ES2940654T3 - Rebobinadora de superficie con asistencia central y correa y tambor de enrollamiento que forman un nido de enrollamiento - Google Patents

Rebobinadora de superficie con asistencia central y correa y tambor de enrollamiento que forman un nido de enrollamiento Download PDF

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Abstract

Una máquina rebobinadora enrolla un material web en un rollo alrededor de un núcleo. El material en banda a enrollar se dirige alrededor de un tambor de bobinado giratorio. Un bucle continuo está separado del tambor de bobinado y con el tambor de bobinado define un punto de contacto a través del cual se inserta el núcleo ya través del cual se dirige el material de banda. Una superficie del bucle continuo opuesta al tambor de bobinado a través del punto de contacto está configurada para moverse en una dirección generalmente opuesta al tambor de bobinado para enrollar el material en banda alrededor del núcleo. Un rodillo guía define un espacio de bobinado con el tambor de bobinado y el bucle continuo. El rodillo guía es móvil en relación con el bucle continuo y el tambor de bobinado para permitir un aumento del diámetro del rollo en el espacio de bobinado durante el bobinado del material en banda alrededor del núcleo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Rebobinadora de superficie con asistencia central y correa y tambor de enrollamiento que forman un nido de enrollamiento
Datos sobre solicitudes relacionadas
Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud provisional N.° de serie 62/592.103, presentada el 29 de noviembre de 2017.
Introducción
Esta divulgación se refiere a máquinas rebobinadoras que enrollan un material en banda alrededor de núcleos centrales para formar rollos de material en banda enrollado. Específicamente, la divulgación está dirigida a un aparato y método mejorados para enrollar y controlar los rollos durante las fases de introducción, enrollamiento y descarga. En particular, al menos una correa se usa junto con un tambor de enrollamiento, que alimenta la banda, para formar un nido de enrollamiento. Entre el tambor y la correa hay un espacio a través del cual se insertan los núcleos de enrollamiento y a través del cual se alimenta el material de banda. La velocidad superficial de la correa, en relación con el tambor de enrollamiento, se usa para controlar los rollos durante las fases de introducción, enrollamiento y descarga.
Antecedentes
Se usa una rebobinadora para convertir grandes rollos principales de banda en rollos más pequeños de papel higiénico, papel de cocina, toalla bobinada, productos industriales, productos no tejidos y similares. Una línea de rebobinadora consta de una o más estaciones de desenrollado, módulos para el acabado, tal como estampado, impresión, perforación, y una estación de rebobinado al final para enrollar. Normalmente, la estación de rebobinado produce rollos que tienen un diámetro de entre 90 mm y 180 mm para papel higiénico y papel de cocina y entre 150 mm y 350 mm de diámetro para toallas bobinadas y productos industriales. El ancho de los rollos suele ser de 1,5 m a 5,4 m, dependiendo del ancho del rollo principal. Normalmente, los rollos se cortan posteriormente transversalmente para obtener pequeños rollos que tienen una anchura de entre 90 mm y 115 mm para papel higiénico y entre 200 mm y 300 mm para papel de cocina y toallas bobinadas. En algunos casos, la banda del rollo principal se corta en tiras y se enrolla con el ancho del rollo terminado en la estación de rebobinado, sin necesidad de posteriores cortes transversales.
Normalmente se usan dos tipos de sistemas de rebobinado: bobinadoras centrales y bobinadoras de superficie. La característica definitoria de las bobinadoras centrales es que la banda se enrolla en un núcleo que está soportado y accionado en rotación por un mandrino dentro del núcleo. La característica definitoria de las bobinadoras de superficie es que la banda se enrolla en un rollo que está soportado y accionado en rotación por elementos de máquina en la periferia del rollo. La mayoría de las bobinadoras de superficie tienen núcleos tubulares en el rollo. Sin embargo, algunas operan con mandrinos; y algunas no usan ninguno, produciendo en su lugar rollos sólidos.
Una bobinadora de superficie convencional se muestra en el documento US 4327877, que incluye un primer tambor y un segundo tambor separado del primer tambor por una distancia correspondiente al diámetro de los núcleos de enrollamiento sobre los que se enrolla la banda de papel. Los tambores primero y segundo son accionables a una velocidad periférica igual a la velocidad a la que se alimenta el material a enrollar durante la fase de enrollado. Un tambor prensador desplazable se apoya contra el carrete que se está enrollando y sujeta el carrete entre el primer y el segundo tambor y el tambor prensador durante el enrollamiento. Un mecanismo para insertar núcleos entre el primer y el segundo tambor incluye correas continuas que hacen contacto con el núcleo y mueven el núcleo para acoplarlo con los tambores.
Se sabe en la industria que las bobinadoras centrales son efectivas para enrollar rollos de gran volumen y baja firmeza, pero tienen ciertas limitaciones. No pueden producir productos firmes a altas velocidades de manera efectiva porque el único control es la tensión de la banda entrante. Una mayor tensión de la banda producirá un rollo más firme, pero una mayor tensión de la banda se correlaciona con explosiones más frecuentes de la banda debido al estallido de perforaciones o al desgarro por defectos a lo largo de los bordes de la banda. También, las bobinadoras centrales no pueden funcionar a altas velocidades con anchos de banda anchos debido a que el mandrino delgado dentro del rollo produce una vibración excesiva del rollo en varios modos de frecuencia natural. Otra limitación es el desafío de ejecutar altas tasas de ciclo debido al tiempo en el ciclo requerido para desacelerar el rollo gradualmente, y el tiempo en el ciclo para retirar el rollo terminado del mandrino.
Se ha sabido en la industria que las bobinadoras de superficie son efectivas para enrollar rollos de bajo volumen y alta firmeza, pero tienen ciertas limitaciones. Es un desafío producir productos de gran diámetro de baja firmeza a altas velocidades de manera eficaz debido a la excesiva vibración de los rollos. La vibración puede ser lo suficientemente severa como para causar defectos en el enrollamiento, tal como arrugas y núcleos excéntricos; defectos de hoja, tal como la variación en el patrón en relieve, perforaciones dañadas y cola hecha jirones en la última envoltura de banda; o problemas operativos, tal como la rotura de la banda y la falta de descarga de un rollo terminado.
No obstante, generalmente, se reconoce en la industria que las bobinadoras de superficie tienen más ventajas en general. Tienen un mayor potencial de velocidad de ciclo porque no se requiere tiempo en el ciclo para retirar los mandrinos de longitud completa de los núcleos. Tienen un mayor potencial de ancho porque los elementos que soportan y accionan el rollo pueden tener un diámetro tan grande como sea necesario, o utilizar soportes intermedios, para adaptarse a grandes anchos, incluso para altas velocidades de conversión. También tienen un potencial de coste más bajo porque no tienen mandrinos complejos dentro de los núcleos. Pueden enrollar bien productos de firmeza alta y moderada. También pueden enrollar productos de baja firmeza, aunque a menor velocidad para evitar la aparición de vibraciones excesivas en el rollo.
En algunos casos, los elementos de la bobinadora central y la bobinadora de superficie se han combinado para compensar parcialmente los inconvenientes de cada uno. Se pueden agregar rollos guía a las bobinadoras centrales, por ejemplo, para ayudar a producir rollos más firmes de menor volumen. Se pueden agregar a las bobinadoras de superficie mandriles o tapones que se acoplan y accionan rotativamente los extremos de los núcleos, por ejemplo, para ayudar a producir rollos menos firmes de mayor volumen. Estas se conocen como bobinadoras o rebobinadoras de superficie-centrales y, a veces, como bobinadoras o rebobinadoras híbridas.
Las tendencias en el mercado de papel higiénico y papel de cocina han sido rollos de mayor diámetro que se sienten más suaves, debido a la menor firmeza de enrollamiento y se producen con menos material. La cantidad de material puede reducirse disminuyendo la longitud del producto, requiriendo por tanto tasas de ciclo más altas de la rebobinadora. También puede reducirse disminuyendo la densidad del sustrato, tal como mediante el uso de banda estructurada o estampado especializado, lo que tiende a hacer más frágil el espesor de la banda. Un desafío importante es que los rollos de mayor diámetro compuestos de menos material y enrollados con menos firmeza son más propensos a vibraciones excesivas a altas velocidades de banda, y a veces incluso moderadas. La vibración excesiva puede causar defectos en el enrollamiento, defectos de hoja y problemas operativos, como se ha descrito anteriormente. Tener que reducir la velocidad de enrollamiento para evitar vibraciones excesivas reduce la capacidad de producción de la línea de conversión, lo que no es económico.
Por lo tanto, el mercado desea un sistema de rebobinado que pueda enrollar productos de baja firmeza a velocidades más altas sin una vibración excesiva del rollo. La necesidad es más aguda de un sistema de enrollado que pueda enrollar productos de baja firmeza de gran diámetro a velocidades más altas sin una vibración excesiva del rollo.
El mercado desea además un sistema de rebobinado que tolere las variaciones en las propiedades del material de banda, de modo que el operador no tenga que estar extraordinariamente atento, ni se requieren habilidades especializadas, para hacer ajustes compensatorios durante el curso de la producción. Este puede ser un sistema inherentemente tolerante, también conocido como robusto. Puede ser un sistema que automáticamente haga sus propios ajustes compensatorios. Puede ser una combinación de ambos.
Sumario
La divulgación que sigue describe un aparato mejorado de acuerdo con la reivindicación 1 y un método de acuerdo con la reivindicación 8 para enrollar material de banda alrededor de núcleos centrales para formar rollos de material de banda enrollado y para controlar los rollos durante las fases de introducción, enrollamiento y descarga. Se usa al menos una correa junto con un rodillo guía y un tambor de enrollamiento, que alimenta la banda, para formar un nido de enrollamiento. Entre el tambor y la correa hay un espacio a través del cual se insertan los núcleos de enrollamiento y a través del cual se alimenta el material de banda. La correa es un miembro flexible continuo dispuesto como un bucle sin fin, montado operativamente para que pueda moverse con una velocidad tangente a su superficie.
En un aspecto de la divulgación, se hace que la correa se mueva con velocidad superficial en una dirección generalmente opuesta a la del núcleo insertado y la banda de alimentación. Esta velocidad superficial de la correa, que actúa con la velocidad superficial generalmente opuesta del tambor de enrollamiento, hace que el rollo gire en rotación para enrollar el material de banda.
En otro aspecto de la divulgación, la velocidad superficial de la correa varía cíclicamente en relación con la velocidad del tambor de enrollamiento para controlar el avance de un rollo a través del espacio entre el tambor de enrollamiento y la correa hacia el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, la velocidad superficial de la correa varía cíclicamente en relación con la velocidad del tambor de enrollamiento para controlar el enrollamiento de un rollo en el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, la velocidad superficial de la correa varía cíclicamente en relación con la velocidad del tambor de enrollamiento para controlar la descarga de un rollo desde el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, la velocidad superficial de la correa varía cíclicamente en relación con la velocidad del tambor de enrollamiento y la distancia entre la correa y el tambor de enrollamiento varía cíclicamente para controlar el avance de un rollo a través del espacio entre el tambor de enrollamiento y la correa hacia el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, la velocidad superficial de la correa varía cíclicamente en relación con la velocidad del tambor de enrollamiento y la distancia entre la correa y el tambor de enrollamiento varía cíclicamente para controlar el enrollamiento de un rollo en el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, la velocidad superficial de la correa varía cíclicamente en relación con la velocidad del tambor de enrollamiento y la distancia entre la correa y el tambor de enrollamiento varía cíclicamente para controlar la descarga de un rollo desde el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el nido de enrollamiento está provisto de un rodillo guía, que está montado de forma giratoria y se puede mover en relación con el tambor de enrollamiento y la correa para permitir un aumento en el diámetro de cada rollo en el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el nido de enrollamiento está provisto de al menos un mandril de núcleo accionado rotativamente que se acopla con el extremo del núcleo dentro del rollo de enrollamiento para aplicar un par de torsión al núcleo. En un aspecto adicional de la divulgación, el nido de enrollamiento está provisto de dos mandriles de núcleo accionados rotativamente, uno en cada extremo del núcleo, que acoplan los extremos del núcleo dentro del rollo de enrollamiento para aplicar un par de torsión al núcleo.
En otro aspecto de la divulgación, el nido de enrollamiento está provisto de dos rodillos guía, cada uno de los cuales está montado de forma giratoria y se puede mover en relación con el tambor de enrollamiento, la correa, y entre sí, para permitir un aumento en el diámetro de cada rollo en el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, se proporciona una superficie de rodadura estacionaria aguas arriba de la correa, en el mismo lado del espacio entre el tambor de enrollamiento y la correa que la correa, en donde el núcleo insertado se acciona en rotación por el tambor de enrollamiento a lo largo de la superficie de rodadura estacionaria y luego en un espacio entre el tambor de enrollamiento y la correa.
En otro aspecto de la divulgación, la correa está sustancialmente debajo del rollo de enrollamiento en el nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el mandril de núcleo o mandriles de núcleo se insertan y se acoplan a los extremos del núcleo después de que el rollo está en contacto con la correa y el tambor de enrollamiento, y se desacoplan y retiran antes de la descarga del rollo del nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el rollo de enrollamiento permanece sustancialmente en contacto con el tambor de enrollamiento durante una preponderancia del ciclo de enrollamiento, hasta que esté casi completo, cuando se separa del tambor de enrollamiento al comienzo de la descarga de rollos del nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el rollo de enrollamiento permanece sustancialmente en contacto con la correa durante una preponderancia del ciclo de enrollamiento, desde que hace contacto por primera vez con la correa, hasta que se aleja de la correa durante la descarga de rollos del nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el rollo de enrollamiento permanece sustancialmente en contacto con un rodillo guía durante una preponderancia del enrollamiento, desde que hace contacto por primera vez con el rodillo guía, hasta que esté casi completo, cuando se separa del rodillo guía durante la descarga de rollos del nido de enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el rollo de enrollamiento permanece sustancialmente en contacto con el tambor de enrollamiento, la correa, y un rodillo guía durante una preponderancia del enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el rollo de enrollamiento permanece sustancialmente en contacto con el tambor de enrollamiento, la correa, un rodillo guía y otro rodillo guía durante una preponderancia del enrollamiento.
En otro aspecto de la divulgación, el rollo de enrollamiento está sustancialmente en contacto con el tambor de enrollamiento, la correa y un rodillo guía durante una parte del ciclo de enrollamiento; entonces está sustancialmente en contacto con la correa, el rodillo guía y otro rodillo guía durante una parte posterior del ciclo de enrollamiento, habiéndose movido el rollo de enrollamiento fuera de contacto con el tambor de enrollamiento.
Descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una realización ilustrativa de una configuración de nido de enrollamiento que comprende un tambor de enrollamiento, una correa y un rodillo guía.
La figura 2 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 1.
La figura 3 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 2 con el rodillo guía encontrándose con un rollo entrante. La figura 4 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 2 enrollando un rollo de 130 mm de diámetro.
La figura 5 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 2 descargando un rollo de 130 mm de diámetro.
La figura 6 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 2 que continúa descargando un rollo de 130 mm de diámetro.
La figura 7 ilustra un perfil de enrollamiento ilustrativo.
La figura 8 ilustra un conjunto ilustrativo de acoplamiento de extremo del núcleo antes de acoplar un núcleo. La figura 9 ilustra el conjunto de acoplamiento de extremo del núcleo de la figura 8 acoplando el núcleo.
La figura 10 ilustra una realización alternativa de una configuración de nido de enrollamiento que comprende un tambor de enrollamiento, una correa y dos rodillos guía.
La figura 11 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 10 con el rodillo guía encontrándose con un rollo entrante, y el segundo rodillo guía adicional no se muestra para fines de claridad.
La figura 12 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 10 con el rodillo guía en contacto con un rollo de 90 mm de diámetro, y el segundo rodillo guía adicional no se muestra para fines de claridad.
La figura 13 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 10 con ambos rodillos guía en contacto con un rollo de 95 mm de diámetro.
La figura 14 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 10 enrollando un rollo de 100 mm de diámetro.
La figura 15 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 10 enrollando un rollo de 130 mm de diámetro.
La figura 16A ilustra el nido de enrollamiento de la figura 10 enrollando un rollo de 165 mm de diámetro.
La figura 16B ilustra el nido de enrollamiento de la figura 10 enrollando un rollo de 200 mm de diámetro.
Las figuras 17-21 ilustran el nido de enrollamiento de la figura 10 descargando un rollo de 130 mm de diámetro. Las figuras 22-24 ilustran el nido de enrollamiento de la figura 10 descargando un rollo de 130 mm de diámetro según un método alternativo.
La figura 25 muestra una realización alternativa de una configuración de nido de enrollamiento que comprende un tambor de enrollamiento, una correa y dos rodillos guía donde el rollo de enrollamiento está separado del tambor de enrollamiento.
La figura 26 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 25 enrollando un rollo de 100 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 5 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 37 mm.
La figura 27 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 25 enrollando un rollo de 110 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 17 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 71 mm.
La figura 28 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 25 enrollando un rollo de 120 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 25 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 88 mm.
La figura 29 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 25 enrollando un rollo de 130 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 35 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 108 mm.
La figura 30 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 25 descargando un rollo de 130 mm de diámetro.
La figura 31 muestra una realización alternativa de una configuración de nido de enrollamiento que comprende un tambor de enrollamiento, una correa y dos rodillos guía donde el rollo de enrollamiento está separado del tambor de enrollamiento.
La figura 32 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 31 enrollando un rollo de 100 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 2 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 23,1 mm.
La figura 33 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 31 enrollando un rollo de 110 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 2 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 23.5 mm.
La figura 34 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 31 enrollando un rollo de 120 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 2 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 24.0 mm.
La figura 35 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 31 enrollando un rollo de 130 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 2 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 24,4 mm.
La figura 36 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 31 enrollando un rollo de 160 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 2 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 25.6 mm.
La figura 37 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 31 enrollando un rollo de 200 mm de diámetro, donde su hueco con el tambor de enrollamiento es de 2 mm y la longitud del tramo de banda es de aproximadamente 27.1 mm.
La figura 38 muestra una vista lateral de una realización ilustrativa de un sistema de rebobinado que incorpora una configuración de nido de enrollamiento que comprende un tambor de enrollamiento y una correa.
La figura 39 muestra una realización ilustrativa de la configuración de nido de enrollamiento de la figura 38 con un rollo entrante mostrado en el momento del contacto con la correa y otros elementos estructurales del aparato de rebobinado retirados para facilitar la ilustración.
La figura 40 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 39 con la correa en una posición más baja y el rollo que tiene un diámetro mayor en una posición más avanzada.
La figura 41 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 40 con la correa en una posición más baja y el rollo que tiene un diámetro mayor en una posición más avanzada.
La figura 42 ilustra el nido de enrollamiento de la figura 41 con la correa en una posición más baja y el rollo que tiene un diámetro mayor en una posición más avanzada, con el rodillo guía en contacto con el rollo.
Descripción detallada
Las figuras 1 - 6 muestran una realización ilustrativa de una configuración de nido de enrollamiento N que comprende un tambor de enrollamiento 50, una correa 52 y un rodillo guía 54. La realización ilustrativa de las figuras 1 - 6 se puede usar para productos que tengan un rango de diámetro de rollo de entre 90 mm y 225 mm. El tambor de enrollamiento puede tener un diámetro de 165 mm. El rodillo guía puede tener un diámetro de 85 mm. La banda W se acerca al tambor de enrollamiento 50 desde arriba y envuelve el tambor hasta la región de enrollamiento de banda. Por tanto, el tambor de enrollamiento 50 también dirige y entrega la banda al rollo en el nido de enrollamiento N. El tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 forman un espacio entre el cual pasan un núcleo 62 y la banda W (y el núcleo y la banda juntos enrollando el rollo 64) en la configuración de nido de enrollamiento. La correa 52 está dispuesta alrededor de poleas 66, al menos una de las cuales se acciona para hacer que la superficie de la correa se mueva en la dirección opuesta a la superficie del tambor de enrollamiento superior 50 opuesto a la correa a través del espacio. El movimiento de la correa 52 en esta dirección hace que el rollo 64, con el núcleo 62, gire y enrolle la banda de alimentación W alrededor del rollo y así aumentar su diámetro. La banda se puede alimentar al tambor de enrollamiento 50 con un dispositivo de alimentación o transporte de banda flexible.
Aproximadamente vertical en los dibujos se muestra una placa de estricción 56 que se puede usar para realizar el corte de la banda similar al sistema que se muestra en el documento US 6056229. Mientras que los dibujos muestran la banda W acercándose al tambor de enrollamiento 50 generalmente verticalmente, el ángulo de aproximación de la banda al tambor de enrollamiento 50 puede ser hacia la derecha o hacia la izquierda de la vertical general que se muestra en los dibujos. La placa de estricción puede proporcionarse de manera correspondiente en relación con el ángulo de aproximación de la banda al tambor de enrollamiento 50. A la izquierda y en la parte inferior izquierda del tambor de enrollamiento se muestran unos dedos 58 y una superficie de rodadura curva 60 que puede usarse para guiar un núcleo 62 durante la transferencia de la banda y luego guiar el rollo de rodadura 64 a la región de enrollamiento, similar al sistema en el documento US 6056229. Se pueden proporcionar otros mecanismos de corte de banda y/o mecanismos de transferencia de banda, incluidos los sistemas divulgados en los documentos US 5538199, US 5839680, US 5979818, US 7614328, US 5150848, US 6422501, US 6945491, US 7175126, US 7175127, US 8181897, US 9586779, EP 3148906, y otros sistemas para cortar la banda en el tambor de enrollamiento con una cuchilla móvil o almohadilla de estricción y/o transferir la banda frente a una línea longitudinal o anillos circunferenciales de pegamento o humedad, medios electrostáticos, o un sistema de doblado de banda. Aunque la descripción que sigue describe una sola correa, la descripción no pretende ser limitativa en ningún sentido y pueden proporcionarse varias correas paralelas. Adicionalmente, el término correa no pretende ser limitativo, y puede verse como un miembro flexible continuo dispuesto en un bucle sin fin capaz de recibir una velocidad tangente a su superficie, independientemente del material, materiales o técnicas de construcción que permiten la función y las propiedades descritas en el presente documento. Adicionalmente, el término núcleo o núcleo de enrollamiento se usa para describir cualquier centro o estructura interna alrededor de la cual se puede enrollar el material de banda, incluyendo un mandrino tubular o macizo, husillo, eje, árbol, núcleo de cartón, núcleo de material enrollado, núcleos que se retiran en operaciones posteriores al enrollamiento para fabricar productos sin núcleo, por ejemplo, como se muestra en el documento US 9284147, etc. Además, el término "banda" pretende cubrir material en bandas anchas, bandas estrechas, bandas individuales y una pluralidad de bandas (cintas), ya se rebane o corte después del desenrollado, o derivado de múltiples desenrollados.
Cuando el insertador (no mostrado) introduce el núcleo 62 para la transferencia de banda, se guía en contacto con el tambor de enrollamiento 50 por los dedos de transferencia 58, que están en el lado opuesto del canal de inserción del núcleo como el tambor de enrollamiento. Cuando el núcleo 62 entra en contacto con el tambor de enrollamiento 50, sufre un aumento muy abrupto en su velocidad de rotación y se acciona en rotación a lo largo de la superficie de rodadura curva 60 por el tambor de enrollamiento 50 hacia la correa 52. La superficie de rodadura curva 60 y el tambor de enrollamiento 50 definen el canal de inserción del núcleo. La forma de la superficie de rodadura curva 60 es generalmente cóncava con respecto al tambor de enrollamiento, y está separada del tambor de enrollamiento a una distancia ligeramente menor que el diámetro del rollo de enrollamiento, más preferentemente un poco menos que el diámetro del núcleo en el rollo, si el núcleo se adapta radialmente y puede flexionarse radialmente a medida que rueda a través del canal. La compresión radial del rollo, y más preferentemente también la compresión radial del núcleo, asegura la rotación positiva del rollo a medida que el tambor de enrollamiento lo conduce a través del canal de inserción del núcleo. Como se muestra en la figura 1, después de que el rollo 64 haya viajado a lo largo de la superficie de rodadura curva 60, entra en contacto con la correa 52 ligeramente antes del punto más estrecho en el espacio S entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 (p. ej., la dimensión de hueco más pequeña). A medida que el rollo de rodadura 64 pasa de la superficie de rodadura 60 a la correa 52, muy abruptamente sufre un aumento gradual en su velocidad de rotación y una reducción en su velocidad de traslación, debido al hecho de que la superficie de rodadura curva 60 tiene velocidad cero y la correa 52 tiene una velocidad superficial en la dirección opuesta a la del tambor de enrollamiento, banda de alimentación y núcleo insertado. Como se muestra en la figura 1, el rollo 64 hace contacto con la correa 52 un poco más allá del punto donde la superficie de la correa se curva alrededor de una polea 66. En esta posición, la velocidad superficial relativa de la correa es menor que la velocidad superficial de la correa a medida que se curva alrededor de la polea 66, y proporciona una dinámica más constante para enrollar y controlar el rollo 64 a medida que pasa por el espacio entre el tambor de enrollamiento y la correa evitando un cambio de paso en la velocidad superficial de la correa que puede ocurrir, por su espesor, donde la correa comienza a curvarse alrededor de la polea 66.
Después de que el rollo de enrollamiento 64 se haya puesto en contacto con la correa 52, debe avanzar más a través del espacio entre el tambor de enrollado 50 y la correa 52 hacia el nido de enrollamiento N. Esto puede denominarse introducción de rollos o progresión de rollos. Se entiende que esta es una fase crítica en el ciclo de enrollamiento para el control porque el rollo avanza muy rápidamente y aumenta de diámetro muy rápidamente. Si se controla adecuadamente, el rollo de enrollamiento 64 se desacelerará tanto en rotación como en traslación a medida que avanza hacia el nido de enrollamiento N y permanecerá en contacto tanto con el tambor de enrollamiento como con la correa durante esta transición. Para llevar el rollo 64 hacia adelante en el nido de enrollamiento N, la correa 52 tiene una velocidad superficial inferior a la velocidad superficial del tambor de enrollamiento 50. La velocidad de la correa 52 se puede variar a lo largo del ciclo del producto según un perfil tal que el rollo progrese hacia el interior del nido de enrollamiento N de forma controlada. Preferentemente, el perfil de velocidad de la correa 52 se calcula en función de la banda entregada, diámetro del rollo, posición del rollo, o cualquier combinación de los mismos. El perfil de velocidad de la correa se calcula para hacer avanzar el rollo 64 de manera controlada, en donde el contacto del rollo 64 se mantiene con el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52. Durante esta fase de introducción del ciclo de enrollamiento, la distancia de hueco entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 puede mantenerse en una dimensión relativamente constante. En este caso, el avance del rollo se controla por el perfil de velocidad de la correa 52. Debido a que el rollo primero hace contacto con la correa 52 ligeramente antes del punto más estrecho en el espacio S entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52, y debido a que el diámetro del rollo está creciendo muy rápidamente en este momento, el rollo puede comprimirse o deformarse radialmente al pasar por el punto más estrecho. Esta técnica se puede usar para provocar un enrollado apretado de las envolturas de banda iniciales cerca del núcleo a través de presiones de contacto elevadas. El nivel de tirantez del enrollamiento al principio puede reducirse poniendo el rollo en contacto con la correa más cerca e incluso en el punto más estrecho del espacio S entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52. Según la aplicación, y especialmente las aplicaciones a velocidades relativamente más altas, donde el rollo entrante tiene mayor impulso, la velocidad superficial de la banda se puede operar más rápido para que el rollo no se deslice a través del estrechamiento, pierda contacto con el tambor de enrollamiento y deje de girar. Por tanto, a medida que el rollo de enrollamiento se acerca al punto más estrecho en el espacio S entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 para su contacto inicial, se puede aumentar la velocidad de la correa. Por tanto, la velocidad de la correa y la posición de la correa en relación con el tambor de enrollamiento se pueden cambiar según sea necesario en función de la velocidad de la aplicación, tamaño del producto y la firmeza deseada del rollo resultante. Tener la correa en una posición relativamente fija en relación con el tambor de enrollamiento puede ser más efectivo para un enrollamiento más ajustado, lo cual puede ser deseable para ciertos productos firmes y de alta firmeza.
Cuando se enrollan productos menos firmes y de baja firmeza, no es deseable un enrollamiento más apretado al principio. Para dar cabida a la flexibilidad operativa en este sentido, se puede agregar un segundo grado de libertad a la correa 52 para que la distancia entre la correa 52 y el tambor de enrollamiento 50 pueda variar a lo largo del ciclo del producto de acuerdo con un perfil que permita que el rollo progrese hacia el nido de enrollamiento N de manera controlada sin comprimirse radialmente ni deformarse al pasar por un punto de contacto estrecho. Preferentemente, el perfil de posición de la correa 52 se calcula en función de la banda entregada, diámetro del rollo, posición del rollo, o cualquier combinación de los mismos. El perfil de posición de la correa se puede calcular para hacer avanzar el rollo 64 de manera controlada en donde se mantiene el contacto del rollo 64 con el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52. En este caso, el rollo se puede poner en contacto con la correa más lejos del punto más estrecho en el espacio S entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 con mayor control y sin tendencia a un enrollamiento apretado. En este caso, el avance del rollo se controla por el perfil de velocidad de la correa 52 y el perfil de posición de la correa 52, que en combinación proporcionan mayor control y calidad de enrollamiento para productos menos firmes y de baja firmeza.
A medida que el rollo de enrollamiento 64 sigue avanzando hacia el nido de enrollamiento N y aumenta de diámetro, la velocidad de la correa 52 puede seguir aumentando. El rollo de enrollamiento 64 tiene su mayor velocidad de avance traslacional cuando hace contacto por primera vez con la correa 52, porque el espacio entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 diverge solo ligeramente, no diverge, o incluso converge levemente. A medida que el rollo de enrollamiento 64 avanza más y más hacia el nido de enrollamiento N, las superficies del tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 divergen cada vez más y el diámetro del rollo aumenta a un ritmo cada vez más lento debido a su circunferencia creciente. Por lo tanto, la velocidad superficial de la correa 52 es relativamente más lenta al comienzo de cada ciclo y aumenta durante el ciclo de enrollamiento para controlar correctamente el rollo. A continuación, cerca del final del ciclo de enrollamiento, la velocidad de la correa se reduce para hacer que el rollo casi terminado o el rollo terminado se descargue del nido de enrollamiento N. La desaceleración de la correa 52 hace que el rollo completo 64 ruede hacia la derecha en los dibujos, fuera del nido de enrollamiento N, sobre una superficie de descarga 68 para su posterior procesamiento. Este viaje hacia la derecha preferentemente comienza un poco antes de que se corte la banda para transferirla al siguiente núcleo, pero puede comenzar al mismo tiempo que se corta la banda, o después de que se corta la banda. Otro propósito de desacelerar la correa 52 cerca del final del ciclo de enrollamiento es tener la correa lo suficientemente desacelerada a la velocidad correcta para controlar el siguiente rollo 64 cuando llegue a la correa 52 para su introducción y avance en el nido de enrollamiento N. El inicio de la desaceleración puede programarse para provocar una descarga correcta del rollo terminado o casi terminado. La magnitud de la desaceleración puede elegirse para provocar una introducción correcta del siguiente rollo. La magnitud de la desaceleración puede elegirse para provocar una descarga correcta del rollo terminado o casi terminado y para provocar una introducción correcta del siguiente rollo.
Un control de la rebobinadora puede establecer un diferencial de velocidad entre el tambor de enrollamiento y la correa, que a su vez controla la progresión del rollo a través del estrechamiento entre el tambor de enrollamiento y la correa. La velocidad de la superficie de la correa puede estar en su velocidad más baja justo antes de la llegada del núcleo/rollo, de modo que la correa aumenta en velocidad cuando entra en contacto con el núcleo/rollo. La velocidad superficial de la correa se puede aumentar a través del ciclo de enrollamiento, ya que el crecimiento del diámetro del rollo y la geometría del nido de enrollamiento requieren una progresión más lenta del rollo hacia adelante. La velocidad superficial de la correa puede disminuir relativamente rápido cerca del final del ciclo de enrollamiento, lo que a su vez hace que el rollo comience a avanzar más rápidamente nuevamente para la descarga. El control puede almacenar en la memoria un perfil de velocidad que correlacione la velocidad de la banda a lo largo del tiempo, o la velocidad de la banda frente a la fracción del ciclo de enrollamiento, para el ciclo de enrollamiento. El perfil de velocidad de la correa puede ejecutarse como un movimiento controlado por posición. Un perfil de velocidad puede ejecutarse como un movimiento controlado por posición integrando un perfil de velocidad. El perfil de velocidad de la correa se puede preestablecer (es decir, calcular y almacenar en una memoria del control de la rebobinadora) en función de los parámetros solicitados del producto y luego puede modificarse durante el ciclo de enrollamiento, o entre ciclos de enrollamiento, según sea necesario. El perfil de velocidad de la correa se puede preestablecer para al menos la fase intermedia del ciclo de enrollamiento durante el cual tiene lugar una preponderancia del enrollamiento de rollos. El perfil de velocidad de la correa también se puede preestablecer para las fases de introducción y/o descarga de rollos. El perfil de velocidad de la correa se puede calcular para tener en cuenta la progresión del rollo dentro del nido de enrollamiento, aumento del diámetro del rollo durante el enrollamiento, movimiento de la posición de la correa, o cualquier combinación de los mismos. Se puede usar un perfil de velocidad calculado que se base en la física del proceso para promover un enrollamiento uniforme, diámetro máximo y vibración reducida. La figura 7 es un gráfico de un perfil de velocidad de la correa de enrollamiento ilustrativa.
La figura 3 muestra un rodillo guía 54 que se encuentra con un rollo entrante. La figura 4 muestra el rodillo guía 54 sobre el rollo durante el enrollamiento, en una posición sustancialmente equidistante del tambor de enrollamiento 50 y la correa 52. Las figuras 5 y 6 muestran el rodillo guía 54 en una posición más alta en el rollo 64. El rodillo guía se puede mover a una posición más alta para aumentar el espacio entre el rodillo guía 54 y la correa 52 para permitir un hueco suficiente a través del cual pueda pasar el rollo que se está descargando.
El rodillo guía 54 se puede colocar en el nido de enrollamiento N con un mecanismo de colocación 70 (figura 1). El mecanismo de colocación 70 puede permitir un movimiento compuesto, movimiento arqueado, movimiento alternativo lineal o cualquier combinación de los mismos a través de motores de posicionamiento y conexiones. El mecanismo de colocación para el rodillo guía 54 permite preferentemente un movimiento compuesto de modo que el rodillo guía pueda mantener las posiciones preferidas de contención de rollos en el nido de enrollamiento N durante la preponderancia del ciclo de enrollamiento de rollos. Cerca del final del ciclo de enrollamiento, el mecanismo de colocación del rodillo guía puede mover el rodillo guía 54 hacia arriba y más cerca de la parte superior del rollo de enrollamiento 64 para proporcionar un hueco adecuadamente grande entre el rodillo guía 54 y la correa 52 para que el rollo pase a su través hasta la superficie de descarga 68. El rodillo guía puede aumentar su velocidad superficial durante su movimiento ascendente alrededor del rollo, de manera que su movimiento no raye, dañe o arrugue las envolturas de banda del rollo. El rodillo guía puede aumentar su velocidad superficial al final del ciclo de enrollamiento o cerca del mismo para ayudar a acelerar la descarga del rollo. Después de que el rollo terminado 64 se haya alejado del rodillo guía 54 y el camino de regreso del rodillo guía al nido de enrollamiento N, el rodillo guía puede moverse hacia abajo rápidamente para encontrarse con el siguiente rollo entrante. El tambor de enrollamiento 50, la correa 52 y el rodillo guía 54 proporcionan tres regiones de contacto en la periferia del rollo para accionar y controlar el rollo de enrollamiento durante el ciclo de enrollamiento. El perfil de velocidad del rodillo guía y el perfil de movimiento de la posición del rodillo guía pueden calcularse para tener en cuenta la progresión del rollo dentro del nido de enrollamiento, aumento del diámetro del rollo durante el enrollamiento, movimiento de la posición de la correa, o cualquier combinación de los mismos.
La superficie de descarga 68 puede proporcionarse aguas abajo del extremo de la correa 52. La superficie de descarga 68 puede incluir una mesa que tiene una posición inicial justo más allá del punto donde la correa comienza a curvarse alrededor de la polea giratoria 66. Si se usan varias correas paralelas, la mesa puede incluir dedos que encajan con los espacios entre correas paralelas. Los dedos pueden extenderse más allá de las partes curvas de las correas, de modo que el rollo 64 pase más gradualmente desde las superficies de las correas hasta los dedos de la mesa de descarga. Los dedos de la mesa de descarga pueden tener un movimiento coordinado con el mecanismo de colocación de la correa, por lo que se mantiene una relación constante entre los dedos y las correas. Los dedos de la mesa de descarga pueden posicionarse independientemente de las correas, por ejemplo, para retroceder debajo de las correas en una posición más aguas arriba en el nido de enrollamiento para productos de menor diámetro y más aguas abajo en el nido de enrollamiento para productos de mayor diámetro. Los dedos se pueden colocar para establecer la distancia deseada sobre la cual los rollos ruedan sobre las correas a medida que se descargan. Una compuerta de descarga, u otro dispositivo conocido en la técnica, puede proporcionarse aguas abajo del nido de enrollamiento para capturar un rollo enrollado terminado y/o controlar el tiempo de salida del rollo enrollado terminado de la rebobinadora.
Sin limitarse a ninguna teoría, se cree que un nido de enrollamiento que comprende un tambor de enrollamiento y una correa, por ejemplo, como se muestra en las figuras 1 - 6 (y en otras figuras que se discutirán más adelante), forma un nido de enrollamiento que es favorable para hacer correr rollos de baja firmeza y gran diámetro con baja firmeza a altas velocidades con menos vibración. En primer lugar, sin limitarse a ninguna teoría, se cree que el estrechamiento de la correa contra la superficie de un rollo de enrollamiento tiene menos posibilidades de provocar el deslizamiento entre capas entre las envolturas sucesivas de la banda dentro del rollo giratorio que el estrechamiento de un tambor contra la superficie de un rollo de enrollamiento. Se cree que en una configuración donde el nido de enrollamiento está formado por tambores de enrollamiento superiores e inferiores, la presión de contacto en la periferia de un rollo de enrollamiento ejercida por los tambores de enrollamiento superior e inferior puede inducir el deslizamiento entre capas dentro del rollo en donde el interior del rollo avanza con respecto a la periferia del rollo. Tal movimiento relativo tendría el efecto de hacer que el rollo se enrolle más apretado y más pequeño, lo que tiende a ser indeseable cuando se enrollan productos de gran diámetro y baja firmeza. En tal configuración, se cree que el aumento de la presión de contacto contra el rollo de enrollamiento ejercida por los tambores de enrollamiento superior e inferior puede provocar un mayor deslizamiento entre capas, mientras que una presión de contacto reducida contra la periferia del rollo de enrollamiento puede provocar un deslizamiento entre capas menor. El uso de una correa de enrollamiento en lugar de un tambor de enrollamiento inferior puede aumentar significativamente el área de contacto de estrechamiento con el rollo, reduciendo así la presión de estrechamiento para reducir el deslizamiento entre capas. También, sin limitarse a ninguna teoría, se cree que en una configuración donde el nido de enrollamiento está formado por tambores de enrollamiento superiores e inferiores, un rollo de baja firmeza puede tener una muesca cóncava en sus estrechamientos con los tambores de enrollamiento porque los rollos de baja firmeza pueden deformarse fácilmente. Esta forma de muesca, combinada con la mayor presión de su área más pequeña de contacto de estrechamiento, puede penetrar más profundamente en el rollo de enrollamiento y, por tanto, comunicarse con más capas de banda envuelta, promoviendo el deslizamiento entre capas. Sin embargo, contra una correa de enrollamiento, se cree que un rollo de baja firmeza puede tener una deformación sustancialmente plana, incluso posiblemente ligeramente convexa. Esta forma de muesca puede tender a penetrar menos profundamente en las capas de banda envuelta del rollo de enrollamiento y, por lo tanto, reducir el deslizamiento entre capas. Por tanto, la geometría de la correa que es plana o ligeramente cóncava, con respecto al rollo de enrollamiento, en lugar de convexa como con un tambor de enrollamiento, puede tender a reducir el deslizamiento entre capas. En segundo lugar, sin limitarse a ninguna teoría, se cree que el estrechamiento de la correa contra la superficie de un rollo de enrollamiento tiene más potencial para retener el calibre, o espesor, de la banda que se enrolla en el rollo giratorio. Como se ha descrito anteriormente, el uso de una correa de enrollamiento en lugar de un tambor puede aumentar significativamente el área del contacto de estrechamiento con el rollo y, por lo tanto, reducir la presión de estrechamiento. Una presión de estrechamiento reducida reduciría la tendencia del material de banda a adelgazarse aplastando el calibre o comprimiendo el estampado. Retener el espesor del material de banda es ventajoso cuando se enrollan productos de gran volumen y baja firmeza y productos de gran diámetro y baja firmeza a velocidades más altas. En la medida en que un rollo se enrolla con vibración, la energía de la vibración se puede absorber o dispersar a través del estrechamiento con la correa y se puede distribuir en un área de contacto más grande que en el caso de un tambor de enrollamiento, lo que puede dar como resultado una menor tendencia a producir un rollo fuera de especificación.
La deformación sustancialmente plana, incluso posiblemente ligeramente convexa, del rollo en su estrechamiento con la correa 52 puede proporcionar otras ventajas y puede mejorarse variando las características o los ajustes de las correas. El material en la superficie de la correa puede ser flexible y, por lo tanto, adaptarse bajo la carga del rollo, aumentando su área de contacto y reduciendo la presión de contacto y la deformación en el rollo. La correa en sí puede ser estirable o elástica y puede extenderse bajo la carga del rollo, envolviendo el rollo ligeramente, aumentando su área de contacto y, por lo tanto, reduciendo la presión de contacto y la deformación en el rollo. El ajuste de tensión en la correa también se puede variar para influir en la presión de contacto y la deformación en el rollo. Adicionalmente, la posición de la correa debajo del rollo de enrollamiento, donde soporta una preponderancia de la carga de peso del rollo, puede ser ventajosa sobre otras configuraciones de nidos de enrollamiento u otras posiciones posibles de una correa de enrollamiento con respecto al rollo.
En un nido de enrollamiento de rebobinadora de superficie, el rollo se soporta en su periferia. En el caso de un nido de enrollamiento con solo tambores de enrollamiento, la carga de peso del rollo se soporta por los tambores, normalmente principalmente un tambor de enrollamiento inferior. En un nido de enrollamiento con tambores de enrollamiento superior e inferior, poco se puede hacer para causar una reducción de la presión en el estrechamiento en el tambor de enrollamiento inferior, porque el peso del rollo causa la presión. Sin embargo, dada la forma de la correa 52 para reducir la presión de estrechamiento, como se ha descrito anteriormente, se puede soportar el mismo peso del rollo con menos presión de estrechamiento, en comparación con un tambor de enrollamiento más bajo. Por lo tanto, colocar la correa debajo del rollo, donde pueda soportar una preponderancia del peso del rollo, puede ser especialmente beneficioso para rollos de diámetro más grande y baja firmeza, que agregan carga de peso a medida que aumentan de tamaño y, por tanto, encuentran fuerzas de estrechamiento crecientes a través del ciclo de enrollamiento.
Se podría utilizar una correa en cualquier lado del rollo de enrollamiento, pero debajo del rollo es la ubicación más efectiva en parte porque la carga de peso del rollo es inevitable. Cuando se enrollan rollos de baja firmeza en una rebobinadora de superficie de 3 tambores, se pueden hacer esfuerzos para reducir las presiones de estrechamiento en el tambor de enrollamiento superior y en el rodillo guía (aunque no tan eficazmente como con un sistema de correa, como se describe en los siguientes párrafos de la divulgación), pero se puede hacer poco con respecto al peso del rollo en el tambor inferior, y el estrechamiento allí normalmente tendría la mayor presión, y su presión de estrechamiento aumentaría a medida que aumenta el diámetro del rollo. Por lo tanto, debajo del rollo es la posición más favorable para que la correa alivie una presión de estrechamiento. La disposición también puede ser ventajosa con el procesamiento de bandas estructuradas y/o texturizadas (p. ej., NTT, QRT, etc.), o estampado especializado en la banda, durante el ciclo de enrollamiento, porque la menor presión de contacto en el estrechamiento de la configuración de la correa en comparación con una configuración con un tambor de enrollamiento puede tender a reducir el adelgazamiento del material de banda por aplastamiento o compresión de su estructura o textura o su estampado. Una magnitud reducida de la deformación radial del rollo en su estrechamiento con la correa, en comparación con un estrechamiento con un tambor de enrollamiento, también puede inducir menos tensión en las envolturas de la banda a medida que pasan a través del estrechamiento, que puede ayudar a preservar el espesor de la banda estructurada y evitar el alargamiento de la banda estructurada. Esto, a su vez, puede reducir la posibilidad de que la banda estructurada alcance un umbral de deformación más allá del cual una parte significativa del espesor de la banda estructurada no vuelve a su espesor nominal cuando se elimina o se reduce la carga de tensión.
Como se ha descrito anteriormente, sin limitarse a ninguna teoría, se cree que la reducción de la presión de estrechamiento en un rollo de enrollamiento puede reducir el deslizamiento entre capas dentro del rollo y, por lo tanto, facilitar el enrollamiento de rollos de baja firmeza y de gran diámetro y baja firmeza a velocidades más altas sin vibración excesiva o con menos vibración. Por tanto, se cree que se puede obtener un beneficio al reducir la presión en todos los estrechamientos con el rollo de enrollamiento, incluso en el tambor de enrollamiento y cualquier rodillo guía. Otra ventaja de usar una correa debajo del rollo de enrollamiento y tenerla casi o sustancialmente horizontal, tal como inclinada desde la horizontal por menos de 15° (más preferentemente por menos de 11°, y más preferentemente por menos de 7°) es que en esta configuración puede permitir presiones de estrechamiento más bajas entre el rollo y el tambor de enrollamiento y el(los) rodillo(s) guía. Puede verse que el tambor de enrollamiento 50 no soporta sustancialmente nada del peso del rollo, de modo que la velocidad superficial de la correa 52 se puede usar para ajustar la presión de estrechamiento independientemente del peso del rollo. El aumento de la velocidad de la correa puede aumentar la presión de contacto en el estrechamiento entre el rollo y el tambor de enrollamiento. Reducir la velocidad de la correa puede reducir, minimizar, o incluso eliminar, la presión de contacto en el estrechamiento entre el rollo y el tambor de enrollamiento. Se puede ver que si la inclinación de la correa es de cero grados, el rodillo guía tampoco soporta prácticamente nada del peso del rollo, y si la inclinación es un ángulo pequeño, el rodillo guía puede soportar solo una pequeña fracción del peso del rollo. Disminuir la velocidad de la correa puede aumentar la presión de contacto en el estrechamiento entre el rollo y el rodillo guía. El aumento de la velocidad de la correa puede reducir, minimizar, o incluso eliminar, la presión de contacto en el estrechamiento entre el rollo y el rodillo guía. Optimizar la velocidad y la posición de la correa y la posición del rodillo guía puede dar como resultado presiones de contacto reducidas, minimizadas, o incluso eliminadas en los estrechamientos entre el tambor de enrollamiento y el rollo y el(los) rodillo(s) guía y el rollo.
La correa 52 puede estar provista de un mecanismo de colocación de correa (figuras 38-39, '130') de modo que el ángulo de la correa y la separación S de la correa en relación con el tambor de enrollamiento 50 y el rodillo guía 54 se puedan ajustar de acuerdo con un producto de rollo 64 en particular en función de las propiedades del material de banda, diámetro del núcleo y diámetro del rollo terminado. La correa se puede colocar según sea necesario para minimizar la presión de contacto en los puntos de estrechamiento entre el tambor de enrollamiento y el rollo, la correa y el rollo, y el(los) rodillo(s) guía y el rollo. Esto tiende a ser ventajoso para maximizar el diámetro del rollo enrollado. Además, la presión de contacto entre el tambor de enrollamiento 50 y el rollo 64, la correa 52 y el rollo, y el rodillo guía y el rollo, se puede aumentar o disminuir ajustando la posición general de la correa con el mecanismo de colocación de correa, o ajustando el ángulo relativo de la correa desde generalmente horizontal hasta más o menos inclinado. La posición de la correa durante el ciclo de enrollamiento permite enrollar productos de diferentes diámetros con una presión de estrechamiento reducida o minimizada u optimizada durante todo el ciclo de enrollamiento. En una configuración de tambor de enrollamiento superior e inferior, por el contrario, los rollos normalmente deben trepar hacia arriba en el tambor de enrollamiento inferior a medida que ingresan al nido de enrollamiento. Por tanto, al principio del ciclo de enrollamiento, el rollo tiende a "inclinarse" contra el tambor superior y la presión de estrechamiento puede ser mayor que la deseada. Si es un rollo de gran diámetro, continuará avanzando a medida que crece en diámetro hasta que esté en el punto muerto superior del tambor inferior, donde se equilibra brevemente entre el tambor superior y el rodillo guía. Cuando crece, pasa por el punto muerto superior y comienza a "inclinarse" contra el rodillo guía, ya que tiene una trayectoria descendente y la presión de estrechamiento puede ser mayor que la deseada.
Sin limitarse a ninguna teoría, se cree que un nido de enrollamiento que comprende un tambor de enrollamiento y una correa, por ejemplo, como se muestra en las figuras 1 - 6 (y en otras figuras que se discutirán más adelante), forma un nido de enrollamiento que es favorable para mejorar el control del rollo durante la introducción en el nido de enrollamiento N. Como se discutió anteriormente, el rollo entrante debe desacelerarse bajo un buen control a través del espacio entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 para llevarse al nido de enrollamiento de manera eficiente y fiable. Se cree que si la desaceleración del rollo se ejecuta sobre una mayor distancia de traslado del rollo, entonces la magnitud de la aceleración puede reducirse, lo que, a su vez, puede hacer que la fase crítica de la introducción de rollos en el nido de enrollamiento se adapte mejor a las variaciones en las propiedades del material de banda entrante y las condiciones de funcionamiento de la máquina. Se cree que la magnitud reducida de la aceleración puede ser menos perturbadora para los enrollamientos en el rollo, porque se requiere menos presión en el estrechamiento entre el tambor de enrollamiento y la correa para controlar el rollo, lo que puede preservar mejor el espesor de la banda y evitar enrollamientos más apretados en el rollo al comienzo del ciclo. Se puede configurar un nido de enrollamiento con un tambor de enrollado y una correa para que tenga una distancia de traslado suficiente para desacelerar el rollo durante la introducción en el nido de enrollamiento N. En términos generales, las superficies de dos tambores opuestos divergen más rápidamente cuando un objeto pasa a través del espacio entre ellos en comparación con las superficies de un tambor y una correa opuesta si la superficie de la correa es sustancialmente plana. Cuando un rollo 64 sale de la superficie de rodadura 60 sobre la correa 52, tiene velocidad de rotación y de traslación. Como se explicó anteriormente, a medida que el rollo de rodadura 64 pasa de la superficie de rodadura 60 a la correa 52, muy abruptamente sufre un aumento gradual en su velocidad de rotación y una reducción en su velocidad de traslación, debido al hecho de que la superficie de rodadura curva 60 tiene velocidad cero y la correa 52 tiene una velocidad superficial en la dirección opuesta a la del tambor de enrollamiento, banda de alimentación y núcleo insertado. Sin embargo, una divergencia más gradual entre la correa 52 y el tambor de enrollamiento 50 requiere que el rollo viaje más rápidamente a través del espacio, por lo que la velocidad superficial de la correa puede reducirse en mayor medida, y la magnitud de los cambios bruscos de velocidad que experimenta el rollo 64 a medida que pasa a la correa 52 puede reducirse. A continuación, a medida que el rollo pasa a través de este espacio hacia el nido de enrollamiento N, una divergencia más gradual entre la correa 52 y el tambor de enrollamiento 50 proporciona una mayor distancia y tiempo para lograr la desaceleración de introducción, lo que puede permitir un mejor y más sencillo control durante el ciclo de enrollamiento. El mecanismo de colocación de la correa 52 durante la parte inicial del ciclo de enrollamiento y la desaceleración del rollo cuando entra en el nido de enrollamiento N también pueden tender a producir un enrollamiento uniforme que no tenga un anillo de material de banda W enrollado apretadamente alrededor del núcleo 62 al comienzo del ciclo de enrollamiento.
La correa 52 puede ser de construcción unitaria o constar de al menos dos partes: (i) un lado de contacto con el rollo que se acopla con el rollo, y (ii) un lado de contacto con la polea que se acopla con una polea que acciona la correa. El lado de contacto con el rollo de la correa puede tener una capa de cobertura. El lado de contacto con el rollo de la correa es preferentemente resistente al desgaste y tiene una característica de alta tracción y/o alta adherencia. El lado de contacto con el rollo de la correa puede comprender un tipo de material de caucho o elastómero con características de alta adherencia. El lado de contacto con el rollo de la correa puede comprender una superficie rugosa con características de alta tracción. El lado de contacto con el rollo de la correa se puede cambiar o modificar para tener más o menos adherencia o tracción. Una capa de cobertura de la correa puede ser más suave o más dura, más gruesa o más delgada, más o menos conforme, dependiendo de la aplicación, para proporcionar las características deseadas para la interacción de la correa y el rollo de enrollamiento. Las texturas de la superficie se pueden imponer o implementar en el lado de contacto con el rollo de la correa mediante colada, marcado, mecanizado, grabado láser, implantado, etc. Se pueden utilizar protuberancias o relieves en el lado de contacto con el rollo de la correa. Es preferible una característica de alta tracción y/o adherencia en el lado de contacto con el rollo de la correa para permitir el control del rollo de enrollamiento en su estrechamiento con la correa en la fase de introducción, enrollamiento y descarga, incluso con una presión de contacto mínima o minimizada o baja en el estrechamiento. El lado de contacto con la polea de la correa puede tener una característica de alta tracción y/o alto adherencia, para reducir o minimizar o eliminar el deslizamiento de la correa en la polea de transmisión durante sus fases de aceleración y desaceleración del ciclo. El lado de contacto con la polea de la correa puede tener una serie de dientes que se acoplan en ranuras de las poleas para reducir o minimizar o eliminar el deslizamiento de la correa sobre la polea durante sus fases de aceleración y desaceleración del ciclo. La correa puede tener cordones internos, tal como se conoce en la técnica, para aumentar su resistencia al cambio de longitud, por lo que permanece sustancialmente a una longitud constante durante el funcionamiento, incluso durante sus fases de aceleración y desaceleración del ciclo de enrollamiento.
La tensión en la correa 52 se puede ajustar más alta o más baja dependiendo de la aplicación para proporcionar la dinámica de enrollamiento deseada y la interacción de la correa y el rollo de enrollamiento. En una realización, la tensión en la correa 52 puede modificarse durante el ciclo de enrollamiento como parte de un perfil de enrollamiento, o en función de sensores u otras mediciones de retroalimentación, para aumentar o reducir la presión de contacto, aumentar o reducir el alargamiento de la banda, reducir la vibración del rollo o alterar otras características del sistema. La tensión se puede cambiar en la correa 52 moviendo una de las dos poleas 66 mostradas en relación con la otra, o usando una tercera polea móvil o una zapata deslizante móvil (no mostrada) que actúa contra un tramo de la correa (p. ej., el tramo inferior) para alterar la tensión en la correa.
Como se ha mencionado anteriormente, en lugar de una sola correa, se puede proporcionar una pluralidad de correas paralelas espaciadas. Por ejemplo, cada correa en la pluralidad de correas puede tener aproximadamente 100 mm de ancho o hasta aproximadamente 500 mm de ancho o más con una separación o hueco de aproximadamente 25 mm entre las correas. La superficie de rodadura 60 desde los dedos de entrada 58 hasta las correas puede ser una superficie contigua o puede comprender dedos discretos con separación entre los dedos. Los dedos 58 pueden terminar cerca de la superficie de la correa, o pueden sobresalir más allá de la superficie de la correa y encajar con los huecos de las correas paralelas y separadas. Cada una de las correas de la pluralidad de correas puede ajustarse independientemente para adaptarse a cualquier variación entre las correas. Una tercera polea móvil tensora o una zapata deslizante se puede usar en conexión con cada correa para proporcionar un ajuste que asegure la tensión adecuada. La pluralidad de correas puede accionarse con una polea o cada correa puede tener una polea dedicada.
Tal como se muestra en las figuras 8-9, se puede proporcionar un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 80 para acoplarse y, dependiendo de la aplicación, accionar rotacionalmente el núcleo durante el ciclo de enrollamiento. Se puede proporcionar un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 80 con un mandril de núcleo 82 para acoplarse con un extremo del núcleo 62. También se puede proporcionar un segundo conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo axialmente opuesto al núcleo 62. El segundo conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo también puede incluir un segundo mandril 82 para acoplarse con el extremo axialmente opuesto del núcleo 62. El mandril 82 puede acoplarse a una cara de extremo del núcleo o a la superficie del diámetro interior del núcleo o a ambos. El núcleo 62 puede accionarse rotacionalmente por el mandril 82 de uno o ambos conjuntos de acoplamiento de extremo de núcleo 80. El mandril 82 preferentemente se acopla con el núcleo 62 después de que la banda se haya transferido al núcleo. El mandril preferentemente se acopla con el núcleo 62 después de que el rollo haya pasado de la superficie de rodadura 60 a la correa 52 y, por lo tanto, tiene una velocidad de traslación relativamente reducida, en comparación con cuando rueda a lo largo de la superficie de rodadura 60. El mandril 82 puede acoplarse con el núcleo 62 después de que el rollo haya pasado por el punto más estrecho del espacio S entre el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52. El mandril 82 puede acoplarse con el núcleo antes de que el rollo entre en contacto con el rodillo guía 54, cuando el rollo entra en contacto con el rodillo guía, o después de que el rollo esté en contacto con el rodillo guía. El mandril puede acoplarse al núcleo cuando el rollo está en contacto con el tambor de enrollamiento 50, correa 52 y un rodillo guía 54.
Cada mandril 82 puede colocarse en el nido de enrollamiento N con un mecanismo de colocación 84. El mecanismo de colocación de mandril 84 puede permitir un movimiento compuesto, movimiento arqueado, movimiento alternativo lineal o cualquier combinación de los mismos. Preferentemente, el mecanismo de colocación de mandril 84 puede funcionar con un movimiento compuesto para que coincida con el centro del rollo de enrollamiento, a medida que el rollo aumenta de diámetro y el centro del rollo traza un camino no lineal. El mandril 82 se puede desacoplar antes de la descarga del rollo y se puede desacoplar antes de que se corte la banda para la siguiente transferencia. Los mandriles 82 pueden moverse en vaivén paralelos al eje central del núcleo para acoplarse y desacoplarse del núcleo 62. El conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 80 puede incluir un accionador neumático, hidráulico, electrónico o mecánico 86 que permite que los mandriles 82 alternen sustancialmente alineados con el eje central del núcleo para la inserción y extracción de los extremos huecos del núcleo 62. El conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 80 también puede tener un accionador neumático, hidráulico, electrónico o mecánico 88 que permite que el mandril 82 se expanda radialmente hacia afuera para acoplarse con la superficie del diámetro interior del núcleo 62. Por ejemplo, como se muestra en las figuras 8 y 9, el accionador 88 mueve linealmente una varilla de control 90 que a su vez mueve el mandril 82 entre las posiciones acoplada y desacoplada en relación con las superficies del diámetro interior del núcleo 62. La varilla de control 90 puede estar dispuesta deslizantemente en un árbol de soporte 92 con cojinetes de manguito ubicados en los extremos axiales del árbol de soporte. El árbol de soporte 92 se puede montar de forma giratoria en una carcasa de accionamiento 94 con cojinetes de rodillos que permiten que el árbol de soporte 92 gire con respecto a la carcasa de accionamiento 94 y evita que el árbol de soporte se mueva axialmente con respecto a la carcasa de accionamiento 94. La carcasa de accionamiento 94 puede estar unida al mecanismo de colocación del conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 84. La carcasa de accionamiento 94 puede montarse en cojinetes lisos en un brazo de bastidor del mecanismo de colocación del conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 84, lo que permite que la carcasa de accionamiento se mueva axialmente con respecto al brazo de bastidor. La carcasa de accionamiento puede guiarse axialmente, de modo que la carcasa de accionamiento solo puede moverse axialmente y no puede girar con respecto al brazo de bastidor.
Antes de acoplar el núcleo 62, los mandriles 82 pueden girar a una velocidad que coincida con la velocidad de rotación del núcleo. Un motor (no mostrado) acoplado a un árbol impulsor flexible 96 puede accionar rotacionalmente el mandril 82. El árbol impulsor flexible 96 se puede acoplar a la varilla de control 90 junto al accionador 88 en un extremo axial de la carcasa de accionamiento 94. Los mandriles 82 pueden girar libremente a la velocidad del rollo giratorio. En consecuencia, los mandriles pueden ser mandriles inactivos. Los mandriles 82 también pueden, o como alternativa, tienden a impartir una ligera acción de frenado contra el rollo durante al menos parte del ciclo de enrollamiento. La acción de frenado puede proporcionarse mediante un mecanismo de tipo embrague mecánico o magnético y/o mediante el motor.
Después de acoplar el núcleo 62, los mandriles 82 pueden alejarse axialmente uno del otro, desarrollando así una fuerza de tensión axial en el núcleo. La aplicación de una fuerza de tensión axial al núcleo puede reducir, minimizar o retrasar la vibración de un rollo de enrollamiento, particularmente si se enrolla un rollo de firmeza más baja y/o se opera a una velocidad de enrollamiento más alta. Después de acoplar un núcleo de enrollamiento tubular, la superficie del diámetro interior del núcleo puede presurizarse neumáticamente a través de uno o ambos mandriles 82. La presión neumática interna puede usarse para desarrollar una fuerza de tensión axial en el núcleo. Los mandriles de núcleo se pueden usar para controlar el enrollamiento del rollo al oponerse a la vibración, inestabilidad, movimiento telescópico, o cualquier otro movimiento imprevisto o errático durante el ciclo de enrollamiento. Los mandriles de núcleo se pueden usar para controlar el deslizamiento entre capas dentro del rollo. Los mandriles de núcleo se pueden usar para oponerse al deslizamiento entre capas. Sin limitarse a ninguna teoría, se cree que oponerse al deslizamiento entre capas de fase hacia adelante puede ser ventajoso cuando se enrolla material de banda en rollos enrollados holgadamente y/o rollos de baja firmeza. Se cree que los mandriles de núcleo pueden oponerse al deslizamiento entre capas de fase hacia adelante aplicando un par de torsión al núcleo en la dirección opuesta a la dirección de rotación del rollo. Los mandriles de núcleo se pueden usar para promover el deslizamiento entre capas. Sin limitarse a ninguna teoría, se cree que promover el deslizamiento entre capas de fase hacia adelante puede ser ventajoso cuando se enrolla material de banda en rollos enrollados apretadamente y/o rollos de alta firmeza. Se cree que los mandriles de núcleo pueden promover el deslizamiento entre capas de fase hacia adelante aplicando un par de torsión al núcleo en la misma dirección que la dirección de rotación del rollo.
Cada mandril de núcleo 82 se acciona preferentemente en rotación por el motor (no mostrado) que tiene retroalimentación de posición y/o velocidad. Un control de la rebobinadora puede establecer un perfil de velocidad para el mandril de núcleo 82. Este perfil de velocidad puede ser relativo a la velocidad del tambor de enrollamiento, velocidad de alimentación de la banda y/o velocidad de la correa de enrollamiento. La velocidad de rotación de los mandriles 82 puede ser relativamente más rápida al principio del ciclo de enrollamiento, cuando el diámetro del rollo es relativamente más pequeño y relativamente más lenta más adelante en el ciclo de enrollamiento, cuando el diámetro del rollo es relativamente mayor. La velocidad de rotación de los mandriles puede disminuir a través del ciclo de enrollamiento ya que el crecimiento del diámetro del rollo requiere una rotación más lenta del centro del rollo. El control puede almacenar en la memoria un perfil de velocidad que correlacione la velocidad del mandril con el tiempo, o la velocidad del mandril frente a la fracción del ciclo de enrollamiento, para el ciclo de enrollamiento. El perfil de velocidad del mandril puede ejecutarse como un movimiento controlado por posición. Un perfil de velocidad puede ejecutarse como un movimiento controlado por posición integrando un perfil de velocidad. El perfil de velocidad del mandril se puede preestablecer (es decir, calcular y almacenar en una memoria del control de la rebobinadora) en función de los parámetros solicitados del producto y luego puede modificarse durante el ciclo de enrollamiento, o entre ciclos de enrollamiento, según sea necesario. El perfil de velocidad del mandril puede preestablecerse para al menos la fase intermedia del ciclo de enrollamiento durante el cual tiene lugar una preponderancia del enrollamiento del rollo. El perfil de velocidad del mandril también se puede preestablecer para la fase de retorno, en donde los mandriles se desplazan desde su posición al final del enrollamiento de un rollo terminado hasta su posición para acoplarse al núcleo de un rollo posterior. Durante esta fase de movimiento de retorno, los mandriles pueden aumentar su velocidad desde una velocidad más lenta cerca del final del ciclo hasta una velocidad más rápida cerca del comienzo del ciclo. El perfil de velocidad del mandril durante la fase de enrollamiento puede calcularse para tener en cuenta la progresión del rollo dentro del nido de enrollamiento, aumento del diámetro del rollo durante el enrollamiento, movimiento de la posición de la correa, o cualquier combinación de los mismos. Los perfiles de velocidad calculados que se basan en la física del proceso pueden promover un enrollamiento uniforme, diámetro máximo y vibración reducida al eliminar el deslizamiento errático que ocurre normalmente con perfiles aproximados creados manualmente por operadores o técnicos, o con ecuaciones de movimiento no vinculadas a la física del proceso. El perfil de velocidad del mandril puede coincidir sustancialmente con la velocidad rotacional que la teoría sugiere que debería tener el núcleo de enrollamiento para el caso de cero deslizamiento entre capas. Se puede hacer que los mandriles giren más rápido durante al menos parte del ciclo, haciendo que un rollo se enrolle más apretado. Se puede hacer que los mandriles giren más lentamente durante al menos parte del ciclo, haciendo que un rollo se enrolle más suelto. La compensación, modificación de escala, estiramiento y/u otras manipulaciones de este perfil pueden usarse para producir un perfil de velocidad en donde los mandriles giran más rápido o más lento durante al menos parte del ciclo.
Cada mecanismo de colocación del mandril de núcleo 84 puede colocar el conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 80 en el nido de enrollamiento N mediante un motor o motores, que tienen retroalimentación de posición. Un control de la rebobinadora puede establecer un perfil de posición para el mandril de núcleo. Este perfil de posición puede ser relativo al tambor de enrollamiento, correa de enrollamiento y/o rodillo(s) guía. El control puede almacenar en la memoria un perfil de posición que correlacione la posición del mandril con el tiempo, o la posición del mandril frente a la fracción del ciclo de enrollamiento, para el ciclo de enrollamiento. El perfil de posición del mandril se puede ejecutar como un movimiento controlado por posición. El perfil de posición del mandril se puede preestablecer (es decir, calcular y almacenar en una memoria del control de la rebobinadora) en función de los parámetros solicitados del producto y luego puede modificarse durante el ciclo de enrollamiento, o entre ciclos de enrollamiento, según sea necesario. El perfil de posición del mandril puede preestablecerse para al menos la fase intermedia del ciclo de enrollamiento durante el cual tiene lugar una preponderancia del enrollamiento del rollo. El perfil de posición del mandril también puede preajustarse para la fase de retorno, en donde los mandriles se desplazan desde su posición al final del enrollamiento de un rollo terminado hasta su posición para acoplarse al núcleo de un rollo posterior. El perfil de posición del mandril durante la fase de enrollamiento puede calcularse para tener en cuenta la progresión del rollo dentro del nido de enrollamiento, aumento del diámetro del rollo durante el enrollamiento, movimiento de la posición de la correa, o cualquier combinación de los mismos. El perfil de posición del mandril puede coincidir sustancialmente con las posiciones que la teoría sugiere que debería tener el núcleo de enrollamiento para el caso de un rollo circular. La compensación, modificación de escala, estiramiento y/u otras manipulaciones de este perfil pueden usarse para producir un perfil de posición del mandril que tenga en cuenta la deformación del rollo por los elementos de enrollamiento, tal como en la correa debido al peso del rollo y/o debido a la presión de los rodillos guía; y/o afectar a las presiones de estrechamiento del rollo contra los elementos de enrollamiento; o para producir cualquier perfil de posición de mandril deseado que difiera del perfil establecido asociado con la aplicación.
Aunque las velocidades, los movimientos y las posiciones de los elementos de enrollamiento se describen como preferentemente calculados en función de la geometría de la máquina y la física del proceso de enrollamiento, esto no excluye los ajustes manuales o automatizados basados en señales de observación y/o retroalimentación. Por ejemplo, la velocidad del mandril de núcleo se puede ajustar basándose en una medición de la velocidad de rotación del núcleo o del rollo. Por ejemplo, la posición del mandril de núcleo se puede ajustar en función de una medición de la posición del núcleo o del rollo. Cualquier parámetro de enrollamiento y cualquier perfil de velocidad, movimiento y posición, incluida la velocidad de la correa, posición de la correa, velocidad del rodillo guía, posición del rodillo guía, velocidad del mandril de núcleo, posición del mandril núcleo y tensión de la banda se puede ajustar, refinar, cambiar, compensar, estirar o manipular por un operador basado en la observación visual, mediciones del producto, mediciones de sustrato, o mediciones de proceso, o por el sistema de control de la rebobinadora, basado en la retroalimentación del sensor o la entrada del operador. Las observaciones, mediciones, retroalimentación y datos pueden incluir, y no están limitados a, calibre del material de banda entrante, módulo de tracción en la dirección de la máquina del material de banda entrante, módulo de dirección z del material de banda entrante, tensión y cambios en la tensión del material de banda entrante, el diámetro y/o la firmeza de los rollos enrollados, vibración de rollos durante el enrollamiento, calibre de banda medido en rollos terminados, comparación de propiedades medidas en la banda antes y después del enrollamiento, y comparación de un valor de calibre de banda medido con un valor de calibre de banda calculado para un rollo. El calibre promedio calculado para un producto de rollo enrollado se puede obtener con la siguiente ecuación, donde el área de la sección transversal de un rollo se divide por la longitud del material de banda enrollado en el rollo.
7T (D*-d2)
C = - * -----------
4 L
En esta ecuación, c es el calibre promedio para un producto enrollado, D es el diámetro acabado en la periferia del rollo, d es el diámetro al inicio de los enrollamientos de banda, que es normalmente el diámetro exterior de un núcleo de enrollamiento, y L es la longitud en la dirección de la máquina de la banda que se enrolla en el rollo.
Las figuras 10-16A y 16B muestran otra realización de una configuración de nido de enrollamiento. Es similar en diseño y función a la que se muestra en las figuras 1 -6, por lo que se usan los mismos caracteres de referencia para identificar componentes similares. En la realización que se muestra en las figuras 10-16A y 16B, se proporcionan dos rodillos guía 54A, 54B en lugar de uno. Los rodillos guía 54A, 54B pueden usar el mismo mecanismo de colocación, y dicho mecanismo de colocación puede proporcionar un movimiento compuesto, movimiento arqueado, movimiento alternativo lineal o cualquier combinación de los mismos. Como alternativa, se puede proporcionar un mecanismo de colocación separado 70, 72 (figura 10) para cada rodillo guía. En conexión con esto, en un ejemplo, el rodillo guía 54A puede tener un movimiento arqueado simple centrado alrededor del centro del tambor de enrollamiento 50 con su sistema de colocación 72, y el rodillo guía 54B puede tener un movimiento compuesto con su propio mecanismo de colocación dedicado 70.
El rodillo guía 54A más cercano al tambor de enrollamiento 50 puede acoplarse primero con el rollo entrante 64. A medida que el rollo 64 aumenta de diámetro durante el ciclo de enrollamiento, el rodillo guía 54A puede viajar hacia la parte superior del rollo de enrollamiento 64, dejando espacio para que el rodillo guía 54B se enganche con el rollo 64 en el lateral del rollo (según los dibujos). Para rollos de diámetro muy pequeño, el sistema puede configurarse para usar solo uno de los rodillos guía, donde puede no haber espacio disponible para tener ambos rodillos guía 54A, 54B acoplados durante la mayor parte del ciclo de enrollamiento. Como se muestra en la figura 12, solo se puede usar el rodillo guía 54A. Alternativamente, por ejemplo, como se muestra en la figura 22 discutida más adelante, el rodillo guía 54A se puede estacionar fuera del camino y solo se puede usar el rodillo guía 54B, si hay un espacio libre adecuado y el mecanismo de colocación de movimiento compuesto del rodillo guía 54B tiene un recorrido descendente adecuado para acoplarse a un rollo 64 de diámetro pequeño. La figura 11 muestra el rodillo guía 54A que se encuentra con un rollo entrante. La figura 12 muestra que el rodillo guía 54A ha migrado hasta cerca de la parte superior de un rollo enrollado 64, y ahora hay espacio para que el rodillo guía 54B se acerque al lado del rollo, como se muestra en la figura 13. Las figuras 13 - 14 muestran el rodillo guía 54B en contacto con el rollo 64, en una posición sustancialmente equidistante del rodillo guía 54A y la correa 52. El funcionamiento de los rodillos guía en la descarga del rollo puede depender del diámetro relativo del rollo terminado, como se describe a continuación:
Muy pequeño - solo se usa un rodillo guía, de modo que el rodillo guía 54A o 54B controla el enrollamiento del rollo y la descarga del rollo junto con la correa.
Pequeño - El rodillo guía 54A controla la descarga del rollo junto con la correa y el rodillo guía 54B se aleja del rollo, de modo que no bloquea la ruta de salida del rollo.
Medio - El rodillo guía 54B orbita más alto en el rollo 64 mientras aún permanece en contacto. Luego, el rodillo guía 54A inicia la descarga de rollos junto con la correa. Como se muestra en las figuras 17-21, a medida que el rollo 64 sale, el rodillo guía 54B se desplaza con el rollo, y permanece en contacto con el rollo en su mayor parte durante la descarga, y ayuda con la descarga del rollo. No es necesario que el contacto del rodillo guía 54B con el rollo 64 sea continuo durante la descarga porque el rollo ya tiene momento de traslación, y la descarga también está controlada por la reducción de velocidad de la correa 52. La presencia del rodillo guía 54B por encima del rollo 64 asegura que se complete la descarga y también sirve para contener y dirigir un rollo que puede estar vibrando al comienzo de su descarga.
Grande - Durante el enrollamiento de un rollo de gran diámetro, el rodillo guía 54A puede moverse hacia un lado aguas arriba del rollo de enrollamiento 64 y ya no estar por encima del rollo de modo que el rodillo guía no ayude con la descarga del rollo. El rodillo guía 54B puede orbitar hasta una posición de descarga preferida y controlar la descarga del rollo junto con la correa. En las figuras 16A y 16B se muestra un ejemplo de un rollo grande.
Alternativamente, para ciertos diámetros de rollos, puede ser preferible alejar el rodillo guía 54A del rollo de enrollamiento 64 para hacer espacio para que el rodillo guía 54B orbite más alto a una posición más preferida para la descarga de rollos (véase la figura 22). Cuando el rodillo guía 54A está retirado y el rodillo guía 54B se ha movido a su posición para descargar rollos, el rodillo guía 54B inicia la descarga de rollos junto con la correa. A medida que el rollo 64 sale, el rodillo guía 54B puede seguir con el rollo y permanecer en contacto con el rollo en su mayor parte durante la descarga, y ayudar con la descarga del rollo. No es necesario que el contacto del rodillo guía 54B con el rollo 64 sea continuo durante la descarga porque el rollo ya tiene momento de traslación, y la descarga también está controlada por la reducción de velocidad de la correa 52. La presencia del rodillo guía 54B por encima del rollo 64 asegura que se complete la descarga y también sirve para contener y dirigir un rollo que puede estar vibrando al comienzo de su descarga. El rodillo guía 54A puede iniciar su regreso para encontrarse con un rollo subsiguiente cuando el rodillo guía 54B se sale de su camino. Un ejemplo de esta descarga de rollo se muestra en las figuras 22­ 24.
En la configuración de nido de enrollamiento como se muestra en las figuras 10-24, el nido de enrollamiento N utiliza tres regiones de contacto espaciadas uniformemente alrededor del rollo desde el principio del ciclo de enrollamiento, seguido de cuatro regiones de contacto bien espaciadas alrededor del rollo para una preponderancia del ciclo de enrollamiento cuando es más probable que ocurra la vibración del rollo, seguido de tres regiones de contacto bien espaciadas alrededor del rollo al comienzo de la descarga del rollo. Tener cuatro regiones de contacto en la periferia del rollo, que accionan el rollo en rotación y contienen espacialmente el rollo, es favorable para enrollar rollos de baja firmeza y de gran diámetro y baja firmeza a velocidades más altas sin vibración excesiva, o con menos vibración. Sin limitarse a ninguna teoría, se cree que el rollo se puede accionar en rotación con menos presión de contacto y, por lo tanto, menos deslizamiento entre capas de fase hacia adelante, si el accionamiento se ejecuta en cuatro regiones de contacto en lugar de tres. Además, si un rollo comienza a vibrar, se cree que el control proporcionado por cuatro regiones de contacto puede contener mejor el rollo que vibra y con menos presión de contacto que por tres regiones de contacto. Proporcionar dos rodillos guía 54A y 54B puede permitir una presión de contacto reducida en los puntos de estrechamiento de los rodillos guía, y una presión de contacto reducida en el estrechamiento entre el tambor de enrollamiento 50 y el rollo, lo que, a su vez, puede permitir enrollar rollos de un diámetro relativamente mayor y/o a velocidades relativamente más altas. La presión de contacto reducida sobre el rollo en los estrechamientos puede reducir aún más la compresión, tensión y/o alargamiento de las envolturas de material de banda que tienden a distorsionar o adelgazar una banda estructurada o estampado. Se puede proporcionar un mandril de núcleo 82 o mandriles de núcleo como se describió anteriormente en la configuración de nido de enrollamiento que se muestra en las figuras 10-24.
Las figuras 25-30 muestran otra realización de una configuración de nido de enrollamiento similar a la configuración de nido de enrollamiento de las figuras 10-24, pero proporcionando un hueco entre el rollo de enrollamiento 64 y el tambor de enrollamiento 50 durante una parte sustancial del ciclo de enrollamiento, preferentemente la mayor parte del ciclo de enrollamiento, más preferentemente mayor que las tres cuartas partes del ciclo de enrollamiento. La fracción del ciclo de enrollamiento en la que el rollo se puede enrollar con un hueco en el tambor de enrollamiento está influenciada por la longitud del producto y su diámetro con respecto a la geometría del nido de enrollamiento. Por lo tanto, la fracción del ciclo de enrollamiento en esta configuración variará según la necesidad y también se puede variar para optimizar el proceso y el producto. El tamaño del hueco también se puede variar para optimizar el proceso y el producto. Sin limitarse a ninguna teoría, se cree que alejar el rollo de enrollamiento del tambor de enrollamiento 50 durante el ciclo de enrollamiento y formar un nido de enrollamiento secundario entre el rodillo guía 54A, el rodillo guía 54B y la correa 52, en donde la banda no se envuelve y se entrega en el rollo por ninguno de los elementos de accionamiento de superficie del rollo, sino que se coloca sobre el rollo de enrollamiento independientemente de los elementos de accionamiento de superficie, puede ser beneficioso para enrollar rollos de gran volumen y baja firmeza a altas velocidades, especialmente cuando se hace en conjunto con mandriles de núcleo que soportan y accionan el núcleo. La parte inicial del ciclo de enrollamiento puede ser como el inicio del ciclo de enrollamiento para la configuración de nido de enrollamiento de las figuras 10-24. Por ejemplo, la figura 11 muestra el rodillo guía 54A que se encuentra con un rollo entrante. La figura 12 muestra el rodillo guía 54A que ha migrado cerca de la parte superior de un rollo de enrollamiento 64, dejando espacio para que el rodillo guía 54B se acerque al lateral del rollo, como se muestra en la figura 13. La figura 13 muestra el rodillo guía 54B en contacto con el rollo 64, en una posición sustancialmente equidistante del rodillo guía 54A y la correa 52. El hueco puede formarse después de que el rodillo guía 54A se haya movido hacia la parte superior del rollo de enrollamiento 64 lo suficiente como para que el rollo pueda alejarse del contacto con el tambor de enrollamiento 50 bajo un buen control, por ejemplo como se muestra en la figura 14. En este punto, la velocidad superficial de la correa puede reducirse para hacer que el rollo se aleje del tambor de enrollamiento 50. Los rodillos guía 54A, 54B pueden ayudar a controlar el movimiento del rollo 64 alejándolo del tambor de enrollamiento 50. Los mandriles de núcleo 82 también pueden acoplarse y accionar en rotación el núcleo 64, y pueden ayudar a controlar el movimiento del rollo lejos del tambor de enrollamiento. Las figuras 25 a 30 muestran cómo se enrolla un rollo en el nido de enrollamiento con dos rodillos guía y la correa y un hueco G entre el rollo 64 y el tambor de enrollamiento 50. Cuando el enrollamiento del rollo 64 esté casi completo, el rodillo guía 54B puede orbitar cerca de la parte superior del rollo, proporcionando espacio para que el rollo se descargue. La figura 30 muestra el rodillo guía 54B orbitando hacia arriba para dejar espacio para la descarga de rollos, como se ha descrito previamente. Se puede proporcionar un mandril de núcleo o mandriles de núcleo como se describió anteriormente en la configuración de nido de enrollamiento que se muestra en las figuras 25-30.
Las figuras 31-37 muestran una realización alternativa de una configuración de nido de enrollamiento similar a la de las figuras 10-24 y las figuras 25-30 donde los movimientos del tambor de enrollamiento 50, dos rodillos guía 54A, 54B y la correa 52 se controlan para producir un pequeño hueco entre el tambor de enrollamiento 50 y el rollo 64, y el control de la rebobinadora puede supervisar y permitir cambios en la cantidad de hueco durante el ciclo de enrollamiento según se desee para optimizar el producto y el proceso. Un objetivo de supervisar y cambiar la cantidad del hueco en la configuración de enrollamiento de las figuras 31-37 es para minimizar la presión de contacto en el estrechamiento entre el tambor de enrollamiento 50 y el rollo 64. Sin limitarse a ninguna teoría, se cree que alejar el rollo de enrollamiento del tambor de enrollamiento 50 durante el ciclo de enrollamiento con un hueco relativamente pequeño, puede ser beneficioso para enrollar rollos de gran volumen y baja firmeza a altas velocidades, especialmente cuando se hace en conjunto con mandriles de núcleo que soportan y accionan el núcleo. Se cree que un pequeño hueco puede proporcionar al menos beneficios parciales de tener un hueco, como se describió anteriormente y, sin embargo, proporcionan al menos beneficios parciales de tener cuatro estrechamientos de contacto, como se ha descrito previamente, porque el hueco es relativamente pequeño. La presencia y/o el tamaño de un hueco en este estrechamiento pueden discernirse mediante observación visual y/o retroalimentación de sensor. La retroalimentación de sensor puede incluir emisores y detectores fotoeléctricos y/o sistemas de visión por ordenador u otros dispositivos adecuados. La modificación de los movimientos puede realizarse por un operador y/o el sistema de control de la rebobinadora. Dependiendo de cómo reaccione el rollo a los movimientos ordenados, los movimientos pueden ajustarse para optimizar el producto y/o el proceso. A modo de ejemplo, si el hueco es grande, los movimientos pueden ajustarse para reducir el hueco. Si el hueco está ausente, los movimientos pueden ajustarse para crear un hueco. Si el hueco es demasiado pequeño, los movimientos pueden ajustarse para aumentar el hueco. Los movimientos pueden ajustarse para que el hueco sea pequeño e intermitente. De esta manera, la presión de contacto entre el rollo 64 y el tambor de enrollamiento 50 puede reducirse o minimizarse o eliminarse y, sin embargo, mantener las ventajas del enrollamiento con cuatro regiones de contacto hasta cierto punto.
A modo de ejemplo, los movimientos de la correa 52 y de los rodillos guía 54A, 54B pueden controlarse para provocar un hueco entre el tambor de enrollamiento 50 y el rollo 64 que tiene una dimensión objetivo de 2 mm. Se puede habilitar un bucle de retroalimentación asociado con el sistema de control para detectar si se creó un hueco en esta interfaz y medir su tamaño. Aunque se puede formar un hueco brevemente entre el rollo 64 y el tambor de enrollamiento 50, el rollo puede enrollarse con menos fuerza debido a la presión reducida o eliminada en su interfaz con el tambor de enrollamiento y, por tanto, tener un diámetro relativamente mayor y, por lo tanto, llenar rápida o inmediatamente este hueco y reanudar el contacto con el tambor de enrollamiento. El bucle de retroalimentación sentiría que el hueco se ha cerrado. El sistema de control puede entonces, opcionalmente, modificar los perfiles de movimiento nuevamente a otra dimensión de hueco objetivo o una dimensión de hueco objetivo más grande, posiblemente dando como resultado un rollo de diámetro aún mayor. Esto es ventajoso cuando se trata de maximizar el diámetro del rollo enrollado. La retroalimentación del diámetro del rollo se puede usar para controlar el hueco. Por ejemplo, los movimientos pueden controlarse para mantener la condición de ausencia de huecos, hueco intermitente, o un tamaño aproximado de un hueco, cuando se alcance el diámetro del rollo deseado. Los movimientos también se pueden controlar para crear un hueco, crear un hueco intermitente, o aumentar el tamaño de un hueco, cuando el diámetro del rollo es demasiado pequeño. Los movimientos pueden controlarse para eliminar un hueco, eliminar un hueco intermitente, o reducir el tamaño de un hueco, cuando el diámetro del rollo deseado es demasiado grande. Los movimientos pueden controlarse para eliminar un hueco, eliminar un hueco intermitente, o reducir el tamaño de un hueco, basado en el nivel de la vibración del rollo. Dependiendo de la cantidad de hueco, uno o ambos rodillos guía pueden controlarse para que tengan una velocidad superficial mayor o menor o colocarse para proporcionar una presión mayor o menor sobre el rollo, y/o la correa puede controlarse para tener una velocidad superficial mayor o menor. Incluso con una condición sin huecos durante el enrollamiento de rollos estable, puede haber una presión de estrechamiento mínima entre el tambor de enrollamiento y el rollo, por lo que el tambor de enrollamiento en su mayor parte entrega la banda y solo acciona ligeramente la rotación del rollo. El hueco también puede cerrarse al menos de manera intermitente con la vibración del rollo. En esta condición, la estrecha proximidad del tambor de enrollamiento 50 al rollo 64 sirve para ofrecer una cuarta región de contacto para la contención del rollo. La retroalimentación del hueco se puede usar para ajustar los procesos aguas arriba, tal como el estampado o el satinado, o la velocidad de la banda.
La parte inicial del ciclo de enrollamiento puede ser como el inicio del ciclo de enrollamiento para las configuraciones de nido de enrollamiento de las figuras 10-24 y las figuras 25-30. La figura 11 muestra el rodillo guía 54A que se encuentra con un rollo entrante. La figura 12 muestra el rodillo guía 54A migrado cerca de la parte superior de un rollo de enrollamiento 64, dejando un espacio para que el rodillo guía 54B se acerque al lateral del rollo. La figura 13 muestra el rodillo guía 54B en contacto con el rollo 64, en una posición sustancialmente equidistante del rodillo guía 54A y la correa 52. El hueco puede formarse después de que el rodillo guía 54A se haya movido hacia la parte superior del rollo de enrollamiento 64 lo suficiente como para que el rollo pueda alejarse del contacto con el tambor de enrollamiento 50 bajo un buen control. La velocidad superficial de la correa puede reducirse para hacer que el rollo se aleje del tambor de enrollamiento 50. Los rodillos guía 54A, 54B pueden ayudar a controlar el movimiento del rollo 64 alejándolo del tambor de enrollamiento 50. Los mandriles de núcleo 82 también pueden acoplarse y accionar en rotación el núcleo 64, y pueden ayudar a controlar el movimiento del rollo lejos del tambor de enrollamiento. Las figuras 31 a 37 muestran cómo se enrolla un rollo en el nido de enrollamiento con dos rodillos guía y la correa y un pequeño hueco SG entre el rollo 64 y el tambor de enrollamiento 50. Cuando el enrollamiento del rollo 64 esté casi completo, los rodillos guía 54A, 54B y la correa 52 pueden cooperar para provocar la descarga del rollo del nido de enrollamiento como se ha descrito anteriormente. Se puede proporcionar un mandril de núcleo o mandriles de núcleo 82 como se describió anteriormente en la configuración de nido de enrollamiento que se muestra en las figuras 31-37.
Otra realización alternativa es un nido de enrollamiento que comprende un tambor de enrollamiento 50 y una correa 52 como se muestra y describe en relación con las figuras 1 a 6, pero con el rodillo guía 54 omitido. En relación con esta realización, el núcleo de enrollamiento y la banda pasarían al área de enrollamiento N como en las otras realizaciones, con su introducción controlada por el tambor de enrollamiento 50 y el perfil de velocidad de la correa 52. El perfil de velocidad de la correa comprende una reducción y un aumento cíclicos de la velocidad, como se ha descrito previamente. La correa 52 también puede tener su posición variada con respecto al tambor de enrollamiento para controlar aún más la progresión del rollo, como se ha descrito previamente. En varios casos, por ejemplo, enrollamiento de rollos relativamente firmes, o a velocidades de enrollamiento reducidas, o de anchos de banda más estrechos, o una combinación de ambos, el control del rollo por el tambor de enrollamiento 50 y la correa 52 puede ser suficiente. Como se ha descrito previamente, la velocidad de la correa se puede aumentar o elevar, lo que tiende a enrollar el rollo con más fuerza, y también tiende a aumentar la presión de contacto del rollo contra el tambor de enrollamiento, que permite un mayor control del rollo. Cuando el enrollamiento del rollo está casi completo, la correa 52 puede disminuir en velocidad, haciendo que el rollo se aleje del tambor de enrollamiento 50 para su descarga, como se describió previamente. La superficie de la correa puede tener una ligera inclinación hacia abajo en la dirección de descarga del rollo, que puede ayudar con la descarga del rollo. Una ventaja de esta realización es el coste reducido de no tener rodillos(s) guía. Como se describió anteriormente, puede ser eficaz y económico para enrollar rollos relativamente firmes, o a velocidades de enrollamiento reducidas, o con anchos de banda más estrechos. Puede ser útil especialmente al enrollar productos que a menudo se convierten en anchos de banda más estrechos. Esto puede incluir películas de plástico, telas no tejidas, sustratos sensibles a la presión, materiales de banda especiales y similares. Se puede proporcionar un mandril de núcleo o mandriles de núcleo como se ha descrito anteriormente en esta configuración de nido de enrollamiento. El mandril o mandriles de núcleo pueden acoplarse con el rollo de enrollamiento después de que haya entrado en contacto con la correa y el tambor de enrollado y la correa lo accionen en rotación. La velocidad de rotación y la posición de los mandriles de núcleo pueden ayudar con el control del enrollamiento del rollo. La velocidad de rotación y/o la posición de los mandriles de núcleo pueden ayudar con la descarga del rollo. Cerca o al final del ciclo de enrollamiento, los mandriles pueden aumentar la velocidad de rotación para ayudar con la descarga del rollo. Cerca o al final del ciclo de enrollamiento, los mandriles pueden trasladarse con el rollo para ayudar con la descarga del rollo.
La figura 38 muestra una vista lateral esquemática de una realización de un sistema de rebobinado 100 que puede usar una configuración de nido de enrollamiento como se ha descrito anteriormente en esta memoria descriptiva e incluir otros componentes que forman un camino para que el material de banda W se enrolle. Puede incluir un rodillo esparcidor de banda 102. Puede incluir rodillos guiadores y de alimentación de banda superiores 104, también denominados rodillos de extracción superiores. Dispuesto aguas abajo de allí, la rebobinadora puede estar provista de una unidad de perforación 106. La unidad de perforación 106 puede configurarse para producir líneas de perforación en el material de banda W, que hacen que la banda sea más débil en puntos localizados donde puede separarse por la rebobinadora para la transferencia de banda o puede separarse por el usuario final en secciones u hojas individuales, o ambas cosas. El miembro de rodillo de perforación 108 puede estar provisto de cuchillas o cuchillas de corte estacionarias para la función de perforación. El miembro de rodillo de perforación 110 puede estar provisto de una o más cuchillas o cuchillas giratorias para la función de perforación. También se pueden usar dispositivos de perforación sin contacto conocidos por los expertos en la materia. Aguas abajo de la unidad de perforación 106, la rebobinadora puede estar provista de rodillos guiadores y de alimentación de banda inferiores 112, también conocidos como rodillos de tracción inferiores. Los rodillos de tracción inferiores 112 pueden dirigir la banda W al aparato rebobinador 120. Las velocidades relativas de los rodillos de tracción 104, 112 y el aparato rebobinador 120 se pueden cambiar entre sí y con respecto a otros equipos aguas arriba (no mostrados), para alterar la tensión en el material W de banda para que sea más alta o más baja, u optimizada. En particular, la relación de velocidad entre los rodillos de tracción superior e inferior 104, 112 puede alterarse para modificar u optimizar la tensión de la banda a través de la unidad de perforación 106, y la relación de velocidad entre los rodillos de tracción inferiores 112 y el aparato rebobinador 120 puede alterarse para modificar u optimizar la tensión de la banda en el aparato rebobinador 120. Se puede usar la alteración de la relación de velocidad para aumentar o disminuir la tensión de banda. Se puede usar la alteración de la relación de velocidad para mantener o mantener sustancialmente la tensión de banda, por ejemplo, en respuesta a una interrupción, tal como cuando la banda se corta o cuando la banda se transfiere a un núcleo para iniciar el enrollamiento de un rollo, o un cambio en las propiedades del material de banda, tal como un cambio en el módulo elástico del material de banda. Estas relaciones de velocidad pueden establecerse para reducir o minimizar o eliminar sustancialmente la tensión de la banda, especialmente la tensión de la banda en el aparato rebobinador 120. Una tensión de enrollamiento de banda muy baja, e incluso sustancialmente cero es favorable para enrollar rollos de gran volumen y rollos de baja firmeza y rollos de baja firmeza de gran diámetro, y para maximizar el diámetro del rollo que se puede enrollar a partir de una cierta longitud de material de banda. Estas relaciones de velocidad pueden modificarse manual o automáticamente, basado en señales de observación o retroalimentación, o de acuerdo con un perfil predefinido que se ejecuta cíclicamente con el ciclo de enrollamiento del rollo.
Dispuesto entre los rodillos de tracción inferiores 112 y el aparato rebobinador 120 se encuentra un aparato 122 de inserción de núcleo y corte de banda. El documento US 6.422.501 divulga un aparato de alimentación de núcleo, encolado e inserción. Cada núcleo 62 puede tener una línea longitudinal de pegamento de transferencia aplicada cuando ingresa al aparato rebobinador 120. El núcleo 62 puede entrar en guías (no mostradas) que lo llevan a los dedos elevadores en su posición inferior mostrada. Estos dedos de elevación pueden elevarse a su posición superior mostrada para cargar un núcleo en el insertador de núcleo, que puede recibir y sostener el núcleo con vacío. Los dedos de elevación pueden descender a su posición intermedia mostrada, lo que deja un espacio debajo para que llegue un núcleo posterior y un espacio arriba para que pase el núcleo en el insertador. Cuando el insertador de núcleo gira en el sentido de las agujas del reloj a sus posiciones de inserción y estricción de banda, los dedos de elevación también pueden girar en el sentido de las agujas del reloj para moverse desde arriba del núcleo en las guías hasta debajo del núcleo en las guías, que es una forma de facilitar el funcionamiento a altas tasas de ciclo y carga de núcleo.
Los documentos US 6.056.229 y US 6.422.501 divulgan un aparato de corte y transferencia de banda. Se puede proporcionar una placa de estricción estacionaria 56 en el mismo lado de la banda que el tambor de enrollamiento, muy cerca de la banda. Ya que la perforación que se va a cortar para completar un ciclo de enrollamiento, y comenzar el siguiente ciclo de enrollamiento, se acerca al tambor de enrollamiento, el insertador de núcleo gira en el sentido de las agujas del reloj para que las almohadillas de estricción dispuestas sobre este puedan acercarse a la placa de estricción estacionaria y el núcleo de enrollamiento dispuesto allí pueda acercarse a los dedos de entrada 58. El movimiento del insertador de núcleo puede ser cronometrado y sincronizado para constreñir la banda contra la placa estacionaria cuando la perforación está justo aguas abajo del núcleo, por lo tanto, en una sucesión muy rápida, un aumento abrupto de la tensión corta la perforación y el núcleo se presiona contra la banda entre esta y el tambor de enrollamiento y comienza a girar. A medida que el núcleo gira, la tira longitudinal de pegamento de transferencia puede hacer que el borde delantero de la banda se adhiera al núcleo y, por tanto, comenzar a enrollar el rollo 64.
El rollo puede continuar a lo largo de los dedos de transferencia 58 y la superficie de rodadura 60 hasta el nido de enrollamiento N como se ha descrito anteriormente. Los dedos de transferencia 58 y la superficie de rodadura 60 se muestran soportados en una viga 124. Esta viga 124 puede ser móvil con respecto al tambor de enrollamiento 50 para ajustar y optimizar la distancia desde el tambor hasta los dedos 58 y la superficie de rodadura 60. Este movimiento se puede usar para ajustar la distancia según el diámetro del núcleo y/o la rigidez del núcleo. El movimiento puede lograrse soportando la viga en correderas lineales (no mostradas). Los dedos de transferencia 58 pueden tener un soporte de pivote con su inclinación ajustable con una conexión de cuatro barras. Su inclinación puede ajustarse para optimizar el guiado del núcleo hasta su contacto con el tambor de enrollamiento para la transferencia de la banda. Alternativamente, los dedos de transferencia 58 y/o la superficie de rodadura 60 se pueden intercambiar por piezas de diferentes formas para acomodar diferentes diámetros de núcleo, diferentes rangos de diámetro de núcleo y/u optimización de la distancia al tambor de enrollamiento 50.
Haciendo referencia a la figura 39, la correa 52 puede soportarse por poleas aguas arriba y aguas abajo 66A, 66B. La correa 52 puede accionarse para tener una velocidad superficial por la polea de aguas abajo y un motor 125 acoplado a la misma. Se puede proporcionar una polea 66C en la parte del bucle de la correa opuesta a la parte de contacto con el rollo del bucle. La polea 66C puede ser móvil para facilitar el ajuste de la tensión en la correa. La polea 66C puede moverse para facilitar el montaje y/o desmontaje de una correa 52. La correa 52 puede tener un soporte 126 dentro del bucle de la correa que puede operar contra su superficie interior en la parte del bucle de la correa que hace contacto con el rollo 64. Esta superficie de soporte 126 es preferentemente plana. La superficie de soporte también puede ser ligeramente cóncava o convexa. La superficie de soporte 126 puede estar en contacto continuo con la correa durante el funcionamiento o contacto intermitente, o no estar en contacto. La superficie de soporte de la correa 126 tiende a evitar la desviación o deformación excesiva de la correa. La superficie de soporte 126 se puede configurar para que tenga un hueco con respecto a la correa 52 cuando está inactiva. La correa 52 puede hacer contacto con la superficie de soporte 126 cuando se desvía o se deforma bajo la carga de un rollo de enrollamiento pesado, o la presión de estrechamiento del rodillo guía transmitida a través del rollo, o un evento de choque, o durante una instancia de explosión de la banda o descarga fallida del rollo, o similar. La superficie de soporte 126 se compone preferentemente de material de baja fricción, o recubierta con un material de baja fricción, para minimizar las pérdidas de potencia por fricción y/o desgaste de la correa y/o desgaste de la superficie de soporte. Ejemplos de materiales de baja fricción son los plásticos, acetal, nailon y similares. Los extremos aguas arriba y aguas abajo de la superficie de soporte 126 pueden tener chaflanes y/o radios a lo largo de sus bordes para facilitar la transferencia suave de la correa o los dientes de la correa hacia y desde la superficie de soporte.
También, haciendo referencia a la figura 39, dentro del bucle de la correa, puede haber una estructura 128 para soportar las poleas 66A, 66C montadas giratoriamente en cojinetes y la superficie de soporte de la correa 126. El soporte 128 puede comprender un elemento de viga que se extiende sustancialmente por el ancho de la(s) correa(s) 52. La estructura 128 puede estar soportada desde una viga fuera del bucle en o cerca de sus extremos y opcionalmente en puntos intermedios, o un punto intermedio, también. El uso de un soporte intermedio o soportes intermedios puede permitir que la estructura 128 tenga un tamaño más pequeño y con menos masa, lo cual es favorable para movimientos rápidos.
Haciendo referencia a las figuras 39-42, el movimiento cíclico de la superficie de la correa 52 más lejos y más cerca del tambor de enrollamiento 50 durante la introducción y el enrollamiento del rollo puede lograrse mediante un aparato de colocación de correa 130, que puede comprender pivotes, conexiones, o una corredera, o una combinación de los mismos. Preferentemente, el aparato de colocación de correa 130 incluye un movimiento pivotante accionado por un motor 132 y conexiones. Preferentemente, la correa 52 puede pivotar alrededor de la polea aguas abajo 66B, que también puede ser la polea de accionamiento de la correa 52. La polea aguas abajo 66B puede estar compuesta por una sola polea. La polea aguas abajo puede estar compuesta por al menos dos poleas coaxiales adyacentes, con al menos un soporte de cojinete intermedio entre ellos. También dispuesto en la viga 134 puede haber un pivote con un brazo de manivela para controlar una conexión de cuatro barras que está conectada cerca del extremo de aguas arriba de la correa 52, que puede usarse para subir y bajar el extremo aguas arriba de la correa. El acoplador de esta conexión de cuatro barras puede conectarse en el eje de la polea aguas arriba 66A. Se puede disponer un brazo de manivela y una conexión de 4 barras en cada extremo del sistema de correas y al menos un soporte intermedio. Los brazos de manivela en el pivote están controlados por un motor con retroalimentación de posición para ejecutar el perfil de movimiento de la posición de la correa para la introducción y enrollamiento del rollo.
Las figuras 39 - 42 ilustran un ejemplo de cómo la correa 52 puede pivotar hacia abajo durante la introducción de rollos en el nido de enrollamiento N con el mecanismo de colocación de correa 130. El mecanismo de colocación de correa 130 también se puede usar para optimizar el tamaño del espacio S del estrechamiento entre la correa 52 y el tambor de enrollamiento 50 y/o el ángulo de la correa. Una viga 134 puede moverse con respecto al tambor de enrollamiento 50 para ajustar y optimizar el espacio S entre la correa 52 y el tambor de enrollamiento 50. El espacio S puede ajustarse en función del diámetro del núcleo y/o la rigidez del núcleo independientemente del ángulo de inclinación de la correa. Este movimiento se puede usar para ajustar la altura del sistema de correas para compensar la reducción del espesor de la correa debido al desgaste. El movimiento puede lograrse soportando la viga 134 sobre correderas lineales (no mostradas). La superficie de descarga 68 puede estar soportada desde la misma viga 134, para facilitar el mantenimiento de una relación correcta entre la superficie de descarga 68 y la correa 52 cuando se ajusta la altura de la correa. Es preferible que la altura de salida del rollo de la rebobinadora sea constante, por lo que se puede proporcionar una superficie de rodadura de altura fija aguas abajo de la superficie de descarga de altura ajustable, con los dedos en su lado aguas arriba que encajan con los dedos en el lado aguas abajo de la superficie de descarga 68 para asegurar una transición confiable del rollo. Se puede proporcionar una puerta de descarga 136 sobre la superficie de descarga 68 para capturar un rollo enrollado terminado y/o controlar el tiempo de salida del rollo enrollado terminado del aparato rebobinador 120.
Haciendo referencia a la figura 10, el sistema de colocación del rodillo guía 72 tiene una geometría que desarrolla un movimiento de arco para el rodillo guía 54A con el punto central de su arco coincidente con el eje central del tambor de enrollamiento 50. Esto se logra mediante el uso de una conexión de cuatro barras con manivela paralela y eslabones seguidores de longitud común. Todos los puntos del acoplador ejecutan un movimiento de arco. El pivote superior puede tener brazos de manivela controlados por un motor con retroalimentación de posición para ejecutar el perfil de movimiento de la posición del rodillo guía. El pivote inferior puede tener eslabones seguidores soportados en juntas simples de cojinete o casquillo. Se puede usar un motor con su eje de rotación montado coincidente con el pivote superior para controlar la posición del rodillo guía. El accionamiento giratorio para el rodillo guía 54A puede comprender correas de distribución que funcionan en poleas que están montadas adyacentes y coaxiales con las juntas de conexión. La transmisión por correa de distribución puede extenderse en secuencia hacia atrás hasta un motor con su eje de rotación montado coincidente con el pivote inferior, o cerca del pivote inferior.
La figura 10 ilustra un sistema de colocación 70 que se puede usar para el rodillo guía 54B. El sistema de colocación 70 permite el movimiento compuesto, que es un dispositivo de 2 grados de libertad capaz de tener movimiento de arco, movimiento lineal, o cualquier combinación de los mismos. Esto se logra al tener brazos de manivela controlados por motor en el pivote inferior izquierdo y brazos de manivela controlados por motor en el pivote superior derecho. Juntos, los motores controlan la posición del rodillo guía 54B y pueden moverlo a través del nido de enrollamiento de acuerdo con cualquier camino de movimiento. Los brazos de manivela en ambos pivotes están controlados por motores con retroalimentación de posición para ejecutar el perfil de movimiento de la posición del rodillo guía. Los motores usados para controlar la posición del rodillo guía pueden montarse con sus ejes de rotación coincidentes con el pivote inferior izquierdo y el pivote superior derecho. El accionamiento giratorio para el rodillo guía 54B puede comprender correas de distribución que funcionan en poleas que están montadas adyacentes y coaxiales con las juntas de conexión. La transmisión por correa de distribución puede extenderse en secuencia hacia atrás hasta un motor con su eje de rotación montado coincidente con el pivote inferior izquierdo, o cerca del pivote inferior izquierdo.
La figura 10 ilustra un sistema de colocación 84 que se puede usar para el conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo que permite el movimiento compuesto, que es un dispositivo de 2 grados de libertad capaz de tener movimiento de arco, movimiento lineal, o cualquier combinación de los mismos. Esto se logra al tener un brazo de manivela controlado por motor en el pivote inferior y un brazo de manivela controlado por motor en el pivote superior. Juntos, los motores controlan la posición del mandril de núcleo y pueden moverlo a través del nido de enrollamiento de acuerdo con cualquier camino de movimiento. Los brazos de manivela en ambos pivotes están controlados por motores con retroalimentación de posición para ejecutar el perfil de movimiento de la posición del mandril de núcleo. Los motores usados para controlar la posición del mandril de núcleo pueden montarse con sus ejes de rotación coincidentes con el pivote inferior y el pivote superior.
El accionamiento giratorio para el mandril de núcleo puede comprender correas de distribución que funcionan en poleas que están montadas adyacentes y coaxiales con las juntas de conexión. La transmisión por correa de distribución puede extenderse en secuencia hacia atrás hasta un motor con su eje de rotación montado coincidente con el pivote inferior o el pivote superior, o cerca de uno de estos pivotes. Sin embargo, es deseable que el tren de accionamiento giratorio para el conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 80 tenga un nivel de inercia relativamente bajo. Puede apreciarse que los mandriles de núcleo deben girar a una velocidad muy alta al comienzo del ciclo de enrollamiento y cuando se acoplan con el núcleo. Pueden contemplarse velocidades de 5000 - 8000 rev/min y mayores. Por ejemplo, la velocidad de rotación de un rollo con un diámetro de 38 mm y una velocidad superficial de 800 m/min es de aproximadamente 6700 rev/min. Si el diámetro del rollo es menor y/o su velocidad superficial es mayor, entonces su velocidad de rotación es proporcionalmente mayor. El mandril de núcleo se puede operar a una velocidad de rotación mayor que el rollo antes de acoplarse al núcleo en el rollo, de modo que pueda tener una velocidad igualada y una tasa de cambio de velocidad (aceleración) igualada, y posiblemente también una tasa de cambio de aceleración igualada, para causar una interrupción mínima en el rollo y el núcleo cuando se acopla al núcleo. La velocidad de rotación de un rollo con un diámetro de 130 mm y una velocidad superficial de 800 m/min es de aproximadamente 1960 rev/min. La velocidad de rotación de un rollo con un diámetro de 200 mm y una velocidad superficial de 800 m/min es de aproximadamente 1270 rpm. Se puede apreciar que la inercia del sistema preferentemente debe mantenerse baja para que el par de torsión requerido para ejecutar dichos aumentos de velocidad no sea excesivo en el breve tiempo después de que los mandriles se desacoplen del núcleo de un rollo terminado y antes de que se acoplen al núcleo de un rollo posterior. Como alternativa a una serie de correas de transmisión y poleas para accionar los mandriles de núcleo, los mandriles de núcleo pueden tener un tren de transmisión que comprende el árbol impulsor flexible 92, como se muestra en las figuras 8 y 9. Tal árbol impulsor flexible puede estar disponible comercialmente de Suhner Manufacturing Inc., de Rome, GA, Estados Unidos.
Las figuras 8 y 9 ilustran en sección transversal un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo 80 ilustrativo que se puede usar en una configuración de nido de enrollamiento como se ha descrito anteriormente en esta memoria descriptiva. En la figura 8, el mandril 82 se muestra en su estado radialmente contraído, y fuera de un núcleo de enrollamiento tubular 62. La unidad puede estar soportada por un brazo de armazón del sistema de colocación 84, que está localizado, como se ha descrito previamente, por los motores de posición del mandril de núcleo. El árbol flexible 96 puede accionar el mandril para girar, como se ha descrito previamente, por un motor (no mostrado) en el extremo alejado del árbol flexible. La varilla de control 90 puede pasar desde la conexión del árbol flexible en la parte trasera del conjunto, por el interior del conjunto, a través del árbol de soporte 90 al mandril 82. El accionador lineal 86 se puede usar para desplazar el conjunto en traslación a lo largo de su eje, hacia adentro hacia el núcleo del rollo y hacia afuera alejándose del núcleo del rollo. El segundo accionador lineal 88 se puede disponer cerca de la parte trasera del conjunto, y su extremo de varilla se puede conectar a la carcasa de accionamiento 94 con un primer brazo 146. Un segundo brazo 148 puede conectar el cuerpo del segundo accionador lineal 88 a la varilla de control 90 a través de un cojinete de empuje 150 que permite la rotación relativa entre la varilla de control 94 y el segundo brazo 148, pero hace que la varilla de control 90 y el segundo brazo 148 se muevan axialmente juntos. En la disposición mostrada en las figuras 8 y 9, cuando el segundo accionador lineal 88 se extiende, el segundo accionador lineal 88 mueve la varilla de control 90 (hacia la izquierda en los dibujos) axialmente dentro de la carcasa de accionamiento 94 y el árbol de soporte 92. El cuerpo del mandril 82 comprende anillos de elastómero, que pueden estar dispuestos en el extremo distal de la varilla de control 90. Cuando los anillos de elastómero se comprimen axialmente, se expanden radialmente y pueden acoplarse a la superficie interior de un núcleo con presión superficial. Se puede usar un solo anillo de elastómero en el cuerpo de mandril. Preferentemente, se usan dos o más anillos de elastómero en el cuerpo de mandril para garantizar un buen acoplamiento entre el núcleo y el mandril, de modo que el acoplamiento pueda transmitir una carga de momento que resista la flexión vibratoria del núcleo en modo de viga. La cantidad de expansión radial se puede establecer controlando el recorrido del segundo accionador lineal 88. La cantidad de presión del mandril contra la superficie interior del núcleo se puede establecer controlando el nivel de fuerza impuesto por el segundo accionador lineal 88, que puede lograrse controlando el nivel de presión neumática, si el accionador es un cilindro neumático. La retracción del segundo accionador lineal 88 aliviará la compresión axial sobre los anillos de elastómero y les permitirá contraerse radialmente, tendiendo a volver a su tamaño original sin deformarse. Las piezas anulares de elastómero pueden estar adheridas o unidas por sus extremos al cuerpo de mandril y al soporte de árbol 92 de manera que cuando la varilla de control 90 se retrae (se desplaza hacia la derecha en los dibujos), los anillos de elastómero no solo se contraen radialmente debido a su tendencia de retorno elástico, sino que su diámetro se reduce debido a la aplicación de tensión axial a las piezas anulares de elastómero. Por esta acción, si la varilla de control 90 se retrae rápidamente (p. ej., rápidamente hacia la derecha), se puede hacer que los anillos de elastómero se contraigan rápidamente. La contracción rápida es favorable para ejecutar una secuencia de temporización precisa que es necesaria para el funcionamiento a altas velocidades y/o altas tasas de ciclo. Es favorable para asegurarse de que el mandril se haya desacoplado del extremo del núcleo antes de intentar retirar el mandril del núcleo.
Durante el funcionamiento, el brazo de bastidor del sistema de colocación de mandril de núcleo 84 se puede mover para alinear el cuerpo de mandril con el extremo del núcleo 62. El primer accionador lineal 86 puede retraerse para deslizar la carcasa de accionamiento 94 axialmente para insertar el cuerpo de mandril en el extremo del núcleo. Cuando el mandril está dentro del núcleo, el segundo accionador lineal 88 puede extenderse para mover axialmente la varilla de control 90 para acoplarse al núcleo (hacia la izquierda en los dibujos). El árbol de soporte 92 está restringido axialmente de manera que las piezas elásticas anulares se comprimen axialmente y se expanden radialmente para acoplarse a la superficie interior del núcleo. La figura 9 ilustra en sección transversal el mandril de núcleo de la figura 8 dentro de un núcleo y expandido radialmente para acoplarse con el núcleo. Durante el enrollamiento de un rollo, se le puede ordenar al primer accionador lineal 86 que se extienda, lo que provocará una fuerza de tensión en el núcleo, como se ha descrito previamente. O se puede usar un tercer accionador lineal (no mostrado), colocado en serie con el primer accionador lineal 86, para producir la fuerza de tensión en el núcleo. El movimiento de accionamiento para inducir una fuerza de tensión en el núcleo puede ejecutarse en un solo extremo del núcleo. Esto significa que después de que ambos mandriles de núcleo se hayan acoplado al núcleo, uno de ellos puede mantenerse axialmente fijo y el otro puede moverse axialmente para provocar la fuerza de tensión en el núcleo de modo que el núcleo no se desplace axialmente en la máquina o en el rollo durante el enrollamiento. Cerca del final del ciclo de enrollamiento del rollo, la fuerza de tensión que se indujo en el núcleo puede aliviarse haciendo que el accionador lineal 86 deje de tirar del núcleo, los mandriles de núcleo se pueden desacoplar de los extremos del núcleo haciendo que el accionador lineal 88 retraiga la varilla de control 90 (moverla hacia la derecha en los dibujos) para contraer las piezas elásticas anulares, y el accionador lineal 86 puede desplazar el conjunto hacia la izquierda para retirar el mandril de núcleo desde el núcleo. Después de que los mandriles de núcleo hayan desacoplado un núcleo, la velocidad de rotación de los mandriles se puede ajustar para que coincida con la velocidad requerida para acoplarse con el núcleo en el siguiente rollo a medida que los motores de colocación del mandril de núcleo mueven el conjunto al centro del siguiente rollo.
El árbol flexible 96 puede sufrir cambios en su curvatura para adaptarse a los movimientos axiales y espaciales del conjunto a medida que los mandriles de núcleo se insertan en los núcleos, a medida que los mandriles de núcleo siguen los centros de los rollos de enrollamiento, a medida que los mandriles de núcleo se retiran de los núcleos, y a medida que los mandriles de núcleo se desplazan para alinearse con el centro de un rollo posterior. Los cambios en la curvatura del árbol flexible pueden adaptarse al movimiento axial de la varilla de control 90 cuando el conjunto se desplaza axialmente para insertar o retirar el mandril de un núcleo. El árbol flexible también puede acomodar el movimiento axial de la varilla de control 90 cuando el segundo accionador lineal 88 se desplaza axialmente para expandir o contraer el mandril, y el movimiento de la varilla de control 90 a través del espacio por los motores de colocación del mandril de núcleo. Por tanto, el árbol impulsor flexible puede acomodar tres grados de libertad de traslación además del grado de libertad de rotación utilizado para accionar el mandril 82.
Las figuras 8 y 9 muestran los accionadores lineales 86, 88 como cilindros neumáticos. Sin embargo, se pueden usar diferentes accionadores para esta función. Un ejemplo ventajoso es un motor de inducción lineal. Un ejemplo particularmente ventajoso es un motor de inducción lineal con retroalimentación de posición y fuerza que puede funcionar bajo control de posición, control de fuerza o ambos. El mandril central se puede insertar muy rápida y suavemente con un perfil de movimiento programado. El accionador puede cambiar muy rápidamente para aplicar una fuerza de tensión controlada al núcleo durante el enrollamiento. El accionador puede aliviar esta fuerza de tensión con extrema rapidez cuando llega el momento de desacoplar el núcleo, y luego retirar el mandril de núcleo muy rápida y suavemente con un perfil de movimiento programado. Alternativamente, puede emplearse un sistema servoneumático, que usa retroalimentación de posición y presión de aire para controlar el accionador lineal.
Las figuras 8 y 9 muestran mandriles de núcleo 82 que se acoplan a los extremos de núcleo expandiendo radialmente los anillos de elastómero debido a la compresión axial. Sin embargo, se pueden usar diferentes tipos de mandriles para esta función. Los mandriles pueden comprender vejigas anulares que se expanden radialmente cuando se inflan con presión de aire para acoplarse a la superficie interior del núcleo, como se conoce en la técnica. Los mandriles pueden comprender elementos mecánicos que se expanden radialmente bajo el impulso de varillas de empuje, levas, cuñas, o similares, para acoplarse a la superficie interior del núcleo.
La figura 38 muestra un rociador 160 dispuesto aguas arriba del nido de enrollamiento en la proximidad de la banda. El rociador 160 puede ser una boquilla de rociado, o más preferentemente una pluralidad de boquillas de rociado. Se pueden proporcionar boquillas de rociado o pistolas rociadoras aguas arriba del nido de enrollamiento para rociar un líquido, fluido o nebulización, dispersión atomizada o similar de un agente en la banda antes de que se enrolle en el rollo. En la realización de la rebobinadora mostrada en la figura 38, las boquillas del rociador están preferentemente en el lado de la banda opuesto a la placa de estricción estacionaria 56 y al tambor de enrollamiento 50, y preferentemente aguas abajo de los rodillos de tracción inferiores 112. La aplicación del agente a una superficie de banda que no pasará sobre ningún rodillo antes de enrollarse en el rollo puede ser favorable para evitar que el agente se deposite en los rodillos y se desperdicie o ensucie los rodillos. La aplicación del agente a una superficie de la banda que está opuesta a la placa de estricción estacionaria 56 puede brindar soporte al tramo de la banda mediante la placa de estricción para minimizar la perturbación del flujo de aire o el flujo del agente a la banda. Un agente tal como adhesivo o almidón o aglutinante o similar puede aplicarse a la banda y usarse para unir entre sí las capas iniciales de la banda envuelta en el rollo. La unión puede ser muy ligera o fuerte variando la química y la cantidad del agente aplicado. La unión puede ser temporal, de modo que las capas se puedan dispensar desenrollándose del rollo y preferentemente usarse. La unión de las capas iniciales de la banda envuelta entre sí puede ser ventajosa para fortalecer o endurecer o hacer más duradero el orificio de un producto sin núcleo, que pueden producirse en las realizaciones de rebobinadora ilustradas en las figuras de esta memoria descriptiva con un mandrino removible. El agente también se puede usar para evitar que se colapse la abertura central del producto de rollo final. En algunos casos, el agente puede ser agua con adhesivo mínimo o nulo. La aplicación de agua, incluso sin adhesivo, se puede usar para unir capas de tejido envuelto, toalla y bandas de papel entre sí en el rollo, a través de la formación y/o reformación de enlaces de hidrógeno, o activando agentes de unión que están presentes en el material de banda.
Las realizaciones se han elegido y descrito con el fin de explicar mejor los principios de la divulgación y su aplicación práctica para permitir, de esta manera, que otros expertos en la técnica utilicen mejor dichos principios en diversas realizaciones y con diversas modificaciones que sean adecuadas para el uso particular contemplado. Como se podrían realizar otras modificaciones en las construcciones y métodos descritos e ilustrados en el presente documento sin apartarse del alcance de la invención, se pretende que toda la materia contenida en la descripción anterior o mostrada en los dibujos adjuntos se interprete como ilustrativa en lugar de como limitante. Por tanto, la amplitud y el alcance de la presente invención no deberían estar limitados por ninguna de las realizaciones ilustrativas descritas anteriormente, pero deben definirse únicamente de acuerdo con las siguientes reivindicaciones adjuntas.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Una máquina rebobinadora para enrollar material de banda (W) en un rollo (64) alrededor de un núcleo (62), comprendiendo la máquina:
un tambor de enrollamiento (50) giratorio alrededor de un eje central y alrededor del cual se dirige el material de banda (W) a enrollar; la máquina caracterizada por:
un bucle continuo (52) separado del tambor de enrollamiento (50) y definiendo el tambor de enrollamiento (50) un estrechamiento a través del cual se inserta el núcleo (62) y a través del cual se dirige el material de banda (W) cuando se enrolla el material de banda (W) alrededor del núcleo (62), estando configurado el bucle continuo (52) para moverse en una dirección generalmente opuesta a la dirección del tambor de enrollamiento (50) en el estrechamiento para enrollar el material de banda (W) alrededor del núcleo (62); y
un rodillo guía (54) que define un espacio de enrollamiento (N) con el tambor de enrollamiento (50) y el bucle continuo (52), siendo el rodillo guía (54) móvil en relación con el bucle continuo (52) y el tambor de enrollamiento (50) para permitir un aumento en el diámetro del rollo (64) en el espacio de enrollamiento (N) durante el enrollamiento del material de banda (W) alrededor del núcleo (62) por el tambor de enrollamiento (50), el bucle continuo (52) y el rodillo guía (54).
2. La máquina rebobinadora de la reivindicación 1, en donde el bucle continuo (52) se puede mover en relación con el tambor de enrollamiento (50) para cambiar la separación (S) del estrechamiento.
3. La máquina rebobinadora de la reivindicación 1, en donde el bucle continuo (52) tiene un tramo que mira hacia el tambor de enrollamiento (50) que define una superficie sobre la que se desplaza el rollo (64) en el espacio de enrollamiento (N).
4. La máquina rebobinadora de la reivindicación 1, que comprende además una superficie de rodadura (60) adaptada y configurada para entregar un núcleo (62) sobre el bucle continuo (52) en el estrechamiento entre el bucle continuo (52) y el tambor de enrollamiento (50).
5. La máquina rebobinadora de la reivindicación 1, que comprende además al menos un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80) adaptado y configurado para acoplarse a un extremo del núcleo (62) y transmitir el movimiento giratorio al núcleo (62) durante el enrollamiento del material de banda (W) alrededor del núcleo (62).
6. La máquina rebobinadora de la reivindicación 5, en donde el al menos un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80) comprende un mandril (82) configurado para acoplarse a una superficie interior del núcleo (62).
7. La máquina rebobinadora de la reivindicación 1, en donde el bucle continuo (52) está adaptado y configurado para cambiar la velocidad con respecto a la velocidad del tambor de enrollamiento (50) durante el enrollamiento del material de banda (W) alrededor del núcleo (62).
8. Un método para enrollar material de banda (W) en un rollo (64) alrededor de un núcleo (62), comprendiendo el método:
girar un tambor de enrollamiento (50) alrededor de un eje central del tambor de enrollamiento (50) y dirigir el material de banda (W) alrededor del tambor de enrollamiento (50); el método caracterizado por:
colocar un bucle continuo (52) en una relación separada con respecto al tambor de enrollamiento (50) para formar un estrechamiento entre una superficie del bucle continuo que mira hacia el tambor de enrollamiento (50) y el tambor de enrollamiento (50);
insertar el núcleo (62) y dirigir el material de banda (W) a través del estrechamiento entre la superficie del bucle continuo (52) que mira hacia el tambor de enrollamiento (50) y el tambor de enrollamiento (50);
colocar un rodillo guía (54) en relación con el bucle continuo (52) y el tambor de enrollamiento (50) para definir un espacio de enrollamiento (N) con el tambor de enrollamiento (50) y el bucle continuo (52); y operar el bucle continuo (52), tambor de enrollamiento (50) y rodillo guía (54) de manera que se enrolle el material de banda (W) alrededor del núcleo (62) en el espacio de enrollamiento (N) y se forme [[a]] el rollo (64) de material de banda (W) enrollado.
9. El método de la reivindicación 8, que comprende además mover el bucle continuo (52) en relación con el tambor de enrollamiento (50) para cambiar la separación (S) del estrechamiento.
10. El método de la reivindicación 8, que comprende además mover el rodillo guía (54) en relación con el bucle continuo (52) y el tambor de enrollamiento (50) para permitir un aumento en el diámetro del rollo (64) en el espacio de enrollamiento (N) durante el enrollamiento del material de banda (W) alrededor del núcleo (62).
11. El método de la reivindicación 8 que comprende además acoplar el núcleo (62) con al menos un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80) y transmitir el movimiento de rotación al núcleo (62) durante el enrollamiento del material de banda (W) alrededor del núcleo (62) con el al menos un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80).
12. El método de la reivindicación 11, en donde la etapa de acoplar el núcleo (62) con el al menos un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80) incluye acoplar el núcleo (62) después de que el núcleo (62) se haya puesto en rotación y en contacto con el material de banda (W).
13. El método de la reivindicación 11 que comprende además desacoplar el al menos un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80) del núcleo (62) antes de que se haya completado el enrollamiento del rollo (64) en el núcleo (62).
14. El método de la reivindicación 11, en donde la etapa de acoplar el núcleo (62) con el al menos un conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80) comprende usar un primer conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80) para acoplarse a un extremo del núcleo (62), y usar un segundo conjunto de acoplamiento de extremo de núcleo (80) para acoplarse a un extremo opuesto axial del núcleo (62), y aplicar una fuerza de tracción axial al núcleo (62) con los conjuntos de acoplamiento de extremo de núcleo (80).
15. El método de la reivindicación 8, que comprende además que el rollo (64) se soporte en el espacio de enrollamiento (N) por el bucle continuo (52).
16. El método de la reivindicación 8, en donde la etapa de operar el bucle continuo (52), el tambor de enrollamiento (50) y el rodillo guía (54) de manera que se enrolle el material de banda (W) alrededor del núcleo (62) en el espacio de enrollamiento (N) y se forme el rollo (64) incluye cambiar la velocidad del bucle continuo (52) con respecto a la velocidad del tambor de enrollamiento (50) durante el enrollamiento del material de banda (W) alrededor del núcleo (62).
17. El método de la reivindicación 8, en donde la etapa de operar el bucle continuo (52), el tambor de enrollamiento (50) y el rodillo guía (54) de manera que se enrolle el material de banda (W) alrededor del núcleo (62) en el espacio de enrollamiento (N) y se forme el rollo (64) incluye reducir la velocidad del bucle continuo (52) con respecto a la velocidad del tambor de enrollamiento (50) para hacer avanzar el núcleo (62) a través del estrechamiento entre el tambor de enrollamiento (50) y el bucle continuo (52).
18. El método de la reivindicación 8, en donde la etapa de operar el bucle continuo (52), el tambor de enrollamiento (50) y el rodillo guía (54) de manera que se enrolle el material de banda (W) alrededor del núcleo (62) en el espacio de enrollamiento (N) y se forme el rollo (64) incluye reducir la velocidad del bucle continuo (52) con respecto a la velocidad del tambor de enrollamiento (50) para hacer avanzar el rollo (64) desde el espacio de enrollamiento (N).
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