ES2635267T3 - Máquina para enrollar bobinas de película pre-estirada - Google Patents

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Abstract

Máquina para producir bobinas de película extensible pre-estirada que comprende una unidad de pre-estiramiento (10) para pre-estirar la película (F) y una unidad de arrollamiento (100) para enrollar la película en una bobina, provista de una serie de rodillos alrededor de los cuales se bobina parcialmente la película que avanza, en la que la unidad de arrollamiento comprende un rodillo de bobinado (104) en contacto de presión contra la bobina (R) de la película preestirada en progreso de bobinado, en el que comprende medios (113-116) para variar la posición de contacto final del rodillo de bobinado (104) contra la bobina (R) de acuerdo con la longitud de la película enrollada y de acuerdo con el diámetro requerido de bobina, caracterizado porque comprende medios de presión (112) que actúan sobre el rodillo de bobinado (104) para lograr el contacto de presión contra la bobina (R) y medios (113-116) de tope de posición variable que actúan en una dirección opuesta a los medios de presión para variar la posición de contacto final del rodillo de arrollamiento (104).

Description

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Maquina para enrollar bobinas de pelfcula pre-estirada ANTECEDENTES DE LA INVENCION
[0001] La presente invencion se refiere a una maquina para producir bobinas de pelicula extensible pre-estirada. TECNICA ANTERIOR
[0002] Es conocido el uso de pelfcula extensible, particularmente polietileno de baja densidad producido en bobinas, para envasar productos industriales, productos alimenticios y otros productos.
[0003] El documento US2007 / 0215741 presenta una bobinadora prevista para una pelfcula polimerica con rodillo de bobinado posicionable.
[0004] Se conoce el estiramiento previo de la pelicula extensible mediante una unidad de pre-estiramiento antes del arrollamiento sobre una bobina. Esto permite estirar el material de manera que se endurezca el material, para obtener un embalaje firme del producto. Ademas, este pre-estiramiento provoca una reduccion del espesor de la pelfcula por unidad de longitud, con el fin de minimizar la cantidad de material a utilizar para empaquetar, simplificando o incluso mejorando las operaciones de envasado del producto y haciendo barato el envasado.
[0005] La pelicula extensible pre-estirada puede ser bobinada alrededor de un nucleo, por ejemplo de carton, o puede enrollarse sobre si misma sin ningun nucleo (la denominada tecnologfa "sin nucleo").
[0006] Para enrollar, se proporciona un rodillo de enrollamiento que esta en contacto con la bobina de la pelfcula F en el progreso de bobinado soportado por una bobina. Un accionador neumatico que actua sobre el rodillo de bobinado mantiene el rodillo de bobinado en contacto contra la bobina en progreso de bobinado. Sin embargo, durante el arrollamiento de la bobina es necesario que la presion del rodillo enrollador sobre la bobina en progreso de bobinado sea ligera para permitir que se capture aire entre las espiras de la bobina. De hecho, el aire capturado entre las espiras actua como un cojfc elastico para preservar la bobina de danos causados por cafclas o golpes accidentales que danan su borde y puede hacer que su uso sea un problema, teniendo en cuenta el hecho de que los espesores De la pelfcula son muy finos, tambien menos de 10 micras.
[0007] Ademas, el aire capturado entre las espiras evita el colapso del agujero central en bobinas sin nucleo.
[0008] Por otra parte, una ligera presion en la bobina en progreso de bobinado provoca saltos excesivos del rodillo de bobinado y provoca asi una captura irregular del aire durante el arrollamiento. Esto evita que se obtenga un diametro constante de bobina al final de cada bobinado.
[0009] Tener variaciones apreciables en el diametro de las bobinas producidas hace diffcil empaquetar bobinas en cajas o pales particularmente con sistemas de envasado automaticos.
OBJETOS DE LA INVENCION
[0010] Un o bjeto de la presente invencion es proponer una maquina para producir bobinas de pelicula extensible pre- estirada que resuelve los problemas antes mencionados.
[0011] Un objeto adicional de la presente invencion es que esta maquina sea estructural y funcionalmente sencilla. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
[0012] Este objeto se consigue mediante una maquina para producir bobinas de pelfcula extensible preestirada de acuerdo con la reivindicacion 1.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
[0013] Con el fin de comprender mejor la invencion, se describe a continuacion una realizacion de la misma a modo de ejemplo no limitativo, ilustrada en los dibujos adjuntos, en los que:
Fig. 1 es una vista lateral esquematica de una maquina para producir bobinas de pelicula extensible pre- estirada;
la figura 2 es una vista lateral esquematica de un dispositivo de bobinado de la maquina de la Fig. 1, segun la invencion;
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la figura 3 muestra un grafico que establece los parametros de bobinado de la pelfcula extensible durante el procesamiento en la maquina de la Fig. 1 que se comparan con los parametros de una maquina conocida.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
[0014] La maquina para producir bobinas de pelicula extensible pre- estirada ilustrada en la fig. 1 comprende una unidad de pre-estiramiento, indicada generalmente por 10, y una unidad de bobinado, indicada generalmente por 100.
[0015] La unidad de pre-estiramiento 10 ilustrada tiene secuencialmente un rodillo de pre-estiramiento 11, un primer rodillo de pre-estiramiento principal 12, un primer rodillo de pre-estiramiento auxiliar 13, un segundo rodillo de estiramiento principal 14, un segundo rodillo de estiramiento auxiliar 15, un tercer rodillo de estiramiento principal 16 , y un rodillo de destensado 17.
[0016] Los rodillos 12, 14, 16 tienen preferiblemente una superficie externa cilmdrica de material elastomerico, mientras que los rodillos 13, 15 tienen preferiblemente una superficie externa cilmdrica de material metalico.
[0017] Cada uno de los rodillos de pre-estiramiento y destensado 11, 17 y de los rodillos de pre-estiramiento principales 12, 14, 16, es accionado por un motor electrico respectivo. Por razones de simplicidad, los motores electricos estan todos indicados por la letra M.
[0018] El rodillo de pre-estiramiento 11 esta cerca del primer rodillo de pre-estiramiento 12. El rodillo de destensado 17 esta cerca del ultimo rodillo de pre-estiramiento 16.
[0019] El primer rodillo de pre-estiramiento auxiliar 13 esta montado libremente en rotacion sobre dos brazos opuestos 18, de los cuales solo uno esta ilustrado, montados sobre dos pivotes respectivos que estan pivotados sobre dos placas ajustables respectivas que no estan ilustradas que son integrales con la estructura fija de la maquina. Un accionador, por ejemplo un accionador neumatico, acciona cada brazo 18 con un movimiento lineal que no esta ilustrado.
[0020] Igualmente, el segundo rodillo auxiliar de pre-estiramiento 15 esta montado libremente en rotacion sobre dos brazos opuestos 22, solo uno de los cuales esta ilustrado, montados sobre dos respectivos pivotes que estan pivotados sobre dos placas ajustables respectivas que no estan ilustradas, que son integrales con la mencionada estructura fija. Cada brazo 22 es accionado por un accionador, por ejemplo un accionador neumatico, con movimiento lineal que no esta ilustrado.
[0021] Tambien se ilustran otros rodillos de gma externos, concretamente con un rodillo de entrada 30 aguas arriba del rodillo 11 y un rodillo de salida 31 aguas abajo del rodillo 17.
[0022] La unidad de arrollamiento 100 proporciona secuencialmente un rodillo de guia 101, un rodillo tensor 102, otro rodillo de guia 103 y un rodillo de arrollamiento 104 que esta en contacto con una bobina R de la pelicula F en progreso de bobinado soportada por una bobina 105.
[0023] El rodillo tensor 102 esta montado sobre un brazo oscilante 106 articulado en 107 a la estructura fija de la maquina. El brazo oscilante 106 esta conectado a un accionador 108, por ejemplo de tipo neumatico, articulado en un extremo al brazo 106 y en el otro extremo a la estructura fija de la maquina.
[0024] La posicion del brazo oscilante 106 es controlada por un transductor de posicion 109, por ejemplo de tipo potenciometro, articulado en un extremo al brazo 106 y en el otro extremo a la estructura fija de la maquina.
[0025] El rodillo bobinador 104 es accionado por un motor M.
[0026] En la fig. 2, el dispositivo de bobinado se muestra en detalle que realmente enrolla la pelicula F en una bobina.
[0027] El rodillo bobinador 104 esta montado sobre dos correderas opuestas que pueden deslizar sobre guias en una direccion rectilmea indicada por la doble flecha A En la fig. 2 se muestra una unica corredera que esta indicada por 110, con la guia respectiva, indicada por 111.
[0028] Un accionador 112 actua sobre la corredera 110, siendo el actuador 112 por ejemplo de tipo neumatico, articulado por un extremo a la corredera y por el otro extremo a la parte fija de la maquina. Un accionador neumatico adicional puede tambien actuar sobre la corredera opuesta.
[0029] Tambien se proporciona un elemento de tope 113, por ejemplo de tipo electromecanico, provisto de un vastago movil 114 con una cabeza de tope 115 dispuesta en un elemento de tope 116 que es solidario con la corredera 110. Para mover la corredera 114 de manera rectilinea el elemento 113 puede estar provisto de un motor electrico sin escobillas conectado al vastago 114 a traves de un tornillo de bola recirculante que transforma el movimiento de rotacion del motor en movimiento rectilineo del vastago 114.
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[0030] La posicion de la corredera 110 es controlada por un transductor de posicion 117, por ejemplo de tipo potenciometro, articulado en un extremo a la corredera 110 y en el otro extremo a la estructura fija de la maquina.
[0031] La maquina descrita proporciona tambien una unidad de mando y control U, ilustrada en la figura 2, conectada a todos los motores M, al accionador 108, al transductor de posicion 109, al accionador 112, al elemento de tope 113, Y al transductor de posicion 117.
[0032] El funcionamiento de la maquina descrita e ilustrada para producir bobinas de pelicula extensible prensada es como sigue.
[0033] Debe senalarse que una maquina de este tipo puede usarse tanto para pren-estirar pelfculas extensibles procedentes de bobinas preenvasadas (operacion denominada "fuera de lmea") como para pre-estirar pelmulas procedentes directamente de una extrusora (denominada operacion "en lmea" ).
[0034] Existe una etapa manual preoperativa en la que la pelfcula de lamina extensible, indicada por F, se hace pasar a la unidad de pre-estiramiento 10 mediante los rodillos 30, 11, 12, 14, 16, 17, 31, enrollandose parcialmente alrededor y es luego pasada a la unidad de bobinado 100 mediante los rodillos 101, 102, 103, 104, enrollandose parcialmente alrededor, y finalmente se enrolla sobre el carrete 105.
[0035] En la etapa de operacion, el rodillo auxiliar 13 es accionado contra el rodillo 12 por el actuador que actua sobre el brazo 18, mientras que el rodillo auxiliar 15 es accionado contra el rodillo 14 por el accionador que actua sobre el brazo 22.
[0036] Los motores M se ponen entonces en marcha para realizar la operacion de pre-estiramiento.
[0037] La velocidad de los rodillos es tal que entre el rodillo 11 y el rodillo 12 existe un ligero pretensado, entre el rodillo 12 y el rodillo 14 hay un primer pre-estiramiento, y entre el rodillo 14 y el rodillo 16 hay un segundo pre-estiramiento.
[0038] Los rodillos auxiliares 13 y 15, que descansan respectivamente sobre los rodillos 12 y 14 con la inteiposidon de la pelfcula F, son arrastrados, siendo libremente giratorios, por el movimiento de los rodillos 12, 14 accionados por los respectivos motores M.
[0039] La pelfcula F se desplaza a traves de todos estos rodillos, enrollandose parcialmente alrededor de los rodillos y sometiendose a un pre-estiramiento debido a diferentes velocidades de los diferentes rodillos.
[0040] Despues del segundo pre-estiramiento, entre el rodillo 16 y el rodillo 17 hay un primer destensado provocado por diferentes velocidades de los rodillos 16 y 17, despues de lo cual la pelfcula F es guiada por el rodillo 31 a la unidad de arrollamiento 100.
[0041] La trayectoria en la unidad de arrollamiento permite que la pelfcula F se enrolle alrededor del rodillo de gma 101, el rodillo tensor 102 y el ultimo rodillo de gma 103 que gma la pelfcula al rodillo de arrollamiento 104.
[0042] Este rodillo bobinador 104 enrolla la pelfcula F alrededor del carrete 105, permaneciendo en contacto continuo con la bobina R de pelfcula en progreso de devanado.
[0043] Despues del primer destensado entre los rodillos 16 y 17, entre el rodillo 17 y el rodillo de arrollamiento 104 hay un segundo destensado de la pelfcula F, provocado por las diferentes velocidades de los rodillos 17 y 104.
[0044] El valor del primer destensado es mayor que el valor del segundo destensado y preferentemente el valor del primer destensado es aproximadamente cinco veces mayor que el valor del segundo destensado.
[0045] El accionador neumatico 108 se opone a la accion de estirado de la pelfcula sobre el rodillo tensor 102 actuando sobre el brazo 106, con el fin de mantener constante la tens ion de la pelfcula.
[0046] Cualquier variacion en la tension provoca un movimiento del brazo 106 que es detectado por el transductor de posicion 109.
[0047] El accionador 112 mantiene el rodillo enrollador 104 en contacto contra la bobina R en el progreso de bobinado segun una presion de contacto predeterminada.
[0048] El elemento de tope 113 mantiene en una posicion de contacto preestablecida final el rodillo de bobinado 104 contra la bobina R en progreso de bobinado por medio del tope del elemento 116 de la corredera 110 contra la cabeza 115 del vastago 114 del elemento de tope 113, opuesta a la fuerza de empuje ejercida por el conductor 112. Esta posicion de contacto vana segun la longitud de la pelfcula enrollada y el diametro final requerido de la bobina. En la
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practica, observando la figura 2, la cabeza de tope 115 avanza progresivamente hacia la derecha hasta que alcanza el diametro de bobina requerido.
[0049] La unidad de mando y control U ordena y controla todos los movimientos de todos los motores M de los diversos rodillos.
[0050] Ademas, en el caso de variaciones en la tension de la pelfcula detectadas por el transductor de posicion 109, la unidad U vana la velocidad de los motores M de los rodillos 17 y 104 para devolver la pelfcula al valor de tension correcto.
[0051] Finalmente, la unidad U ordena al elemento de tope 113 que mueva el vastago 114 de la manera vista anteriormente, manteniendo bajo control la posicion de contacto del rodillo 104 contra la bobina R en progreso de bobinado por medio del transductor de posicion 117 conectado a la corredera 110 sobre la que esta montado el rodillo 104.
[0052] La maquina descrita e ilustrada tiene diferentes ventajas.
[0053] La presencia del elemento de tope permite que el rodillo de bobinado ejerza presion correcta sobre la bobina R en progreso de bobinado para evitar saltos del rodillo de arrollamiento y al mismo tiempo capturar aire entre las espiras de la bobina de manera regular para hacer la bobina elastica en el caso de un golpe.
[0054] El resultado final es una bobina de pelicula extensible pre-estirada que tiene el diametro requerido y alta calidad de devanado.
[0055] La producdon en serie de bobinas de un diametro sustancialmente igual hace mas facil el embalaje de las bobinas en cajas o pales, en particular con sistemas de embalaje automaticos.
[0056] En la fig. 3 se muestra un grafico en el que las coordenadas x muestran los metros m de pelfcula enrollada y las coordenadas y muestran el diametro D de la bobina enrollada. En el ejemplo de este grafico hay un nucleo de carton que tiene diametro Do, alrededor del cual se arrolla la bobina de pelicula pre-estirada. Una lfnea discontinua muestra el comportamiento de bobinas arrolladas con maquinas conocidas, mientras que el comportamiento de las bobinas arrolladas con una maquina segun la invencion se muestra en una lfnea continua. Como puede verse, con maquinas conocidas el diametro final de la bobina puede variar en un 10% con respecto al diametro requerido, mientras que con la maquina de acuerdo con la invencion el diametro final de la bobina puede variar solo un 1% con respecto al diametro requerido.
[0057] La maquina ilustrada es estructural y funcionalmente sencilla porque consta de unos pocos componentes mecanicos elementales.
[0058] Ademas, el destensado controlado evita el atascamiento de las bobinas y permite el uso de tubos de carton muy finos.
[0059] Esta claro que son posibles variaciones y / o adiciones a lo que se ha descrito e ilustrado anteriormente.
[0060] En una forma de realizacion mas sencilla, solo pueden proporcionarse dos rodillos de pre-estiramiento principales y un rodillo auxiliar de pre-estiramiento que actua sobre el primer rodillo principal de pre-estiramiento. Siempre habra un rodillo de destensado aguas abajo del segundo rodillo de pre-estiramiento.
[0061] La tension de la pelicula antes del arrollamiento sobre una bobina puede ser controlada por cualquier dispositivo de pretensado de la pelicula asociado con cualquier detector de tension.
[0062] Se puede proporcionar un par de accionadores neumaticos y un par de elementos de tope que actuan sobre las dos correderas sobre las que esta montado el rodillo de bobinado, en lugar de un solo accionador y de un unico elemento de tope como en el ejemplo descrito e ilustrado anteriormente.
[0063] Pueden utilizarse cualesquiera medios para controlar la posicion de contacto del rodillo de arrollamiento contra la bobina en progreso de bobinado que realice las funciones de accionador y de elemento de tope.

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Maquina para producir bobinas de pelicula extensible pre-estirada que comprende una unidad de pre-estiramiento (10) para pre-estirar la pelicula (F) y una unidad de arrollamiento (100) para enrollar la pelicula en una bobina, provista de una serie de rodillos alrededor de los cuales se bobina parcialmente la pelicula que avanza, en la que la unidad de arrollamiento comprende un rodillo de bobinado (104) en contacto de presion contra la bobina (R) de la pelicula pre- estirada en progreso de bobinado, en el que comprende medios (113-116) para variar la posicion de contacto final del rodillo de bobinado (104) contra la bobina (R) de acuerdo con la longitud de la pelicula enrollada y de acuerdo con el diametro requerido de bobina, caracterizado porque comprende medios de presion (112) que actuan sobre el rodillo de bobinado (104) para lograr el contacto de presion contra la bobina (R) y medios (113-116) de tope de posicion variable que actuan en una direccion opuesta a los medios de presion para variar la posicion de contacto final del rodillo de arrollamiento (104).
  2. 2. Maquina segun la reivindicacion 1, en la que dichos medios de presion comprenden al menos un accionador (112) conectado por un lado a la parte fija de la maquina y por otro lado a una corredera (110) que soporta el rodillo de bobinado (104) .
  3. 3. Maquina segun la reivindicacion 2, en la que dichos medios de tope comprenden al menos un vastago (114), accionado de forma lineal, con una cabeza de tope (115) apta para detenerse contra un elemento de tope (116) de dicha corredera (110).
  4. 4. Maquina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la unidad de pre-estiramiento (10) comprende sucesivamente al menos un primer rodillo de pre-estiramiento (12), un rodillo auxliar de pre-estiramiento
    (13) que actua contra el primer rodillo (12) con interposicion de la pelicula , y un segundo rodillo de pre-estiramiento (14) que tiene una velocidad que es mayor que la velocidad del primer rodillo (12) para realizar un pre-estiramiento de la pelicula, comprendiendo ademas la unidad de pre-estiramiento (10) un rodillo de destensado (17) dispuesto aguas debajo de dicho segundo rodillo de pre-estiramiento (14) y que tiene una velocidad mas baja que dicho segundo rodillo de pre-estiramiento (14) y una velocidad mayor que dicho rodillo de bobinado (104), de modo que se obtenga un primer destensado de la pelicula despues del pre-estiramiento y un segundo destensado de la pelicula antes del bobinado.
  5. 5. Maquina segun la reivindicacion 4, que comprende ademas un tercer rodillo de pre-estiramiento (16), que tiene una velocidad que es mayor que la velocidad del segundo rodillo de pre-estiramiento (14) para llevar a cabo un segundo pre- estiramiento, y otro rodillo auxiliar de pre-estiramiento ) que esta dispuesto entre el segundo rodillo de pre-estiramiento
    (14) y el tercer rodillo de pre-estiramiento (16) y actua contra el segundo rodillo de pre-estiramiento (14) con interposicion de la pelicula, estando dispuesto dicho rodillo de destensado (17) aguas debajo de dicho tercer rodillo de pre-estiramiento (16).
  6. 6. Maquina segun la reivindicacion 4 o 5, en la que el valor del primer destensado es mayor que el valor del segundo destensado.
  7. 7. Maquina segun la reivindicacion 6, en la que el valor del primer destensado es aproximadamente cinco veces mayor que el valor del segundo destensado.
  8. 8. Maquina segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en la que entre el rodillo de destensado (17) y el rodillo de bobinado (104) hay un dispositivo para controlar la tension de la pelicula (106-108) asociada con un detector de tension de pelicula 109).
  9. 9. Maquina segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que se proporcionan medios (117) para controlar la posicion de contacto final antes mencionada del rodillo de bobinado (104) y en la que se proporciona una unidad de mando y control de maquina (U) que esta conectada a dichos medios (113 -116) para variar la posicion de contacto final del rodillo de bobinado (104) y a dichos medios (117) para controlar la posicion de contacto final del rodillo de bobinado (104), dicha unidad de mando y control comandando y controlando la variacion de la posicion de contacto final del rodillo de bobinado (104).
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