ES2213519T3 - Mecanismo de control para un rodillo de soporte de una reenrolladora. - Google Patents

Mecanismo de control para un rodillo de soporte de una reenrolladora.

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ES2213519T3
ES2213519T3 ES00112952T ES00112952T ES2213519T3 ES 2213519 T3 ES2213519 T3 ES 2213519T3 ES 00112952 T ES00112952 T ES 00112952T ES 00112952 T ES00112952 T ES 00112952T ES 2213519 T3 ES2213519 T3 ES 2213519T3
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James D. Ba Dour
Joseph A. Blume
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Abstract

Un aparato de enrollamiento de banda continua que comprende: un bastidor (16) una bobina de enrollamiento (17) apoyada de forma rotatoria sobre el bastidor para rotar alrededor de un eje longitudinal, presentando la bobina de enrollamiento (17) una superficie externa (26) para hacer contacto con una banda continua (W), un árbol de levas (35) montado en la bobina de enrollamiento (17) a lo largo del eje de la misma, medios (82) para hacer rotar el árbol de levas (35) a una primera velocidad que coincide con la velocidad de la bobina de enrollamiento (17) y a una segunda velocidad que se diferencia de la velocidad de la bobina de enrollamiento (17), una biela (61, 62, 63, 64) montada con movimiento alternativo en la bobina de enrollamiento (17) para alternar el desplazamiento hacia el interior y hacia el exterior a lo largo de un eje que se extiende perpendicularmente al árbol de levas (35), presentando la biela (61, 62, 63, 64) un extremo interno (66) que se puede enganchar al árbol de levas(35) y un extremo externo, pudiendo la biela (61, 62, 63, 64) desplazarse entre la primera y segunda posición mediante el árbol de levas (35), una unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53), montada de forma desplazable sobre la bobina de enrollamiento (17) adyacente al extremo externo de la biela (61, 62, 63, 64) y que incluye un miembro de enganche de banda continua (44, 53), el miembro de enganche de banda continua (44, 53) pudiendo desplazarse entre una primera posición en la que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) está montado hacia el interior de la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y una segunda posición en la que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) sobrepasa la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y puede enganchar la banda continua sobre la misma, la biela (61, 62, 63, 64) que engancha la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53) cuando la biela (61, 62, 63, 64) se encuentra ensu primera posición para retener el miembro de enganche de banda continua (44, 53) en su primera posición, pudiendo la biela (61, 62, 63, 64) desplazarse mediante el árbol de levas (35) cuando la velocidad del árbol de levas (35) cambia entre dicha primera y segunda velocidad de forma que la biela (61, 62, 63, 64) se separa de su primera posición y permite que la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53) se desplace a su segunda posición.

Description

Mecanismo de control para un rodillo de soporte de una reenrolladora.
Antecedentes
La presente invención se refiere a un mecanismo de control para un rodillo de soporte de una reenrolladora.
Las reenrolladoras se usan para convertir grandes bobinas primarias de papel en bobinas de menor tamaño de papel higiénico y toallas de papel. Habitualmente, se usan dos tipos de reenrolladoras: reenrolladoras de centro y reenrolladoras de superficie. Las reenrolladoras de centro se describen, por ejemplo, en la patente estadounidense renovada 28353, y enrollan la banda continua alrededor de un centro que se pone en rotación mediante un mandril. Las reenrolladoras de superficie se describen, por ejemplo, en las patentes estadounidenses nº 4723724 y 5104055, y enrollan la banda continua alrededor de un centro que se pone en rotación mediante una cuna de tres bobinas.
La operación más importante tanto en las reenrolladoras de centro como en las reenrolladoras de superficie es la secuencia de etapas denominadas de corte y transferencia. La banda continua debe cortarse para finalizar el enrollado de una bobina, el extremo delantero de la banda continua cortada debe transferirse a un nuevo centro y el nuevo centro debe ponerse en rotación para empezar a enrollar una nueva bobina. Dichas etapas deben realizarse de manera repetida y fiable mientras la banda continua se desplaza a gran velocidad. También es deseable que cada bobina presente el mismo número de hojas y que la banda continua se enrolle de forma uniforme y, esencialmente, sin arrugas.
El término "rodillo de soporte" se refiere a la principal bobina de enrollamiento de una reenrolladora, tanto de una reenrolladora de centro como de una reenrolladora de superficie.
Como se describe en la patente estadounidense renovada 28353, un rodillo de soporte se usa habitualmente en combinación con una bobina de corte para cortar la banda continua después de enrollar una longitud predeterminada en un rollo y transferir el extremo delantero de la banda continua cortada a un nuevo centro en un procedimiento de enrollamiento continuado. En todas las reenrolladoras de centro actuales se usa un mecanismo de enganche para retener el mecanismo de corte y transferencia en una posición inoperativa hasta que se haya enrollado la longitud adecuada de banda continua en el rollo. Un palpador de leva se controla mediante un solenoide eléctrico o un cilindro neumático para desenganchar el mecanismo de enganche para liberar el mecanismo de corte y transferencia. El mecanismo de corte y transferencia se controla entonces mediante una o más levas para realizar las operaciones de corte y transferencia sobre la banda continua. A continuación, la leva vuelve a colocar el enganche para retener el mecanismo de corte y transferencia en la posición inoperativa.
Un mecanismo de enganche convencional y un mecanismo de corte y transferencia para reenrolladoras de centro se describe en detalle en la patente estadounidense renovada 28353. El mecanismo de corte y transferencia incluye clavijas, hojas de corte y cuñas de transferencia, todas ellas montadas de forma desplazable en el rodillo de soporte. Cuando se desengancha el mecanismo de corte y transferencia, las clavijas mantienen la banda continua contra el rodillo de soporte rotatorio mientras la banda continua se corta con una bobina de corte y las hojas. A continuación, las cuñas de transferencia empujan el extremo delantero de la banda continua cortada contra un nuevo centro.
Las reenrolladoras de superficie que comercializa la empresa Paper Converting Machine Company, de Green Bay (Wisconsin), con el nombre comercial de "Magnum", incluyen clavijas desplazables similares en un rodillo de soporte para mantener la banda continua cortada contra el rodillo de soporte y un mecanismo de enganche similar para retener las clavijas en una posición inoperativa hasta que se corte la banda continua. Una cuchilla corte se coloca de forma desplazable en una bobina de corte y se retiene en una posición inoperativa mediante un mecanismo de enganche similar al mecanismo de enganche que se usa en el rodillo de soporte de la reenrolladora de centro.
El documento US-A-3552670 representa el estado de la técnica más cercano de la presente invención, y describe un aparato de enrollamiento de banda continua que comprende: un bastidor, una bobina de enrollamiento, la bobina de enrollamiento presenta una superficie exterior para hacer contacto con una banda continua, un árbol de levas montado en la bobina de enrollamiento a lo largo del eje de la misma, medios para poner en rotación el árbol de levas a una velocidad diferente de la de la bobina de enrollamiento, una biela montada con movimiento alternativo en la bobina de enrollamiento para alternar el desplazamiento hacia el interior y hacia el exterior, la biela presenta un extremo interno que se puede enganchar al árbol de levas y un extremo externo, la biela puede desplazarse entre la primera y segunda posición mediante el árbol de levas, una unidad de enganche de banda continua desplazable montada sobre la bobina de enrollamiento y que incluye un miembro de enganche de banda continua, el miembro de enganche de banda continua puede desplazarse entre una primera posición en la que el miembro de enganche de banda continua se encuentra hacia el interior de la superficie externa de la bobina de enrollamiento y una segunda posición en la que el miembro de enganche de banda continua se extiende más allá de la superficie externa de la bobina de enrollamiento y puede engancharse con una banda continua sobre la misma, la biela se engancha a la unidad de enganche de banda continua.
Uno de los problemas del mecanismo de corte y transferencia de la técnica anterior se produce a partir de las cargas por impacto sobre los componentes del mecanismo que causan roturas por fatiga y requieren un mantenimiento frecuente. Los mecanismos también pueden producir una vibración excesiva en la reenrolladora que puede afectar negativamente a otras funciones de la reenrolladora, como la perforación de la banda continua.
Resumen de la invención
La invención proporciona un nuevo mecanismo de enganche que se controla mediante un árbol de levas montado axialmente en el rodillo de soporte y mediante un servomotor que hace rotar el árbol de levas. Por lo general, el servomotor hace rotar el árbol de levas en la misma dirección y a la misma velocidad que el rodillo de soporte. Cuando debe cortarse la banda continua, se aumenta o reduce la velocidad del servomotor para hacer rotar el árbol de levas con relación al rodillo de soporte. La rotación del árbol de levas permite que las bielas en el rodillo de soporte se desplacen radialmente hacia el interior para liberar el mecanismo de corte y transferencia. Los palpadores de levas para el mecanismo de corte y transferencia enganchan una leva fija y controlan el desplazamiento del mecanismo. Después de cortar y transferir la banda continua, el árbol de levas se pone en rotación para empujar las bielas radialmente hacia el exterior para volver a enganchar el mecanismo de corte y transferencia.
La invención permite que dos mecanismos de corte y transferencia se incluyan en el rodillo de soporte y se controlen de manera independiente según la dirección de rotación del árbol de levas con relación al rodillo de soporte. Dicho rodillo de soporte puede presentar un diámetro mayor que los rodillos de soporte convencionales, sin repercutir negativamente sobre la flexibilidad de proporcionar bobinas enrolladas con diferente cantidad de hojas. El rodillo de soporte mayor es más rígido y rota a una velocidad angular inferior para una velocidad equivalente de la banda continua.
Descripción de los dibujos
La presente invención se explicará en combinación con una forma de realización ilustrativa que se muestra en los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra una reenrolladora de centro equipada con un mecanismo de control de conformidad con la presente invención;
la Figura 2 es una vista en sección longitudinal fragmentaria del rodillo de soporte de la reenrolladora;
la Figura 3 es una vista en sección transversal del rodillo de soporte tomada a lo largo de las líneas 3-3 de la Figura 2, que ilustra uno de los mecanismos de corte y transferencia en una posición de enganche y el otro mecanismo de corte y transferencia en una posición de desenganche;
la Figura 4 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 2 que muestra los dos mecanismos de corte y transferencia en una posición de enganche;
la Figura 5 es una vista similar a la de la Figura 4 que muestra el mecanismo de corte y transferencia en la posición de desenganche en la posición de reloj de las diez en punto a medida que rota hacia la bobina de corte;
la Figura 6 es una vista similar a la de la Figura 5 que muestra el mecanismo de corte y transferencia desenganchado que coopera con una bobina de corte para cortar la banda continua, se omite la banda continua para obtener claridad en la ilustración;
la Figura 7 es una vista similar a la de la Figura 6 que muestra la cuña de transferencia en la posición de reloj de las seis en punto que transfiere el extremo delantero de la banda continua cortada a un nuevo centro, se omite la banda continua para obtener claridad en la ilustración; y
la Figura 8 ilustra los resortes para mantener los mecanismos de corte y transferencia en contacto con las bielas en la posición de enganche.
Descripción de una forma de realización específica
La presente invención se explicará en combinación con una reenrolladora de centro 15 ilustrada en la Figura 1. Sin embargo, se entenderá que la invención también puede usarse con reenrolladoras de superficie.
La reenrolladora 15 incluye un bastidor 16 y un rodillo de soporte 17 que se coloca de forma rotatoria en el bastidor. Una unidad de torre 18 se monta de forma rotatoria en el bastidor debajo del rodillo de soporte. Como es sabido en la técnica, la unidad de torreta incluye una pluralidad de mandriles rotatorios 19 sobre los que se colocan centros de cartón. Un aparato de aplicación de adhesivo 20 aplica adhesivo de transferencia a un nuevo centro antes de cada ciclo de enrollamiento.
Una banda continua W se introduce mediante rodillos de arrastre 20 mediante un perforador 21 hasta el rodillo de soporte 17. El perforador forma líneas de perforación transversales separadas longitudinalmente en la banda continua.
La velocidad de superficie del rodillo de soporte coincide con la velocidad de la banda continua, y el rodillo de soporte envía la banda continua a un rollo L que se enrolla alrededor del mandril aproximadamente en la posición de reloj de las cinco en punto del rodillo de soporte. Cuando se ha enrollado la longitud adecuada de banda continua alrededor del rollo, la banda continua se corta mediante una bobina de corte 22 y comenzará un nuevo ciclo.
Con referencia ahora a la Figura 2, el bastidor de la reenrolladora incluye un par de bastidores laterales 25 que soportan de forma rotatoria el rodillo de soporte 17. El rodillo de soporte incluye una cubierta cilíndrica externa 26, un tubo central 27 y un par de cojinetes y soportes 28 que se colocan en cada extremo del tubo 27. La sección del cojinete 28a del cojinete y soporte se coloca de forma rotatoria en un soporte 29 en el bastidor 25. La cubierta externa 26 se apoya sobre separadores radiales 30 que se extienden hacia el exterior desde el tubo central 27.
Un manguito 32 del árbol de levas se coloca en el interior de una superficie interna 33 que se extiende axialmente en el cojinete y soporte 28. Un árbol de levas 35 se coloca de forma rotatoria en el interior del manguito del árbol de levas mediante los soportes 36 y 37. Las secciones del árbol de levas que se apoyan sobre los soportes son cilíndricas, y el árbol de levas incluye un par de secciones de levas 38 y 39.
Un par de ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas de transferencia (véase también las Figuras 3 y 4) se apoyan de forma rotatoria sobre los separadores radiales 30 y se extienden a lo largo de la longitud del rodillo de soporte. Una pluralidad de clavijas de transferencia 44 (Figuras 3 y 4) está sujeta con abrazadera a cada uno de los ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas de transferencia mediante las abrazaderas 45. Las clavijas de transferencia se separan axialmente a lo largo de la longitud del rodillo de soporte. Un rodillo o empujador de leva 47 se coloca de forma rotatoria adyacente a cada extremo de cada uno de los ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas de transferencia mediante una abrazadera 48.
Con referencia a la Figura 3, los ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas de transferencia se sitúan separados 180º alrededor de la circunferencia del rodillo de soporte. Por lo general, solamente funcionará uno de los ejes de pivote de transferencia durante la operación de enrollamiento. La cubierta externa 26 del rodillo de soporte está provista de aperturas 49 a través de las cuales las clavijas de transferencia 44 pueden pivotar hacia el exterior, como se explicará a continuación.
Un par de ejes de pivote 51 y 52 de las clavijas de transferencia (Figuras 2 y 3) también se apoyan de forma rotativa sobre los separadores radiales 30. Una pluralidad de cuñas de transferencia 53 separadas axialmente está sujeta con abrazadera a cada uno de los ejes de pivote 51 y 52 de las cuñas de transferencia mediante las abrazaderas 54. Un rodillo o empujador de leva 55 está montado de forma rotativa adyacente a cada uno de los ejes de pivote de las cuñas de transferencia mediante una abrazadera 56 (Figura 3). Los dos ejes de pivote de las cuñas de transferencia se sitúan separados 180º del rodillo de soporte. Cada cuña de transferencia 53 se coloca ligeramente corriente arriba de su clavija de transferencia 44 asociada a lo largo de la circunferencia del rodillo de soporte. El rodillo de soporte rota en sentido contrario a las agujas del reloj en la Figura 3, como indica la flecha.
Cuatro bielas 61, 62, 63 y 64 se colocan recíprocamente en las superficies internas 65 que se extienden radialmente en el cojinete y soporte 28. Las bielas 61 y 62 funcionan para mantener los dos ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas de transferencia en sus posiciones de enganche, y las bielas 63 y 64 funcionan para mantener los ejes de pivote 51 y 52 de las cuñas de transferencia en sus posiciones de enganche. Un rodillo de leva 66 se coloca de forma rotatoria sobre el extremo interior de cada una de las bielas. El rodillo de leva sobre cada una de las bielas 61 y 62 puede engancharse con la sección de la leva 38 del árbol de levas central 35 (véase la Figura 2). El rodillo de leva sobre cada una de las bielas 63 y 64 puede engancharse con la sección de la leva 39 del árbol de levas central 35. El extremo exterior de cada una de las barras de pivote 61 y 62 puede engancharse con uno de los rodillos de leva 47 de las abrazaderas de las clavijas de transferencia 45. El extremo exterior de cada una de las bielas 63 y 64 puede engancharse con uno de los rodillos de leva 55 de las abrazaderas de las cuñas de transferencia 54.
Cada uno de los ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas de transferencia se acciona por resorte para rotar en el sentido contrario a las agujas del reloj como se observa en la Figura 3, para empujar los rodillos de leva 47 contra los extremos externos de las bielas 61 y 62. Con referencia a la Figura 8, un resorte de compresión 66 se coloca de forma deslizable sobre una barra 67. El extremo externo de la barra se fija a una placa 68 en la superficie interna de la cubierta externa 26 del rodillo de soporte. El extremo interno del resorte se fija a un brazo de palanca 69 que se extiende desde cada uno de los ejes de pivote 42 y 43.
Cada uno de los ejes de pivote 51 y 52 de las cuñas de transferencia se acciona por resorte de forma similar para rotar en el sentido contrario a las agujas del reloj, como se observa en la Figura 3, para empujar los rodillos de leva 55 contra los extremos externos de las bielas 63 y 64.
Con referencia a la Figura 2, una placa 70 de la leva de transferencia en el extremo derecho del rodillo de soporte se coloca de forma rotatoria sobre el cojinete 28a mediante un soporte 71. La placa de leva se mantiene fija a medida que el cojinete rota mediante un separador de placa 72 que se fija a la placa y al bastidor 25.
Una leva 74 de la clavija de transferencia fija circular o anular se coloca sobre la cara interna de la placa 70 de leva, y una leva 75 de la cuña de transferencia fija se coloca sobre la placa de leva en el interior de la leva de la clavija de transferencia 74. Un brazo 76 del rodillo de leva de la clavija de transferencia se coloca sobre cada extremo de los ejes de pivote 42 y 43 de las clavijas de transferencia. Un soporte 77 del rodillo de leva se coloca de forma rotatoria sobre cada uno de los brazos 76 del rodillo de leva. Un brazo 78 del rodillo de leva de las cuñas de transferencia se monta sobre cada extremo de los ejes de pivote 51 y 52 de las cuñas de transferencia. Un soporte 79 del rodillo de leva se coloca de forma rotatoria sobre cada uno de los brazos 78 del rodillo de leva.
El rodillo de soporte 17 se pone en rotación mediante un engranaje 81 (Figura 2) que se fija al extremo del cojinete del rodillo de soporte 28a. El engranaje 81 se acciona mediante un sistema de servocontrol de la reenrolladora que resulta habitual y conocido.
El árbol de levas 35 se pone en rotación mediante un servomotor 82 que se coloca sobre el bastidor 16. El árbol de levas se conecta al servomotor mediante un acoplador 83.
Funcionamiento
Durante la operación de enrollamiento la velocidad de superficie del rodillo de soporte es igual que la velocidad a la que la banda continua avanza a través de la reenrolladora, como se muestra en la Figura 1. La banda continua envuelve una sección del rodillo de soporte y rota con el rodillo de soporte hacia el rollo de enrollamiento L. Los servomotores 82 que hacen rotar los árboles de levas centrales 35 en cada extremo del rodillo de soporte hacen rotar los árboles de levas a la misma velocidad que el rodillo de soporte, de forma que no existe rotación relativa entre los árboles de levas y el rodillo de soporte. El sistema de control para el rodillo de soporte y los servomotores 82 puede controlarse mediante el mismo procesador, por ejemplo, un PIC 900 fabricado por Giddings & Lewis.
Las bielas 61-64 están sujetas generalmente mediante el árbol de levas central 35 en sus posiciones externas o de enganche, como se ilustra en la Figura 4. Las bielas 61-64 se enganchan en los rodillos 47 y 55 y sujetan los ejes de pivote 42, 43, 51 y 52, las clavijas de transferencia 44 y las cuñas de transferencia 53 en sus posiciones de enganche en las que las clavijas 44 y las cuñas 53 se encuentran radialmente hacia el interior de la superficie externa del rodillo de soporte.
Durante la revolución del rodillo de soporte en el que se cortará la banda continua, los servomotores 82 aumentan o reducen la velocidad de rotación de los árboles de levas 35 de forma que las levas 38 y 39 rotan con relación a las bielas 61-64. El perfil de cada una de las levas incluye, preferentemente, una sección de parada de aproximadamente 180º que presenta un diámetro esencialmente constante y una sección rebajada de diámetro reducido. A medida que se enrolla el rollo, los rodillos de leva de todas las bielas enganchan la sección de parada de las levas y, por tanto, se retienen en sus posiciones de enganche, como se muestra en la Figura 4. Cuando la leva 38 rota aproximadamente 90º, solamente una de las bielas 61 y 62 se enganchará en la sección rebajada de la leva. La otra biela se enganchará en la sección de parada de la leva y se retendrá en su posición de enganche. De igual forma, cuando la leva 39 rota aproximadamente 90º, solamente una de las bielas 63 y 64 se enganchará en la sección rebajada de la leva. La otra biela se enganchará en la sección de parada de la leva y se retendrá en su posición de enganche.
Con referencia a la Figura 5, las levas 38 y 39 se han rotado de manera que las bielas 61 y 63 se enganchan en las secciones rebajadas de las levas. A medida que las bielas se desplazan desde las secciones de parada de las levas hasta las secciones rebajadas, las bielas pueden desplazarse radialmente hacia el interior desde su posición de enganche. Las bielas son empujadas hacia el interior por los resortes 66 (Figura 8) y por las fuerzas centrípetas sobre las clavijas de transferencia y las cuñas de transferencia, que empujan a las clavijas y cuñas a desplazarse radialmente hacia el exterior a través de las aperturas 49 en el rodillo de soporte. A medida que las clavijas de transferencia 44 y el eje de pivote 42 de las clavijas de transferencia pivota en sentido contrario a las agujas del reloj hasta la posición de desenganche mostrada en la Figura 5, el brazo 76 del rodillo de levas también pivota en sentido contrario a las agujas del reloj hasta que el soporte 77 del rodillo de leva engancha la leva 74 fija de las clavijas de transferencia. A continuación, el desplazamiento del eje de pivote 42 y de las clavijas de transferencia 44 se controla mediante la leva 74.
De igual forma, el desplazamiento hacia el interior de la biela 63 permite que las cuñas de transferencia 53 y el eje de pivote 51 de las cuñas de transferencia roten en sentido contrario a las agujas del reloj hasta que el soporte 79 sobre el brazo 78 del rodillo de leva enganche la leva 75 fija de las cuñas de transferencia (véase la sección de la derecha de la Figura 2). El desplazamiento de las cuñas de transferencia se controla en lo sucesivo por la leva 75.
El funcionamiento de las clavijas de transferencia 44 y las cuñas de transferencia 53 resulta similar al funcionamiento de las clavijas de transferencia y cuñas de transferencia que se describe en la patente estadounidense renovada 28353, y resultará evidente para aquellos expertos en la técnica de las reenrolladoras. Solamente será necesaria una breve descripción del funcionamiento. Además, se omite la banda continua de las Figuras 4-7 para obtener claridad en la ilustración.
En la Figura 5, las clavijas de transferencia en la posición de reloj de las diez en punto se encuentran desenganchadas, y el contorno de la leva fija 74 permite que el eje de pivote 42 rote en sentido contrario a las agujas del reloj, de forma que las clavijas de transferencia 44 sobrepasan radialmente la superficie externa del rodillo de soporte, por lo que las clavijas atraviesan la banda continua (no mostrada), que envuelve una sección de la superficie externa del rodillo de soporte. Un par de hojas corte 85 separadas se colocan sobre cada una de las clavijas de transferencia, y las hojas de corte también sobrepasan la superficie del rodillo de soporte. Cuando el contorno de la leva fija 75 se encuentra aproximadamente en la posición de reloj de las diez en punto, las cuñas de transferencia 53 se encuentran esencialmente al mismo nivel que la superficie del rodillo de soporte.
La Figura 6 ilustra el corte de la banda continua. La velocidad del rollo de corte rotatorio 22 está programada para que una de las cuchillas de corte 86 sobre el rollo de corte se introduzca en el espacio entre las hojas de corte 85 para cortar la banda continua. Una vez se ha cortada la banda continua, la sección del extremo delantero de la banda continua se mantiene sobre el rodillo rotatorio mediante las clavijas de transferencia 44. Como se describe en la patente estadounidense renovada 28353, la sección de la banda continua entre el extremo delantero cortado y las clavijas de transferencia puede doblarse a medida que rota el rodillo de soporte.
La Figura 7 ilustra la transferencia del extremo delantero de la banda continua hasta un nuevo centro 87. El centro se coloca sobre un mandril que hace rotar el centro en el sentido de las agujas del reloj. A medida que el rodillo de soporte se desplaza desde la posición de la Figura 6 hasta la posición de la Figura 7, la leva fija 74 de las clavijas de transferencia hace que las clavijas de transferencia roten en sentido de las agujas del reloj, de forma que las clavijas se colocan radialmente hacia el interior del nuevo centro en la transferencia. La leva fija 75 de las cuñas de transferencia hace que las cuñas de transferencia pivoten en sentido de las agujas del reloj de forma que las cuñas de transferencia empujan la banda continua sobre el nuevo centro 87. El nuevo centro está provisto de anillos o tiras convencionales de adhesivo de transferencia para que la banda continua se transfiera a un nuevo centro.
Una vez transferida la banda continua, los servomotores 82 hacen rotar los árboles de levas 35 para empujar las bielas 61 y 63 radialmente hacia el exterior contra los rodillos de levas 47 y 55 para pivotar las clavijas de transferencia 44 y las cuñas de transferencia 53 de nuevo a sus posiciones de enganche. Las clavijas de transferencia y las cuñas de transferencia se retienen en sus posiciones de enganche hasta el siguiente ciclo de corte.
El procedimiento de servocontrol que usa un único eje de control alineado con el eje del rodillo permite que el rodillo de soporte posea dos mecanismos de corte y transferencia separados 180º. Los dos mecanismos de corte y transferencia pueden controlarse de manera independiente según la dirección de rotación de los árboles de levas 35 con relación al rodillo de soporte. Dicha característica permite que la reenrolladora produzca rollos con el menor incremento de longitud posible con un único mecanismo de rodillo de soporte. Los productos de papel convencionales se producen en múltiplos de diez hojas. Por ejemplo, los rollos de papel higiénico pueden proporcionarse en cantidades de hojas de 280, 290, 300, etc. Una hoja es la distancia entre líneas de perforación.
En Estados Unidos, el papel higiénico presenta, tradicionalmente, una separación entre perforaciones de 11,43 centímetros. Un rodillo de soporte convencional de papel higiénico presenta una circunferencia nominal de diez hojas de 11,43 centímetros o de 113,3 centímetros. Sin embargo, las tendencias actuales del mercado se inclinan por longitudes de hoja menores, por ejemplo, de 10,16 centímetros. Un rodillo de soporte que presenta un único mecanismo de corte y transferencia necesitaría una circunferencia de 101,6 centímetros para obtener productos en múltiplos de diez hojas. Con una circunferencia reducida se obtiene un rodillo de soporte con menor rigidez que rota a una velocidad de rotación mayor para una velocidad equivalente de banda continua. A mayor velocidad de rotación, mayores serán las fuerzas centrífugas que actúan sobre el rodillo de soporte y los mecanismos de corte y transferencia. Con la reducción de rigidez del rodillo de soporte y el aumento de carga centrífuga se aumenta la vibración, se reduce la confianza y se reduce la velocidad máxima de la banda continua a la que puede funcionar el rodillo de soporte.
Al proporcionar un rodillo de soporte con dos mecanismos de corte y transferencia separados 180º, la circunferencia del rodillo de soporte puede ser de 203,2 centímetros y seguir fabricando productos con una longitud de hoja de 10,16 centímetros en múltiplos de diez hojas. La estructura del rodillo de soporte con circunferencia de 203,2 centímetros es más rígida que un rodillo de soporte de 101,6 centímetros, y el rodillo de soporte de 203,2 centímetros funciona a velocidades de rotación inferiores con menores fuerzas centrífugas. El aumento de rigidez del rodillo de soporte y la reducción de cargas centrífugas permite un funcionamiento más seguro a mayores velocidades de la banda continua y/o a mayores anchuras de la banda continua.
A pesar de que la forma de realización preferida de la presente invención proporciona un rodillo de soporte con dos mecanismos de corte y transferencia separados 180º, un rodillo también podría disponer de un único mecanismo de corte y transferencia. Dicho rodillo de soporte solamente presentaría dos bielas, en lugar de las cuatro bielas que se han descrito.
Además, las unidades rotatorias preferidas para los árboles de levas 35 son servomotores. Sin embargo, puede usarse cualquier unidad de control rotatorio equivalente mientras la velocidad de los árboles de levas pueda sincronizarse con la velocidad del rodillo de soporte durante la operación de enrollamiento para que las bielas se mantengan en sus posiciones de enganche.
En la operación de enrollamiento descrita anteriormente, la banda continua se enrolla alrededor de centros de cartón. Sin embargo, la banda continua también puede enrollarse alrededor de mandriles reciclados que se extraen del rollo después de enrollar el rollo, como se describe en la patente estadounidense nº 5.421.536.
Al colocar las levas anulares fijas 74 y 75 sobre el cojinete 28a en lugar de sobre el bastidor de la reenrolladora las levas pueden colocarse de forma más precisa con relación al eje del rodillo de soporte. La colocación más precisa de las levas 74 y 75 permite que la separación entre las levas y los rodillos de levas 77 y 79 se reduzca cuando los rodillos de levas se encuentran en sus posiciones de enganche y, por tanto, se reduzca la cantidad de vueltas de los rodillos de leva cuando se desenganchan. Por ejemplo, en una forma de realización de la presente invención, los rodillos de leva 77 y 79 se separan solamente 0,0127 centímetros aproximadamente desde las levas 74 y 75 cuando los rodillos de levas están enganchados. Cuando la leva central 35 se desengancha de los rodillos de levas, los rodillos de levas descienden solamente 0,0127 centímetros aproximadamente antes de hacer contacto con las levas fijas 74 y 75.
A pesar de haber descrito que el desplazamiento hacia el exterior de las bielas 61-64 vuelve a enganchar el mecanismo de corte y transferencia, los mecanismos pueden construirse de forma que las bielas se desplacen hacia el exterior para desenganchar el mecanismo de corte y transferencia.
Cada uno de los ejes de pivote 42, 43, 51, 52 y sus rodillos asociados, rodillos de levas y clavijas de transferencia o cuñas de transferencia constituye una unidad de enganche de banda continua. Las unidades de enganche de banda continua se encuentran generalmente enganchadas de forma que no enganchan la banda continua durante el enrollamiento. Durante el ciclo de corte y transferencia, dos unidades de enganche de banda continua cooperantes que incluyen clavijas de transferencia 44 y cuñas de transferencia 53 se desenganchan de forma que las clavijas pueden mantener la banda continua durante el corte y las cuñas pueden empujar el extremo delantero de la banda continua cortada sobre el nuevo centro.
En la forma de realización preferida en la actualidad, el desplazamiento de las clavijas de transferencia y las cuñas de transferencia se controla mediante las levas fijas 74 y 75 inmediatamente después de que las clavijas y las cuñas se desenganchen. Sin embargo, si se desea, pueden omitirse las levas fijas, y el desplazamiento de las clavijas de transferencia y las cuñas de transferencia puede controlarse mediante las bielas 61-64 y el contorno de las secciones de levas 38 y 39 del árbol de levas central 35. El árbol de levas central se pondría en rotación con relación al rodillo de soporte mediante el servomotor 82 para desplazar las bielas, las clavijas de transferencia y las cuñas de transferencia durante el ciclo de corte y transferencia.
Mientras en la memoria descriptiva precedente se ha expuesto una descripción detallada de las formas de realización específicas de la invención para el propósito de ilustración, se entenderá que muchos de los detalles proporcionados en la presente pueden cambiarse considerablemente por aquellos expertos en la materia sin desviarse del ámbito de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

1. Un aparato de enrollamiento de banda continua que comprende:
un bastidor (16)
una bobina de enrollamiento (17) apoyada de forma rotatoria sobre el bastidor para rotar alrededor de un eje longitudinal, presentando la bobina de enrollamiento (17) una superficie externa (26) para hacer contacto con una banda continua (W),
un árbol de levas (35) montado en la bobina de enrollamiento (17) a lo largo del eje de la misma,
medios (82) para hacer rotar el árbol de levas (35) a una primera velocidad que coincide con la velocidad de la bobina de enrollamiento (17) y a una segunda velocidad que se diferencia de la velocidad de la bobina de enrollamiento (17),
una biela (61, 62, 63, 64) montada con movimiento alternativo en la bobina de enrollamiento (17) para alternar el desplazamiento hacia el interior y hacia el exterior a lo largo de un eje que se extiende perpendicularmente al árbol de levas (35), presentando la biela (61, 62, 63, 64) un extremo interno (66) que se puede enganchar al árbol de levas (35) y un extremo externo, pudiendo la biela (61, 62, 63, 64) desplazarse entre la primera y segunda posición mediante el árbol de levas (35),
una unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53), montada de forma desplazable sobre la bobina de enrollamiento (17) adyacente al extremo externo de la biela (61, 62, 63, 64) y que incluye un miembro de enganche de banda continua (44, 53), el miembro de enganche de banda continua (44, 53) pudiendo desplazarse entre una primera posición en la que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) está montado hacia el interior de la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y una segunda posición en la que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) sobrepasa la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y puede enganchar la banda continua sobre la misma,
la biela (61, 62, 63, 64) que engancha la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53) cuando la biela (61, 62, 63, 64) se encuentra en su primera posición para retener el miembro de enganche de banda continua (44, 53) en su primera posición,
pudiendo la biela (61, 62, 63, 64) desplazarse mediante el árbol de levas (35) cuando la velocidad del árbol de levas (35) cambia entre dicha primera y segunda velocidad de forma que la biela (61, 62, 63, 64) se separa de su primera posición y permite que la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44, 51, 52, 53) se desplace a su segunda posición.
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) incluye clavijas (44) para perforar la banda continua.
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) incluye hojas (85) para cortar la banda continua.
4. El aparato de la reivindicación 1, en el que el miembro de enganche de banda continua (44, 53) incluye unas cuñas (53) para separar la banda continua de la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17).
5. El aparato de la reivindicación 1, en el que el árbol de levas (35) está conformado para permitir que la biela (61, 62, 63, 64) se desplace hacia el interior a medida que la velocidad del árbol de levas (35) cambia de la primera velocidad a la segunda velocidad.
6. El aparato de la reivindicación 1, en el que el árbol de levas (35) está conformado para permitir que la biela (61, 62, 63, 64) se desplace hacia el exterior a medida que la velocidad del árbol de levas (35) cambia de la segunda velocidad a la primera velocidad.
7. El aparato de la reivindicación 1, que incluye un resorte (66) para derivar de forma resiliente el miembro de enganche de banda continua (44, 53) hacia su segunda posición.
8. El aparato de la reivindicación 1, en el que el aparato de enganche de banda continua incluye un eje de pivote (42, 43, 51, 52) montado de forma pivotante en la bobina de enrollamiento (17), estando el miembro de enganche de banda continua (44, 53) montado sobre el eje de pivote, una leva anular fija (74) sujeta al bastidor y un rodillo de leva (77, 79) montado sobre el eje de pivote, pudiendo desplazarse el rodillo de leva para enganchar la leva anular (74) cuando la biela se separa de su primera posición.
9. El aparato de la reivindicación 8, que incluye un cojinete (28a) que soporta la bobina de enrollamiento (17) y está montado de forma rotatoria sobre el bastidor, estando la leva anular fija (74) montada de forma rotatoria sobre el cojinete (28a), por el cual se controla la posición de la leva anular (74) en relación con los rodillos de leva (77, 79).
10. El aparato de la reivindicación 1, en el que los medios para hacer rotar el árbol de levas (35) incluyen un servomotor (82).
11. El aparato de la reivindicación 1, que incluye un cojinete (28a) que soporta la bobina de enrollamiento (17) y está montado de forma rotatoria sobre el bastidor (16), estando el árbol de levas (35) montado de forma rotatoria en el cojinete (28a).
12. El aparato de la reivindicación 1, que incluye una segunda biela (62, 64) montada con movimiento alternativo en la bobina de enrollamiento (17) aproximadamente a 180º de la primera biela (61, 63) y que presenta un extremo interno que se engancha con el árbol de levas, pudiéndose desplazar la segunda biela (62, 64) entre la primera y segunda posición mediante el árbol de levas, estando una segunda unidad de enganche de banda continua (43, 44, 52, 53) montada de forma desplazable sobre la bobina de enrollamiento (17) aproximadamente a 180º de la primera unidad de enganche de banda continua (42, 44, 51, 53), pudiéndose desplazar la segunda unidad de enganche de banda continua (43, 44, 52, 53) entre la primera y segunda posición, enganchando la segunda biela la segunda unidad de enganche de banda continua (43, 44, 52, 53) cuando la segunda biela se encuentra en su primera posición para retener la segunda unidad de enganche de banda continua (43, 44, 52, 53) en su primera posición, pudiendo desplazar la segunda biela mediante el árbol de levas de forma que la segunda biela se separa de su primera posición y permite que la segunda unidad de enganche de banda continua (43, 44, 52, 53) se desplace a su segunda posición.
13. El aparato de la reivindicación 1, en el que la unidad de enganche de banda continua (42, 43, 44) incluye una unidad de clavijas de transferencia (42, 43, 44) montada de forma desplazable sobre la bobina de enrollamiento adyacente al extremo externo de la primera biela (61, 62) y que incluye una clavija de transferencia (44), pudiéndose desplazar la unidad de clavijas de transferencia (42, 43, 44) entre una primera posición en la que la clavija de transferencia (44) se coloca hacia el interior de la superficie externa de la bobina de enrollamiento y una segunda posición en la que la clavija de transferencia (44) sobrepasa la superficie externa de la bobina de enrollamiento (17) y puede enganchar la banda continua (W) sobre la misma,
una segunda biela (63, 64) montada con movimiento alternativo en la bobina de enrollamiento (17) para alternar el desplazamiento hacia el interior y hacia el exterior a lo largo de un eje que se extiende perpendicularmente al árbol de levas (35), presentando la segunda biela (63, 64) un extremo interno que puede engancharse al árbol de levas (35) y un extremo externo, pudiéndose desplazar la segunda biela (63, 64) entre una primera y segunda posición mediante el árbol de levas (35),
una unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53) montada de forma desplazable sobre la bobina de enrollamiento (17) adyacente al extremo externo de la segunda biela (63, 64) y que incluye una cuña de transferencia (53), pudiéndose desplazar la unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53) entre una primera posición en la que la cuña de transferencia (53) se coloca hacia el interior de la superficie externa (26) de la bobina de enrollamiento (17) y una segunda posición en la que la cuña de transferencia (53) sobrepasa la superficie externa (26) de la bobina de enrollamiento (17) y puede enganchar una banda continua (W) sobre la misma,
la segunda biela (63, 64) que engancha la unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53) cuando la segunda biela (63, 64) se encuentra en su primera posición para retener la unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53) en su primera posición,
pudiéndose la segunda biela (63, 64) desplazar mediante el árbol de levas (35) cuando la velocidad del árbol de levas (35) cambia entre dicha primera y segunda velocidad de forma que la segunda biela (63, 64) se separa de su primera posición y permite que la unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53) se desplace a su segunda posición.
14. El aparato de la reivindicación 13, en el que la unidad de clavijas de transferencia (42, 43, 44) incluye un eje de pivote (42, 43) de clavijas de transferencia montado de forma pivotante en la bobina de enrollamiento, estando la clavija de transferencia (44) montada sobre el eje de pivote (42, 43) de las clavijas de transferencia, incluyendo la unidad de cuñas de transferencia (51, 52, 53) un eje de pivote (51, 52) de cuñas de transferencia (53) montado de forma pivotante en la bobina de enrollamiento (17), estando la cuña de transferencia (53) montada sobre el eje de pivote (51, 52) de cuñas de transferencia, una leva fija de clavijas de transferencia sujeta al bastidor, un rodillo de leva (47) de clavijas de transferencia montado sobre el eje de pivote (43) de las clavijas de transferencia, pudiéndose desplazar el rodillo de leva (47) de las clavijas de transferencia para enganchar la leva de las clavijas de transferencia cuando la primera biela (61, 62) se separa de su primera posición, una leva fija de cuñas de transferencia sujeta al bastidor, un rodillo de leva (55) de cuñas de transferencia montado sobre el eje de pivote (52) de cuñas de transferencia, pudiéndose desplazar el rodillo de leva de cuñas de transferencia para enganchar la leva de cuñas de transferencia cuando la segunda biela (63, 64) se separa de su primera posición.
15. El aparato de la reivindicación 14, que incluye un cojinete (28a) que soporta la bobina de enrollamiento (17) y se monta de forma rotatoria sobre el bastidor, estando la leva fija de las clavijas de transferencia y la leva fija de las cuñas de transferencia montadas de forma rotatoria sobre el cojinete (28a), por el cual se controla la posición de la leva de las clavijas de transferencia en relación con el rodillo de leva de las clavijas transferencia y la posición de la leva de cuñas de transferencia en relación con el rodillo de leva de cuñas de transferencia.
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