ES2324575B1 - Empalmador de tiras de fibra para maquinas de encintado. - Google Patents

Empalmador de tiras de fibra para maquinas de encintado. Download PDF

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Abstract

Empalmador de tiras de fibra para máquinas de encintado, formado por dos conjuntos móviles que comprenden sendos módulos (6, 6') entre los que es susceptible el apresado para la unión de la tira de fibra (3) que se halla en suministro de alimentación al proceso de aplicación, y una tira (3') destinada para continuar el suministro de la alimentación cuando la primera se acaba, incorporando los módulos (6, 6') medios calefactores (10) para activar las tiras de fibra en la unión, una cuchilla para cortar el sobrante de la tira de fibra (3) acabada, después de la unión, y un pestillo (16) para sujetar el extremo de la nueva tira de fibra (3') en situación de espera para la unión.

Description

Empalmador de tiras de fibra para máquinas de encintado.
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con la aplicación de tiras de fibras sintéticas, mediante máquinas de encintado, sobre superficies o útiles con la geometría de piezas a fabricar, y en particular con la aplicación de tiras de fibra individuales, mediante un cabezal aplicador de una multiplicidad de tiras al mismo tiempo, desde respectivas bobinas suministradoras, proponiendo un empalmador para realizar automáticamente la unión entre la tira procedente de una bobina que se acaba y la tira procedente de una nueva bobina suministradora.
Estado de la técnica
La industria de fabricación de piezas formadas por fibras sintéticas, como fibra de carbono o fibra de vidrio, se aplica para producir cada vez piezas más grandes y en mayores cantidades, lo cual exige adaptar la productividad de las máquinas de encintado con las que se aplica el material de fibra.
Para ello se han desarrollado máquinas con cabezales aplicadores que realizan la aplicación simultánea de múltiples tiras de fibra, formando bandas de aplicación que reducen el número de pasadas necesario y por lo tanto el tiempo de fabricación de las piezas, solucionando así las limitaciones condicionadas por una baja velocidad de aplicación.
El aumento de las prestaciones de los cabezales aplicadores de las tiras de fibra, ha hecho que determinados aspectos, como el sistema de alimentación de las tiras de fibra, pasen a adquirir un papel protagonista en el comportamiento global de las máquinas de encintado, debido principalmente a los motivos siguientes:
- Al eliminarse el principal cuello de botella de las máquinas encintadoras, que era la capacidad de dispensar el material a aplicar, aparecen otros factores que se convierten ahora en limitativos de la productividad, como los tiempos de parada necesarios para recargar las bobinas de cinta según se van terminando.
- La alta productividad del cabezal requiere elevadas velocidades, aceleraciones y dinámica en general en el abastecimiento de las tiras de fibra, de manera que la alimentación debe ser capaz de aportar el material en las condiciones y al ritmo que lo solicita el cabezal aplicador, manteniendo el control de la tensión requerida en la aplicación.
- Al buscar la productividad óptima para cada aplicación, el ancho de la banda de aplicación es grande en muchos casos, lo cual exige unas precauciones y criterios de diseño más estrictos que los habitualmente utilizados para el manejo de bandas más estrechas.
Hasta ahora la sustitución de las bobinas suministradoras en los cabezales de las máquinas de aplicación de las tiras de fibra, se realizaba parando la máquina y efectuando el empalme de las tiras de la bobina terminada y de la nueva bobina suministradora, de forma manual, ya que no existían empalmadores automáticos en este campo de las fibras sintéticas.
Ahora bien, en una máquina de altas prestaciones puede llegar a ser necesario un cambio de las bobinas cada cinco o diez minutos, requiriendo cada cambio de bobina, mediante el proceso manual, un tiempo de parada de la máquina de ese mismo orden, lo cual condiciona a unos tiempos de inactividad que limitan considerablemente la productividad de las máquinas.
Objeto de la invención
De acuerdo con la invención se propone un empalmador automático para la unión de las tiras de fibra, con el cual se elimina prácticamente el tiempo de parada para la sustitución de las bobinas suministradoras de las tiras de fibra en las máquinas de aplicación de dichas tiras.
El empalmador preconizado determina un paso de circulación de las tiras de fibra, definido por poleas que determinan dos recorridos de llegada al paso de circulación en posiciones enfrentadas, yendo a los lados del recorrido de paso por el empalmador sendos módulos susceptibles de movimiento en aproximación y separación respecto de la zona central por la que se establece el paso de las tiras de fibra, cada uno de los cuales módulos va provisto con medios calefactores, con medios de corte y con medios para apresar el extremo de las tiras de fibra.
Dicha disposición permite el paso libre a través del empalmador, de la tira de fibra que se está suministrando al proceso de aplicación, y la preparación sin interrumpir dicho suministro, de la tira de fibra de una nueva bobina suministradora, en posición de espera, de manera que cuando se acaba la bobina de la tira de fibra que se está suministrando, el empalmador realiza automáticamente la unión de la tira de fibra de la bobina que se halla en espera, con la tira de fibra de la bobina que se acaba, efectuándose el empalme en un tiempo muy corto (unos 2 segundos), con lo que la parada de la máquina para ello prácticamente no repercute en la productividad.
El proceso de la unión de las tiras de fibra en la operación de empalme indicada, se realiza mediante posicionado en contacto mutuo de las tiras de fibra a unir, con presión sobre la unión y aportación de calor, lo cual se efectúa mediante la aproximación de los módulos móviles del empalmador, entre los cuales se establece el apresado de las tiras de fibra con una presión controlada, al mismo tiempo que los medios calefactores de los propios módulos suministran el calor necesario para activar la resina de las tiras de fibra con el fin de que éstas queden pegadas entre sí.
En esa operación de empalme, los medios de corte del módulo situado en el lado de la tira de fibra procedente de la bobina acabada, realizan además el corte de dicha tira de fibra para la separación del sobrante de la misma, de manera que al separarse los módulos de nuevo, la alimentación de la tira de fibra continúa con suministro desde la nueva bobina, sin que la unión afecte prácticamente para la aplicación.
En los frentes de los módulos, entre los que se realiza el apresado de las tiras de fibra a unir, se hallan previstas unas conformaciones de encaje mutuo, mediante un remetido en uno de los módulos y un saliente correspondiente en el otro módulo, de forma que al realizarse la presión de unión de las tiras de fibra, el conjunto de éstas queda dentro de dicho encaje, evitando así que se produzca alteración de la anchura por el efecto de la presión, con el fin de mantener las condiciones de idoneidad para la aplicación, ya que para ello es critico que la anchura del conjunto de la tira de fibra suministrada sea uniforme.
Los recorridos de llegada de las tiras de fibra hacia el paso de circulación por el empalmador, se establecen a través de unas poleas basculantes, las cuales determinan una conducción de las tiras de fibra que absorbe las oscilaciones de dichas tiras por el desbobinado de las mismas en las bobinas correspondientes.
Con el empalmador preconizado, la unión de las tiras de fibra se realiza además con un tramo de solapado de las tiras de fibra del orden de 50 milímetros, lo cual queda dentro de las especificaciones de entre 25 milímetros y 125 milímetros, de tramo de solapado, para que la unión resulte suficientemente resistente y que permita adaptarse a la curvatura de paso por las poleas de conducción sin alterar el suministro hacia la aplicación.
Por todo ello, dicho cabezal objeto de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la unión de las tiras de fibra en los procesos de fabricación de piezas mediante encintado con dichas tiras.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una perspectiva del conjunto estructural del empalmador objeto de la invención.
La figura 2 es una perspectiva ampliada de una de las partes del empalmador, con los elementos del módulo móvil correspondiente en disposición explosionada.
La figura 3 es una perspectiva ampliada de la otra parte del empalmador, con el módulo móvil correspondiente montado.
La figura 4 muestra una perspectiva del empalmador en proceso de alimentación de una tira de fibra desde una bobina suministradora y con la tira de fibra procedente de otra bobina en proceso de preparación de espera.
La figura 5 es una perspectiva semejante a la anterior, con una bobina dispuesta en situación de espera y la bobina con la que se está suministrando la alimentación llegando a su acabado.
La figura 6 muestra la disposición del empalmador en el momento de la unión entre las tiras de fibra de la bobina acabada y de la nueva bobina que estaba en espera.
La figura 7 muestra la disposición del empalmador en el momento de la apertura, después de la unión de las tiras de fibra, para continuar la alimentación con suministro desde la nueva bobina.
Las figuras 8A, 8B y 8C muestran esquemáticamente una secuencia del proceso de unión de dos tiras de fibra mediante los módulos móviles del empalmador.
Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un empalmador destinado para realizar de manera automática la unión de tiras de fibra en procesos de fabricación de piezas por encintado mediante la aplicación de dichas tiras de fibra, con el fin de establecer la continuidad del suministro de alimentación de las tiras de fibra a los procesos de aplicación, mediante la unión de la tira de fibra procedente de una bobina suministradora que llega a su fin y la tira de fibra de una nueva bobina continuadora del suministro.
El empalmador preconizado consta estructuralmente de un chasis (1), sobre el que van unidas unas poleas (2) conductoras de las tiras de fibra en una circulación de paso hacia el proceso de aplicación de las mismas.
El recorrido de las tiras de fibra hacia el paso de circulación a través del empalmador, se establece desde dos direcciones de suministro de alimentación, para el recorrido de paso de sendas tiras de fibra
(3, 3') procedentes de respectivas bobinas suministradoras (4, 4') que se pueden disponer de manera independiente sobre sendos ejes (5, 5').
En la entrada del recorrido de las tiras de fibra
(3, 3') al empalmador, desde las dos direcciones de suministro de alimentación, van dispuestas sendas poleas de entrada (2.1) basculantes, las cuales permiten absorber las oscilaciones de orientación de las tiras de fibra (3, 3') en su llegada de suministro desde las correspondientes bobinas (4, 4'), debido al desbobinado, de modo que dichas oscilaciones de la orientación de llegada no afecta al paso de circulación de las tiras de fibra (3, 3') por el empalmador.
A ambos lados de ese paso de circulación de las tiras de fibra (3, 3') por el empalmador, van dispuestos sendos módulos (6, 6'), los cuales se hallan montados mediante correspondientes patines (7, 7') sobre una guía (8), disponiendo de respectivos actuadores de desplazamiento (9, 9') que permiten actuar de manera independiente el movimiento de dichos módulos (6, 6') en aproximación y separación respecto de la zona de paso de las tiras de fibra (3, 3'). Los actuadores (9, 9') pueden ser, a tal efecto, de tipo neumático, magnético, mecánico, etc.
Cada uno de los módulos (6, 61), va provistos con medios calefactores, formados por una o más resistencias eléctricas (10) alojadas en la proximidad del frente orientado hacia la zona de paso de las tiras de fibra (3, 3'), así como con medios de corte, formados por una cuchilla (11) susceptible de asomar por dicho frente orientado hacia la zona de paso de las tiras de fibra (3, 3') y que dispone de un actuador (12) de desplazamiento en avance y retroceso.
En la parte media, por debajo de la zona de paso de las tiras de fibra (3, 3'), va dispuesto un bloque (13), el cual determina en la parte superior unos planos sobre los que son susceptibles de apoyar los módulos (6, 6'), yendo dispuestas en esos planos del bloque (13) unas sufrideras elásticas (14), contra las cuales son incidentes las cuchillas (11) de los módulos (6, 6'), en la posición de éstos contra los mencionados planos del bloque (13). Para ajustar la posición del bloque (13), con el fin de que los módulos (6, 6') apoyen adecuadamente en los planos superiores del mismo, dicho bloque (13) es susceptible de desplazamiento vertical, disponiendo de un nonius (15) que permite situarle a la altura adecuada.
Con todo ello, a través del empalmador se puede establecer el paso de una tira de fibra (3) procedente de una bobina de alimentación (4) y dirigida hacia la aplicación, de manera que mientras dicha tira de fibra (3) se está suministrando, se puede incorporar otra bobina (4') y preparar la tira de fibra (3') de la misma en una disposición de espera, sobre el módulo (6') del mismo lado, como muestra la figura 4, para cuando la bobina (4) se acabe, realizar el empalme de la tira de fibra (3) con la tira de fibra (3') dispuesta en espera, con el fin de proseguir el suministro de alimentación hacia la aplicación desde la nueva bobina (4').
Para la preparación en espera de la tira de fibra
(3, 3') que corresponda, los módulos (6, 6') van provistos de un pestillo (16), incorporado de manera regulable en un soporte (17) que es basculante sobre una base (18), de manera que con dicho, pestillo (16) es susceptible de apresarse en el correspondiente módulo (6, 6'), mediante actuación manual, el extremo de la tira de fibra (3, 3') a disponer en espera.
Cuando la tira de fibra (3, 3') que se dispone en espera queda apresada en esa disposición mediante el correspondiente pestillo (16), el módulo (6, 6') respectivo se desplaza hasta apoyar contra el bloque (13), con lo que la tira de fibra (3, 3') dispuesta en espera queda perfectamente fijada en esa posición, como representa la figura 5.
En tales condiciones, cuando llega el final de la bobina (4) suministradora de la tira de fibra (3) que se está enviando al proceso de aplicación, el módulo (6) que se halla en el lado de esa tira de fibra (3) se desplaza hacia el módulo (6') en el que se halla preparada la tira de fibra (3') en espera, quedando apresadas entre ambos módulos las dos tiras de fibra (3 y 3'), como representa la figura 6.
En la aproximación de los módulos (6, 6'), la base (18) del pestillo (16) de cada uno de ellos incide con una prominencia frontal-lateral (18.1), sobre el pestillo (16) del otro haciéndole bascular en una ligera elevación, con lo que las tiras de fibra (3, 3') quedan totalmente libres de la acción de los mencionados pestillos (16), lográndose de este modo un contacto perfecto entre las mismas.
El apresado de las tiras de fibra (3, 3') entre los módulos (6, 6') se realiza con una presión controlada (del orden de 2 bares), y al mismo tiempo, mediante las resistencias (10) de los módulos (6, 6') se produce un calentamiento (del orden de 50ºC) de la zona del apresamiento, con lo que la resina de las tiras de fibra (3, 3') se activa, de manera que dichas tiras de fibra (3, 3') quedan pegadas entre sí.
Durante la acción del apresado, se produce también el desplazamiento en avance de la cuchilla (11) del módulo (6) correspondiente al lado de la tira de fibra (3) de la bobina (4) terminada, produciéndose así el corte del sobrante de dicha tira de fibra (3), contra la correspondiente sufridera elástica (14) a ras de la unión con la nueva tira de fibra (3').
Durante dicho proceso de unión de las tiras de fibra (3, 3') la máquina queda parada, pero debido al tiempo muy corto (unos 2 segundos) que dura la operación del empalme, la productividad no resulta repercutida con mucha significación. No obstante, para evitar las detenciones del suministro de alimentación al proceso de aplicación de las tiras de fibra, se prevé la posibilidad de incorporar después del empalmador una solución de almacén, para abastecer desde el mismo el suministro de alimentación al proceso de aplicación, durante el empalmado de las tiras de fibra en la sustitución de las bobinas alimentadoras que se acaban.
Una vez realizado el empalme entre las tiras de fibra (3, 3'), los módulos (6, 6') se separan, quedando libre la unión, de manera que el suministro de la alimentación al proceso de aplicación continua con la tira de fibra (3') procedente de la nueva bobina (4'), como representa la figura 7. En este momento se pude retirar el sobrante de la tira de fibra (3) acabada, y proceder a colocar un nueva bobina en el eje (5), para preparar la tira de fibra de la misma en disposición de espera sobre el módulo (6), para un posterior cambio de bobina de alimentación cuando la bobina (4') se acabe.
En la salida del empalmador se dispone además un dispositivo (19), mediante el cual se regula la tensión de la tira de fibra (3, 3') que sale hacia el proceso de aplicación, para mantener esa tensión constante, manteniendo así las condiciones idóneas para la
aplicación.
Esas condiciones de idoneidad para la aplicación, requieren también que la anchura de la tira de fibra que se aplica sea constante, a efectos de lo cual los módulos (6, 6') del empalmador determinan en sus caras frontales de enfrentamiento unas conformaciones de encaje mutuo, poseyendo, por ejemplo, el módulo (6) un saliente (20), y el módulo (6') un recíproco entrante (21), en correspondencia con la anchura de las tiras de fibra (3, 3') y en la dirección de éstas.
Con lo cual, en la realización de los empalmes, las tiras de fibra (3, 3') se comprimen entre dichas conformaciones (20 y 21), como se observa en la secuencia de las figuras 8A, 8B y 8C, de manera que en la operación del empalme el tramo de unión de las tiras de fibra (3, 3') queda encajado en el entrante (21), en donde se evita que por la presión que se ejerce para la unión se produzca una deformación del material hacia los laterales, manteniéndose por lo tanto la unión con la misma anchura que las tiras de fibra (3, 3') unidas en el empalme.

Claims (5)

1. Empalmador de tiras de fibra para máquinas de encintado, del tipo que comprende dos conjunto móviles enfrentados, entre los cuales es susceptible el apresado de una tira de fibra (3) que se halla en suministro de alimentación al proceso de aplicación y una tira de fibra (3') destinada para continuar el suministro de la alimentación cuando la primera tira de fibra (3) se acaba, caracterizado porque los conjuntos móviles de apresado de las tiras de fibra (3, 3') a unir, constan de sendos módulos (6, 6') susceptibles de desplazamiento a lo largo de una guía (8) mediante respectivos actuadores lineales (9), incorporando cada uno de dichos módulos (6, 6') medios calefactores (10) en relación con la parte enfrentada a la zona de paso de las tiras de fibra (3, 3'), una cuchilla de corte (11) susceptible de incidir mediante avance y retroceso en dicha zona de paso de las tiras de fibra (3, 3') y un pestillo (16) que permite sujetar el extremo de la tira de fibra (3') destinada a unirse con la tira de fibra (3) que se halla en suministro al proceso de aplicación, mientras que en la zona media va dispuesto un bloque (13) que determina en la parte superior unos planos sobre los que son susceptibles de apoyar los módulos (6, 6'), yendo incorporadas en dichos planos unas sufrideras elásticas (14), contra las que son incidentes las cuchillas (11) de dichos
módulos (6, 6').
2. Empalmador de tiras de fibra para máquinas de encintado, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el bloque (13) es susceptible de desplazamiento vertical mediante un nonius (15), para ajustar su posición a efectos del apoyo de los módulos (6, 6') en los planos superiores del mismo.
3. Empalmador de tiras de fibra para máquinas de encintado, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el pestillo (16) de los módulos (6, 6') va incorporado de forma regulable sobre un soporte (17) que es basculante sobre una base (18), poseyendo dicha base (18) una prominencia frontal- lateral (18.1), con la cual incide sobre el pestillo (16) del módulo (6, 6') contrario, cuando dichos módulos (6, 6') se cierran en aproximación entre sí, para la colocación de los mencionados pestillos (16) en una posición elevada inoperante en ese cierre de aproximación de los módulos (6, 6').
4. Empalmador de tiras de fibra para máquinas de encintado, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los módulos (6, 6') poseen unas conformaciones recíprocas de encaje, según un saliente (20) en el uno y un respectivo entrante (21) en el otro, entre las cuales conformaciones se apresan las tiras de fibra (3, 3') en la operación de unión de las mismas, de forma que el alojamiento del conjunto en el entrante (21) durante la acción de la unión, impide la deformación del material hacia los laterales.
5. Empalmador de tiras de fibra para máquinas de encintado, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en la conducción de las tiras de fibra (3, 3') hacia el paso por la zona comprendida entre los módulos (6, 6'), van dispuestas unas poleas basculantes (2.1), las cuales absorben las oscilaciones de dichas tiras de fibra (3, 3') en la orientación de llegada como consecuencia del desbobinado en las bobinas suministradoras correspondientes.
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