ES2334655T3 - Cortador de hojas con borde de corte inclinado. - Google Patents

Abstract

Aparato para el corte de hojas, que comprende un armazón (1), un contra-rodillo (3) montado sobre el armazón junto con un cilindro de cuchilla (5) que forma un punto de tangencia de corte con aquél, como mínimo una cuchilla (6) montada en el cilindro de cuchilla (5) y medios de impulsión (7) para producir el giro como mínimo de dicho cilindro de cuchilla, estando montada dicha cuchilla (6) sobre dicho cilindro de cuchilla a efectos de alinear el borde de corte (12) de la cuchilla en una posición inclinada con respecto al eje central (C1) del cilindro de cuchilla (5), de manera que el ángulo entre la dirección de desplazamiento del dispositivo de corte de hojas y el elemento laminar que está siendo cortado se hace igual al ángulo de inclinación de la cuchilla sobre el cilindro de cuchilla, caracterizado porque la cuchilla (6) está montada sobre el cilindro de cuchilla (5) de manera que la cuchilla (6) se encuentra a una distancia (E) con respecto el eje central (C1) del cilindro de cuchilla, de manera que dicha distancia es superior por un extremo del cilindro de cuchilla a la del otro extremo del cilindro.

Description

Cortador de hojas con borde de corte inclinado.

La presente invención se refiere a un cortador de hojas, según el preámbulo de la reivindicación 1, para el corte de elementos laminares de capas múltiples de papel y cartón formando hojas a partir de un elemento laminar continuo en movimiento. El corte está dispuesto para que tenga lugar transversalmente con respecto a la dirección de desplazamiento del elemento laminar en la máquina.

La producción de productos de papel y cartón requiere dos tipos básicos de dispositivos ranuradores/cortadores en la fábrica de papel. Los ranuradores llevan a cabo el rasurado de un elemento laminar ancho de un rollo de la máquina, formando elementos laminares más estrechos, mientras que los cortadores de hojas efectúan el corte desde el extremo del elemento laminar de piezas con dimensiones predeterminadas u hojas que se apilarán para su transporte. Los papeles para impresión y otras calidades de papel de peso ligero que se pueden bobinar sin impedir la calidad del producto son simplemente ranuradas en el ranurador y luego bobinadas en rollos más estrechos listos para enviar a los clientes. No obstante, si se fabrica un producto de capas múltiples combinando varios elementos laminares, por ejemplo de papel y plástico, el grosor y rigidez del producto puede aumentar tan drásticamente que impida el arrollado del producto laminado en un rollo sin poner en peligro la calidad del producto. El proceso de acabado o utilización del producto fabricado de este modo, puede tener también un carácter tal que el producto es suministrado de manera apropiada en forma de hojas cortadas empaquetadas sobre una plataforma, por ejemplo, en lugar de un rollo, incluso cuando esta última alternativa puede ser posible sin afectar la calidad del producto.

A efectos de permitir este tipo de proceso de laminación que tiene como resultado un elemento laminar de capas múltiples para producir de manera flexible un producto con el grado máximo de acabado y de calidad, el procedimiento es complementado mediante un recorte de precisión de la hoja ya cortada, en cuanto a su anchura y longitud. Las hojas recortadas de este modo deben tener forma rectangular con dimensiones que son planas e iguales en grado máximo. El borde cortado debe ser preciso, sin rebabas y limpio en todos los bordes de la hoja. El corte de las hojas o sus subsiguientes etapas de transferencia, apilado y embalaje, no pueden dejar marcas perjudiciales. El corte formando hojas mejora también el valor añadido del producto. Por lo tanto, el tipo antes descrito de procedimiento de laminación de un elemento laminar de capas múltiples, requiere el máximo grado de acabado y calidad para conseguir el recorte de la hoja de manera exacta a la anchura y longitud deseadas.

Los cortadores convencionales de hojas se basan en general en los cortadores de hojas del tipo llamado de tijera, que tienen una cuchilla de corte adaptada en ambos lados de la hoja. Las cuchillas en oposición que constituyen el par son controladas individualmente para que se desplacen, de manera que la distancia entre ellas (también llamada dimensión de intersticio de cuchillas) se pueda controlar a un valor adecuado para el corte, generalmente tan estrecho que la construcción del cortador de hojas resulta complicada. Los bordes de cuchilla de un cortador de hojas de tipo tijera, deben casi chocar uno con otro a efectos de impedir que el material está siendo cortado se atasque entre las cuchillas. El corte transversal real del elemento laminar tiene lugar en estos cortadores de hojas empezando de un borde del elemento laminar y continuando desde aquél lo más transversalmente posible hacia el otro borde. Al desplazarse el elemento laminar de manera continua en avance a lo largo de la totalidad de la acción de corte de hojas, una condición previa para conseguir una calidad de corte aceptable es que el punto de corte instantáneo entre el par de cuchillas se desplace junto con el elemento laminar en la dirección de la máquina. En particular, para velocidades más elevadas del elemento laminar, el tiempo previsible para el corte del elemento laminar es muy reducido, con el resultado de problemas tales como requerir una fuerza de corte excesivamente elevada para efectuar el corte del elemento laminar. Dado que las hojas cortadas no pueden ser demasiado largas debido a la limitada dimensión máxima de los embalajes de transporte, las velocidades de desplazamiento del elemento laminar, incluso con valores bajos de unas pocas decenas de metros por minuto pueden requerir tiempos de corte muy rápidos. No obstante, una línea de fabricación de un material de capas múltiples debe funcionar de manera deseable a elevada velocidad para asegurar suficiente rendimiento en la producción. En este caso, el ciclo de corte del dispositivo de corte en hojas debe ser reducido a efectos de impedir que dicho dispositivo de corte en hojas forme un cuello de botella en la producción. Para elementos laminares gruesos, la fuerza de corte debe ser elevada, de manera que el dispositivo de corte en hojas debe ser dimensionado para soportar estas fuerzas, requiriendo estructuras pesadas en las partes móviles del dispositivo cortador de hojas. Evidentemente estas partes pesadas de la máquina que llevan a cabo movimientos alternativos rápidos, provocan problemas debidos a vibración, ruido, desgaste y otros factores similares. En el caso de que se desee un solo dispositivo de corte de hojas para cortar hojas de diferentes longitudes, los problemas son agravados dado que es necesario un cambio rápido en los tipos de ciclo a efectos de impedir que los cambios en la longitud de las hojas, provoquen un paro excesivamente largo de la producción.

Un dispositivo de corte en hojas simple de tipo tijera, puede ser construido de manera que una de las cuchillas es estacionaria, en forma de cuchilla inferior o de "lecho" en una posición que forma un ángulo reducido con respecto a la dirección transversal del elemento laminar.

Entonces, el movimiento del borde de corte de la cuchilla móvil, convencionalmente montada de manera giratoria sobre un cilindro de cuchilla rotativo, durante su desplazamiento a velocidad adecuada por delante de la cuchilla estacionaria en la dirección transversal de la máquina, provoca el corte del elemento laminar de la forma deseada. La función de este tipo de dispositivo de corte es el de ajustar el tiempo de corte transversal igual al tiempo consumido por el elemento laminar durante su desplazamiento en la dirección de la máquina en la distancia existente entre los puntos en los que la cuchilla giratoria cruza los bordes del elemento laminar. Esta distancia viene determinada por el ángulo de las cuchillas con respecto al elemento laminar. No obstante, la disposición anteriormente mencionada tiene muchos inconvenientes, permitiendo que esta realización simple pueda ser utilizada solamente con una serie limitada de calidades de papel, de manera típica para elementos laminares ligeros, flexibles y adaptables. Además, esta técnica de corte no proporciona un borde perfectamente recto alineado exactamente en ángulo recto con respecto al borde del elemento laminar.

Particularmente, en el caso en el que el elemento laminar a cortar es relativamente grueso y rígido, los problemas de la construcción simple del dispositivo cortador de hojas, especialmente las que se relacionan a su cuchilla estacionaria, pasan a ser incontrolables a las velocidades utilizadas para el elemento laminar. A efectos de superar estas complicaciones, se debe utilizar un sistema de cortador de hojas de tipo tijera más complejo, que tiene ambas cuchillas adaptadas de forma móvil en la dirección de la máquina a lo largo del elemento laminar. En la mayor parte de construcciones se tiene una disposición en la que ambas cuchillas están montadas sobre el cilindro rotativo que gira a una velocidad adaptada a la operación de corte. Para asegurar un avance suave de la acción de corte desde un borde del elemento laminar al otro, las cuchillas deben ser montadas oblicuamente sobre la periferia del cilindro con un extremo de la cuchilla delantero con respecto al otro extremo de la cuchilla con respecto a la dirección de desplazamiento del elemento laminar. Como resultado, los bordes de las cuchillas deben tener forma helicoidal en la periferia del cilindro. El control apropiado del intersticio de cuchilla requiere también la sincronización del movimiento de rotación de los cilindros de la cuchilla. Con las limitaciones adicionales debido a las condiciones de tiempo de trabajo de hojas de longitudes variables, la construcción y control de este tipo de dispositivo de corte en hojas resulta complicado y, por lo tanto, sujeto a averías. De manera convencional, se utiliza un equipo de impulsión con convertidor de frecuencia para controlar la rotación de los cilindros de cuchilla y en realidad está disposición proporciona un dispositivo de corte de hojas que es relativamente controlable de forma fácil. Con la ayuda de la forma helicoidal de las cuchillas y la velocidad rotativa controlable de los cilindros de cuchilla, el primer objetivo es ajustar la velocidad tangencial de las cuchillas en el instante de corte igual a la velocidad del elemento laminar. Si la velocidad del elemento laminar y la longitud de la hoja a cortar son incompatibles, de manera tal que el elemento laminar no se desplaza en la longitud exacta de la hoja en el tiempo de una revolución completa del cilindro de cuchilla, la velocidad de rotación de los rodillos de cuchillas se deben retrasar o acelerar de manera apropiada. Estas aceleraciones o desaceleraciones rápidas requieren una capacidad de potencia de impulsión instantánea elevada y una complicada estructura de alta resistencia. Como resultado, este tipo de dispositivo de corte en hojas pasa a ser poco eficaz en cuanto a costes: es decir, es caro en su adquisición y costoso de utilizar.

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer un cortador de hojas que presenta una construcción más simple que los conocidos en la técnica y, por lo tanto, elimina el conjunto complejo de la cuchilla y la sincronización precisa de los cilindros de cuchilla.

El objetivo de la invención se consigue formando el punto de pinzamiento para el corte entre un contrarrodillo de superficie lisa y una cuchilla montada formando un cierto ángulo sobre un cilindro de cuchilla que constituye el punto de pinzamiento de corte con el contrarrodillo.

De manera más específica, el dispositivo de corte de hojas de acuerdo con la invención se caracteriza con lo que se indica en la parte caracterizante de la reivindicación 1.

La presente invención ofrece significativas ventajas.

El cortador de hojas, según la invención utiliza solamente una cuchilla recta que actúa contra un simple contrarrodillo. Esta disposición hace la construcción total del cortador de hojas poco complicada. Dado que la cuchilla es eficaz en cuanto a costes en su fabricación y que el contrarrodillo no requiere necesariamente medios de impulsión separados para la rotación, el coste de fabricación se reduce adicionalmente. Dentro de unos límites determinados, el aparato es relativamente fácil de ajustar para diferentes longitudes de hojas y el ángulo de ajuste se puede cambiar utilizando contrarrodillos de diferentes diámetros. Debido a la estructura simple de la cuchilla, se puede complementar de manera fácil con medios de ajuste para determinar la distancia entre la cuchilla y el contrarrodillo. A pesar de la construcción poco complicada del cortador de hoja, proporciona tolerancias de corte muy precisas en caso deseado. En virtud de su construcción simple, el cortador de hojas puede ser fabricado rígido sin incremento esencial en su coste, de manera que la tendencia a la vibración del aparato de corte de hojas se reduce y su duración aumenta. Debido al reducido coste de la cuchilla y otros componentes del cortador de hojas, también, los costes operativos del cortador de hojas permanecen más bajos que en los dispositivos cortadores de hojas convencionales que presentan una construcción más compleja.

A continuación, la invención será descrita en mayor detalle con ayuda de realizaciones a título de ejemplo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que

La figura 1 muestra una vista esquemática de una primera realización de la invención;

La figura 2 muestra una sección transversal del cortador de hojas de la figura 1;

La figura 3 muestra una vista en sección transversal y en detalle del cortador de hojas, según la invención;

La figura 4 muestra una vista esquemática de una segunda realización de la invención; y

La figura 5 muestra una vista esquemática de una tercera realización de la invención.

Tal como se muestra en los dibujos, la construcción del aparato, de acuerdo con la invención, tiene un armazón de dos columnas (1). El armazón (1) está fijado sobre fundamentos realizados en el piso de la nave en que se encuentra la máquina. En la parte más baja del armazón (1) está adaptado un contrarrodillo giratorio (3) soportado por un eje (3) sobre el armazón (1). Por encima del contrarrodillo (2), soportada de forma giratoria por un eje (2) sobre el armazón (1), encuentra un cilindro de cuchilla (5) que tiene la cuchilla de corte (6) montada en una posición oblicua sobre el mismo. El eje (4) del cilindro de cuchilla (5) está conectado al eje de un motor de impulsión (7) y los ejes (2), (4) del cilindro de cuchillo (5) y del contrarrodillo (3), respectivamente están conectados entre sí engranando las ruedas dentadas (9) a efectos de sincronizar los movimientos de rotación mútuos. Ambos extremos del rodillo (3) y del cilindro (5) están dotados de discos de soporte cilíndricos (10) que tienen diámetros ligeramente mayores que el diámetro del rodillo (3) y del cilindro (5), respectivamente. Cuando el punto de tangencia de corte es impulsado para su cierre, los discos (10) de soporte cilíndrico descansan uno contra el otro, definiendo de esta manera el intersticio entre el contrarrodillo y el cilindro de cuchilla y, por lo tanto, la distancia del borde de cuchilla (6) con respecto a la periferia del contrarrodillo (3), en el momento en que la cuchilla (6) se desplaza por el punto de tangencia de corte. Entre el armazón (11) y los cojinetes de soporte del cilindro de cuchilla, están adaptados los amortiguadores (11) con resorte, que presentan rigidez ajustable para la amortiguación de vibraciones en los cilindros de cuchilla. Los amortiguadores (11) pueden ser utilizados también para prerecargar los cojinetes de soporte del cortador de
hojas.

La cuchilla (6) está montada por medio de un soporte de cuchilla (13) en una ranura (14) realizada en el cilindro de cuchilla (5). La estructura, método de montaje y posición de la cuchilla (6) en el punto de tangencia de corte se explican más adelante. La siguiente descripción proporciona una descripción básica de la construcción del cilindro de cuchilla y su contrarrodillo utilizado en el aparato para corte de hoja, según la presente invención, con detalles adicionales de la geometría de la cuchilla de corte, montaje de la cuchilla sobre el cilindro de cuchilla y ajuste del intersticio de cuchilla.

En términos de buenos resultados de corte, un interés principal se dedica a un método para alargar el tiempo de corte, reduciendo de este modo las vibraciones, ruidos y otros problemas asociados con un tiempo de corte demasiado corto. En el dispositivo para corte de hojas, según la presente invención, este objetivo se consigue en virtud de dotar al cilindro de cuchilla (5) un plano (14) para el montaje de la cuchilla ligeramente inclinado con respecto a la dirección axial, es decir, la línea central (C_{1}) del cilindro de cuchilla (5). En la figura 3, el plano de montaje (14) se ha mostrado desplazado en una distancia (E) con respecto a la línea central (C_{1}) en la vista en sección transversal del diagrama realizada en el centro del cortador de hojas y el cilindro de cuchilla (5). El verdadero ángulo de inclinación es ajustado al inclinar el plano de montaje en la dimensión (2e) con respecto a toda la anchura del cilindro de cuchilla (5). Por lo tanto, el plano de montaje (14) se encuentra en un extremo del cilindro de cuchilla (5) desplazado a mayor distancia con respecto al eje del cilindro que en el otro extremo del cilindro. De manera ventajosa, el plano de montaje está inclinado de manera simétrica. Designando la anchura estructural del cilindro de cuchilla (2b), el ángulo de inclinación del plano de montaje es arco tangente (e/b).

Con respecto a la función de la cuchilla de corte y del cortador de hojas, es esencial conocer en qué ángulo (\gamma_{e}) debe encontrarse el plano de montaje en el momento en que la cuchilla alcanza el punto crítico de la acción de corte. En la mayor parte de casos, el punto crítico del corte tiene lugar cuando el borde de corte de la cuchilla se encuentra simultáneamente en el eje o línea central del cilindro y del contra-rodillo. Esta situación se ha mostrado en la figura 3. En la mayor parte de casos, es ventajoso ajustar el plano (14) de montaje de la cuchilla aproximadamente a 45º con respecto al plano definido por los ejes (C_{1}) y (C_{2}) del cilindro de cuchilla (5) y del contra-rodillo (3), respectivamente. En cuanto a la acción de corte, es esencial además considerar si el ángulo de punta \alpha_{k} del borde de corte (12) de la cuchilla (6) está dividido de forma simétrica o asimétrica entre los lados entrante y saliente del elemento laminar. Cuanto menor es el ángulo \gamma_{e} mayor es la pendiente del chaflán delantero de la cuchilla (6) cuando establece contacto con la superficie del elemento laminar y, respectivamente, el chaflán posterior de la cuchilla está más alineado paralelamente a la superficie del elemento laminar. En la medida en la que la calidad del borde cortado queda determinada por los ángulos de encuentro del chaflán delantero y del chaflán posterior de la cuchilla con el elemento laminar, un ángulo de chaflán delantero demasiado pequeño de la cuchilla puede provocar rotura del elemento laminar en vez de corte del mismo, seleccionándose ventajosamente el ángulo de inclinación \gamma_{e} dentro de un rango de 30º a 60º. En este caso, la cuchilla corta el elemento laminar con una ranura de corte limpia, de manera que también las rebabas que permanecen en el lado del contra-rodillo (3) son separadas de forma limpia.

A efectos de conseguir la rigidez máxima del cilindro de cuchilla y otras ventajas, sería ventajoso adaptar el plano de montaje (14) de la cuchilla de corte (6) lo más próximo posible a la periferia del cilindro de cuchilla (5). No obstante, este diseño es objetivamente contrario a estas limitaciones, por ejemplo, la exigencia de espacio de la placa de soporte de la cuchilla (13) y la localización óptima del punto de inicio de la acción de corte. Por lo tanto, las exigencias de espacio de la cuchilla (6) y del conjunto (13) de soporte de la cuchilla determinan la distancia mínima del plano de montaje con respecto al cilindro (5) de la cuchilla de la periferia en el punto extremo de la acción de corte, mientras que la velocidad del elemento laminar y velocidad de rotación del cilindro de cuchilla y del contra-rodillo determinan el ángulo de inclinación del plano de montaje (14), es decir, la medida en la que la cuchilla (6) y su plano de montaje (14) deben ser desplazados hacia el eje central del cilindro de cuchilla (5). Por otra parte, si la distancia (E) se hace más pequeña, la magnitud de material a retirar de la periferia del cilindro de cuchilla (5) resulta más grande, con lo que aumenta el desequilibrio del cilindro.

No obstante, una elección adecuada de la distancia (E) proporciona una zona operativa que permite variar la distancia del plano de montaje sin provocar problemas substanciales en el funcionamiento del dispositivo de corte de hojas. Se ha descubierto que es ventajoso que esta zona se encuentre dentro del rango de 0,25d_{1} < E > 0,4d_{1}.

De manera ventajosa, la cuchilla de corte (6) en sí misma es una barra rectangular de grosor constante (s) y altura constante (h) soportada por el plano (14) de montaje de la cuchilla del cilindro de cuchilla (5). La cuchilla de corte (6) está montada sobre el plano de forma ajustable utilizando, por ejemplo, dos filas transversales (15), (16) de pernos de montaje, tal como se ha mostrado en el dibujo de esta realización a título de ejemplo. De forma adicional, la cuchilla está adaptada de forma ajustable y puede ser fijada en la dirección del plano de montaje mediante los tornillos de ajuste (17) que pasan a través del cilindro de cuchilla (5), permitiendo por lo tanto el ajuste y alineación recta del intersticio de cuchilla. El sistema poco complicado de montaje de la cuchilla basado en tornillos/pernos se puede complementar con un montaje elástico de la cuchilla que permite un movimiento alternativo menor de la cuchilla a lo largo del plano de montaje de la misma a efectos de atenuar las vibraciones que tienen lugar, por ejemplo, según la longitud de la totalidad del cilindro de cuchilla. El lado opuesto del cilindro de cuchilla (5) con respecto a la cuchilla (6) está dotado de un rebaje (18) que tiene un elemento de equilibrado montado en su interior que sirve para mejorar el equilibrado del cilindro de cuchilla contra las vibraciones. Dado que el equilibrado se puede conseguir de muchas maneras, los técnicos en la materia conocen los medios apropiados para encontrar una solución adecuada en cada aplicación.

El borde de corte (12) de la cuchilla debe tener una forma adecuada a efectos de permitir que el borde lleve a cabo su función de manera apropiada en la totalidad de acción de corte desde el primer contacto de la cuchilla hasta el corte final del elemento laminar. Con respecto a la limpieza del corte, el ángulo del borde de cuchilla \alpha_{k} es una variable crítica que puede variar en el rango de \alpha_{k} = 40º-120º. Para una serie de aplicaciones, un ángulo de borde de cuchilla de 90º es ventajoso al permitir que la cuchilla tenga una sección transversal rectangular, de manera que su fabricación es ventajosa en cuanto a costes. A diferencia de la cuchilla de un cortador de tipo guillotina, la cuchilla de corte de este dispositivo de corte de hojas es realizada de forma simétrica. Dado que ello es compatible con el verdadero proceso de corte en muchos casos, hay razones económicas que apoyan el afilar los cuatro bordes de la cuchilla. Es decir, entonces la cuchilla puede ser simplemente obligada a girar para utilizar cada uno de los bordes de corte de manera oportuna en el aparato cortador de hojas. Por el contrario, si el ángulo del borde de la cuchilla es distinto de 90º, es muy difícil fabricar una cuchilla que tenga cuatro bordes de corte.

Para el funcionamiento del cortador de hojas es esencial que la distancia mínima del borde de la cuchilla con respecto al contra-rodillo, conocido como intersticio de cuchilla s_{k}, permanezca constante durante el avance de la acción de corte según la anchura del elemento laminar en el sentido transversal de la máquina. En el cortador de hojas, de acuerdo con la invención, esta condición es satisfecha de la manera siguiente: los extremos del cilindro de cuchilla y del contra-rodillo están dotados de un disco de soporte cilíndrico (10) que está centrado de manera precisa con respecto a la periferia del cilindro y del contra-rodillo respectivamente, pero que tiene un diámetro ligeramente mayor. Como resultado, estos discos (10) de soporte cilíndrico se desplazan en contacto entre sí determinando de esta manera, no sólo la distancia interaxial (a) entre los ejes centrales del cilindro de cuchilla y del contra-rodillo, sino también el intersticio en el punto de corte s_{n} entre el cilindro de cuchilla y el contra-rodillo. Cuando la distancia de la cuchilla de corte (6) con respecto al contra-rodillo (3) se comprueba y se ajusta teniendo las superficies periféricas de los discos cilíndricos arrastrados (10) descansando uno contra otro a ambos lados del aparato cortador de hojas con una fuerza de precarga adecuada, el intersticio de cuchilla s_{k} puede ser ajustado al valor deseado, en general un valor constante, sobre la totalidad de la anchura del elemento laminar en la dirección transversal del cortador de hojas.

En cuanto al material a cortar en forma de hojas, su grosor s_{r}, el intersticio de cuchilla s_{k} y la distancia interperiférica s_{n} entre el cilindro y el contra-rodillo, es aconsejable definir el rango útil de estos parámetros. El proceso de corte es llevado a cabo de manera tal que la cuchilla de corte penetra parcialmente en el grosor del elemento laminar, no obstante, no efectúa el corte de manera completa. El borde en forma de cuña de la cuchilla (6) empuja entonces los bordes todavía acoplados de las hojas adyacentes para que se separen entre sí. Para obtener cortes de hojas sucesivos, la profundidad de corte realizada por la cuchilla debe ser por lo menos la mitad del grosor del elemento laminar, es decir, la profundidad de corte que es igual al intersticio entre el borde de la cuchilla y el contra-rodillo se debe ajustar dentro de un rango 0 < s_{k} > 50% ventajosamente en el rango 0 < s_{k} > 30%. En la figura 3, d_{1} indica el diámetro del rodillo, D_{1} el diámetro del disco cilíndrico de soporte (10) y D_{2} el diámetro de la trayectoria envolvente circular del borde de corte de la cuchilla (12) que es mayor que el diámetro del cilindro de cuchilla pero menor que el diámetro del contra-rodillo. Cuando el borde de corte de la cuchilla está alineado perfectamente recto, el diámetro del círculo envolvente barrido por el borde de corte es constante en toda la longitud del borde de corte de la cuchilla. La diferencia entre el diámetro del círculo envolvente barrido por el borde de corte de la cuchilla y el diámetro d_{2} del contra-rodillo determina la profundidad de corte del elemento laminar que normalmente es ajustada de forma constante en toda la longitud del corte, pero que se puede prever en ciertos casos que se ajuste con ligera inclinación en la profundidad de manera que en el punto inicial del corte éste se hace más profundo a efectos de ayudar a la separación de las hojas. Si bien la diferencia mayor en la profundidad de corte entre los bordes del elemento laminar podría ser obviamente realizada igual de grande que el intersticio entre el cilindro de cuchilla (3) y el contra-rodillo (5), este ajuste máximo no puede proporcionar un corte satisfactorio. En el caso en que se desee que la cuchilla quede dispuesta en posición inclinada, la profundidad de corte se debe mantener dentro de los límites antes mencionados en la totalidad de la longitud de corte.

En el aparato de corte de hojas, el elemento laminar a cortar se hace pasar al punto de tangencia y corte con la ayuda, por ejemplo, de una banda de guía de soporte subyacente o completamente sin soporte. La guía del elemento laminar puede ser favorecida también con aplicación de succión de vacío con intermedio tanto de la banda de guía de soporte como de la envolvente del rodillo de guía del cortador de hojas. Evidentemente, el guiado del elemento laminar debe ser implementado de acuerdo con las propiedades de dicho elemento laminar. Un elemento laminar ligero y frágil necesita siempre naturalmente la utilización de técnicas de guía mejoradas.

Las hojas son cortadas del elemento laminar en un punto de tangencia abierto formado entre los elementos en forma de rodillo (3), (5). Los discos de soporte cilíndricos (10) que giran en ambos extremos de los elementos en forma de rodillos (3), (5) son los elementos que determinan realmente la distancia periférica entre rodillos o intersticio del punto de tangencia. Uno de los elementos tipo rodillo lleva montada de forma ajustable sobre el mismo una cuchilla de corte (6) en forma de placa que se extiende en la dirección transversal a la máquina, como mínimo, en la anchura que se requiere para la operación de corte de las hojas. La cuchilla (6) junto con la distancia entre rodillos periférica entre los elementos de tipo rodillo (3), (5) es ajustable de manera tal que la cuchilla no choca sobre el contra-rodillo (3) incluso en el punto de tangencia y corte en el que la distancia de la cuchilla con respecto al contra-rodillo (3) es la más reducida.

El corte real en hojas tiene lugar del modo siguiente. Cuando el cortador en hojas funciona a una velocidad controlada compatible con la velocidad del elemento laminar, la longitud de las hojas y otros parámetros de tiempo de funcionamiento, la cuchilla de corte (6) montada sobre el cilindro (5) de cuchilla de la parte superior del aparato cortador de hojas gira hacia el punto de tangencia y corte, de manera que su borde corte afilado (12) establece contacto en primer lugar con el borde lateral del elemento laminar (8), empujando al elemento laminar hacia abajo y prensando al elemento laminar contra el contra-rodillo (3) y eventualmente corta el elemento laminar (8). Simultáneamente, el contrarrodillo (3) ha elevado el elemento laminar y lo ha empujado desde debajo hacia la cuchilla de corte (6). El borde de corte (12) de la cuchilla (6) está conformado de manera tal que durante su penetración más profunda dentro del elemento laminar, procede simultáneamente tanto a cortar de manera limpia parcialmente el grosor del elemento laminar como también a tensar el elemento laminar bajo el área de corte, de manera que la zona no cortada del grosor del elemento laminar se adapta de manera precisa a lo largo de la parte de la línea de la hoja ya parcialmente cortada sin necesidad de que la cuchilla penetre en todo el grosor del elemento laminar hasta llegar a la superficie externa del contrarrodillo. La acción de formación de hojas no tiene lugar simultáneamente en toda la anchura del elemento laminar sino que, en vez de ello, el borde de corte (12) de la cuchilla se desplaza en sincronismo con la superficie externa del contrarrodillo (3) en un movimiento similar al de una tijera.

Para obtener una rotación precisa y libre de vibraciones de los elementos de tipo rodillo (3), (5), se amortiguan las vibraciones del cilindro de cuchilla de la parte superior que serían perjudiciales para la acción de corte, al disponer entre los extremos del cilindro de cuchilla y el armazón del cortador de hojas adaptado un amortiguador (11) de vibraciones dotado de resortes, de rigidez ajustable, que puede ser utilizado también para la precarga de los discos de soporte cilíndricos (10) montados en los extremos de los elementos de tipo rodillo o de manera alternativa, precargando directamente los cojinetes del eje de dichos elementos en forma de rodillos (3), (5). Si bien pueden producirse vibraciones debido al desequilibrio de los elementos de tipo rodillo, si su equilibrado no se ha realizado de manera perfectamente cuidadosa, una causa principal de la generación cíclica de vibraciones se refiere a la verdadera acción de corte que tiene lugar con una frecuencia constante que genera vibraciones. Por esta razón, estas vibraciones deben ser eliminadas diseñando la construcción del armazón del cortador de hojas y la totalidad del aparato si es posible, de manera que su frecuencia propia no se encuentre dentro de las frecuencias de la acción de corte que generan vibraciones.

El dispositivo de corte de hojas comprende también un dispositivo de impulsión con control de precisión (7) capaz de impulsar el cortador de hojas en base a la información obtenida del proceso anterior, tal como la velocidad de desplazamiento y avance, además de la longitud predeterminada de la hoja a cortar y, por ejemplo, las exigencias de tolerancia de alineación de una imagen posiblemente impresa en el elemento laminar. Un dispositivo de impulsión convencional comprende en este caso, por ejemplo, un convertidor de frecuencias controlable/ajustable eléctricamente, un dispositivo de accionamiento mediante motor eléctrico compatible acoplado a un dispositivo de accionamiento mecánico, por ejemplo una caja de reducción con un eje de salida o una impulsión por correa dentada. Estos diferentes tipos de medios de impulsión y rotación y su conexión a un sistema de control de proceso son bien conocidos en esta técnica y pueden ser implementados en una serie de diferentes realizaciones.

Si bien el cortador de hojas puede funcionar solamente con la impulsión del cilindro de cuchilla (7), en muchas aplicaciones es ventajoso y funcional tener también el contra-rodillo (3) impulsado separadamente. En la realización a título de ejemplo de la figura 1, un dispositivo mecánico de impulsión integral con el cortador de hojas es utilizado para conseguir esta posibilidad de trabajo.

Si el elemento laminar se hace pasar en ángulo recto al cortador de hojas, la hoja no será cortada de forma rectangular sino con sus extremos oblicuos con un cierto ángulo determinado por el ángulo real de corte de la cuchilla. No obstante, se puede obtener un corte rectangular al hacer girar la totalidad del cortador de hojas de forma oblicua con respecto a la dirección de desplazamiento del elemento laminar, formando un ángulo sustancialmente igual al ángulo de corte \beta_{k}. Esta disposición se ha mostrado esquemáticamente en las figuras 3 y 4. En una situación especialmente crítica que requiere un ajuste fino, rápido y flexible en el tiempo de funcionamiento de la verdadera perpendicularidad de la hoja, la posición en ángulo del cortador de hojas no requiere necesariamente ser reajustado. En vez de ello, es suficiente disponer en ángulo el cilindro de cuchilla en su plano horizontal ligeramente con respecto a su alineación paralela con el eje central del contra-rodillo, tal como se ha mostrado en la figura 5. Esto se puede conseguir fácilmente con ayuda, por ejemplo, de un mecanismo de husillo adaptado para desplazar el cuerpo del cojinete de soporte del cilindro de cuchilla en el plano horizontal con respecto al armazón del cortador de hojas. Estos pequeños cambios de alineación axial no alteran la geometría del corte suficientemente para producir efectos secundarios.

Tal como se ha mencionado en lo anterior, el elemento laminar es cortado normalmente en hojas de una longitud determinada especificada en un determinado pedido de un cliente. No obstante, esta dimensión debe ser cambiada de un lote de hojas a otro. Por la variación de la velocidad de rotación del cortador de hojas, de acuerdo con la invención de forma controlada con respecto a la velocidad del elemento laminar, el cortador de hojas controla fácilmente una gama determinada de longitudes de hojas. Cuando por alguna razón existe la necesidad de cubrir una gama muy amplia de diferentes longitudes de las hojas, la construcción del dispositivo de corte puede estar dotada de medios para el cambio del cilindro de cuchilla. Entonces, la gama de longitudes de hojas total que debe ser manejada por el cortador de hojas, puede ser cubierta por la selección adecuada de los diámetros de los cilindros de cuchilla. Al situar el cilindro de cuchilla en la parte más elevada del armazón, su levantamiento con respecto al armazón y la sustitución por otro tipo de cilindro de cuchilla resulta una operación muy rápida. El tiempo de cambio se puede acortar además al desmontar los cojinetes de soporte junto con el cilindro de manera que el nuevo cilindro de cuchilla puede ser montado en su lugar en forma de un conjunto completo incluyendo los cojinetes del cilindro de cuchilla, sus cuerpos envolventes y los discos de soporte cilíndricos. Esta disposición permite la rápida puesta en marcha del aparato de corte de hojas después de la sustitución del cilindro de cuchilla y reduce también el tiempo necesario para las engorrosas operaciones de montaje del dispositivo cortador de hojas y su ajuste.

Si bien el contra-rodillo está realizado condicionalmente en acero, también se pueden prever otros materiales como mínimo para el recubrimiento de la superficie del contra-rodillo que puede ser recubierto con un material polímero elástico, un compuesto de recubrimiento cerámico resistente al desgaste u otro material de recubrimiento adecuado. La cuchilla de corte o, como mínimo, el borde de corte (12) de la misma está recubierto ventajosamente por cualquier material de recubrimiento convencional capaz de aumentar la resistencia al desgaste de las cuchillas de corte. Evidentemente, se dispone de una selección muy amplia de materiales para la realización de la totalidad de la cuchilla. La posición de los rodillos se puede variar con respecto a la que se ha descrito en lo anterior, de manera que los rodillos pueden quedar dispuestos lado a lado entre sí o en una posición inclinada, dependiendo de las limitaciones del espacio en el que se tiene que disponer el cortador de hojas. Si bien se podría prever un cilindro de cuchilla con múltiples cuchillas, este tipo de estructura resulta compleja y conduce a un control complicado de la longitud de corte de la hoja.

Claims (8)

1. Aparato para el corte de hojas, que comprende un armazón (1), un contra-rodillo (3) montado sobre el armazón junto con un cilindro de cuchilla (5) que forma un punto de tangencia de corte con aquél, como mínimo una cuchilla (6) montada en el cilindro de cuchilla (5) y medios de impulsión (7) para producir el giro como mínimo de dicho cilindro de cuchilla, estando montada dicha cuchilla (6) sobre dicho cilindro de cuchilla a efectos de alinear el borde de corte (12) de la cuchilla en una posición inclinada con respecto al eje central (C_{1}) del cilindro de cuchilla (5), de manera que el ángulo entre la dirección de desplazamiento del dispositivo de corte de hojas y el elemento laminar que está siendo cortado se hace igual al ángulo de inclinación de la cuchilla sobre el cilindro de cuchilla, caracterizado porque la cuchilla (6) está montada sobre el cilindro de cuchilla (5) de manera que la cuchilla (6) se encuentra a una distancia (E) con respecto el eje central (C_{1}) del cilindro de cuchilla, de manera que dicha distancia es superior por un extremo del cilindro de cuchilla a la del otro extremo del cilindro.

2. Aparato para el corte de hojas, según la reivindicación 1, caracterizado porque la cuchilla (6) está montada sobre un plano de montaje (14) formado sobre el cilindro de cuchilla (5) a una distancia (E) desde el eje central (C_{1}) del cilindro de cuchilla de manera que dicha distancia es superior en un extremo del cilindro de cuchilla que en el otro extremo del cilindro.

3. Aparato para el corte de hojas, según la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo entre una línea que pasa por los ejes centrales (C_{1}, C_{2}) del cilindro de cuchilla (5) y su contra-rodillo (3), respectivamente, y una normal a dicho plano de montaje (14) tiene un valor de 30º a 60º.

4. Aparato para el corte de hojas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el ángulo (\alpha_{k}) del borde de corte de la cuchilla (6) tiene un valor de 40º a 120º.

5. Aparato para el corte de hojas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como mínimo un extremo del cilindro de cuchilla (5) y un respectivo extremo de su contra-rodillo están dotados de discos de soporte cilíndricos (10) que discurren en contacto entre sí determinando el intersticio de tangencia entre el cilindro de cuchilla y su contra-rodillo.

6. Aparato para el corte de hoja, según la reivindicación 4, caracterizado porque el ángulo (\alpha_{k}) del borde del corte de la cuchilla (6) es de 90º y la cuchilla tiene sección transversal rectangular, sirviendo cada uno de los bordes de la cuchilla como borde de corte.

7. Aparato para el corte de hojas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la dimensión (S_{k}) de diferencia entre la periferia del contra-rodillo (3) y el diámetro de la trayectoria envolvente circular (D_{2}) del borde de corte (12) de la cuchilla se encuentra dentro del rango de 0<s_{k}<50%, ventajosamente dentro del rango de 0<s_{k}<30%.

8. Aparato para el corte de hojas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cilindro de cuchilla (5) está alineado según un ángulo con respecto a su contra-rodillo (3).