivo pueda ser constante y no intermitente.

Para realizar un proceso secundario en la parte a una velocidad constante sin espacios, el proceso secundario puede ser realizado en la parte antes de que el dispositivo transferente comience a acelerar. En otras palabras, el tiempo a la velocidad de recepción se alarga de manera que la longitud de arco total del segmento cilíndrico del dispositivo transferente (considerando que se necesita toda la longitud de la parte) pasa por el proceso. Por ejemplo, si el proceso implica aplicar un adhesivo, entonces toda la longitud de arco pasa por debajo de la boquilla del aplicador de adhesivo. Esto supone un reto para un dispositivo transferente que comprende un único segmento cilíndrico accionado por un único motor dado que la suma del tiempo de recepción, el tiempo de aplicación y el tiempo para el proceso secundario puede superar el tiempo total del ciclo. Este problema puede ser resuelto añadiendo un segundo dispositivo transferente que tenga un único segmento cilíndrico accionado por un motor separado o utilizando un dispositivo transferente que tenga más de un segmento cilíndrico por dispositivo transferente.

En el proceso, generalmente, cuando un segmento cilíndrico acaba de recibir una parte, el siguiente segmento cilíndrico de la secuencia comienza a recibir una parte. Generalmente, las partes que entran en el dispositivo transferente forman parte de una banda continua sin separaciones en la zona receptora. Por consiguiente, para tener una situación sin espacios, los segmentos cilíndricos en la zona receptora no deben tener espacios entre ellos. Sin embargo, en realidad, la variabilidad del posicionamiento del motor, las dimensiones de la cabeza, los movimientos no deseados del engranaje, etc., puede hacer que la posición del dispositivo transferente presente cierta variabilidad en la posición de rotación que produzca espacios o incluso un contacto forzado entre ellos. Este problema puede ser resuelto con las realizaciones de la presente invención descritas más adelante en la presente memoria.

En primer lugar, los segmentos cilíndricos pueden ser fabricados para que tengan una longitud de arco un poco más corta que la parte que debe ser recibida y después los dispositivos pueden ser aproximados sin llegar a entrar en contacto entre sí. Esto evita el contacto pero impide el control total del borde anterior y el borde posterior de la parte. Esto tal vez puede afectar a la calidad del producto, dependiendo de las propiedades de la parte. En segundo lugar, los segmentos cilíndricos pueden tener una estructura que absorba los impactos en los bordes anterior y/o posterior de manera que el contacto no produzca daños. Dependiendo del ciclo de vida deseado en el dispositivo transferente, esto puede ser tan sencillo como colocar una espuma compresible o tan complejo como colocar una pared cargada con muelle. En tercer lugar, los segmentos cilíndricos pueden tener superficies acopladas que permitan que los dispositivos coexistan en sentido radial y tangencialmente pero no axial. Como se muestra en la Figura 10, los segmentos cilíndricos 151A y 215A pueden tener bordes anteriores y posteriores ranurados o modificados de otra forma que se entrelazan con bordes modificados de forma similar en los segmentos cilíndricos adyacentes.

El experto en la técnica debe entender que las realizaciones de la presente invención que tienen un mecanismo accionado colocado paralelo a un mecanismo accionador descrito anteriormente están limitadas a un número de dispositivos transferentes y/o a un número de cabezas por dispositivo transferente y/o a un número de motores independientes por aparato transferente. En primer lugar, esto es debido a la mayor complejidad mecánica asociada a proporcionar una suficiente rigidez a los árboles que hacen girar a los dispositivos transferentes porque, para proporcionar más de dos dispositivos rotatorios transferentes que compartan el mismo eje de rotación por aparato, habrá más de un dispositivo rotatorio transferente por cada cara de la banda transportadora y los árboles que accionan los dispositivos transferentes situados en una cara de la banda transportadora estarán dispuestos concéntricamente entre sí y por consiguiente, los diámetros y/o los espesores de pared de los árboles concéntricos disminuirán a medida que aumente el número de dispositivos transferentes en una cara de la banda transportadora. En segundo lugar, como se ha descrito anteriormente en la presente memoria, a medida que aumenta el número de segmentos cilíndricos por dispositivo transferente, aumentan también los requisitos del par de torsión del sistema. En tercer lugar, el número de motores independientes que accionan un dispositivo transferente está limitado por el espacio físico disponible alrededor del dispositivo transferente.

En las Figuras 11-12 se muestra un aparato 500 de la presente invención que tiene una serie de cuatro motores 502 alineados con un eje común 504. El número de motores puede ser cualquier número adecuado. Cada uno de los motores 502 tiene un estator exterior fijo 518, un rotor interior girable 516 y un árbol hueco 512 girable con el rotor interior 516. El árbol hueco 512 puede ser colocado sobre rodamientos 514 para que el árbol hueco 512 pueda girar con respecto al árbol central fijo 510. Los rodamientos 514 pueden ser cualquier rodamiento adecuado. Para mantener fijo el estator 518, el estator 518 puede estar unido al árbol central fijo 512 a través de una abrazadera 520. El motor 502 puede ser adquirido a Kollmorgen Inland Motor de Radford, Virginia.

Cada uno de los árboles girables huecos 512 está unido a un dispositivo transferente 522 a través de un mecanismo transmisor rígido 524 para que el dispositivo transferente 522 pueda girar junto con el árbol girable hueco 512 alrededor del eje común 504. El mecanismo transmisor rígido 524 puede estar unido al árbol girable hueco 512 y al dispositivo transferente 522 mediante cualquier medio adecuado. El dispositivo transferente 522 puede estar soportado por un rodamiento 526 que puede estar soportado por el árbol central fijo 510. El rodamiento 526 puede ser cualquier rodamiento adecuado. De forma alternativa, si se desea, el dispositivo transferente 522 puede estar unido a un segundo motor 502 para proporcionar mayor capacidad de accionamiento y/o soporte estructural al dispositivo transferente. Además, de forma alternativa, el dispositivo transferente 522 puede ser accionado por cualquier número de motores deseable.

Las Figuras 13-15 ilustran un ejemplo de cómo puede utilizarse el aparato 500 junto con el dispositivo cortador 40 (mostrado anteriormente en la Figura 4) de forma similar en todos o en cualquier aspecto de la aplicación de corte descrita en detalle anteriormente en la presente memoria, incluida la omisión alternativa del rodillo de yunque 42 y el corte alternativo de la banda de material 31 con un diferencial de velocidad entre los dispositivos transferentes adyacentes.

Las Figuras 16-18 ilustran otra realización de un aparato 550 de la presente invención que forma una serie de nueve motores 551 alineados con respecto al eje central común 556. El motor 551 es generalmente conocido como un motor lineal que tiene una pista fija 552 que forma una trayectoria 553 y al menos un suplemento 554 móvil en la pista fija 552 en la trayectoria 553. El motor 551 puede ser cualquier motor lineal adecuado, incluidos los motores lineales comercializados por Añorad Corporation de Nueva York. Por ejemplo, la pista fija 552 puede incluir bobinados de inducido y/o materiales magnéticos. El suplemento 554 puede ser un imán permanente, bobinas o combinaciones de los mismos. El suplemento está unido al dispositivo transferente 555 para mover el dispositivo transferente 555 alrededor del eje central común 556. El número de suplementos unidos al dispositivo transferente puede oscilar desde un único suplemento 554 a múltiples suplementos 554 controlados de forma independiente o conjunta. Como se muestra en las Figuras 16-18, cada dispositivo transferente 555 es movido por tres suplementos 554.

La Figura 19 muestra otra realización de un aparato 600 de la presente invención formado por una serie de doce motores 602 alineados con respecto a un eje central común 604. El motor 602 puede ser cualquier motor convencional que tenga un rotor exterior girable 606 y un estator interior fijo 608. Como se muestra en la figura, cada estator 608 está unido a un árbol central fijo 610, aunque el motor 602 puede ser alineado sin utilizar el árbol central 610, por ejemplo, conectando los motores 602 lateralmente entre sí, directa o indirectamente, a través de un estator interior fijo 608. Cada uno de los rotores exteriores 606 puede estar unido directa o indirectamente a uno o más de los dispositivos transferentes 550 para mover los dispositivos transferentes en un movimiento programado.

De forma alternativa, el aparato de la presente invención puede incluir otros tipos de motores eléctricos programables adecuados para proporcionar un movimiento de rotación del componente exterior del motor. Por ejemplo, los motores donde el estator y el rotor están dispuestos paralelos entre sí en contraposición a las disposiciones concéntricas de los motores descritos anteriormente.

Las Figuras 20-22 ilustran otra realización de un aparato 700 en donde los dispositivos transferentes 702 se mueven en una trayectoria orbital 704 en lugar de en una trayectoria circular, como se describe en el aparato 500 de las Figuras 10-12. La trayectoria orbital 704 de los dispositivos transferentes 702 es proporcionada a través de conexiones extensibles 706 junto con un cierto perfil de leva 708 de la trayectoria orbital 704. Los motores del aparato 700 pueden ser cualquier motor adecuado descrito anteriormente. Las Figuras 23-25 ilustran la anterior realización que incluye el dispositivo cortador 40, como se ha mostrado y descrito anteriormente.

La Figura 26 muestra otra realización de un aparato 750 en donde los dispositivos transferentes 752 se mueven en una trayectoria orbital 754 proporcionada por la forma de la pista fija 756 del motor lineal programable.

Otros procesos alternativos pueden incluir operaciones asociadas con modificar las dimensiones físicas, las propiedades del material y/o la orientación de las partes diferenciadas con respecto al sustrato al que serán unidas. En particular, estas operaciones pueden incluir estiramiento, activación, rotación y similares mediante cualquier medio conocido por el experto en la técnica. Por ejemplo, la Figura 27 muestra otra realización del aparato 800 de la presente invención que incluye un dispositivo estirador 802 para estirar la parte diferenciada 804 antes de transferir dichas partes al sustrato. Además, la Figura 28 muestra otra realización del aparato 850 de la presente invención que incluye un dispositivo rotatorio 852 para girar partes diferenciadas antes de transferir dichas partes al sustrato.

Además, ciertas aplicaciones pueden beneficiarse de tener una capacidad de cambio de paso flexible. Ejemplos típicos de sistemas con cambio de paso incluyen rodillos de cuchillo, rodillos de impresión, rodillos de ligado y similares, así como las aplicaciones que transfieren partes diferenciadas descritas anteriormente en la presente memoria. El cambio de paso de un sistema tal como un cuchillo de rodillo puede ser de forma típica modificado añadiendo otras herramientas en un rodillo (p. ej., el número de cuchillos en un rodillo determina el número de cambios de paso por revolución de un rodillo), aunque este método no es adecuado para un cambio rápido. Otras alternativas pueden incluir variar la velocidad de rotación del rodillo, añadir o quitar placas separadoras debajo de las herramientas para cambiar la distancia radial desde el eje de rotación, o manejar el engranaje a la velocidad de ciclo apropiada pero a una velocidad superficial diferente desde el sustrato con el que está interactuando. Las realizaciones del aparato de la presente invención anteriormente descritas pueden ofrecer la ventaja de presentar interacciones de velocidad ajustadas con el sustrato a una velocidad de ciclo deseada sin necesidad de modificar físicamente el sistema cuando se cambia de una longitud de paso a otra longitud de paso, incluso cuando la longitud de paso varía intencionadamente o de forma accidental entre un producto y otro producto durante el funcionamiento continuo.

Claims (19)

1. Un aparato (20) para recibir partes (30) que se desplazan a una primera velocidad a través de una zona receptora y aplicar las partes a un transportador (80) que se desplaza a una segunda velocidad a través de una zona aplicadora (23), comprendiendo el aparato:

al menos dos motores (64A, 64B) programables independientes; y

al menos dos dispositivos transferentes (50A, 50B) para recibir las partes en la zona receptora (21) y aplicar las partes en la zona aplicadora, estando al menos uno de los dispositivos transferentes acoplado a cada uno de los motores programables para mover los dispositivos transferentes en una trayectoria orbital,

caracterizado porque los motores (64A, 64B) programables y los dispositivos transferentes (50A, 50B) están alineados con respecto a un eje común, y

en donde los motores programables mantienen los dispositivos transferentes a primeras velocidades superficiales en la zona receptora (21) cuando los dispositivos transferentes cogen las partes (30) y mantienen los dispositivos transferentes a segundas velocidades superficiales en la zona aplicadora (23) cuando los dispositivos transferentes aplican las partes al transportador.

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2. El aparato (20) según se define en la reivindicación 1, en donde al menos uno de los motores (64A, 64B) programables se selecciona del grupo que consiste en un motor que tiene un árbol girable hueco, un motor lineal que tiene un raíl fijo, un motor que tiene un rotor exterior girable y un estator interior fijo y un motor que tiene un rotor girable alrededor de un componente fijo de un motor.

3. El aparato (20) según se define en la reivindicación 1, en donde los motores (64A, 64B) programables están situados en un árbol central fijo (512) de forma coaxial con el eje común.

4. El aparato (20) según se define en la reivindicación 2, en donde al menos uno de los motores (64A, 64B) programables está acoplado a al menos uno de los dispositivos transferentes (50A, 50B) a través de un mecanismo transmisor (524) para mover al menos uno de los dispositivos transferentes.

5. El aparato (20) según se define en la reivindicación 4, en donde el mecanismo transmisor (524) es una unión rígida o una unión extensible.

6. El aparato (20) según se define en la reivindicación 2, en donde el raíl fijo (552) del motor lineal incluye una pluralidad de bobinados de inducido en el mismo o un material magnético en el mismo.

7. El aparato (20) según se define en la reivindicación 6, en donde el motor lineal incluye al menos un suplemento (554) móvil en el raíl fijo (552).

8. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las primeras y las segundas velocidades superficiales de los dispositivos transferentes (50A, 50B) son prácticamente constantes.

9. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las primeras y las segundas velocidades superficiales de los dispositivos transferentes (50A, 50B) son variables.

10. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las primeras velocidades superficiales de los dispositivos transferentes (50A, 50B) o las segundas velocidades superficiales de los dispositivos transferentes son variables.

11. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las primeras velocidades superficiales de los dispositivos transferentes (50A, 50B) son prácticamente iguales que la primera velocidad de las partes en la zona receptora (21) y las segundas velocidades superficiales de los dispositivos transferentes son prácticamente iguales que la segunda velocidad del transportador (80) en la zona aplicadora (23).

12. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos uno de los dispositivos transferentes (50A, 50B) comprende al menos un segmento cilíndrico (31) que tiene una superficie exterior, el segmento cilíndrico puede desplazarse a lo largo de la trayectoria orbital que pasa a través de la zona receptora (21) y la zona aplicadora (23) durante el movimiento del al menos uno de los dispositivos transferentes (50A, 50B), el segmento cilíndrico recoge al menos una de las partes (30) en la zona receptora y sujeta la al menos una de las partes contra la superficie exterior utilizando un vacío, un medio electrostático o un coeficiente de fricción antes de aplicar al menos una de las partes al transportador en la zona aplicadora.

13. El aparato (20) según se define en la reivindicación 12, en donde el segmento cilíndrico (51) utiliza un vacío, un medio electrostático o un coeficiente de fricción superficial para sujetar las partes (30) contra la superficie exterior.

14. El aparato (20) según se define en la reivindicación 12, en donde la superficie exterior del segmento cilíndrico (51) es una superficie arqueada o una superficie plana.

15. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el transportador (80) comprende un sustrato de banda, una correa o un tambor.

16. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la trayectoria orbital forma un círculo o cualquier trayectoria que incluye una o más secciones curvilíneas o rectilíneas.

17. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos uno de los dispositivos transferentes (50A, 50B) está acoplado a más de uno de los motores (64A, 64B) programables.

18. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un aplicador para realizar un proceso secundario sobre las partes entre la zona receptora (21) y la zona aplicadora (23).

19. El aparato (20) según se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un dispositivo cortador (40) en donde una banda continua de material es cortada en partes en la zona receptora (21).