MXPA02001673A - Metodo y dispositivo para guiar una cinta de material. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un metodo para guiar una cinta plana de material; de acuerdo con dicho metodo, la cinta de material se guia en una disposicion de cilindros giratorios a una velocidad de cinta VF; dicha cinta de material se guia sobre un cilindro alisador en su area del borde; dicho rodillo alisador produce un esfuerzo de traccion en la direccion transversal, es decir, transversal a la direccion en la cual la cinta de material corre; este esfuerzo se controla en una direccion transversal al regular la velocidad periferica VR del rodillo alisador y/o al controlar el angulo a de ajuste y/o el angulo de contacto ? entre la superficie del rodillo alisador y la cinta de material; la velocidad periferica VR es mayor a la velocidad de la cinta VF.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA GUIAR UNA CINTA DE MATERIAL MEMORIA DESCRIPTIVA La presente ¡nvención se refiere a un método y a un dispositivo para guiar una cinta de material (1 ) que se guía y transporta entre cilindros giratorios. En la producción y el procesamiento de cintas planas de material estas cintas se guían y transportan entre cilindros giratorios. Para transportar la cinta, un cierto nivel de tensión se produce en la dirección longitudinal de la cinta de material. Debido a esta tensión en la dirección del viaje, surgen pliegues o cambios en la dirección longitudinal que no se desean y que posteriormente producen prolongaciones laterales en la devanadora que pueden dar como resultado que el material se vuelva completamente inutilizable. Asimismo, es necesario suavizar y alisar los pliegues y cambios en la cinta de traslación de material que se producen por un esfuerzo de tracción en la dirección longitudinal por medio de fuerzas de tracción en la dirección transversal. Los dispositivos para extender cintas de material son conocidos en la técnica. US 22 89 196 describe lo que se menciona como el cilindro con punta cónica. Este cilindro cilindrico se compone al menos de una superficie de un matepal elastomérico y se forma especialmente. El cilindro se forma curvo sobre su longitud total y se presiona contra la cinta de translación de material. Cuando el cilindro se presiona en la cinta de translación del material, la forma del cilindro provoca que se expanda en la dirección transversal. Sin embargo, la transmisión de fuerza mediante las fuerzas transversales que pueden de esta manera generarse y el movimiento transversal que se logra en este caso es extremadamente pequeño y, por lo tanto, inútil para muchas aplicaciones. El objetivo prioritario de la presente invención es proveer un método y un dispositivo para expandir una cinta plana de material (1 ) que se guía y transporta por medio de cilindros. El método pretende asegurar que la cinta de material (1 ) pueda guirarse y transportarse sin pliegues y prolongaciones en las direcciones transversales y longitudinales. Al mismo tiempo, es de importancia particular que el método pueda adaptarse, es decir, el método debe emplearse de manera existosa igualmente en diferentes velocidades del viaje de la cinta de material (1 ) y para diferentes materiales. Además, el dispositivo debe requerir poco mantenimiento y no necesitar mucha reparación. Esta tarea se resuelve mediante un método para guiar una cinta plana de material (1 ) en el cual la cinta de material (1 ) corre en una disposición de cilindros giratorios a una velocidad de la cinta vF y la cinta de material (1 ) se guía tanto en regiones periféricas por medio de al menos un rodillo alisador (2) que produce un esfuerzo de tracción en la dirección transversal, es decir, transversal con relación a la dirección del viaje de la cinta de material (1 ), en donde esta tensión en la dirección transversal se controla mediante un control de circuito cerrado de la velocidad circunferencial vF del rodillo alisador (2) y/o mediante un control de circuito abierto del ángulo y/o el área de superficie de contacto (3) entre la superficie del rodillo (5) y la cinta de matepal (1 ) y en donde la velocidad circunferencial del rodillo alisador (2) vR es mayor a la velocidad de la cinta v . La figura 1 muestra una vista en sección transversal esquemática del rodillo alisador (2) bg siendo el espesor total del rodillo alisador (2) y b siendo la cara del cubo del rodillo. La figura 1a muestra una modalidad particular del rodillo alisador (2) de igual forma en vista en sección transversal esquemática en la cual la superficie del rodillo (5) no está achaflanada y es, asimismo, particularmente ancha. La figura 2 muestra el rodillo alisador (2) en elevación lateral. La figura 3 muestra el rodillo alisador (2) de la figura 1 en una vista en perspectiva. La figura 3a muestra el rodillo alisador (2) de la figura 1a en una vista en perspectiva. La figura 4 ilustra la superficie de contacto (3) del rodillo alisador (2) en la cinta de material (1 ). La figura 5 es una ilustración esquemática de las posibilidades en cuanto a posición de los rodillos alisadores (2) como una función del ángulo a de la cinta de material (1 ). VF representa la velocidad de la cinta y la flecha especifica la dirección de viaje de la cinta del material (1 ).

. .. . La figura 6 es una ilustración esquemática en elevación lateral de la cinta de material (1 ) que se guía por medio del rodillo alisador (2). El ángulo ß resulta del punto de incidencia p de la cinta de material (1 ) en el rodillo alisador (2) y la extrapolación posterior que se muestra mediante una línea punteada de la cinta de material (1 ) detrás del rodillo alisador (2). La profundidad de inserción del rodillo alisador (2) en la cinta de material (1 ) se designa con la letra h. La dirección de rotación del rodillo alisador (2) y la dirección de viaje de la cinta de material (1 ) se indican mediante las flechas. VR y VF designan respectivamente sus velocidades. La figura 7 es una ilustración en perspectiva de la colocación de los rodillos alisadores (2) con relación a la cinta de material (1 ) como una función del ángulo a. La disposición de los electrodos de descarga (4) también se dibuja. La dirección longitudinal como se define en la presente invención es la dirección en la cual la cinta de material (1 ) corre; esta dirección también se menciona como la dirección de la máquina. Como se definió en la presente invención, la dirección transversal es esa dirección que corre en un ángulo de 90°, es decir, transversal, a la dirección de la máquina. En la producción y procesamiento de cintas planas de material, estas cintas se guían en una disposición de cilindros giratorios. Las velocidades circunferenciales de los cilindros individuales se controlan y determinan, por un lado, la velocidad a la cual la cinta corre y, por el otro lado, las diferentes velocidades de cilindros también predeterminan una tensión que se introduce en la dirección longitudinal de la cinta de material. Esta tensión en la dirección longitudinal es necesaria para asegurar el pasaje sin interrupciones de la cinta de material sobre los cilindros y los dispositivos corriente abajo integrados en la disposición del cilindro tal como calibrador de espesor, estación de corona o similares. El método de conformidad con la invención supera los inconvenientes que surgen debido a la tensión introducida en la dirección longitudinal. El método es adecuado para varias cintas planas de material y puede emplearse de manera útil en todos los casos en los cuales la formación de pliegues o cambios ocurren en la dirección longitudinal de la cinta de material cuando se guía sobre y entre los cilindros giratorios. El método ha probado ser efectivo en particular para películas elaboradas de plásticos, en particular termoplásticos. Las películas elaboradas de materiales termoplásticos incluyen por ejemplo películas elaboradas de poliéster y poliolefinas, tales como polietilenos, polipropilenos y cicloolefinas, policarbonato, poliamidas, etc. Dichas películas pueden tener una construcción de una sola capa o de capas múltiples. El método también puede aplicarse para cintas elaboradas de otros materiales, por ejemplo cintas de tela, papel o metal. El método es igualmente útil para la producción de unidades laminares o para guiar la unidad laminar por sí misma. También son posibles diferentes materiales para las unidades laminares. El método es particularmente adecuado para cintas de material que tienen un espesor de 0.5 a 500 µm, preferiblemente 2 a 200 µm.

La velocidad de la cinta vF de la cinta material se determina mediante la producción objetivo o velocidad de procesamiento. Dependiendo del tipo de material, la velocidad general de la cinta se encuentra entre 1 a 2,500 m/min, preferiblemente 5 a 1 ,000 m/min. Para películas elaboradas de polímeros termoplásticos las velocidades de 100 a 1 ,000 m/min son comunes. Por otro lado, la tensión en la dirección longitudinal que se introduce en la cinta de material se determina mediante las propiedades de material (por ejemplo tipo de material) y su espesor o el propósito de los siguientes dispositivos (por ejemplo calibrador de espesor, tratamiento de superficie, estación de devanado) que se integran en la disposición del cilindro o se disponen corriente abajo y, por otro iado, la velocidad de la cinta VF por sí misma y la tensión que se aplica en la dirección de la máquina son mutuamente interdependientes. Debido al aire arrastrado por medio de la cinta de material, se forman amortiguadores de aire entre el cilindro y la cinta de material más allá de los cilindros que deben alejarse de la tensión introducida en la cinta de material. Mientras más rápida sea la velocidad de la cinta más fácilmente se forman amortiguadores de aire no deseados y en general el esfuerzo de tracción superior tiene que estar en la dirección longitudinal para estrangular estos amortiguadores. De este modo, la velocidad de la cinta y la tensión son parámetros dados en operaciones de producción o procesamiento que pueden variarse únicamente dentro de una escala limitada, aún cuando ocurran pliegues y cambios en la dirección longitudinal. Estos problemas se superan de manera eficiente mediante el método de conformidad con la í ** & > invención, en donde la velocidad de la cinta y la tensión pueden mantenerse dentro de la escala deseada. Asimismo, el método conformidad con la invención es particularmente útil para operaciones de producción o procesamiento que implican velocidades de cinta elevadas. De acuerdo con la invención, la cinta de material (1 ) se guía en su región periférica sobre uno o más rodillos alisadores (2). La región periférica de una cinta de material (1 ) generalmente es angosta en la relación con el espesor total de la cinta. El espesor exacto de dicha región periférica dependerá de la naturaleza del material y el espesor total de la cinta. Generalmente, se entiende que una región periférica son regiones exteriores de la cinta que juntas pueden formar hasta 30% del espesor total. Como una regla cada región periférica suma 1 a 10% del espesor total de la cinta material. Es un hecho desde luego que cada cinta continua de material tiene dos bordes que corren en paralelo a la dirección de la máquina. Los siguientes detalles sobre "la región periférica" naturalmente se aplican también en una manera equivalente al borde opuesto correspondiente. La cinta de material (1 ) se guía en la región periférica sobre un rodillo alisador (2). El rodillo alisador (2) es de tal tamaño que su diámetro generalmente es mayor a su espesor bg de manera que el término "rodillo" caracteriza de manera más apta al elemento que el término "cilindro". Sin embargo, no se excluye que los cilindros de tamaño apropiado también cumplen con el propósito equivalente. Los expertos en la técnica seleccionarán el tamaño del elemento como una función de la cinta material (1 ), la velocidad de la cinta y el espesor de la región periférica. Generalmente, el rodillo alisador (2) tiene un espesor bg de 1 a 500 mm, preferiblemente 1 a 150 mm, y en particular 1 a 50 mm. El diámetro del rodillo alisador (2) generalmente es 1 al 10% del espesor de la cinta de material (1 ). El espesor de la cinta de material depende del tipo de material y las dimensiones dadas de la maquina y puede, asimismo, variar sobre una amplia gama. Para películas elaboradas de termoplásticos, los espesores de cinta comunes en la producción de la película antes de la orientación transversal oscilan de 0.2 a 2 m, preferiblemente 0.5 a 1 m, pero después de la orientación transversal oscilan de 0.5 a 30 m, preferiblemente 1 a 20 m. Los valores absolutos para el diámetro del rodillo pueden variar correspondientemente dentro límites amplios. En principio, el rodillo alisador (2) puede producirse a partir de cualquier material o material mixto que cumpla los requerimientos. La superficie debe diseñarse de tal manera que una conexión no positiva entre la cinta de material (1 ) y la superficie del rodillo (5) se promueva. En una modalidad particular, es necesario poner a tierra la superficie eléctricamente a un potencial cero. En una modalidad preferida, el rodillo se bisela o achaflana en los bordes de tal manera que la cara del cubo b se vuelve más angosta de manera que el área de superficie de contacto (3) entre la cinta de material (1 ) y la superficie del rodillo (5) se reduce en el caso ideal a un punto o una línea.

En general, la cara del cubo b en modalidades biseladas o achaflanadas tendrá un espesor de 0 a 400 mm, preferiblemente 1 a 200 mm. Dichos rodillos biselados o achaflanados son particularmente útiles ya que el movimiento relativo entre las caras del cubo bM y la cinta de material (1 ) se vuelve más pequeña de manera firme mientras disminuye la cara del cubo. Además los rodillos biselados o achaflanados proporcionan un cierto grado de protección contra daños a la cinta de material (1 ). El rodillo alisador (2) no necesariamente requiere un impulsor independiente. Puede accionarse mediante la cinta de traslación de material (1 ) y después tener una velocidad circunferencial vR que corresponda con la velocidad de la cinta vF de la cinta de material (1 ) tomando en cuenta el ángulo de inclinación a. En una modalidad preferida, el rodillo alisador (2) se provee con un impulsor a través del cual la velocidad circunferencial del rodillo VR puede someterse a un control de circuito abierto o circuito cerrado. Los rodillos alisadores impulsados de esta forma se prefieren. El impulsor permite que la velocidad circunferencial del rodillo se controle en un modo de circuito abierto o circuito cerrado y, además permite que la tensión producida en la dirección transversal se controle también. Para los rodillos impulsados, con el ángulo de inclinación a tomado en cuenta, la velocidad circunferencial vR puede establecerse de tal manera que la velocidad circunferencial VR sea tan elevada como y preferiblemente mayor a la velocidad de cinta v de la cinta de material (1 ). El avance de la velocidad circunferencial vR del rodillo generalmente se establece de tal forma que ningún movimiento relativo ocurra entre la superficie de rodillo (5) y la cinta de material (1 ). En otra modalidad preferida, el rodillo alisador (2) tiene una superficie conductora eléctricamente que se pone a tierra a un potencial eléctrico de cero. Esta superficie permite una modalidad particularmente útil del método de conformidad con la invención en la cual una conexión no positiva entra en la superficie de contacto del rodillo alisador (2) y la cinta de material (1 ) se logra mediante carga electrostática de la cinta de material. Esta modalidad del método se explica con detalle a continuación. Para llevar a cabo el método de conformidad con la invención, los rodillos alisadores (2) se colocan en dos regiones periféricas de la cinta de material (1 ). La posición de los rodillos alisadores (2) en la cinta de traslación de material (1 ) se elige en la base de la ingeniería mecánica o consideraciones ergonómicas. Los rodillos alisadores impulsados (2) se impulsan de tal forma que giran en la dirección de la máquina de la cinta de material (1 ). Para colocar el rodillo en relación con la dirección de traslación de la cinta, se establece un ángulo de inclinación a (véase figura 7). Este ángulo debe ser mayor a 0° y menor a 90°. En general, un ángulo de inclinación en la escala de 2 a 50°, preferiblemente 5 a 30°, se establecerá. La velocidad del rodillo VR se controla en una manera de circuito abierto o circuito cerrado al establecer el ángulo. Los establecimientos elegidos para el control del circuito abierto o circuito cerrado de los parámetros individuales son independientes. De esta forma, por medio de ejemplo, la siguiente relación entre el ángulo de inclinación a a establecer y la velocidad circunferencial del rodillo VR:VR=VF:COS.OL De esta forma, para un ángulo de inclinación a mayor debe seleccionarse una velocidad circunferencial superior vR, si tiene que haber movimiento no relativo entre la cinta de material (1 ) y la superficie del rodillo (5). Finalmente, los rodillos alisadores (2) también se colocan en una posible tercera dimensión espacial. El rodillo debe primero que nada moverse los suficientemente lejos en la dirección de la cinta de material (1 ) de manera que la superficie del rodillo (5) se sumerge en la cinta de material (1 ). Esta colocación también se menciona más adelante como la profundidad de inserción h (véase figura 6). Las profundidades de inserción del rodillo alisador (2) en la cinta de traslación de material (1 ) determina cuánta cinta de material (1 ) se dobla alrededor del rodillo alisador (2). Mientras mayor sea el ángulo ß de vuelta mayor será el área de superficie de contacto (3) producida entre la superficie de rodillo (5) y la cinta de material (1 ). En otra modalidad particularmente útil de la invención la vuelta no positiva alrededor del rodillo se ayuda mediante la carga electrostática de la cinta de material (1 ). Para este propósito, se ajusta un electrodo de descarga (4) en la región del punto de incidencia P, visto en la dirección de la máquina de la cinta de materia (1 ) de la cinta de material (1 ) en el rodillo alisador (2) (véase figura 6 y 7). Por medio de este electrodo de descarga (4), se aplica una carga eléctrica a una región más pequeña de la cinta de material (1 ). Si la cinta de material (1 ) cargada de esta forma entonces corre sobre un rodillo alisador conducido eléctricamente (2) puesto a tierra a un potencial eléctrico de acero la cinta de material (1 ) se une mediante la superficie del rodillo alisador (5). Esto da como resultado una conexión no positiva particularmente buena entre la cinta de material (1 ) y la superficie de contacto (3) y posiblemente también un ángulo ß de vuelta mayor. De esta forma, a los expertos en la técnica se les provee con un parámetro adicional a través del cual pueden regular la fuerza que actúa en la dirección transversal. Mientras mayor sea el voltaje de carga mayor será la fuerza de contacto y posiblemente el ángulo ß de vuelta, debido a lo cual en el análisis final cualquier desplazamiento potencial entre la cinta de material (1 ) y la superficie de contacto (3) se elimina y una fuerza transversal puede construirse al avanzar la velocidad del rodillo alisador (2). La invención da a conocer una manera simple de introducir un esfuerzo de tracción en la dirección transversal de una cinta continua de material. Este método es particularmente útil ya que proporciona varias posibilidades para controlar esta tensión en la dirección transversal. El esfuerzo de tracción puede controlarse al variar el diámetro del rodillo, por medio del ángulo de inclinación a, por medio de la profundidad de inserción h, por medio del diseño de la superficie del rodillo, por medio de la velocidad circunferencial, por medio de la colocación del rodillo alisador con relación a la cinta de material y por medio de la carga estática. De esta forma, es posible ajustar muy finamente las fuerzas que actúan en la dirección transversal por medio de pre-establecimientos diferentes. El método de conformidad con la invención es extremadamente flexible y puede utilizarse de manera útil para la mayoría de los materiales variados y los métodos de producción o de procesamiento. Permite a las cintas de material ser guiadas sin pliegues a través de los rodillos giratorios y construir una tensión controlada en la dirección transversal de manera que los cambios u otras fallas que puedan surgir debido a las tracciones en la dirección longitudinal se eviten de manera segura. •^^•waflt--***-

Claims (12)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para guiar una cinta plana de material (1 ) en la cual la cinta de material (1 ) corre en una disposición de cilindros giratorios a una velocidad de cinta vF, caracterizado porque la cinta de material (1 ) se guía en su región periférica por medio de un rodillo alisador (2) que produce un esfuerzo de tracción en la dirección transversal, es decir, en sección transversal con relación a la dirección de la máquina de la cinta de material (1 ), en donde esta tensión en la dirección transversal se controla mediante el medio de control de circuito cerrado de la velocidad circunferencial vR del rodillo alisador (2) y/o por medio del control de circuito abierto del ángulo de inclinación a y/o del ángulo ß de vuelta y en donde la velocidad circunferencial VR es mayor a la velocidad de la cinta vF.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la cinta de material (1 ) es una cinta de material compuesta de un termoplástico, preferiblemente poliéster, polietileno, policarbonato, polipropileno o un polímero de cicloolefina.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 y/o 2, caracterizado además porque la cinta de material (1 ) tiene un espesor de 0.5 a 500 µm, preferiblemente 2 a 200 µm. I

4.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque la velocidad de la cinta vF de la cinta de material (1 ) es de 1 a 2,000 m/min.

5.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque en cada caso cada región periférica es 1 a 10% del espesor total de la cinta de material (1 ).

6.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque el rodillo alisador (2) tiene un diámetro en la escala de 1 a 500 mm y el diámetro es mayor al espesor del rodillo alisador (2).

7.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque la superficie del rodillo alisador (5) se compone de una superficie conductora, metálica y se pone a tierra a un potencial eléctrico de cero.

8.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque el rodillo alisador (2) posee bordes biselados o achaflanados.

9.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque el rodillo alisador (2) se conecta a un impulsor que permite el control de la velocidad circunferencial vR, del rodillo alisador (2).

10.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque al menos dos rodillos _«¿>* . . *• alisadores (2) se colocan en dos regiones periféricas opuestas de la cinta de material (1 ) y forman un ángulo con relación al borde de la cinta de material (1 ) que es mayor a 0° y menor a 90°, preferiblemente 2 a 50°.

11.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado además porque el rodillo alisador (2) se inserta en la cinta de material (1 ) de tal manera que la cinta de material (1 ) se dobla alrededor del rodillo alisador (2) al menos parcialmente.

12.- El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 11 , caracterizado además porque en la región del punto de incidencia en el rodillo alisador (2) se dispone un electrodo de descarga (4) de tal manera que la cinta de material (1 ) tenga una carga picada a la misma y el rodillo alisador (2) tenga una superficie conductora (5).