ES2872075T3 - Dispositivo de enrollado de cintas - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de enrollado de cintas (1; 6) para enrollar una cinta (2) que puede fundirse mediante aporte de calor al menos en una superficie en una bobina (3), que comprende un accionamiento de bobina (4) para el accionamiento giratorio de la bobina (3) y enrollar la cinta (2) suministrada a la bobina (3) en la bobina (3), presentando el dispositivo de enrollado de cinta (1; 6) un dispositivo de sujeción de cintas, que está configurado para aportar energía térmica a una sección de calentamiento (11) de la cinta (2), caracterizado porque el dispositivo de fijación está formado por electrodos (7) y un aislador (14), estando separados los electrodos (7) mediante el aislador (14) y estando configurados para generar chispas eléctricas (8) y aportar la energía térmica resultante a este respecto a la cinta (2).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de enrollado de cintas
La invención se refiere a un dispositivo de enrollado de cinta según las características del preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento para fijar una sección de una cinta que puede fundirse mediante aportación de calor al menos en una superficie sobre una parte de la cinta ya enrollada alrededor de una bobina según el preámbulo de la reivindicación 7.
En la producción de cintas, hilos y fibras de plástico estos se enrollan generalmente por medio de un dispositivo de enrollado sobre bobinas para un almacenamiento seguro que ahorra espacio y su procesamiento posterior. Un dispositivo de enrollado de cintas para enrollar una cinta sobre una bobina se conoce por ejemplo por el documento WO 2004/101415 A1. Para enrollar la cinta sobre la bobina, la cinta se suministra a la bobina y se enrolla alrededor de la bobina mediante el giro de la bobina por medio de un accionamiento de bobina. Además, el dispositivo de enrollado de cintas comprende una unidad de cambio, por medio de la que puede enrollarse uniformemente la cinta sobre la bobina. El documento EP 3281 902 A1 da a conocer un dispositivo de enrollado de cintas, asegurándose un extremo de la cinta a la bobina enrollada por arrastre de fricción y/o por arrastre de forma.
El documento EP 1627840 A1 da a conocer una bobina de hilado, cuyo hilo presenta una sección inicial que sobresale del interior de la bobina y una sección final que se extiende por la superficie envolvente exterior de la bobina de hilado, estando soldada la sección final del hilo que consiste en un material que puede desgastarse bajo la acción del calor con las secciones de hilo que encuentran en la superficie envolvente exterior de la bobina de hilado.
El documento DE 21 39930 A1 da a conocer una bobina y un hilo enrollado sobre esta bobina, presentando el hilo al menos una parte, que está soldada térmicamente con la bobina.
Cuando una bobina está llena, se reemplaza con una bobina vacía, teniendo que, por un lado, cortarse manualmente la cinta y teniendo que, por otro lado, fijarse manualmente un extremo de cinta, creado mediante el corte, por medio de un trozo de cinta adhesiva a la bobina completa. Esta fijación del extremo de cinta es necesaria para que la cinta no se desenrolle por sí sola de la bobina durante una manipulación posterior o durante el transporte de la bobina, y para evitar que el extremo de cinta quede atrapado en otros elementos. Sin embargo, la fijación del extremo de cinta a mano no solo requiere mucho tiempo, sino que también representa un trabajo monótono muy laborioso debido al gran número de bobinas que se enrollan en las instalaciones de producción industriales.
El objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo de enrollado de cintas, que supere las desventajas de la técnica anterior descritas anteriormente.
Según la invención, el objetivo se alcanza mediante el perfeccionamiento de un dispositivo de enrollado de cintas mencionado al principio según las características identificadoras de la reivindicación 1 y mediante el perfeccionamiento de un procedimiento de enrollado de cintas mencionado al principio según las características identificadoras de la reivindicación 7. Configuraciones preferidas de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes y de la descripción.
El dispositivo de enrollado de cintas según la invención comprende un dispositivo de sujeción de cintas, que está configurado para aportar energía térmica a una sección de calentamiento de la cinta. Esta sección de calentamiento de la cinta se encuentra en una parte de la cinta suministrada a la bobina, que todavía no está enrollada alrededor de la bobina o que se enrolla actualmente en la bobina, o que ya está enrollada en parte, por ejemplo, en un ángulo de 30 grados, en la bobina. También debe indicarse en este caso que el término “cinta”, tal como se usa en el presente documento, también comprende fibras, filamentos o hilos.
Mediante la energía térmica aportada a la cinta por el dispositivo de sujeción de cintas, la cinta se calienta en la sección de calentamiento mencionada anteriormente al menos de manera parcialmente superficial, tanto que la cinta se funde sobre su superficie y se pega firmemente a una parte de la cinta ya enrollada al menos una vez alrededor de la bobina. Preferiblemente, la sección de calentamiento de la cinta, a la que se aporta la energía térmica, se establece de modo que la bobina se llene lo máximo posible antes de aplicar energía térmica a la cinta en dicha sección de calentamiento y fijarse a la parte de la cinta ya enrollada alrededor de la bobina. De este modo se obtiene la ventaja de que la sección de calentamiento de la cinta puede sujetarse sin agentes adhesivos adicionales y sin trabajo manual a la parte de la cinta ya enrollada alrededor de la bobina, y por consiguiente la bobina puede manipularse más fácilmente para el uso adicional. Dado que la cinta en la sección de calentamiento preferiblemente solo se funde superficialmente, la cinta puede soltarse en dicha sección de calentamiento en caso necesario fácilmente de nuevo de la parte de la cinta ya enrollada alrededor de la bobina.
El dispositivo de sujeción de cintas está formado por electrodos para la generación de al menos chispas eléctricas.
Ventajosamente, el aporte de energía térmica a la cinta tiene lugar por medio del dispositivo de sujeción de cintas, cuando este no está formado según la invención por un elemento de calentamiento, a una distancia de la bobina. La bobina se sigue haciendo girar por el accionamiento de bobina durante o después del aporte de energía térmica a la cinta, con lo que la sección de calentamiento de la cinta a la que se aplica calor y, de ese modo, se funde, entra en contacto con la parte de la cinta ya enrollada sobre la bobina y se pega a la misma. Si la bobina continúa girando durante el suministro de energía térmica, entonces dependiendo de cuánto tiempo se aporte la energía térmica a la cinta, puede cambiarse la longitud de la sección de calentamiento fundida. De este modo se obtiene la ventaja de que el extremo de cinta puede unirse a través de una longitud ajustable a la capa de cinta superior que se encuentra sobre la bobina, con lo que puede variarse la solidez de la unión. Sin embargo, preferiblemente, dicha sección de calentamiento del extremo de cinta, a la que se aporta la energía térmica, se selecciona muy corta, para poder soltar fácilmente de nuevo el extremo de cinta.
En el caso de un dispositivo de sujeción de cintas que comprende electrodos, la sección de calentamiento de la cinta se encuentra ventajosamente durante el aporte de energía térmica por el dispositivo de sujeción de cintas en una zona de trabajo, en la que la cinta suministrada a la bobina se enrolla actualmente en la bobina o ya está enrollada, hasta una cierta zona de arrollamiento, por ejemplo, de 30 grados, con respecto al extremo de cinta, en la bobina. Por medio de los electrodos, la energía térmica puede aportarse de manera dosificada con mucha precisión a la zona de trabajo, con lo que puede garantizarse una soldadura muy precisa sin dañar la cinta. Esto tiene la ventaja de que pueden generarse bobinas de manera reproducible con alta calidad sin daños de cinta y con exactamente la misma cantidad de cinta.
También debe indicarse en este caso que también en el caso de un dispositivo de sujeción de cintas que comprende un elemento de calentamiento pueden generarse bobinas de alta calidad, no pudiendo controlarse tan exactamente el aporte de energía térmica como en el caso de una unidad de sujeción de cintas que comprende un electrodo.
En el caso de un dispositivo de sujeción de cintas formado por los electrodos, el dispositivo de enrollado de cintas presenta ventajosamente un dispositivo de corte de cinta, con el que puede cortarse la cinta suministrada a la bobina.
Variantes de realización ventajosas adicionales del dispositivo de enrollado de cintas se explicarán más detalladamente a continuación mediante las figuras.
La figura 1 muestra una primera variante de realización de un dispositivo de enrollado de cintas no según la invención en una representación en perspectiva simplificada.
La figura 2 muestra una segunda variante de realización del dispositivo de enrollado de cintas según la invención en una representación en perspectiva simplificada.
La figura 3 muestra la segunda variante de realización del dispositivo de enrollado de cintas según la invención según la figura 2 en una vista lateral.
La figura 1 muestra una primera variante de realización de un dispositivo de enrollado de cintas 1 no según la invención en una representación en perspectiva simplificada. El dispositivo de enrollado de cintas 1 está configurado para enrollar una cinta 2 que puede fundirse mediante aporte de calor al menos en una superficie, en particular una cinta de plástico de una sola capa o de múltiples capas o una cinta de material compuesto, comprendiendo al menos una capa de la cinta de plástico o un material de la cinta de material compuesto un plástico termoplástico, en una bobina 3. En una variante de realización muy sencilla, la bobina 3 está formada esencialmente solo por un núcleo de bobina cilíndrico, en el que se enrollan una pluralidad de capas de cinta.
El dispositivo de enrollado de cintas 1 presenta un accionamiento de bobina a motor 4, que acciona la bobina 3 de manera giratoria, para enrollar la cinta 2 en la bobina 3. El accionamiento de bobina 4 está formado por un motor eléctrico o neumático, estando acoplados el accionamiento de bobina 4 y la bobina 3 directamente o a través de un engranaje intermedio.
Además, el dispositivo de enrollado de cintas 1 presenta un dispositivo de sujeción de cintas formado por un elemento de calentamiento 5. El elemento de calentamiento 5 está configurado para aportar energía térmica a la cinta 2, al poner el elemento de calentamiento 5 en contacto o fuera de contacto con la cinta 2 suministrada a la bobina 3. El elemento de calentamiento 5 es preferiblemente un elemento de calentamiento eléctrico, por ejemplo, un cartucho de calefacción calentado eléctricamente. Sin embargo, también existe la posibilidad de calentar el cartucho de calefacción por medio de una llama. El elemento de calentamiento 5 también puede estar configurado como alambre que puede calentarse eléctricamente o por medio de una llama.
El elemento de calentamiento 5 está situado en una zona de trabajo 9, que en esta forma de realización está separada de la bobina 3. Dependiendo del material usado y del diámetro de la cinta 2 se elige la distancia de la zona de trabajo 9 con respecto a la bobina 3, debiendo encontrarse sin embargo preferiblemente la zona de trabajo 9 lo más cerca posible de la bobina 3.
El elemento de calentamiento 5 está situado convenientemente con respecto a la bobina 3 de tal manera que la cinta 2 entra automáticamente en contacto con el elemento de calentamiento 5 en el área de trabajo 9 en el caso de una bobina completa 3 debido al diámetro de bobina que cambia en función del estado de llenado de la bobina 3 y por consiguiente aporta energía térmica a una sección de calentamiento 11 de la cinta 2. Esto tiene la ventaja de que el dispositivo de enrollado de cintas 1 puede construirse de manera muy sencilla y rentable y puede generarse de forma recurrente bobinas 3 con el mismo nivel de llenado.
Sin embargo, también existe la posibilidad de que el elemento de calentamiento 5 se ponga en contacto o fuera de contacto manualmente o accionado por un actuador con la cinta 2 en la zona de trabajo 9, para aportar energía térmica a la sección de calentamiento 11 de la cinta 2 en un periodo de tiempo definido. El actuador puede estar formado, por ejemplo, por un accionamiento lineal eléctrico, neumático o hidráulico, o un accionamiento rotatorio. Ventajosamente, el actuador y/o el elemento de calentamiento 5 se controlan mediante un ordenador de control, tal como un microcontrolador o un PLC.
La bobina 3 continúa accionándose por el accionamiento de bobina 4, mientras el elemento de calentamiento 5 está en contacto con la cinta 2 en la zona de trabajo 9. De este modo se obtiene la ventaja de que, independientemente de un movimiento del elemento de calentamiento 5, la sección de calentamiento 11 puede seleccionarse con una longitud arbitraria. Cuanto más larga sea la sección de calentamiento fundida superficialmente 11, mayor será una longitud de adhesión, con la que las cintas adyacentes 2 se adhieren entre sí.
Sin embargo, en una forma de realización adicional está previsto que la bobina 3 esté estacionaria o solo se accione muy lentamente en relación con un movimiento del elemento de calentamiento 5, siempre que el elemento de calentamiento 5 esté en contacto con la cinta 2 en la zona de trabajo 9. A este respecto, la sección de calentamiento 11 es muy corta. En el caso de una bobina 3 estacionaria, después de la fusión de la sección de calentamiento 11 esta se gira de nuevo mediante el elemento de calentamiento 5, para enrollar adicionalmente la cinta 2 en la bobina 3, con lo que la sección de calentamiento 11 entra en contacto con partes 10 de la cinta 2 ya enrolladas en la bobina 3 y se adhiere a la misma.
En una variante de realización especialmente preferida, el elemento de calentamiento 5 corta la cinta 2 en la sección de calentamiento 11. Un extremo resultante a este respecto de la cinta 2 se fija mientras se sigue haciendo girar la bobina 3 o también por gravedad a la parte 10 de la cinta 2 enrollada al menos una vez alrededor de la bobina 3. De este modo se obtiene la ventaja de que puede prescindirse de un dispositivo de corte de cintas adicional, tal como un cuchillo operado manual o automáticamente.
En una variante de realización adicional está previsto que en el caso de una bobina accionada 3, en una primera etapa, el elemento de calentamiento 5 solo se presione ligeramente contra la cinta 2 en la zona de trabajo 9, para fundir una sección de calentamiento 11 de la cinta superficialmente en una determinada longitud, y a continuación se presione el elemento de calentamiento 5 más intensamente contra la cinta 2, para cortar la cinta 2 por medio de fusión. Dependiendo del rendimiento del elemento de calentamiento 5, también puede ser suficiente llevar el elemento de calentamiento 5 para fundir la cinta 2 en la zona de trabajo 9 solo a la proximidad de la cinta 2 y poner en contacto directamente con la cinta 2 el elemento de calentamiento 5 solo para cortar la cinta 2.
La figura 2 muestra una segunda forma de realización del dispositivo de enrollado de cintas 6 según la invención en una representación en perspectiva simplificada. Los elementos similares a los elementos del dispositivo de enrollado de cintas 1 según la figura 1 están dotados de los mismos números de referencia; para su explicación se remite a la descripción anterior.
A diferencia del dispositivo de enrollado de cintas 1 representado en la figura 1, el dispositivo de enrollado de cintas 6 comprende un dispositivo de sujeción de cintas formado por electrodos 7. Los electrodos 7 están dispuestos separados entre sí, estando dispuesto entre los electrodos 7 un aislador 14, que consiste en un material no conductor. Los electrodos 7 están configurados para generar chispas eléctricas 8. El aislador 14 impide que una chispa eléctrica generada 8 tome el camino más corto entre los electrodos 7. Mediante el aislador 14 se obliga a la chispa 8 a tomar el segundo mejor camino alrededor del aislador 14. Condicionado por esto, la energía térmica resultante mediante la chispa 8 puede aportarse en una zona de trabajo 9 directamente a la cinta 2, teniendo que aproximarse el aislador 14 en la zona de trabajo 9 mucho a la cinta 2, con lo que la chispa 8 penetra a través de la cinta 2 y la energía térmica se aporta de manera precisa a la cinta 2. La cinta 2 se fija en una sección de calentamiento 11, que en este caso solo presenta el tamaño de un punto de soldadura, a una parte 10 de la cinta 2 enrollada alrededor de la bobina 3. A ese respecto, véase en particular también la figura 3. Mediante el aporte de energía térmica por medio de la chispa 8 se obtiene la ventaja de que la energía térmica puede aportarse de manera muy dosificada, eficiente y exacta a la cinta 2, sin dañar la cinta 2.
Los electrodos 7 están sujetados ventajosamente con respecto a la bobina 3 de tal manera que la cinta 2 en la zona de trabajo 9 en el caso de la bobina completa 3 llega automáticamente debido al diámetro de bobina que cambia en función de un estado de llenado de la bobina 3 al alcance de los electrodos 7, para por medio de la chispa 8 aportar energía térmica a la sección de calentamiento 11 de la cinta 2 y sujetar por medio del punto de soldadura resultante a este respecto la sección de calentamiento 11 de la cinta a la parte 10 de la cinta 2 ya enrollada en la bobina 3. Esto tiene la ventaja de que puede prescindirse de un actuador para mover los electrodos 8.
Además, existe la posibilidad de que los electrodos 7 se sitúen manualmente o accionados por un actuador con respecto a la sección de calentamiento 11 de tal manera que por medio de la chispa 8 pueda aplicarse energía térmica suficiente para sujetar la sección de calentamiento 11 de la cinta 2 por medio de un punto de soldadura en la parte 10 de la cinta 2 ya enrollada sobre la bobina 3. El actuador puede estar formado, por ejemplo, por un accionamiento lineal eléctrico, neumático o hidráulico, o un accionamiento rotatorio.
Ventajosamente, la sección de calentamiento 11 de la cinta 2, a la que se aporta la energía térmica mediante la chispa eléctrica 8, se elige en función de al menos uno de los siguientes parámetros:
- una cantidad de cinta 2, que debe enrollarse en la bobina 3 (longitud de recorrido deseada);
- un diámetro deseado de la bobina completa 3;
- una velocidad, con la que se acciona la bobina 3 al enrollar la cinta 2;
- un grosor de cinta;
- un material de cinta, en particular un tipo y número de aditivos en el material de cinta; y/o
- una anchura de cinta.
Preferiblemente, el dispositivo de enrollado de cintas presenta un ordenador de control, en particular un PLC o un microcontrolador, que está conectado a los electrodos 7 y controla una formación de chispas eléctricas 8 y un aporte de la energía térmica resultante a este respecto a la cinta 2. Ventajosamente, en función de al menos uno de los parámetros anteriores, el ordenador de control selecciona la sección de calentamiento 11, a la que se aporta la chispa 8. La sección de calentamiento 11 se establece ventajosamente estableciendo simplemente un momento en el que la chispa se aporta a la cinta 2.
Ventajosamente, el dispositivo de enrollado de cintas 6 presenta un dispositivo de corte de cinta 15, que está configurado para cortar la cinta 2 después o antes de sujetar la sección de calentamiento 11 de la cinta 2 a la parte 10 de la cinta 2 ya está enrollada alrededor de la bobina 3. Ventajosamente, la cinta 2 se corta separada de la sección de calentamiento 11. A este respecto, entre la sección de calentamiento 11 y un extremo 12 de la cinta 2 resultante durante el corte se forma un exceso 13. De este modo se obtiene la ventaja de que el extremo 12 es inmediatamente visible y que la cinta 2 puede agarrarse fácilmente en el exceso 13. Ventajosamente, el exceso 13 se elige de tal manera que este pueda agarrarse fácilmente, pero aun así no existe ningún peligro de que el exceso 13 quede atrapado en otros elementos durante la manipulación o durante el transporte de la bobina 3. Debido al exceso 13, la adhesión de la sección de calentamiento 11 de la cinta 2 a la parte 10 de la cinta 2 ya enrollada alrededor de la bobina 3 puede soltarse fácilmente. El exceso es ventajosamente de aproximadamente 3 cm de largo.
Ventajosamente, la bobina 3 está estacionaria durante el aporte de energía térmica por medio de la chispa 8 a la cinta 2 en la sección de calentamiento 11. Sin embargo, también existe la posibilidad de que la bobina 3 gire al menos lentamente.
La figura 3 muestra la segunda variante de realización del dispositivo de enrollado de cintas 6 según la invención según la figura 2 en una vista lateral durante el aporte de energía térmica mediante una chispa 8 en la zona de trabajo 9 a la cinta 2.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Dispositivo de enrollado de cintas (1; 6) para enrollar una cinta (2) que puede fundirse mediante aporte de calor al menos en una superficie en una bobina (3), que comprende un accionamiento de bobina (4) para el accionamiento giratorio de la bobina (3) y enrollar la cinta (2) suministrada a la bobina (3) en la bobina (3), presentando el dispositivo de enrollado de cinta (1; 6) un dispositivo de sujeción de cintas, que está configurado para aportar energía térmica a una sección de calentamiento (11) de la cinta (2), caracterizado porque el dispositivo de fijación está formado por electrodos (7) y un aislador (14), estando separados los electrodos (7) mediante el aislador (14) y estando configurados para generar chispas eléctricas (8) y aportar la energía térmica resultante a este respecto a la cinta (2).
  2. 2. Dispositivo de enrollado de cintas (6) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de enrollado de cintas presenta un ordenador de control, en particular un PLC o un microcontrolador, que está conectado a los electrodos (7) y controla una formación de las chispas eléctricas (8) y un aporte de la energía térmica resultante a este respecto a la cinta (2).
  3. 3. Dispositivo de enrollado de cintas (6) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el dispositivo de enrollado de cintas (6) presenta un actuador, que está configurado para situar los electrodos (7) con respecto a la cinta (2) suministrada a la bobina (3) de tal manera que la energía térmica generada por chispas (8) se aporta a la cinta (2).
  4. 4. Dispositivo de enrollado de cintas (6) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo de enrollado de cintas (6) presenta un dispositivo de corte de cinta (15).
  5. 5. Dispositivo de enrollado de cintas (6) según la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de corte de cinta (15), para cortar la cinta, está configurado separado de la sección de calentamiento (11), para formar un exceso (13).
  6. 6. Dispositivo de enrollado de cintas (6) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la bobina (3) está estacionaria durante el aporte de energía térmica a la cinta (2).
  7. 7. Procedimiento para fijar una sección de calentamiento (11) de una cinta (2) que puede fundirse mediante el aporte de calor al menos en una superficie de una parte (10) de la cinta (2) ya enrollada alrededor de una bobina (3), que comprende la etapa de suministrar energía térmica a la cinta (2) en la sección de calentamiento (11) y de ese modo fundir al menos parcialmente la superficie de la cinta (2) en la sección de calentamiento (11), caracterizado porque la energía térmica se aporta a la cinta (2) por una chispa eléctrica (8) generada por electrodos (7), situándose los electrodos (8) con respecto a la sección de calentamiento (11) de la cinta (2) y a la parte (10) de la cinta (2) enrollada alrededor de la bobina (3) de tal manera que mediante la chispa (8) y la energía térmica resultante a este respecto, se funde la cinta (2) en la sección de calentamiento (11) en la parte (10) de la cinta (2) enrollada alrededor de la bobina (3).
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