ES2980482T3 - Procedimiento para bobinar un producto a enrollar y máquina de bobinar - Google Patents

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Abstract

En resumen, la invención se refiere a un procedimiento para el bobinado de un material de bobinado (D), a un dispositivo de control (SE), a un producto de programa informático y a una máquina bobinadora. Mediante una unidad de ajuste (EE) y/o modificando la respectiva velocidad de giro (W1, W2) de un cuerpo de bobinado (1) y/o de un rodillo de alimentación (4), se puede ajustar la tensión de bobinado a una tensión de bobinado predeterminada (F deseada), en particular a una tensión de bobinado constante (F). Un aspecto característico es la compensación de la longitud libre (x) del material de bobinado (D), siendo la longitud libre (x) la distancia entre el primer punto de apoyo (P1) del material de bobinado (D) sobre el cuerpo de bobinado (1) y el segundo punto de apoyo (P2) del material de bobinado (D) sobre un rodillo deflector (2). La modificación de la longitud libre (x) se compensa mediante la unidad de ajuste (EE) y/o modificando la respectiva velocidad de giro (W1, W2). Gracias a la invención, la tensión de bobinado (F) se puede ajustar de forma sencilla, rápida y precisa al enrollar un material de bobinado (D) sobre un cuerpo de bobinado (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para bobinar un producto a enrollar y máquina de bobinar
Procedimiento para bobinar un producto a enrollar y máquina de bobinar. El procedimiento se refiere a un procedimiento para bobinar un producto a enrollar. Además se refiere la invención a una máquina de bobinar. Cuando se bobina un producto a enrollar, en particular cuando se trata de un alambre o de una lámina, sobre un cuerpo para bobinar, se somete el producto a enrollar regularmente a una tensión de bobinado. La tensión de bobinado corresponde entonces a la fuerza (por unidad de superficie de sección transversal) con la que se bobina el producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar. En equipos modernos para bobinar un producto a enrollar puede ajustarse la tensión de bobinado. En otras palabras, la tensión de bobinado es la tensión de tracción del producto a enrollar.
El documento EP 2485227 A1 da a conocer un procedimiento para bobinar un producto a enrollar de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y una máquina de bobinar de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 7.
El documento EP 2 306 473 A1 describe una máquina de bobinar alambre y un sistema de regulación para una tal máquina de bobinar alambre.
El documento WO2006133662A1 muestra un procedimiento y un equipo para regular la tensión de un alambre de bobinado en el que se transmite una fuerza de retardo predeterminada al alambre de bobinado y se capta la correspondiente tensión del alambre de bobinado durante el proceso de bobinado.
El documento JP60105210A muestra un accionamiento de banda.
El documento EP926090A2 muestra una máquina de bobinar en la que un controlador controla una velocidad de aportación en función de una velocidad al bobinar.
El documento EP 2617670A2 muestra un aparato tensor, que puede absorber variaciones de la velocidad y que puede mantener constante una tensión incluso cuando varía la velocidad de un alambrón.
Según el estado actual de la técnica, la tensión de bobinado, en particular una tensión de bobinado que no es constante, es difícil de ajustar.
Por ello es objetivo de la invención proporcionar un procedimiento mejorado y un equipo mejorado para bobinar un producto a enrollar.
En particular es objetivo de la invención controlar la tensión de bobinado durante el proceso de bobinar. Con preferencia ha de ajustarse la tensión de bobinado a un valor constante.
El objetivo se logra con un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.
El objetivo se logra además mediante una máquina de bobinar con un equipo de control de acuerdo con la reivindicación 7.
En el procedimiento para bobinar un producto a enrollar, en particular para bobinar un alambre o una lámina sobre un cuerpo para bobinar con sección transversal de forma no circular, se enrolla el cuerpo a bobinar desde un rollo de alimentación sobre el cuerpo para bobinar. El procedimiento tiene al menos las siguientes etapas:
- aportar el producto a enrollar desde el rollo de alimentación,
- enrollar el producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar,
- pudiendo ajustarse la tensión de bobinado del producto a enrollar a una tensión de bobinado predeterminada, - ajustándose la tensión de bobinado mediante una unidad de ajuste a la tensión de bobinado predeterminada. La invención tiene como base la comprensión de que una longitud libre del producto a enrollar entre los puntos de apoyo del producto a enrollar sobre el producto a enrollar y un rodillo de desviación, desde el que se enrolla el producto a enrollar, varía continuamente. La variación es en particular considerable en un cuerpo para bobinar con una sección transversal de forma no circular.
Además tiene como base la invención la comprensión de que un producto a enrollar con una tensión de bobinado prevista, que no es necesariamente constante a lo largo del tiempo, ha de enrollarse sobre el cuerpo para bobinar. No obstante, en muchas aplicaciones, como el bobinado de una celda de batería, ha de mantenerse la tensión de bobinado lo más constante posible durante todo el proceso de bobinado.
Bajo un rollo de alimentación se entiende aquí un dispositivo para almacenar el producto a enrollar. A modo de ejemplo, una lana de alambre o un rollo sobre el que está enrollada la lámina. No obstante, el producto a enrollar puede existir también apilado. El rollo de alimentación puede llevar asociada una segunda velocidad de giro, con lo que el rollo de alimentación aporta el producto a enrollar con una velocidad proporcional a la segunda velocidad de giro.
La invención es especialmente adecuada para bobinar sobre un cuerpo para bobinar que tiene una sección transversal de forma no circular y/o un diámetro/radio no constante. A modo de ejemplo, está conformado un tal cuerpo para bobinar con forma de elipse o rectangular.
Con especial ventaja se fabrican con el procedimiento aquí presentado celdas de batería o condensadores de lámina. Bajo la tensión de bobinado se entiende la tensión del producto a enrollar. Una posibilidad de definición de la tensión de bobinado es la fuerza que actúa sobre el producto a enrollar perpendicularmente a su superficie de sección transversal, dividido por la superficie de la sección transversal. A menudo la superficie de la sección transversal es constante. Entonces corresponde la tensión de bobinado a la fuerza con la que del producto a enrollar "se tira hacia fuera desde el cuerpo para bobinar durante el bobinado".
Bajo la tensión de bobinado prevista se entiende la tensión de bobinado con la que ha de bobinarse el producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar. La tensión de bobinado prevista puede estar representada como función de la orientación del cuerpo para bobinar. Por ejemplo esto es necesario cuando se enrolla un alambre alrededor de un cuerpo para bobinar poligonal, para lograr un buen resultado.
Con preferencia la tensión de bobinado es proporcional a la curvatura del cuerpo para bobinar en el punto de apoyo del cuerpo para bobinar. Una tal proporcionalidad es especialmente ventajosa al enrollar alambre metálico.
No obstante, hay que tener en cuenta que la curvatura del cuerpo para bobinar desciende debido a las capas de material ya enrolladas. La unidad de ajuste está diseñada para ajustar la tensión de bobinado. El producto a enrollar se ve influido con ayuda de la unidad de ajuste antes de enrollarse sobre el cuerpo para bobinar.
Complementariamente al ajuste de la tensión de bobinado con ayuda de la unidad de ajuste, puede modificarse la velocidad de giro del cuerpo para bobinar y/o del rollo de alimentación.
La velocidad de giro se ajusta mediante los accionamientos que con ayuda de un equipo de control sirven para ejecutar el proceso de bobinado.
Un producto de programa informático puede correr sobre una unidad de cálculo y está diseñado para apoyar el proceso de bobinar un cuerpo a enrollar.
El programa informático está instalado y almacenado en la unidad de cálculo. Para que corra se carga el producto de programa informático en la memoria de trabajo de la unidad de cálculo y se ejecuta con un procesador. Cuando corre el producto de programa informático
- se calcula la longitud libre,
- se calculan y proporcionan ajustes para el correspondiente órgano de ajuste,
- y/o se calculan las magnitudes para el proceso de bobinado.
El cálculo y la aportación de los ajustes se realiza online en el equipo de control.
El procedimiento que aquí se presenta tiene múltiples ventajas. En particular
- un ajuste sencillo y exacto de la tensión de bobinado,
- cuando se calculan online parámetros para la unidad de ajuste o las velocidades de giro, un reducido tiempo de configuración,
- es posible fácilmente tener en cuenta un par de flexión o par de tracción en el proceso de bobinado, así como - un ajuste bastante más exacto de la tensión de bobinado en comparación con el estado actual de la técnica. Básicamente está localizado un segundo punto de apoyo del producto a enrollar sobre el último rodillo de desvío para el producto a enrollar antes del cuerpo para bobinar.
El rodillo de desvío es aquel rodillo de desvío desde el que se conduce el producto a enrollar al cuerpo para bobinar. Cuando no es circular la sección transversal del cuerpo para bobinar, resulta por cada vuelta de giro del cuerpo para bobinar una longitud libre variable. La diferencia de trayectorias por cada vuelta de giro del cuerpo para bobinar (orientación = 360°) ha de compensarse ventajosamente para mantener constante la tensión de bobinado del producto a enrollar. Una tensión de bobinado se denomina también tensión de trayectoria o tensión del producto a enrollar.
La invención se basa en particular en la comprensión de que durante el proceso de bobinado sobre un cuerpo para bobinar con sección transversal no circular, varía la distancia entre el punto de apoyo del producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar y el punto de apoyo del producto a enrollar sobre un rodillo de desvío cuando gira el cuerpo para bobinar.
La variación de la distancia entre los puntos de apoyo origina una variación de la tensión de bobinado. La variación de la tensión de bobinado al enrollar origina una considerable reducción de la calidad.
Una primera solución es compensar la longitud libre mediante un rodillo danzante, asumiendo el rodillo danzante una posición tal que se compensa la tensión de bobinado. Una tal compensación pasiva es a menudo lenta.
No obstante, un rodillo danzante puede posicionarse también activamente con ayuda de una etapa de ajuste. Mediante la compensación activa de la longitud libre y opcionalmente del punto de apoyo diferente del producto a enrollar sobre el rodillo de desvío, es posible una compensación más rápida y sencilla de la tensión de bobinado.
Por ello se realiza en el marco de la invención la compensación de la tensión de bobinado activamente. Para ello se ajusta un acumulador de producto a enrollar de forma tal que la capacidad del mismo se ajusta para compensar la tensión de bobinado.
El ajuste de la tensión de bobinado se realiza ventajosamente a un valor constante. En función de la aplicación, puede ajustarse también la tensión de bobinado a una evolución no constante.
Por ejemplo, en un cuerpo para bobinar poligonal puede ajustarse la tensión de bobinado al enrollar alrededor del correspondiente vértice a un valor más alto. En general puede orientarse la tensión de bobinado en función de la curvatura del cuerpo para bobinar en el primer punto de apoyo.
La tensión de bobinado y por lo tanto el ajuste de la unidad de ajuste, en particular en forma de parámetros, se calcula durante el proceso de bobinado. Un tal cálculo durante el proceso de bobinado se denomina también cálculo online. Para calcular el correspondiente ajuste, se utiliza una unidad de cálculo, estando asociada la unidad de cálculo a un equipo de control. El equipo de control sirve para controlar o regular los motores y/o los correspondientes órganos de ajuste. Mediante un cálculo online de los parámetros para la unidad de ajuste, puede ahorrarse tiempo al configurar la máquina de bobinar y compensarse errores sistemáticos, al poderse tener en cuenta por ejemplo características del producto a enrollar en el cálculo.
Para ajustar la tensión del producto a enrollar es ventajoso además un freno del producto a enrollar con potencia de frenado ajustable. Entonces se conduce el producto a enrollar sobre un rodillo de desvío, estando acoplado el rodillo de desvío con un servomotor y pudiendo ajustarse la tensión de bobinado con un ajuste de la velocidad de giro.
Un freno del producto a enrollar puede complementarse ventajosamente mediante otras posibilidades de ajuste de la tensión de bobinado.
Un acumulador de producto a enrollar tiene una pluralidad de rodillos de desvío, sosteniendo el producto a enrollar una pluralidad de rodillos de desvío sobre una trayectoria de longitud variable. Mediante una variación de la posición de al menos uno de los rodillos de desvío, es posible ajustar la longitud de la trayectoria.
La longitud de la trayectoria del producto a enrollar se corresponde con la capacidad del acumulador de producto a enrollar. La variación de la posición del correspondiente rodillo de desvío se realiza mediante un órgano de ajuste. Un acumulador de producto a enrollar puede combinarse con un rodillo danzante para compensar ligeras oscilaciones de la tensión de bobinado.
Un acumulador variable de producto a enrollar tiene con preferencia una pluralidad de rodillos de desvío, variando la distancia de los correspondientes rodillos de desvío con ayuda del respectivo órgano de ajuste.
Un rodillo danzante puede servir así tanto para compensar la tensión de bobinado como también, interaccionando con un transmisor, para determinar la tensión de bobinado.
Un rodillo danzante es un rodillo de desvío cuya posición puede ajustarse en una dirección pasivamente o con ayuda de un órgano de ajuste activamente. Con preferencia determina un transmisor la posición del rodillo danzante. El transmisor puede utilizarse junto con un sistema de resorte como transmisor de fuerza. Con ayuda del transmisor o del transmisor de fuerza puede determinarse directamente la tensión de bobinado.
Para ajustar la tensión de bobinado con ayuda del rodillo danzante, se modifica la posición del rodillo danzante, con lo que varía la longitud entre el rodillo danzante y los correspondientes rodillos de desvío.
Para determinar la tensión de bobinado se determina la posición del rodillo danzante con un transmisor. Cuando aumenta la tensión de bobinado, varía la posición del rodillo danzante respecto a los correspondientes rodillos de desvío y a la inversa. La posición se capta con el transmisor.
El transmisor puede estar diseñado como transmisor de posición. Con preferencia está diseñado el transmisor como transmisor de fuerza. El transmisor de fuerza determina la fuerza que actúa sobre el rodillo danzante y determina mediante ello la tensión de bobinado. Configurando el transmisor como una combinación de transmisor de posición y transmisor de fuerza, puede utilizarse un rodillo danzante tanto para el ajuste como también para determinar la tensión de bobinado.
Bajo un transmisor de fuerza se entiende un sensor para determinar la fuerza que actúa sobre el producto a enrollar. Así puede estar diseñado el transmisor de fuerza por ejemplo para determinar la posición de un rodillo de desvío mantenido mediante un resorte en una posición. El transmisor de fuerza es capaz así de determinar la tensión de bobinado del producto a enrollar.
Un equipo regulador sirve aquí para regular la tensión de bobinado a un valor constante o a una tensión de bobinado prevista.
Como entrada del equipo regulador sirve con preferencia un transmisor que determina la tensión de bobinado momentánea. Como magnitud de entrada adicional, tiene el equipo regulador con preferencia la tensión de bobinado prevista. La tensión de bobinado prevista puede ser un valor constante. La tensión de bobinado puede ser también una función de la orientación del cuerpo para bobinar. La tensión de bobinado se calcula entonces con preferencia durante el proceso de bobinado. El cálculo de los ajustes de los órganos de ajuste y de las velocidades de giro, en particular como función de la tensión de bobinado prevista, se realiza online.
El equipo regulador está realizado con preferencia como regulación proporcional (regulación P), como regulación proporcional-integral (regulación PI) o como regulación proporcional-integral-diferencial (regulación PID).
En una variante de configuración ventajosa del procedimiento, la tensión de bobinado prevista es constante.
La tensión de bobinado prevista se mantiene con preferencia constante en una fabricación de celdas de batería y en el bobinado de condensadores. Bajo "constante" ha de entenderse aquí que la tensión de bobinado, en particular en el primer punto de apoyo - que es el punto de apoyo del producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar (en particular ya bobinado) - permanece constante durante el proceso de bobinado.
Tal como se explica posteriormente, de acuerdo con la invención se ajusta la tensión de bobinado del producto a enrollar con ayuda de un acumulador variable de producto a enrollar. El acumulador variable del producto a enrollar está ajustado de forma tal que se compensa la longitud que varía entre el primer y el segundo punto de apoyo. Con ello es constante la longitud del producto a enrollar entre el primer punto de apoyo y el tercer punto de apoyo. Al ser constante la longitud del producto a enrollar entre el primer y el tercer punto de apoyo, la tensión de bobinado es constante.
Al respecto designa el primer punto de apoyo el punto de apoyo del producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar. Además designa el segundo punto de apoyo el punto de apoyo del producto a enrollar sobre el rodillo de desvío desde el que se enrolla el producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar. El tercer punto de apoyo puede ser el punto de apoyo del producto a enrollar sobre el rodillo de alimentación o el punto de apoyo del producto a enrollar sobre el rodillo de desvío entre el rollo de alimentación y el acumulador de producto a enrollar.
La tensión de bobinado se mantiene constante manteniendo constante la distancia entre el primer y el tercer punto de apoyo.
Aquí se denomina la distancia entre el primer y el segundo punto de apoyo longitud libre.
En un cuerpo para bobinar con una sección transversal de forma no circular, la distancia entre el primer y el segundo punto de apoyo no es constante, ya que la misma varía con la orientación del cuerpo para bobinar.
La variación de la distancia entre el primer y el segundo punto de apoyo se compensa. La compensación se realiza en particular
- modificando la capacidad del acumulador de producto a enrollar y además, dado el caso,
- modificando la posición del rodillo danzante.
La tensión de bobinado puede además mantenerse constante adaptando la velocidad de giro del cuerpo para bobinar y/o la velocidad de giro del rollo de alimentación. Así origina una reducción de la velocidad de giro del rollo de alimentación un aumento de la tensión de bobinado. Además una reducción de la velocidad de giro del cuerpo para bobinar origina por lo general una reducción de la tensión de bobinado.
De acuerdo con la invención tiene la unidad de ajuste un acumulador variable de producto a enrollar.
Con preferencia está diseñada la unidad de ajuste como acumulador variable de producto a enrollar. Opcionalmente puede incluir el acumulador de producto a enrollar también un rodillo danzante.
En la variante de configuración sirve el acumulador variable del producto a enrollar para ajustar la tensión de bobinado. De acuerdo con la invención se realiza el ajuste de la tensión de bobinado del producto a enrollar mediante una modificación de la capacidad del acumulador variable de enrollado.
Como acumulador variable del producto a enrollar es adecuada una pluralidad de rodillos de desviación, circulando el producto a enrollar con forma de meandro alrededor de la pluralidad de rodillos de desvío. Para ajustar la capacidad del acumulador de producto a enrollar así constituido, puede modificarse la posición de uno o de varios rodillos de desvío. Al respecto puede ejecutarse la modificación mediante un órgano de ajuste, modificando el órgano de ajuste la distancia de un rodillo de desvío o de varios rodillos de desvío en la relación mutua.
Modificando la capacidad del acumulador de producto a enrollar puede compensarse la variación de la longitud libre. Así puede mantenerse constante la tensión de bobinado.
En particular hay que tener en cuenta la posición del segundo punto de apoyo sobre el rodillo de desvío.
Mediante la compensación de la longitud del producto a enrollar con ayuda de un acumulador variable del producto a enrollar, se logra una manera sencilla y efectiva de mantener constante la tensión de bobinado del producto a enrollar. La longitud libre se calcula en base a tres componentes:
La longitud de la trayectoria del producto a enrollar entre el primer y el segundo punto de apoyo se denomina longitud libre. Además es relevante el punto de apoyo del producto a enrollar sobre el rodillo de desvío. Además puede tenerse en cuenta el producto a enrollar ya enrollado sobre el cuerpo para bobinar. Teniendo en cuenta los tres aspectos, puede calcularse la longitud libre a compensar.
En otra variante de configuración del procedimiento ventajosa, tiene la unidad de ajuste adicionalmente un freno ajustable para el producto a enrollar. Un freno para el producto a enrollar está realizado con preferencia como rodillo de desvío, que está acoplado a un servomotor, prescribiendo el servomotor la velocidad de giro del rodillo de desvío. Cuando se reduce la velocidad de giro del rodillo de desvío, aumenta la tensión de bobinado.
Opcionalmente incluye la unidad de ajuste además un rodillo danzante.
El freno del producto a enrollar puede servir también opcionalmente para ajustar la tensión de bobinado. El freno del producto a enrollar puede utilizarse por ejemplo en la combinación de un acumulador de producto a enrollar y/o del rodillo danzante.
De acuerdo con la invención se ajusta la tensión de bobinado con un equipo regulador a la tensión de bobinado prevista. El equipo regulador tiene un circuito de regulación. El circuito de regulación está diseñado con preferencia como regulador P, circuito de regulación PI o como circuito de regulación PID.
Un equipo regulador con un circuito de regulación puede servir para regular la tensión de bobinado a una tensión de bobinado constante o bien a una predeterminada.
El equipo regulador regula con preferencia la posición de un órgano de ajuste. El órgano de ajuste sirve para ajustar la posición del rodillo danzante o para ajustar la capacidad del acumulador de producto a enrollar.
En otra variante de configuración ventajosa del procedimiento, averigua un transmisor, en particular un transmisor situado en un rodillo danzante, la tensión de bobinado.
El transmisor está diseñado con preferencia como transmisor de fuerza y/o como transmisor de posición. Un transmisor de fuerza se denomina en un rodillo danzante también célula de carga de tracción. Un tal transmisor proporciona la posición averiguada y/o la fuerza averiguada para el equipo regulador, en particular para el circuito de regulación y/o para el equipo de control.
El transmisor puede determinar la fuerza también directamente mediante interacción del transmisor con el producto a enrollar.
En otra variante de configuración ventajosa del procedimiento, ajusta la unidad de ajuste la longitud del producto a enrollar entre un punto de apoyo del producto a enrollar sobre el rollo de alimentación y el punto de apoyo del producto a enrollar sobre el cuerpo para enrollar a una longitud constante.
La unidad de ajuste compensa dicho de otra forma la desviación de la tensión de bobinado mediante la modificación de la longitud libre y del desplazamiento del correspondiente segundo punto de apoyo del producto a enrollar sobre el rodillo de desvío. Se calcula la variación de la longitud libre.
La variación de la longitud libre se proporciona al equipo de control.
La longitud libre se calcula mediante un cálculo continuo con ayuda de interrelaciones geométricas durante el proceso de bobinado. Un cálculo de la longitud libre durante el proceso de bobinado se denomina cálculo online.
El cálculo de la longitud libre es en particular ventajoso porque en una determinación experimental pueden presentarse errores de medida.
De acuerdo con la invención compensa la unidad de ajuste, junto con el acumulador de producto a enrollar, una variación de una longitud libre.
La unidad de ajuste sirve para ajustar la capacidad del acumulador de producto a enrollar. El acumulador de producto a enrollar tiene para ello al menos un rodillo de desvío, modificando la unidad de ajuste la posición del al menos un rodillo de desvío respecto a otro rodillo de desvío.
Mediante la modificación de la posición de los rodillos de desvío del acumulador de producto a enrollar entre sí, se modifica la capacidad del acumulador de producto a enrollar. En un tal acumulador de producto a enrollar recorre el producto a enrollar el acumulador de producto a enrollar, modificando al menos un rodillo de desvío la dirección de propagación del producto a enrollar.
De acuerdo con la invención se calcula como parámetro para la unidad de ajuste la posición de un órgano de ajuste de la unidad de ajuste.
Un parámetro es también la longitud libre. Un parámetro dependiente de la longitud libre y opcionalmente de la tensión de bobinado prevista, es el ajuste para el correspondiente órgano de ajuste o bien otro parámetro para la unidad de ajuste. El parámetro puede compararse al realizar el cálculo también con al menos un parámetro medido.
La máquina de bobinar incluye un receptáculo para el cuerpo para bobinar, en particular para un cuerpo para bobinar con una sección transversal no circular.
Además lleva la máquina de bobinar asociado un rollo de alimentación para el producto a enrollar. La máquina de bobinar tiene otro receptáculo para el rollo de alimentación.
Además incluye la máquina de bobinar una unidad de ajuste. La unidad de ajuste tiene un acumulador variable de producto a enrollar.
Adicionalmente puede estar prevista la unidad de ajuste para ajustar la correspondiente velocidad de giro del rollo de alimentación y/o del cuerpo para bobinar.
Opcionalmente puede tener una máquina de bobinar otro rodillo danzante. El rodillo danzante puede estar previsto para compensar la tensión de bobinado y/o, junto con un transmisor, para determinar la tensión de bobinado.
El producto a enrollar discurre desde el rollo de alimentación a través del rodillo danzante opcional y a través de la unidad de ajuste. El producto a enrollar se proporciona tras recorrer el rodillo danzante y tras recorrer la unidad de ajuste a través de un rodillo de desvío al cuerpo para bobinar.
El rodillo de desvío anterior al cuerpo para bobinar puede ser parte de la unidad de ajuste. El rodillo de desvío está dispuesto ventajosamente en una posición fija. El producto a enrollar discurre a través del rodillo de desvío, abandonando el producto a enrollar el rodillo de desvío en un segundo punto de apoyo. El punto de apoyo varía con la orientación del cuerpo para bobinar, en particular cuando se trata de un cuerpo para bobinar con una superficie de sección transversal con forma no circular.
La máquina de bobinar tiene opcionalmente un freno para el producto a enrollar. El freno para el producto a enrollar está previsto para el ajuste directo de la tensión de bobinado a la tensión de bobinado prevista.
El rollo de alimentación y el cuerpo para bobinar están acoplados con respectivos accionamientos. El correspondiente accionamiento sirve para el giro del cuerpo para bobinar o del rollo de alimentación. El rollo de alimentación tiene una segunda velocidad de giro. El cuerpo para bobinar tiene una primera velocidad de giro.
Las velocidades de giro son controladas o reguladas por el equipo de control.
Con ayuda de la velocidad de giro, es posible un ajuste una regulación de la tensión de bobinado. Un descenso de la primera velocidad de giro, en particular respecto a la segunda velocidad de giro, suele originar un descenso de la tensión de bobinado.
Con preferencia se ajusta la tensión de bobinado regulando la correspondiente velocidad de giro.
A modo de ejemplo origina una sección transversal oval o rectangular de un cuerpo para bobinar una variación periódica de la tensión de bobinado para una velocidad uniforme del producto a enrollar. La tensión de bobinado depende entonces de la longitud libre. Cuando aumenta la longitud libre aumenta la tensión de bobinado.
Para reducir la tensión de bobinado puede
- reducirse la velocidad de giro (del cuerpo para bobinar),
- reducirse la capacidad del acumulador de producto a enrollar, con ayuda de un órgano de ajuste de la unidad de ajuste
y/o
- incrementarse la segunda velocidad de giro (del rollo de alimentación).
Para ajustar la tensión de bobinado con las medidas antes citadas, se utiliza un equipo de control. El equipo de control lleva asociada una unidad de cálculo. La unidad de cálculo sirve para calcular la correspondiente velocidad de giro, para ajustar la unidad de ajuste y el órgano de ajuste.
A continuación se describirá y explicará la invención más en detalle en base a figuras.
Se muestra en
figura 1 máquina de bobinar,
figura 2 otra máquina de bobinar,
figura 3 otra máquina de bobinar,
figura 4 otra máquina de bobinar, así como
figura 5 otra máquina de bobinar.
La figura 1 muestra una máquina de bobinar. La máquina de bobinar tiene una unidad de ajuste EE. La unidad de ajuste EE puede estar diseñada como freno para el producto a enrollar, como acumulador de producto a enrollar 5 y/o como rodillo danzante 3. Además se muestra un equipo de control SE, incluyendo el equipo de control SE una unidad de cálculo RE y/o un equipo regulador 9. El equipo de control SE sirve para controlar o regular el accionamiento M para el cuerpo para bobinar 1. La unidad de cálculo RE proporciona la tensión de bobinado prevista F-soll. Con preferencia proporciona la unidad de cálculo RE los ajustes para un correspondiente órgano de ajuste 3a, 5a y/o la primera y segunda velocidad de giro W1, W2. En base a las magnitudes antes citadas, controla o regula el equipo de control SE los motores M del rollo de alimentación 4 y/o del cuerpo para bobinar 1. Opcionalmente controla o regula el equipo de control un correspondiente órgano de ajuste 3a, 5a. El cuerpo para bobinar gira durante el proceso de bobinado con una primera velocidad de giro W1. La primera velocidad de giro W1 corresponde a la primera derivada respecto al tiempo de la orientación a el cuerpo para bobinar 1. El cuerpo para bobinar 1 se envuelve con el producto a enrollar D. El producto a enrollar D recorre la máquina de bobinar con una velocidad v. El producto a enrollar D tiene durante el proceso de bobinar una tensión de bobinado F. La tensión de bobinado F se ajusta con ayuda del accionamiento M del cuerpo para bobinar 1, con ayuda del accionamiento o bien del motor M para el rollo de alimentación 4 a una tensión de bobinado F-soll prevista. El rollo de alimentación tiene una segunda velocidad de giro W2.
El producto a enrollar D se conduce a través de un rodillo de desvío 2. El rodillo de desvío 2 enrolla el producto a enrollar D sobre el cuerpo para bobinar 1. El producto a enrollar D abandona el rodillo de desvío 2 en un segundo punto de apoyo P2. El producto a enrollar D toma contacto con el cuerpo para bobinar 1 en el primer punto de apoyo P1. Entre el primer punto de apoyo P1 y el segundo punto de apoyo P2 se extiende la longitud libre x. La longitud libre x corresponde a la longitud del producto a enrollar D entre el rodillo de desvío 2 y el cuerpo para bobinar 1. La longitud libre x varía periódicamente durante el proceso de bobinado. Además varía el segundo punto de apoyo P2 sobre el rodillo de desvío 2 igualmente con periodicidad.
La figura 2 muestra otra máquina de bobinar. La máquina de bobinar tiene un rodillo danzante 3. El rodillo danzante 3 sirve para compensar la tensión de bobinado F del producto a enrollar D. El producto a enrollar D parte del rollo de alimentación 4 y recorre el rodillo danzante 3. A través de un rodillo danzante 2 se enrolla el producto a enrollar D sobre el cuerpo para bobinar 1.
El rodillo danzante 3 lleva asociados un transmisor y/o un órgano de ajuste 3a. El transmisor determina la posición a el rodillo danzante 3. El transmisor puede estar diseñado también como transmisor de fuerza y determinar así directamente la tensión de bobinado.
Con preferencia se compensa con ayuda del rodillo danzante 3 la variación de la longitud libre x, compensando el rodillo danzante 3, por ejemplo con ayuda de un órgano de ajuste 3a, la variación de la longitud libre x. Manteniéndose una distancia constante desde un primer punto de apoyo P1 a un tercer punto de apoyo P3, queda ajustada la tensión de bobinado F a un valor constante. El tercer punto de apoyo P3 es el punto en el que el producto a enrollar D abandona el rollo de alimentación 4. El tercer punto de apoyo p3 está localizado con preferencia sobre el rollo de alimentación 4. Manteniéndose una longitud constante del producto a enrollar entre el primer punto de apoyo P1 y el tercer punto de apoyo P3, queda igualmente constante la tensión de bobinado.
La figura 3 muestra otra máquina de bobinar. La máquina de bobinar incluye un cuerpo para bobinar 1, un rodillo de desvío 2, un rodillo danzante 3 y un rollo de alimentación 4. La velocidad del producto a enrollar D es constante, en particular partiendo del rollo de alimentación 4. El producto a enrollar D discurre en la forma de realización aquí mostrada con una velocidad constante v del rollo de alimentación 4. El producto a enrollar D recorre la longitud libre x con una velocidad v no constante (v t constante). Como compensación de la velocidad v del producto a enrollar D sirve el rodillo danzante 3. La segunda velocidad de giro W2 del rollo de alimentación 4 es constante. En particular no depende la segunda velocidad de giro W2 de la correspondiente orientación a (de 0° a 360°). Es decir, que la velocidad v del producto a enrollar D, que proviene del rollo de alimentación 4, es constante.
La posición a, del rodillo danzante 3 puede ajustarse activamente con ayuda del órgano de ajuste 3a.
Además, la primera velocidad de giro W1 no es constante, sino que tiene una evolución periódica. Esto se muestra en el correspondiente diagrama. La evolución aproximadamente periódica de la primera velocidad de giro W1, es decir, la velocidad de giro del cuerpo para bobinar 1, se calcula en base a la forma de la sección transversal del cuerpo para bobinar 1, que no tiene forma circular. La variación periódica de la primera velocidad de giro W1 para una segunda velocidad de giro W2 constante del rollo de alimentación, origina la compensación de la tensión de bobinado F del producto a enrollar D durante el proceso de bobinado.
Alternativamente puede accionarse también el rollo de alimentación 4 con una velocidad de giro W2 periódica. Entonces puede ajustarse la primera velocidad de giro W1 a un valor constante.
El rodillo danzante 3 está asociado opcionalmente a un órgano de ajuste 3a (no mostrado). Mediante el órgano de ajuste 3a y el rodillo danzante pueden compensarse oscilaciones mínimas de la tensión de bobinado F.
Para controlar o regular la primera velocidad de giro W1 se utiliza con preferencia un equipo de control SE (no mostrado).
La figura 4 muestra otra máquina de bobinar. La máquina de bobinar tiene un cuerpo para bobinar 1, que se enrolla con dos productos a enrollar D. La primera velocidad W1 del cuerpo para bobinar 1 es constante.
La máquina de bobinar tiene un respectivo rodillo de desvío 2. Sobre el correspondiente rodillo de desvío 2 se desvía el respectivo producto a enrollar D hacia el cuerpo para bobinar 1.
Además existe para el correspondiente producto a enrollar D un respectivo rodillo danzante 3. El correspondiente rodillo danzante 3 lleva asociado en cada caso un transmisor para determinar la correspondiente posición d del respectivo rodillo danzante 3. La posición d del correspondiente rodillo danzante es casi constante. Opcionalmente (no se muestra) está dotado el rodillo danzante 3 de un respectivo órgano de ajuste 3a.
Para compensar la correspondiente tensión de bobinado del respectivo producto a enrollar D, tiene lugar una variación de la correspondiente segunda velocidad de giro W2. La variación de la tensión de bobinado F como función de la orientación a del cuerpo para bobinar 1 (o del rollo de alimentación 4) puede estar ajustada como tensión de bobinado prevista F-soll.
La velocidad v del correspondiente producto a enrollar D, partiendo del rollo de alimentación 4, no es constante. La velocidad v del correspondiente producto a enrollar D se orienta según la orientación a del cuerpo para bobinar 1.
La figura 5 muestra otra máquina de bobinar. La máquina de bobinar tiene un acumulador de producto a enrollar 5 y un rodillo danzante 3. El rodillo danzante 3 y/o el acumulador de producto a enrollar 5 constituyen la unidad de ajuste EE. La unidad de ajuste EE sirve para ajustar la tensión de bobinado F del producto a enrollar D. La combinación y/o se muestra mediante el enmarcado de trazo discontinuo de los correspondientes elementos 3, 5.
La máquina de bobinar incluye un equipo de control SE. El equipo de control SE tiene un equipo regulador 9. El equipo regulador 9 sirve para regular la capacidad del acumulador de producto a enrollar 5. La capacidad del acumulador de producto a enrollar 5 se ajusta con un órgano de ajuste 5a. El órgano de ajuste 5a modifica para ello la posición d de un rodillo de desvío del acumulador de producto a enrollar 5. Además pueden determinar transmisores de fuerza la tensión de bobinado F del producto a enrollar D.
Una estructura análoga de la unidad de ajuste EE puede realizarse mediante el rodillo danzante 3. El rodillo danzante 3 puede estar acoplado con un transmisor. El transmisor determina la tensión de bobinado F mediante la determinación de la posición d del rodillo danzante 3.
La máquina de bobinar incluye además un equipo de control SE. El equipo de control SE incluye una unidad de cálculo RE y un equipo regulador 9. El equipo regulador 9 sirve para regular la posición del correspondiente órgano de ajuste 5a y/o la velocidad de giro W1.
El equipo de control SE tiene además entradas para la posición d del correspondiente rodillo danzante 3 y/o la capacidad del acumulador de producto a enrollar 5.
El equipo de control SE sirve para el ajustar la tensión de bobinado a una tensión de bobinado prevista F, en particular a una tensión de bobinado constante prevista F-soll. La primera y la segunda velocidad de giro W1, W2 están prescritas por el equipo de control SE.
Con preferencia son las velocidades de giro W1, W2 constantes y la compensación de la tensión de bobinado F se realiza mediante el correspondiente órgano de ajuste 5a. El órgano de ajuste 5a se ajusta entonces de forma tal que la longitud libre x se compensa variando la capacidad del acumulador de producto a enrollar 5.
Resumiendo, se refiere la invención a un procedimiento para bobinar un producto a enrollar D y a una máquina de bobinar. Mediante una unidad de ajuste EE y dado el caso adicionalmente mediante modificación de la correspondiente velocidad de giro W1, W2 de un cuerpo para bobinar 1 y/o de un rollo de alimentación 4, puede ajustarse la tensión de bobinado a una tensión de bobinado prevista F-soll, en particular a una tensión de bobinado constante F. Un aspecto caracterizador es la compensación de la longitud libre x del producto a enrollar, siendo la longitud libre x la distancia entre el primer punto de apoyo P1 del producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar 1 y el segundo punto de apoyo P2 del producto a enrollar sobre un rodillo de desvío 2. La variación de la longitud libre se compensa entonces mediante la unidad de ajuste y dado el caso adicionalmente mediante una variación de la correspondiente velocidad de giro W1, W2. Mediante la invención puede ajustarse con facilidad, rapidez y exactitud la tensión de bobinado F al bobinar un producto a enrollar D sobre un cuerpo para bobinar.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para bobinar un producto a enrollar (D) sobre un cuerpo para bobinar (1) con sección transversal de forma no circular desde un rollo de alimentación (4) sobre el cuerpo para bobinar (1) con al menos las siguientes etapas del procedimiento:
- aportar el producto a enrollar (D) desde el rollo de alimentación (4),
- enrollar el producto a enrollar (D) sobre el cuerpo para bobinar (1),
- resultando, cuando no es circular la sección transversal del cuerpo para bobinar, por cada vuelta de giro del cuerpo para bobinar una longitud libre variable, tratándose de la longitud libre variable del producto a enrollar entre los puntos de apoyo del producto a enrollar sobre el cuerpo para bobinar y de un rodillo de desvío, desde el que se enrolla el producto a enrollar,
- pudiendo ajustarse la tensión de bobinado (F) del producto a enrollar (D) a una tensión de bobinado prevista (F-soll),
- ajustándose la tensión de bobinado (F) con un equipo regulador (9) a la tensión de bobinado prevista (F-soll), caracterizado porque la tensión de bobinado (F) se ajusta mediante una unidad de ajuste (EE) a la tensión de bobinado prevista (F-soll), teniendo la unidad de ajuste (EE) un acumulador variable de producto a enrollar (5), - compensando la unidad de ajuste (EE), junto con el acumulador de producto a enrollar (5), una variación de la longitud libre variable (x) por cada vuelta de giro, compensándose activamente la tensión de bobinado, ajustándose el acumulador de producto a enrollar de forma tal que se ajusta una capacidad del mismo para compensar la tensión de bobinado,
- calculándose la variación de la longitud libre mediante un cálculo continuo con ayuda de interrelaciones geométricas durante el proceso de bobinado y aportándose un equipo de control,
- calculándose como un parámetro para la unidad de ajuste (EE) al menos una posición de un órgano de ajuste (3a, 5a) de la unidad de ajuste al bobinar, sirviendo para el cálculo de un correspondiente ajuste una unidad de cálculo, estando asociados la unidad de cálculo y el equipo regulador al equipo de control y sirviendo el equipo de control para controlar o regular accionamientos para hacer girar el cuerpo para bobinar y el rollo de alimentación y para controlar o regular el órgano de ajuste (3a, 5a).
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la tensión de bobinado prevista (F-soll) es constante.
3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que la unidad de ajuste (EE) tiene un freno ajustable para el producto a enrollar.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que un transmisor, en particular un transmisor en un rodillo danzante (3) o un transmisor de fuerza, determina la tensión de bobinado (F).
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que la unidad de ajuste (EE) ajusta la longitud del producto a enrollar (D) entre un tercer punto de apoyo (P3) del producto a enrollar (D) sobre el rollo de alimentación (4) y el primer punto de apoyo (P1) del producto a enrollar (D) sobre el cuerpo para bobinar (1) a una longitud constante.
6. Procedimiento al menos de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que se realiza el ajuste de la tensión de bobinado mediante la velocidad de giro del cuerpo para bobinar.
7. Máquina de bobinar, en particular para bobinar alambre o una lámina, que tiene
- un receptáculo para un rollo de alimentación (4) para aportar el producto a enrollar (D),
- otro receptáculo para un cuerpo para bobinar (1) con sección transversal con forma no circular,
- un rodillo de desvío, desde el que se enrolla el producto a enrollar,
- accionamientos (M) para hacer girar el cuerpo para bobinar y el rollo de alimentación,
- un equipo regulador (9) para ajustar la tensión de bobinado a una tensión de bobinado prevista, caracterizada porque la máquina de bobinar tiene adicionalmente:
- una unidad de ajuste (EE) para ajustar la tensión de bobinado a una tensión de bobinado prevista, teniendo la unidad de ajuste (EE) un acumulador variable de producto a enrollar y un órgano de ajuste (3a, 5a),
- una unidad de cálculo que sirve para calcular la correspondiente velocidad de giro para ajustar la unidad de ajuste y el órgano de ajuste,
- un equipo de control (SE), que incluye el equipo regulador (9) y la unidad de cálculo (RE), estando realizado el equipo de control (SE) con ayuda de los accionamientos (M) y de la unidad de ajuste (EE) para realizar un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1, 2, 5 ó 6.
8. Máquina de bobinar de acuerdo con la reivindicación 7 para ejecutar el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3,
caracterizada porque la unidad de ajuste tiene un freno ajustable para el producto a enrollar.
9. Máquina de bobinar de acuerdo con la reivindicación 7 u 8 para ejecutar el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4,
que tiene
- un transmisor, que determina la tensión de bobinado (F).
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