ES2990168T3 - Aparato para rizar una banda de material - Google Patents

Abstract

Se describe un aparato (100) para engarzar una banda de material y un método para engarzar y dar forma a una banda de material. El aparato (100) comprende una parte de engarce (1) que comprende un primer rodillo de engarce (2) que define un primer eje de rotación y un segundo rodillo de engarce (3) que define un segundo eje de rotación, en donde el primer y el segundo rodillos de engarce están configurados para permitir que una banda de material pase entre ellos y hacia un aparato adyacente; y una parte de ajuste (20) configurada para ajustar la posición de al menos uno del primer y el segundo eje de rotación con respecto a la posición del aparato adyacente para ajustar de ese modo la tensión en la banda de material entre la parte de engarce y el aparato adyacente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato para rizar una banda de material

La presente invención se refiere generalmente a un aparato para rizar una banda de material, y a un método para rizar y formar una lámina de material. En particular, pero no exclusivamente, la presente invención se refiere a un aparato para rizar una banda de material para su uso en un artículo para fumar.

En la industria del tabaco, los rodillos se usan en un proceso de rizado de material. En tal proceso, una banda o lámina de material S' (por ejemplo en forma de una banda de hoja moldeada de tabaco (TCL) o una lámina de ácido poliláctico (PLA)) se hace pasar entre el primer y el segundo rodillos rizadores 302, 303 de un aparato de rizado 300 (como se muestra en la Figura 1). Los rodillos rizadores 302, 303 tienen cada uno un primer extremo 302a, 303a, un segundo extremo 302b, 303b y un eje de rotación longitudinal A', B' que se extiende entre ellos. Los rodillos 302, 303 se accionan cada uno para contragirar. Es decir, el primer rodillo rizador 302 gira en una primera dirección y el segundo rodillo rizador 303 en una segunda dirección opuesta (como lo indican las flechas en la Figura 1).

Típicamente, cada uno de los rodillos rizadores 302, 303 tiene un patrón formado en su superficie de trabajo circunferencial. Los patrones se configuran para cooperar entre sí, durante el uso. Por ejemplo, un patrón de ranuras en la superficie de trabajo circunferencial del primer rodillo rizador 302 puede configurarse para cooperar con un patrón de crestas en la superficie de trabajo circunferencial del segundo rodillo rizador 303. Durante el uso, el primer y segundo rodillos rizadores 302, 303 se disponen de manera que el patrón en uno coopera con el patrón en el otro, para de esta manera rizar la lámina de material S' que pasa entre ellos. En los rodillos rizadores 302, 303 para su uso en la industria del tabaco, los patrones, por ejemplo, la pluralidad de ranuras y crestas, en las superficies de trabajo circunferenciales respectivas se forman típicamente por características a escala de micras. Mientras tanto, la lámina de material S' puede ser relativamente delgada.

Después del rizado, la banda de material típicamente se hace pasar hacia y a través de un aparato adicional relacionado con el procesamiento de la banda rizada, por ejemplo un aparato de formación 310, como se muestra en la Figura 2. La banda rizada se introduce en el aparato de formación, que comprime la banda dentro de un dispositivo tipo embudo hasta un diámetro deseado, la envuelve en un cilindro continuo y la corta en barras discretas de TCL o PLA. Tal proceso puede usarse para fabricar 'barras' para artículos para fumar que se calientan, pero no se queman o filtros para cigarrillos convencionales.

Los rodillos rizadores tiran de la banda de material de las bobinas, localizadas corriente arriba de los rodillos rizadores. La banda de material (y el cilindro continuo resultante) también se tira a través del aparato de formación, típicamente a través de una cinta de guarnición. Aunque se fijan las velocidades de estos sistemas durante el arranque, pueden surgir diferencias de velocidad entre los dos sistemas durante el uso, por ejemplo cuando se cambia la bobina que suministra la banda de material. En particular podrían surgir diferencias de velocidad entre la salida de los rodillos rizadores y la entrada del embudo del aparato de formación. Tales diferencias de velocidad pueden resultar en variaciones en la tensión de la banda de material, a pesar del uso de sistemas de amortiguación para reducir este efecto. Las variaciones de tensión en la banda de material pueden resultar en inconsistencias dentro del producto final, por ejemplo, la compresión de la banda dentro del aparato de formación puede verse afectada, afectando la resistencia a la aspiración (RTD) y las funcionalidades generales del material dentro de la barra o filtro.

Una forma conocida de regular la tensión en la banda de material entre un aparato rizador y un aparato de formación es proporcionar un rodillo tensor (un 'rodillo loco') entre el aparato rizador y el rodillo tensor. Tal rodillo actúa como una palanca giratoria que presiona sobre la banda de material, con la rotación de la palanca (y por lo tanto la presión ejercida por el rodillo en la banda) que se controla y ejerce por un resorte. Sin embargo, el uso de tal rodillo tensor puede ser relativamente ineficaz y complicado, lo que requiere el ajuste de velocidad de los rodillos rizadores a medida que el rodillo tensor ajusta la tensión de la banda.

El documento US20170245542A1 describe un aparato y un método de fabricación de una trama rizada para un artículo generador de aerosol.

El documento US20140166032A1 describe una barra para su uso en un artículo para fumar, la barra que incluye una lámina fruncida de material de tabaco homogeneizado circunscrita por una envoltura.

El documento WO2017089545A1 describe una línea de producción de lámina de tabaco homogeneizado.

El documento US4618339A describe un aparato para acondicionar la estopa de filtro para la producción posterior de la barra de filtro del cigarrillo.

El documento US5466209A describe un dispositivo de control de peso automatizado para barras de filtro.

El documento WO2016/023965 describe un método para fabricar barras que tienen valores predeterminados de porosidad en la sección transversal y de distribución de la porosidad en la sección transversal para su uso como un sustrato formador de aerosol en un artículo generador de aerosol calentado, comprende las etapas de: proporcionar una lámina continua de material formador de aerosol que tiene un ancho específico y un grosor específico, fruncir la lámina continua de material formador de aerosol transversalmente con relación al eje longitudinal de la misma, circunscribir la lámina fruncida continua de material formador de aerosol con una envoltura para formar una barra continua, cortar la barra continua en una pluralidad de barras separadas, determinar valores de la porosidad en la sección transversal y de la distribución de la porosidad en la sección transversal para al menos una de las barras separadas, y controlar uno o más parámetros de fabricación para asegurar que los valores de porosidad en la sección transversal y de distribución de la porosidad en la sección transversal de barras subsecuentes estén dentro de los valores predeterminados. La lámina continua puede rizarse antes de fruncirse.

El documento GB1463114 describe un mecanismo de apertura de estopa que tiene un miembro de agarre diferencial que agarra porciones seleccionadas solo del ancho de la estopa de fibras rizadas de manera que la tensión aplicada proporciona un desplazamiento longitudinal relativo; un miembro de arrastre que comprende rodillos de rueda libre uno de los cuales tiene un freno y un rodillo hueco de aplicación de fuerza montado en un brazo para desviar la estopa en forma de U, la posición de los brazos se detecta por un sensor que no da señal para una desviación pequeña, pero proporciona una señal proporcional para una desviación grande mediante la cual se controla el freno para afectar el flujo de fibras hacia la zona de estiramiento. El brazo se empuja por un pistón neumático o, por ejemplo, por un peso. El miembro de agarre diferencial comprende un rodillo elástico y un rodillo de acero ranurado. La estopa se extiende lateralmente por chorros en flor y se recubre con adhesivo plastificado.

El documento US3317965 describe un aparato separador de filamentos de estopa en el que la estopa rizada se muerde en dos puntos separados en la trayectoria de desplazamiento de la estopa, la estopa se estira fuertemente dentro del límite elástico de los filamentos, y los filamentos por lo tanto estirados finalmente se aflojan instantáneamente liberándolos sucesivamente en uno de los puntos de mordedura, lo que efectúa la acción de separación entre los filamentos adyacentes, todas de la dichas operaciones se repiten continuamente a lo largo de la longitud de la estopa.

El documento EP3473113 describe una unidad rizadora para rizar una trama de material usada para fabricar productos de la industria del tabaco, que comprende: una estación de alimentación proporcionada con medios de alimentación para alimentar una trama de material usada para fabricar productos de la industria del tabaco; una estación de rizado que comprende un primer rodillo rizador y un segundo rodillo rizador acoplado operativamente para hacer una pluralidad de líneas de fácil plegado longitudinales en la trama en tránsito entre los dos rodillos rizadores. La estación de rizado comprende además un elemento de soporte para soportar los rodillos rizadores y se configura para adoptar una posición y/u orientación variable de manera que varía la orientación de la trama que se alimenta a los rodillos rizadores.

Sería conveniente proporcionar un aparato para rizar una banda de material y un método para rizar una banda de material, que supere los problemas anteriores.

De conformidad con un primer aspecto de la invención, se proporciona un aparato para rizar una banda de material como se define en la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas.

Para ajustar la posición o ángulo (o ambos) de la banda de material es para ajustar la tensión de la banda de material desde la porción de rizado. Puede ajustarse la tensión entre la porción de rizado y una ubicación predeterminada. La ubicación predeterminada puede ser la siguiente etapa consecuente en el proceso, aparato adyacente, cualquier cosa capaz de soportar o contener la banda de material.

Adecuadamente, la dirección deseada puede ser cualquier ángulo de la porción de rizado que incluye envolver parcialmente alrededor de uno de los rodillos rizadores.

Adecuadamente, la dirección deseada puede ser de 0 a 180 grados, adecuadamente de 10 a 170 grados o de 30 a 150 grados desde una posición de rizado de la porción de rizado, medida desde una línea que une los ejes de los dos rodillos rizadores.

Adecuadamente, la dirección deseada es hacia una ubicación predeterminada, por ejemplo, la siguiente etapa en el proceso, o aparato adyacente.

Adecuadamente, la ubicación predeterminada es la ubicación del aparato adyacente.

El primer y segundo rodillos rizadores son giratorios alrededor del primer y segundo ejes de rotación respectivamente.

Adecuadamente, la porción de ajuste se configura de manera que las posiciones del primer y segundo ejes de rotación se ajustan con relación a la posición del aparato adyacente, la longitud de la trayectoria tomada por la banda entre una posición de rizado y el aparato adyacente también se ajusta.

Adecuadamente, la porción de ajuste se configura para ajustar la posición del segundo eje de rotación con relación al primer eje de rotación para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material.

Adecuadamente, la porción de ajuste incluye una placa de ajuste, acoplada al primer y segundo rodillo rizador, en donde la placa de ajuste se configura para que gire para ajustar de esta manera la posición del primer y segundo ejes de rotación con relación a la posición del aparato adyacente.

Adecuadamente, el primer y segundo rodillos rizadores se extienden esencialmente de manera perpendicular desde la placa de ajuste.

Adecuadamente, la placa de ajuste define un plano, la placa de ajuste es giratoria alrededor de un tercer eje de rotación perpendicular al plano.

Adecuadamente, el tercer eje de rotación coincide con el primer eje de rotación, de manera que el segundo rodillo rizador se configura para girar alrededor del tercer eje de rotación a medida que la placa de ajuste gira alrededor del tercer eje de rotación.

La porción de ajuste se configura para trasladar el primer y segundo ejes de rotación con relación al aparato adyacente para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material.

Adecuadamente, la traslación del primer y segundo ejes con relación al aparato adyacente está en una dirección perpendicular al primer y segundo ejes.

Adecuadamente, la traslación del primer y segundo ejes de rotación con relación al aparato adyacente está en una dirección esencialmente vertical.

Adecuadamente, la porción de ajuste incluye al menos un sensor de tensión configurado para medir la tensión en la banda entre la porción de rizado y el aparato adyacente.

Adecuadamente, la porción de ajuste se configura para ajustar la tensión en la banda en respuesta a la tensión detectada por el sensor de tensión.

De conformidad con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un sistema para rizar y formar una banda de material como se define en la reivindicación 12 de las reivindicaciones adjuntas.

De conformidad con un tercer aspecto de la invención, se proporciona un método para rizar y formar una banda de material como se define en la reivindicación 13 de las reivindicaciones adjuntas.

El método del tercer aspecto puede usarse con cualquiera de las características del aparato o sistema descritos en relación con el primer y segundo aspectos.

Ciertas modalidades de la invención proporcionan la ventaja de que se proporciona un aparato para rizar una banda de material, donde el aparato puede ajustar la tensión de la banda. Permitiendo el ajuste (y por lo tanto la regulación) de la tensión de la banda, el aparato puede usarse para producir un producto más consistente en comparación con el aparato conocido.

Como se usa en la presente descripción, el término 'traslación' se usa para describir un movimiento de una entidad, donde cada punto de la entidad se mueve por la misma distancia en una dirección dada. Es decir, la traslación de un eje con relación a un aparato adyacente, implica el movimiento de cada punto del eje en una dirección dada con relación al aparato adyacente (en otras palabras, sin cambiar la orientación del eje con relación al aparato adyacente).

Como se usa en la presente descripción, el término 'tensión' se usa para describir una fuerza de tensión o tracción. Cuando se refiere a una banda de material, la tensión es la fuerza de tensión o tracción axial dentro de la banda de material. Es decir, la tensión es el grado en el que se tira axialmente de la banda de material.

Como se usa en la presente descripción, el término 'rizado' se usa para describir el procesamiento de una banda de material para formar una banda rizada de material que comprende una pluralidad de corrugaciones o crestas y ranuras. Cuando se usa un par de rodillos para el rizado, el procesamiento comprende pasar la lámina de material entre el par de rodillos y formar las corrugaciones o crestas y ranuras en o sobre la lámina rizada.

Como se usa en la presente descripción, el término 'porción rizada' se usa para describir una porción del aparato configurado para rizar una banda de material.

Como se usa en la presente descripción, el término 'posición de rizado' se usa para describir la posición en la que se riza la banda de material. Específicamente, la posición de rizado de la porción de rizado es la posición en la que la banda de material se aprieta y, por lo tanto, se riza entre los rodillos rizadores.

Como se usa en la presente descripción, el término 'rodillo rizador' se usa para describir un cuerpo generalmente cilindrico, que se extiende desde un primer extremo hasta un segundo extremo, y que tiene una superficie de trabajo circunferencial esencialmente cilindrica. La superficie de trabajo circunferencial es generalmente paralela al eje longitudinal que se extiende entre el primer y segundo extremos del rodillo. La superficie de trabajo circunferencial de al menos un rodillo incluye preferentemente un patrón formado en la superficie de trabajo circunferencial. El patrón incluye preferentemente un patrón elevado que incluye, por ejemplo, una pluralidad de crestas con ranuras entre ellas. El patrón elevado incluye preferentemente características de una escala de micras.

Como se usa en la presente descripción, el término 'aparato adyacente' se usa para describir un aparato localizado directamente corriente abajo/corriente arriba con relación al aparato de rizado en la línea de sistema/producción. Por ejemplo, en los ejemplos descritos más abajo el aparato adyacente es un aparato de formación ubicado corriente abajo del aparato de rizado en un sistema para rizar y formar una banda de material.

Como se usa en la presente descripción, el término 'aparato de formación' se usa para describir un aparato para formación o fruncido de una banda de material. Por ejemplo, el aparato de formación puede configurarse para formar una banda de material en una barra o filtro. El aparato de formación puede incluir un elemento de embudo para comprimir gradualmente la banda de material a un diámetro deseado.

Como se usa en la presente descripción, el término 'porción de ajuste' se usa para describir una porción del aparato configurada para ajustar la tensión en una banda de material. La porción de ajuste ajusta la posición de los ejes de rotación de al menos uno de los rodillos rizadores con relación al aparato de formación o aparato adyacente. Como tal, la distancia entre un punto de salida de los rodillos rizadores y el aparato de formación o aparato adyacente puede ajustarse para ajustar de esta manera la tensión en una banda de material que se extiende entre la porción de rizado y el aparato de formación o aparato adyacente.

La invención se describirá ahora además, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales:

La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva esquemática de un par de rodillos de la técnica anterior que rizan una banda de material;

La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva esquemática de un aparato de la técnica anterior para rizar y formar una banda de material;

La Figura 3 ilustra una vista en perspectiva esquemática de un aparato para rizar una banda de material;

Las Figuras 4a y 4b ilustran vistas laterales del aparato de la Figura 3 en la primera y segunda posiciones de rotación;

Las Figuras 5a y 5b ilustran una vista lateral de un sistema para rizar y formar una banda de material, que incluye el aparato de la Figura 3 en la primera y segunda posiciones de rotación respectivamente; y

Las Figuras 6a y 6b ilustran una vista lateral de un sistema alternativo para rizar y formar una banda de material en la primera y segunda configuraciones operacionales respectivamente.

Con referencia ahora a la Figura 3, se muestra un aparato 100 para rizar una banda de material de conformidad con una primera modalidad. El aparato 100 incluye una porción de rizado 1 que incluye un primer rodillo rizador 2 que define un primer eje de rotación A y un segundo rodillo rizador 3 que define un segundo eje de rotación B. El primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 se configuran para permitir que una banda de material pase entre ellos y hacia un aparato adyacente. Cada uno del primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 comprende una superficie de trabajo circunferencial que puede incluir un patrón para modelar un material tipo lámina que pasa entre ellos. El primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 son giratorios alrededor del primer y segundo ejes de rotación, respectivamente. En este ejemplo, el primer y segundo ejes de rotación A, B son paralelos.

El aparato 100 incluye además una porción de ajuste 20 configurada para ajustar la posición del primer y segundo ejes de rotación A, B con relación a la posición del aparato adyacente para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material entre la porción de rizado 1 y el aparato adyacente.

En este ejemplo, la porción de ajuste 20 incluye una placa de ajuste 22, acoplada al primer y segundo rodillos rizadores 2, 3. El primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 se extienden esencialmente de manera perpendicular desde la placa de ajuste 22. Específicamente, la placa de ajuste 22 define un plano (en otras palabras, en este ejemplo en una superficie frontal 34 de la misma) con los primeros extremos 2a, 3a del primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 que están cerca de la placa de ajuste 22 y los segundos extremos 2b, 3b que están distales a la placa de ajuste 22, de manera que los ejes de rotación longitudinales A, B son normales (perpendiculares) al plano de la placa de ajuste 22.

El primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 se montan de manera giratoria en la placa de ajuste, de manera que el primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 pueden girar alrededor del primer y segundo ejes de rotación respectivamente. Por ejemplo, el eje de cada uno de los rodillos rizadores 2, 3 puede extenderse hacia dentro de la placa de ajuste para permitir el movimiento de rotación de cada rodillo rizador 2, 3 alrededor de su eje respectivo A, B. En este ejemplo, la porción de rizado 100 incluye además medios de accionamiento (no mostrados) para accionar la rotación del primer y segundo rodillos rizadores 2, 3. En este ejemplo, el medio de accionamiento incluye motores separados para cada uno del primer y segundo rodillos rizadores 2, 3. En este ejemplo, los medios de accionamiento se ubican dentro de la placa de ajuste 22.

La placa de ajuste 22 es giratoria alrededor de un tercer eje de rotación perpendicular al plano (en otras palabras, la superficie frontal 34) de la placa de ajuste. En este ejemplo, la porción de ajuste 20 incluye además medios de accionamiento (no mostrados) para accionar la rotación de la placa de ajuste 20 alrededor del tercer eje de rotación. En este ejemplo, el medio de accionamiento es un motor.

En este ejemplo, el segundo rodillo rizador 3 se configura para girar alrededor del tercer eje de rotación a medida que la placa de ajuste 22 gira alrededor del tercer eje de rotación. Es decir, la distancia relativa entre el eje de rotación del segundo rodillo rizador 3 y el eje de rotación de la placa de ajuste 22 se fija (en virtud del segundo rodillo rizador que se monta en la placa de ajuste 22). En otras palabras, el eje de rotación del segundo rodillo rizador 3 se desplaza del tercer eje de rotación (el eje de rotación de la placa de ajuste).

Las Figuras 4a y 4b ilustran el aparato 100 en la primera y segunda posiciones de rotación respectivamente. Es decir, la Figura 4a ilustra el aparato 100 en una posición inicial antes de una rotación de la placa de ajuste (una posición neutral). La Figura 4b ilustra el aparato 100 después de una rotación en el sentido contrario a las manecillas del reloj de la placa de ajuste alrededor del tercer eje de rotación (como lo indican las flechas 24). En este ejemplo, el tercer eje de rotación coincide con el primer eje de rotación. En otras palabras, el primer rodillo rizador es coaxial con la placa de ajuste. De esta manera, el segundo rodillo rizador 3 se configura para girar alrededor del primer rodillo rizador (o específicamente el primer eje de rotación del mismo) cuando la placa de ajuste 22 se hace girar alrededor del tercer eje de rotación, como lo indica la flecha 26 en la Figura 4b. Se apreciará que el segundo rodillo rizador 3 también gira alrededor del tercer eje de rotación.

El aparato 100 se configura para formar parte de un sistema 150 para rizar y formar una banda de material durante el uso, como se muestra en las Figuras 5a y 5b. El sistema incluye el aparato 100 y un aparato adyacente 10 (o 'aparato de etapa siguiente', es decir un aparato que recibe la banda de material del aparato 100). En este ejemplo, la banda de material es una banda de TCL o PLA, que se convierte en barras de TCL o PLA para su uso como consumibles en dispositivos que se calientan, pero no se queman. En otros ejemplos la banda de material puede ser un material de filtro que se convierte en un filtro para un cigarrillo convencional. En este ejemplo, el aparato adyacente 10 es un aparato de formación para formar una banda de material S.

La Figura 5a ilustra el sistema 150 en una primera configuración operativa. Observamos que la porción de ajuste 20 del aparato 100 no se muestra en las Figuras 5a y 5b para mayor claridad. En este ejemplo la banda de material S se proporciona en una bobina (no se muestra). La banda de material S se hace pasar entre el primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 y hacia y a través del aparato de formación 10. En este ejemplo, cuando la banda de material se hace pasar entre los rodillos rizadores 2, 3, la banda se acopla con la superficie de trabajo de ambos rodillos en una posición de rizado. Es decir, la posición de rizado de la porción de rizado es la posición en la que la banda de material S se aprieta y, por lo tanto, se riza entre ambos rodillos rizadores 2, 3. En otras palabras, la banda de material se mantiene efectivamente entre los rodillos rizadores 2, 3 en la posición de rizado.

El primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 se accionan cada uno para contrarrotar (como lo indican las flechas en la Figura 5a). En otras palabras, el primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 giran en direcciones opuestas para permitir el paso de la banda de material S a través de los mismos en la dirección ilustrada por la flecha 28.

Durante el funcionamiento, los rodillos rizadores se accionan y la rotación de los rodillos rizadores 2, 3 tira de la banda de material S de la bobina. El aparato de formación también se acciona (según el aparato de formación conocido) y tira de la banda de los rodillos rizadores, de manera que la banda de material se desplaza en la dirección de la flecha 28 (que en este ejemplo está en una dirección esencialmente horizontal). La banda de material se riza (o modela) cuando entra en contacto con las superficies de trabajo del primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 en la posición de rizado. Como resultado de que el aparato de formación tira de la banda y se riza por la porción de rizado se genera una tensión a lo largo de la longitud de la banda entre la posición de rizado y el aparato de formación.

En la primera configuración operativa de la Figura 5a, el aparato 100 está en la primera posición de rotación (posición neutra) como se muestra en la Figura 4a. Durante el uso, la posición del segundo eje de rotación con relación a la posición del aparato de formación es ajustable para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material S entre la porción de rizado y el aparato de formación 10.

La Figura 5b ilustra el sistema en una segunda configuración operativa, en la que la tensión de la banda S se ha variado de la primera configuración operativa mediante la rotación de la placa de ajuste. En la configuración de la Figura 5b el aparato está en una posición de rotación esencialmente correspondiente a la segunda posición de rotación como se muestra en la Figura 4b. Específicamente, el segundo rodillo rizador 3 ha girado alrededor del tercer eje de rotación, que en este ejemplo corresponde a una rotación alrededor del eje de rotación del primer rodillo rizador 2 (como indica la flecha 30). Es decir, la porción de ajuste 20 ha ajustado la posición del segundo eje de rotación con relación al primer eje de rotación para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material (en virtud de que el primer y tercer ejes de rotación son coaxiales).

El cambio en la tensión de la banda entre la porción de rizado y el aparato adyacente se acciona por un cambio en la distancia de la trayectoria tomada por la banda entre la posición de rizado de la porción de rizado (a la que se riza la banda) y la posición del aparato de formación.

Específicamente, en un momento dado (en otras palabras para una banda estacionaria), la sección de la banda entre la posición de rizado y el aparato de formación se fija efectivamente. Es decir, un extremo de la sección de banda se mantiene entre los rodillos rizadores en la posición de rizado y un extremo opuesto de la sección de banda se mantiene por el aparato de formación. Un ajuste en la distancia de la trayectoria tomada por la sección de banda entre la posición de rizado y el aparato de formación (en otras palabras entre los extremos fijos) da como resultado un cambio en la longitud de la sección de banda. Esto genera un cambio en la tensión en la banda entre la posición de rizado y el aparato de formación.

En este ejemplo, a medida que el segundo eje de rotación gira alrededor del primer rodillo rizador, el segundo rodillo rizador actúa para desplazar parte de la banda desde la trayectoria 28 desde la porción de rizado al aparato de formación. Al hacerlo, la longitud de la sección de banda entre la posición de rizado y el aparato de formación cambia (en este ejemplo aumenta) y por lo tanto la tensión también cambia (en este ejemplo aumenta). Específicamente, en este ejemplo, la banda se fuerza alrededor de parte de la circunferencia del segundo rodillo rizador, lo que aumenta la longitud de la trayectoria.

En este ejemplo, el sistema se lleva desde la primera configuración operativa a la segunda configuración operativa durante el uso, en otras palabras cuando los rodillos rizadores 2, 3 giran alrededor de su eje respectivo y, por lo tanto, realizan una operación de rizado.

Las Figuras 6a y 6b ilustran un aparato 200 (mostrado como parte de un sistema 250) de conformidad con una modalidad. El aparato 200 tiene características correspondientes al aparato 100, con características correspondientes etiquetadas de la misma manera. La porción de ajuste 20 no se muestra para mayor claridad de la figura. La Figura 6a ilustra el sistema 250 en una primera configuración operativa, con los rodillos rizadores 2, 3 (o específicamente el primer y segundo ejes de rotación del mismo) en una primera ubicación con relación al aparato de formación 10.

En este ejemplo, la porción de ajuste 20 se configura para trasladar el primer y segundo ejes de rotación con relación al aparato adyacente (en este ejemplo, el aparato de formación 10) para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material. La porción de ajuste 20 puede trasladar el primer eje de rotación y el segundo eje de rotación de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, la porción de ajuste 20 puede trasladarse a través de rieles y un sistema de poleas.

La Figura 6b ilustra el sistema 250 después de la traslación del primer y segundo ejes de rotación para ajustar la tensión en la banda de material. En este ejemplo, la traslación del primer y segundo ejes con relación al aparato de formación 10 está en una dirección esencialmente perpendicular al primer y segundo ejes. En particular, la traslación del primer y segundo ejes de rotación con relación al aparato de formación está en una dirección esencialmente vertical como indica la flecha 32.

De la misma manera que se discutió para la modalidad anterior, la traslación del primer y segundo ejes de rotación con relación al aparato de formación (en otras palabras, la traslación del primer y segundo rodillos rizadores 2, 3) desplaza la posición de rizado de la banda con relación al aparato de formación. Al hacerlo, cambia la trayectoria de la banda entre la posición de rizado y el aparato de formación y, por lo tanto, aumenta la longitud de la sección de banda entre la posición de rizado y el aparato de formación (en este ejemplo). Como resultado, la tensión también cambia (en este ejemplo aumenta).

En ambos ejemplos descritos anteriormente la porción de ajuste 20 incluye al menos un sensor de tensión (no mostrado) configurado para medir la tensión en la banda entre la porción de rizado y el aparato de formación. En este ejemplo, el al menos un sensor de tensión es una matriz de sensores infrarrojos (no mostrados) posicionados a través de la trayectoria de la banda de material de manera que la desviación de la banda de una trayectoria inicial (en otras palabras después de la flecha 28 en este ejemplo) indicará un cambio en la tensión de la banda. Específicamente, si los sensores indicaran que la banda estaba colgando por debajo de su posición inicial, esto sería una indicación de que la banda está demasiado suelta (en otras palabras, tensión demasiado baja). De manera similar, si los sensores indicaran que la banda estaba por encima de la posición inicial, esto sería una indicación de que la banda está demasiado ajustada (en otras palabras, tensión demasiado alta). En ejemplos alternativos, puede usarse cualquier sensor de tensión adecuado. Por ejemplo, el al menos un sensor tensor puede ser un rodillo que corre sobre la banda, la posición de dicho rodillo se monitorea para determinar la tensión en la banda.

En los ejemplos descritos, la porción de ajuste 20 se configura para ajustar la tensión (regular la tensión) en la banda en respuesta a la tensión detectada por el sensor de tensión. Es decir, para el primer ejemplo el segundo eje de rotación puede girarse (con respecto al aparato de formación) en cualquier cantidad que ajuste (ya sea que aumenta o disminuye) la tensión al nivel requerido a partir de la tensión detectada.

De manera similar, para el segundo ejemplo, el primer eje de rotación y el segundo eje de rotación pueden trasladarse en cualquier cantidad que ajuste (ya sea que aumenta o disminuye) la tensión al nivel requerido a partir de la tensión detectada.

En estos ejemplos, la porción de ajuste 20 incluye una unidad de control (no se muestra) configurada para procesar la señal del sensor de tensión. La unidad de control se configura para instruir la porción de ajuste en el ajuste requerido de la posición del primer eje de rotación o del segundo eje de rotación (o tanto del primer como del segundo eje de rotación) de conformidad con la señal recibida del sensor de tensión.

Son posibles varias modificaciones a las disposiciones detalladas como se describió anteriormente. Por ejemplo, el aparato adyacente puede ser cualquier aparato adecuado usado en una línea de producción después del rizado de una banda de material.

El rizado puede ser parcial o completo, es decir, toda la superficie de la banda de material puede ser rizada o solo parte de la superficie. El rizado puede usar un rodillo o ambos, es decir, la superficie de trabajo circunferencial de uno o ambos rodillos rizadores puede incluir un patrón de rizado. En el último caso, puede haber o no un ajuste complementario entre el patrón en la superficie de trabajo del primer rodillo rizador y el patrón en la superficie de trabajo del segundo rodillo rizador.

En ejemplos alternativos, el primer y tercer ejes de rotación pueden no ser coaxiales. Es decir, el primer eje de rotación del primer rodillo rizador puede desplazarse del tercer eje de rotación. Por ejemplo, tanto el primer eje de rotación como el segundo eje de rotación pueden desplazarse del tercer eje de rotación. En tales ejemplos, la porción de ajuste se configura para ajustar la posición tanto del primer como del segundo eje de rotación con relación a la posición del aparato adyacente para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material entre la porción de rizado y el aparato adyacente. En tales ejemplos, el primer rodillo rizador y el segundo rodillo rizador se configuran para girar alrededor del tercer eje de rotación a medida que la placa de ajuste gira alrededor del tercer eje de rotación. Tales configuraciones pueden preferirse cuando se requiere un mayor cambio de tensión para una rotación dada de la placa de ajuste.

El primer y segundo rodillos rizadores pueden montarse de manera giratoria en la placa de ajuste de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el primer y segundo rodillos rizadores pueden montarse de manera giratoria en la placa de ajuste mediante pasadores o tornillos o a través de una disposición de cojinetes.

La placa de ajuste puede fabricarse de cualquier material adecuado, por ejemplo metal (por ejemplo, acero inoxidable o aluminio) o plástico. En los ejemplos descritos la placa de ajuste es cilíndrica, sin embargo puede usarse cualquier forma adecuada.

El plano de la placa de ajuste 22, con relación al cual se define el tercer eje de rotación, puede no ser la superficie frontal de la placa de ajuste 22 según los ejemplos descritos. Alternativamente, el plano de la placa de ajuste 22 puede ser una sección transversal a través de la placa de ajuste 22.

Cualquier medio de accionamiento adecuado puede usarse para accionar el movimiento de los rodillos rizadores y la placa de ajuste. Un solo motor puede usarse para controlar ambos rodillos rizadores. Alternativamente, solo un rodillo rizador puede accionarse (en otras palabras, un rodillo activo y un rodillo pasivo). Los medios de accionamiento para el primer y segundo rodillos rizadores pueden ubicarse en cualquier lugar, por ejemplo, montados sobre la placa de ajuste, o entre la placa de ajuste y los rodillos rizadores.

El primer y segundo rodillos rizadores 2, 3 pueden tener cualquier configuración inicial adecuada para proporcionar la tensión inicialmente deseada en la banda. Es decir, las posiciones iniciales del primer y segundo rodillos rizadores con relación al aparato de formación pueden no corresponder a la 'primera configuración operativa' ilustrada en las Figuras 5a y 6a. En su lugar, puede requerirse una rotación/traslación inicial de los rodillos rizadores para calibrar la tensión inicial en la banda al nivel deseado.

La traslación del primer y segundo ejes de rotación puede estar en cualquier dirección adecuada para ajustar la tensión en la banda. Por ejemplo, el primer y segundo ejes de rotación pueden desplazarse hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda, hacia la derecha o cualquiera de sus combinaciones (en la orientación mostrada en las Figuras 6a y 6b).

La banda de material puede no mantenerse 'efectivamente' en la posición de rizado. En su lugar, la banda de material puede mantenerse efectivamente tanto en el aparato ubicado corriente arriba como corriente abajo del aparato de rizado. De esta manera un cambio en la trayectoria de la banda de material resulta en un cambio en la tensión entre el aparato corriente arriba y corriente abajo (y por lo tanto entre el aparato rizador y el aparato corriente abajo). Específicamente, en un momento dado (en otras palabras para una banda estacionaria), la sección de la banda entre el aparato corriente arriba y corriente abajo se fija efectivamente. Es decir, un extremo de la sección de banda se mantiene en un aparato corriente arriba del aparato de rizado (por ejemplo una bobina) y un extremo opuesto de la sección de banda se mantiene por un aparato corriente abajo del aparato de rizado (por ejemplo un aparato de formación). Un ajuste en la distancia de la trayectoria tomada por la sección de banda entre el aparato corriente arriba y corriente abajo (en otras palabras como resultado de un ajuste del aparato de rizado) resulta en un cambio en la longitud de la sección de banda. Esto genera un cambio en la tensión en la banda entre el aparato corriente arriba y el aparato corriente abajo (y por lo tanto genera un cambio en la tensión en la banda entre la posición de rizado y cada uno del aparato corriente arriba y corriente abajo).

La porción de ajuste puede, en algunas modalidades, girar y trasladar los rodillos. Esta modalidad es particularmente efectiva para ajustar la tensión de la banda de material tanto corriente arriba como corriente abajo del aparato de rizado.

La unidad de control puede configurarse para funcionar mediante el uso de un sistema de retroalimentación. Por ejemplo, la unidad de control puede instruir la porción de ajuste para ajustar la posición de al menos uno del primer y segundo ejes de rotación y compara constantemente la tensión en la banda (según lo detectado por el sensor de tensión) con un valor deseado almacenado (por ejemplo, una posición o tensión deseada de la banda).

La unidad de control también puede configurarse para controlar la velocidad de rotación del primer o segundo (o tanto del primer como del segundo) rodillos rizadores alrededor del primer y segundo ejes de rotación respectivamente. Esto puede proporcionar ajustes adicionales a la tensión en la banda.

La unidad de control puede posicionarse con relación al aparato de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, la unidad de control puede alojarse dentro de la placa de ajuste 22. Alternativamente, la unidad de control puede localizarse separada del aparato, por ejemplo para permitir la entrada manual.

La unidad de control puede acoplarse al sensor de tensión y los medios de accionamiento de la porción de ajuste y la porción de rizado de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, la unidad de control puede acoplarse a través de una conexión “dura”, en otras palabras a través del cableado. En otro ejemplo, la unidad de control puede comunicarse con el sensor de tensión y la porción de ajuste por medios de comunicación inalámbrica.

La unidad de control puede configurarse además para controlar uno o más del aparato en el sistema. Es decir, la unidad de control puede controlar el aparato adyacente corriente arriba y corriente abajo. Específicamente, la unidad de control puede controlar velocidades relativas entre aparatos adyacentes, para ayudar a regular la tensión entre ellos. En otras palabras, la unidad de control puede controlar la velocidad a la que el aparato de formación tira de la banda de los rodillos rizadores.

Con las disposiciones descritas anteriormente, la longitud de la trayectoria de la banda entre la posición de rizado y el aparato de formación puede variar a un gran intervalo de configuraciones, de manera que es posible un gran intervalo de ajuste de tensión.

El uso de un sensor de tensión permite que la porción de ajuste ajuste la tensión en vista de la tensión real en la banda. Esto ayuda a hacer que el aparato sea eficiente.

El uso de una unidad de control en combinación con un sensor de tensión permite el proceso de monitorear y ajustar la tensión en la banda al nivel requerido para automatizarse.

Los dibujos esquemáticos no están necesariamente a escala y se presentan con fines ilustrativos y no taxativos. Los dibujos representan uno o más aspectos descritos en esta descripción.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (100) para rizar una banda de material (S), el aparato (100) que comprende:

una porción de rizado (1) que comprende un primer rodillo rizador (2) giratorio alrededor de un primer eje de rotación (A) y un segundo rodillo rizador (3) giratorio alrededor de un segundo eje de rotación (B), en donde el primer y segundo rodillos rizadores (2, 3) se configuran para permitir que la banda de material (S) pase entre ellos y hacia un aparato adyacente (10); y

una porción de ajuste (20) configurada para ajustar las posiciones tanto del primer como del segundo eje de rotación (A, B) con relación a la posición del aparato adyacente (10) para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material (S) entre la porción de rizado (1) y el aparato adyacente (10), en donde la porción de ajuste (20) se configura para trasladar tanto el primer como el segundo ejes de rotación (A, B) con relación al aparato adyacente (10) para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material (S).

2. Un aparato (100) como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde la porción de ajuste (20) se configura de manera que las posiciones del primer y segundo ejes de rotación (A, B) se ajustan con relación a la posición del aparato adyacente (10), la longitud de la trayectoria tomada por la banda (S) entre una posición de rizado y el aparato adyacente (10) también se ajusta.

3. Un aparato (100) como se reivindicó en cualquier reivindicación anterior, en donde la porción de ajuste (20) se configura para ajustar la posición del segundo eje de rotación (B) con relación al primer eje de rotación (A) para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material (S).

4. Un aparato (100) como se reivindicó en cualquier reivindicación anterior, en donde la porción de ajuste (20) incluye una placa de ajuste (22), acoplada al primer y segundo rodillos rizadores (2, 3), en donde la placa de ajuste (22) se configura para girar (24) para ajustar de esta manera la posición del primer y segundo ejes de rotación (A, B) con relación a la posición del aparato adyacente (10).

5. Un aparato (100) como se reivindicó en la reivindicación 4, en donde el primer y segundo rodillos rizadores (2, 3) se extienden esencialmente de manera perpendicular desde la placa de ajuste (22).

6. Un aparato (100) como se reivindicó en la reivindicación 4 o 5, en donde la placa de ajuste (22) define un plano, la placa de ajuste (22) es giratoria (24) alrededor de un tercer eje de rotación perpendicular al plano.

7. Un aparato (100) como se reivindicó en la reivindicación 6, en donde el tercer eje de rotación coincide con el primer eje de rotación (A), de manera que el segundo rodillo rizador (3) se configura para girar alrededor del tercer eje de rotación cuando la placa de ajuste (22) se gira (24) alrededor del tercer eje de rotación.

8. Un aparato (100) como se reivindicó en cualquier reivindicación anterior, en donde la traslación del primer y segundo ejes (A, B) con relación al aparato adyacente (10) está en una dirección perpendicular al primer y segundo ejes (A, B).

9. Un aparato (100) como se reivindicó en cualquier reivindicación anterior, configurado para disponerse horizontalmente adyacente al aparato adyacente (10), en donde la traslación del primer y segundo ejes de rotación (A, B) con relación al aparato adyacente (10) es en una dirección esencialmente vertical.

10. Un aparato (100) como se reivindicó en cualquier reivindicación anterior, en donde la porción de ajuste (20) incluye al menos un sensor de tensión configurado para medir la tensión en la banda (S) entre la porción de rizado (1) y el aparato adyacente (10).

11. Un aparato (100) como se reivindicó en la reivindicación 10, en donde la porción de ajuste (20) se configura para ajustar la tensión en la banda (S) en respuesta a la tensión detectada por el sensor de tensión.

12. Un sistema (150) para rizar y formar una banda de material (S), el sistema (150) que comprende:

un aparato (100) para rizar la banda de material (S), el aparato (100) que comprende:

una porción de rizado (1) que comprende un primer rodillo rizador (2) giratorio alrededor de un primer eje de rotación (A) y un segundo rodillo rizador (3) giratorio alrededor de un segundo eje de rotación (B); y

una porción de ajuste (20); y

un aparato de formación (10) para formar la banda de material (S);

en donde el primer y segundo rodillos rizadores (2, 3) se configuran para permitir que la banda de material (S) pase entre ellos y hacia y a través del aparato de formación (10), y

en donde la porción de ajuste (20) se configura para ajustar las posiciones tanto del primer como del segundo eje de rotación (A, B) con relación a la posición del aparato de formación (10) para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material (S) entre la porción de rizado (1) y el aparato de formación (10).

13. Un método para rizar y formar una banda de material (S), el método que comprende:

proporcionar un sistema (150) que comprende:

un aparato (100) para rizar la banda de material (S), el aparato (100) que comprende:

una porción de rizado (1) que comprende un primer rodillo rizador (2) giratorio alrededor de un primer eje de rotación (A) y un segundo rodillo rizador (3) giratorio alrededor de un segundo eje de rotación (B); y

una porción de ajuste (20); y

un aparato de formación (10) para formar la banda de material (S); y

pasar la banda de material (S) entre el primer y segundo rodillos rizadores (2, 3) y hacia y a través del aparato de formación (10);

ajustar la posición tanto del primer como del segundo eje de rotación (A, B) con relación a la posición del aparato de formación (10) operando la porción de ajuste (20) para ajustar de esta manera la tensión en la banda de material (S) entre la porción de rizado (1) y el aparato de formación (10).