ES2906891T3 - Protector de extremo de núcleo de enrollamiento - Google Patents

Abstract

Un protector (20) de extremo de núcleo de enrollamiento, que comprende: una sección (21) de base rígida anular emparejada directamente a un extremo (11) de un núcleo de enrollamiento; y una sección (30) de absorción de choques anular unida de manera fija a dicha sección (21) de base rígida; en donde el protector (20) de extremo de núcleo de enrollamiento tiene un diámetro externo generalmente igual a un diámetro externo de núcleo de enrollamiento, y un diámetro interno generalmente igual a un diámetro interno de núcleo de enrollamiento; en donde la sección (21) de base rígida está hecha a partir de un material del grupo que consiste en metales o polímeros rígidos de alta durometría; y la sección (30) de absorción de choques de protector de extremo está hecha a partir del grupo que consiste en polímeros de durometría más blanda o materiales elastoméricos, dichos materiales caracterizados por tenacidad de superficie, flexibilidad global tras impacto, y alta resistencia a fluencia y compresión de material establecido bajo carga; en donde la sección de base rígida tiene una pluralidad de orificios (22) formados en la misma, cada uno de dichos orificios (22) adaptado para recibir un sujetador (29) para sujetar la sección (21) de base rígida directamente al extremo (11) de núcleo de enrollamiento; en donde la sección (30) de absorción de choques tiene una pluralidad de cavidades para permitir que dichos sujetadores pasen a través y se acoplen a la sección de base rígida con el extremo de núcleo de enrollamiento; y caracterizado porque la sección de absorción de choques está compuesta por una pluralidad de protuberancias (32) con un espacio entre cada protuberancia (32) adyacente, y una pluralidad de orificios (31) formados entre las protuberancias (32) para permitir que dichos sujetadores pasen a través y se acoplen a la sección (21) de base rígida con el extremo (11) de núcleo de enrollamiento.

Description

DESCRIPCIÓN

Protector de extremo de núcleo de enrollamiento

Antecedentes de la invención

Esta invención se relaciona con tubos de núcleo para un rollo de papel o material de lámina, y en particular, con elementos anulares protectores unibles a los extremos de núcleo.

Es común en la industria de fabricación de tisú que los molinos enrollen tisú en núcleos de cartón de 203.2 mm (8") a 406.4 mm (16") de diámetro por 2.54 m (100") de largo para crear rollos principales que luego se transportan desde la porción de fabricación de papel del molino al área de conversión del molino. Al convertir estos rollos principales (que pesan hasta 3492.6 kg (7,700 libras)) y que tienen hasta un diámetro de 2.16 m (85") se cargan luego en tapones de núcleo de desenrollamiento o mandriles de núcleo y se convierten en rollos pequeños o incluso en producto final (papel higiénico empaquetado, toallas de papel, etc.). Después de que se desenrolla un rollo principal, el núcleo vacío restante entonces se puede reutilizar en una máquina de fabricación de papel a condición de que el núcleo no esté dañado.

Los Solicitantes han encontrado que hay un número limitado de reutilizaciones por las que puede pasar un núcleo antes de que se dañe más allá de la posibilidad de uso. En algunos molinos, los núcleos se reutilizan 4 a 7 veces. En otros molinos, los núcleos solo se pueden usar una vez antes de que necesiten ser reemplazados. El daño a un núcleo es causado por múltiples factores que todos interactúan. Ejemplos de causalidad de daños incluyen los siguientes.

A. A menudo el daño se inicia si el rollo 1 principal se enrolla ligeramente descentrado del núcleo 10 en donde una porción 14 del núcleo sobresale más allá de la cara 2 de extremo del rollo. Véase figura 1. Cuando este rollo principal se transporta desde la devanadora hasta un área de almacenamiento o conversión del molino, se hace usando una carretilla elevadora con accesorio de abrazadera de rollo (carretilla de abrazadera). Cuando la carretilla de abrazadera deposita el rollo, puede haber una ligera caída. por ejemplo, 25.4 mm (1"). Si el extremo 11 de un núcleo 10 de cartón está sobresaliendo más allá de la cara 2 inferior de un rollo 1 principal enrollado, el estrés de impacto de esta caída se concentrará en el extremo 11 de núcleo, causando deformación, delaminación de capa, rasgado y otros daños. Esto presenta un debilitamiento inicial del extremo de núcleo.

B. Cuando el núcleo 10 principal "debilitado" se desenrolla desde los tapones/mandriles 5 de núcleo en una máquina de conversión, se puede producir daño adicional que provoca una deformación 17 de tipo "ensanchamiento" o "acampanado" en el extremo 11 del núcleo 10. Véase figura 2. Cuanto más se debilite el extremo 11 de núcleo, más ensanchamiento tendrá lugar. Este ensanchamiento es causado por una concentración de estrés en la superficie 13 de diámetro interior del núcleo 10 justo en el extremo 11 de núcleo donde se hace contacto con el tapón/mandril 5 de núcleo bajo una fuerte carga cíclica cuando el rollo 1 se desenrolla.

C. Algunas máquinas de conversión se desenrollan usando una presión lateral axial C desde los tapones/mandriles 5 de núcleo para asegurar el núcleo 10 y rollo principal 1 durante la operación de desenrollamiento. Véase figura 3. El límite recomendado en fuerza lateral es 60 % del peso de rollo. Esto significa que 2095.6 kg (4,620 libras) es generalmente la fuerza lateral más alta. Esta fuerza lateral C aplasta los extremos 11 de núcleo hacia adentro, provocando debilitamiento de extremos de núcleo adicional y mayor susceptibilidad al ensanchamiento. La fricción entre la cara 11 de extremo de núcleo de cartón y la placa 6 de acero del tapón/mandril 5 de núcleo cuando el núcleo se desliza también provoca la delaminación y debilitamiento de cartón.

D. Después de que se desenrolla un rollo principal, se retira desde la máquina de conversión y se lleva a una operación separada de "desbaste" donde los operadores retiran cualquier capa restante de tisú desde el núcleo 10 usando hojas 8 de cuchilla que recorren a través de la superficie 12 exterior de núcleo. Se produce un debilitamiento y delaminación adicionales de núcleo cuando las hojas de cuchilla rayan la superficie de núcleo durante estos cortes 15, especialmente si una hoja de cuchilla se sale del extremo del núcleo y crea un daño al extremo 11 de núcleo. Véase figura 4. Esto puede provocar que el material se parta y que se rasgue hasta el extremo de núcleo.

E. La manipulación adicional del núcleo hasta que se ponga de vuelta en la devanadora de fabricación de papel también puede causar daño adicional. Un ejemplo es cuando un árbol/carrete de enrollamiento está desalineado antes de insertarse de vuelta en el núcleo con un insertador de árbol hidráulico. Otro ejemplo similar es cuando el núcleo está desalineado antes de que se inserten hidráulicamente los mandriles de núcleo de soporte de desenrollamiento o antes de que se inserten los tapones de núcleo en el núcleo. Estas desalineaciones pueden causar deformación, delaminación y rasgado de extremo de núcleo.

F. Cuando se carga un núcleo en una bobina de carrete y luego se coloca en la devanadora de tambor de fabricación de papel, se hace así con el tambor de enrollamiento girando a alta velocidad. Por lo tanto es crítico que el diámetro 16 exterior del núcleo 10 sea uniforme. Si el ensanchamiento 17 de extremo de núcleo es demasiado grande más allá del diámetro externo del núcleo, y pasa un límite 18 utilizable, especialmente si está rayado, partido o desgarrado en el extremo de núcleo, en combinación con demasiado ensanchamiento, hará que el núcleo se rasgue una vez que entra en contacto con el tambor de enrollamiento de alta velocidad. Véase figura 5. Esta es la causa última de falla de núcleos en un molino/fábrica de tisú y lo que limita el número de reutilizaciones seguras de núcleos.

El documento WO 2011/154745 divulga un núcleo de enrollamiento continuo que tiene una cubierta cilindrica hueca. La cubierta es en 3 capas y tiene revestimientos interno y externo entre los cuales está un relleno y el cual une los revestimientos interno y externo. El relleno típicamente es un material natural liviano tal como balsa o corcho o tal vez un polímero espumado artificial. Los revestimientos interno y externo pueden ser resina reforzada. El núcleo de enrollamiento continuo comprende además un protector de extremo de núcleo de enrollamiento.

Resumen de la invención

La presente invención aborda los factores que causan daño en extremos de núcleo. Específicamente, la presente invención es un protector de extremo de núcleo compuesto por un absorbente de choques y una sección de unión rígida anular que se une a cada extremo de un núcleo de tisú de cartón. Los protectores de extremo de la invención se montan de manera segura en los extremos del núcleo usando cualquier variedad de medios incluyendo sujetadores, y adhesivo. El diámetro externo del protector de extremo de núcleo no se extiende más allá del diámetro externo del núcleo. El diámetro interior no se extiende más allá del diámetro interior del núcleo. Los protectores de extremo de núcleo de la invención están hechos tanto con una sección de base rígida que se empareja a la cara de extremo de núcleo como con una sección de absorción de choques más suave que entra en contacto con fuerzas externas y cargas de impacto.

La sección de base rígida está hecha a partir de metal o un polímero rígido de alta durometría. La sección de base está prevista para distribuir una carga de impacto en un área más grande en el núcleo de cartón, reduciendo de esa manera las concentraciones de estrés que provocan la deformación, delaminación y rasgado de núcleo. La sección de absorción de choques está hecha a partir de un polímero de durometría más suave o material elastomérico (tal como uretano o caucho) que se caracteriza por la tenacidad de superficie, flexibilidad global tras impacto, y alta resistencia a fluencia y compresión de material establecido bajo carga. Si se usan materiales distintos para la sección de base y sección de absorción de choques, la sección de absorción de choques se puede unir a la sección de base rígida. Si se moldean a partir de materiales similares, se pueden hacer en el mismo molde usando dos compuestos de durometría diferente. La sección de absorción de choques tiene una geometría de material diseñada similar a "protuberancias" que cada una se flexiona individualmente tras impacto y luego retornan a su conformación original. Los sujetadores sujetan la sección de base rígida directamente al extremo de núcleo, pero no entran en contacto con la sección de absorción de choques.

La presente invención aborda los múltiples problemas asociados con la manipulación de rollos de tisú.

A. Cuando un rollo principal se cae o se deposita desde una carretilla con abrazadera, el impacto de la caída ahora será absorbido por el protector de extremo de la invención y distribuido más uniformemente al material de núcleo de cartón. Cualquier impacto siempre causará alguna deformación de material. Los núcleos de cartón son un material poco elástico, por lo que cualquier deformación que se vea se convertirá en daño permanente. El material de absorción de choques de protector de extremo de la invención es elástico y está diseñado para soportar la deformación y luego más adelante retomar su forma. Esto reduce la cantidad de deformación permanente experimentada por el núcleo de cartón. El núcleo se mantiene más fuerte y menos susceptible de ensanchamiento más adelante en el proceso de desenrollamiento.

B. El ensanchamiento en un núcleo de cartón se produce debido a las concentraciones de estrés donde el núcleo entra en contacto con el tapón de núcleo. Con el protector de extremo de la invención, la ubicación de esta concentración de estrés se hace ahora en un material elastomérico que es menos probable que se deforme permanentemente tras el proceso de carga cíclica de un desenrollamiento. Esto minimiza el ensanchamiento que tiene lugar. La base rígida de la invención aumenta la fuerza de aro del extremo de núcleo y reduce además que se produzca ensanchamiento.

C. El contacto de superficie a partir de la presión lateral axial será absorbido por un material protector de extremo con tenacidad de superficie externa y un coeficiente más bajo de fricción. El material protector de extremo será menos susceptible al daño a partir de factores de presión lateral axial y protegerá al propio material de núcleo de ser dañado.

D. Durante la operación de desbaste, cuando la cuchilla de desbaste se corta hasta el extremo del núcleo, se encontrará con una sección de base rígida de protector de extremo con alta tenacidad de superficie. Esto reducirá sustancialmente el problema de que la superficie exterior de núcleo se parta y se rompa en el extremo de núcleo.

E. La manipulación general adicional de núcleos vacíos que tienen protectores de extremo de la invención será menos probable que dañe los extremos de núcleo. Esto es especialmente cierto si una bobina de carrete, mandril de núcleo o tapón de núcleo no está alineado con precisión con el núcleo antes de la inserción automática. Con los protectores de extremo de la invención, hay una mejor posibilidad de alineación guiada sin daño al extremo de núcleo.

Estos junto con otros objetos de la invención, junto con diversas características de novedad que caracterizan a la invención, se señalan con particularidad en la divulgación anexa y que forma una parte de esta divulgación. Para un mejor entendimiento de la invención, sus ventajas operativas y los objetos específicos alcanzados por sus usos, se debe hacer referencia a los dibujos acompañantes y al material descriptivo en el cual se ilustra una realización preferida de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en sección transversal de un rollo de tisú descentrado sobre un núcleo de cartón.

La figura 2 es una vista en sección transversal de un núcleo de cartón con un tapón de núcleo.

La figura 3 es una vista en sección transversal de un rollo de tisú sobre un núcleo de cartón con tapones de núcleo.

La figura 4 es una vista en perspectiva de un núcleo de cartón rayado con un cuchillo.

La figura 5 es una vista en sección transversal de un núcleo de cartón con extremos ensanchados.

La figura 6 es una vista en perspectiva lateral, parcialmente en sección, de un protector de extremo de núcleo unido al extremo de un núcleo de cartón.

La figura 7 es una vista en perspectiva de un protector de extremo de núcleo que usa protuberancias individuales para absorción de choques.

La figura 8 es una vista de extremo de la sección de absorción de protector de extremo de núcleo.

La figura 9 es una vista de extremo de la sección de base rígida de protector de núcleo.

La figura 10 es una vista en sección del protector de extremo de núcleo unido a un extremo de núcleo de cartón.

La figura 11 es una vista en sección del protector de extremo de núcleo unido a un extremo de cartón por medio de un accesorio de tornillo.

La figura 12 es una vista en perspectiva de un protector de extremo de núcleo, que no forma parte de la presente invención, que usa una geometría continua de absorbente de choques.

Descripción detallada de la invención

Con referencia a los dibujos en detalle, particularmente a las figuras 6-12, en donde elementos similares se indican mediante números iguales, se muestra un protector 20 de extremo de núcleo de enrollamiento unido de manera removible al extremo 11 de un núcleo 10 de cartón. El protector 20 de extremo es anular y generalmente refleja la conformación anular estructural de un extremo 11 de núcleo. El diámetro exterior de protector de extremo es igual a o ligeramente inferior que el diámetro 16 externo del núcleo 10 de cartón. El diámetro interno del protector de extremo también es aproximadamente igual al diámetro interno del núcleo de cartón, pero no más pequeño. El protector 20 de extremo se compone de dos secciones, una sección 21 de base rígida anular, y una sección 30 de absorción de choques anular. La sección 21 de base rígida se empareja directamente al extremo 11 de núcleo. La sección 30 de absorción de choques más blanda está unida a la sección 21 de base y entra en contacto con fuerzas externas y cargas de impacto.

La sección 21 2 de base rígida está hecha a partir de metal o de un polímero rígido de alta durometría. La sección 21 de base rígida está prevista para extender una carga de impacto a un área más grande en el núcleo 10 de cartón, reduciendo de esa manera las concentraciones de estrés que provocan la deformación, delaminación y rasgado de núcleo. La sección 21 de base rígida también proporciona un soporte que no se flexiona para que los sujetadores 29 sujeten apretadamente el protector de extremo contra el extremo 11 de núcleo. La sección 30 de absorción de choques de protector de extremo está hecha a partir de un polímero de durometría más blanda o material elastomérico (tal como uretano o caucho) que se caracteriza por tenacidad de superficie, flexibilidad global tras impacto, y alta resistencia a fluencia y compresión de material establecido bajo carga. Si se usan materiales distintos para la sección de base y sección de absorción de choques, la sección de absorción de choques se puede unir a la sección de base rígida. Si se moldean a partir de materiales similares, se pueden hacer en el mismo molde usando dos compuestos de durometría diferente. La sección 30 de absorción de choques tiene una geometría de material diseñada similar a "protuberancias" 32 que cada una se flexiona individualmente tras impacto y luego retorna a su conformación original.

La sección 21 de base rígida tiene una pluralidad de orificios 22 formados en la misma, cada uno de dichos orificios está adaptado para recibir un sujetador 29 para sujetar la sección 21 de base rígida directamente al extremo 11 de núcleo. Se pueden formar orificios 19 piloto en el extremo 11 de núcleo para ayudar a la inserción de sujetador en el núcleo. Los sujetadores 29 no entran en contacto con la sección 30 de absorción de choques. La sección de absorción de choques tiene una pluralidad de orificios 31 formados en la misma entre las protuberancias 32 para permitir que los sujetadores pasen a través o desvíen el material de absorción de choques y se acoplen a la sección 21 de base rígida con un extremo 11 de núcleo.

Se entiende que las realizaciones descritas anteriormente son simplemente ilustrativas de la solicitud. Los expertos en la técnica pueden concebir fácilmente otras realizaciones, que incorporarán los principios de la invención y caerán dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Un protector (20) de extremo de núcleo de enrollamiento, que comprende:

una sección (21) de base rígida anular emparejada directamente a un extremo (11) de un núcleo de enrollamiento; y una sección (30) de absorción de choques anular unida de manera fija a dicha sección (21) de base rígida;

en donde el protector (20) de extremo de núcleo de enrollamiento tiene un diámetro externo generalmente igual a un diámetro externo de núcleo de enrollamiento, y un diámetro interno generalmente igual a un diámetro interno de núcleo de enrollamiento;

en donde la sección (21) de base rígida está hecha a partir de un material del grupo que consiste en metales o polímeros rígidos de alta durometría; y

la sección (30) de absorción de choques de protector de extremo está hecha a partir del grupo que consiste en polímeros de durometría más blanda o materiales elastoméricos, dichos materiales caracterizados por tenacidad de superficie, flexibilidad global tras impacto, y alta resistencia a fluencia y compresión de material establecido bajo carga; en donde la sección de base rígida tiene una pluralidad de orificios (22) formados en la misma, cada uno de dichos orificios (22) adaptado para recibir un sujetador (29) para sujetar la sección (21) de base rígida directamente al extremo (11) de núcleo de enrollamiento;

en donde la sección (30) de absorción de choques tiene una pluralidad de cavidades para permitir que dichos sujetadores pasen a través y se acoplen a la sección de base rígida con el extremo de núcleo de enrollamiento; y caracterizado porque la sección de absorción de choques está compuesta por una pluralidad de protuberancias (32) con un espacio entre cada protuberancia (32) adyacente, y una pluralidad de orificios (31) formados entre las protuberancias (32) para permitir que dichos sujetadores pasen a través y se acoplen a la sección (21) de base rígida con el extremo (11) de núcleo de enrollamiento.