ES2268144T3 - Dispositivo de desenrrollado para bobinas de material en banda con mecanismo de accionamiento doble y procedimiento de desenrollado respectivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de desenrollado para desenrollar bobinas de material en banda enrollado alrededor de un eje central y suministrar dicho material en banda a una línea de transformación, que comprende: - unos soportes para soportar por lo menos una bobina en una posición de desenrollado; - por lo menos un mecanismo de accionamiento periférico que actúa sobre la superficie cilíndrica de la bobina que se está desenrollando y transmite periféricamente a dicha bobina un par de torsión para arrastrarla en rotación; - por lo menos un mecanismo de accionamiento central que transmite centralmente a dicha bobina un par de torsión auxiliar para arrastrarla en rotación en combinación con el par de torsión transmitido por dicho mecanismo de accionamiento periférico; - un sistema de control para coordinar recíprocamente el funcionamiento de dicho mecanismo de accionamiento periférico y de dicho mecanismo de accionamiento central; caracterizado porque comprende un sistema de detección para detectar, durante eldesenrollado, cualquier desplazamiento angular del material en banda exterior sobre la bobina con respecto al eje central de la bobina, controlándose el funcionamiento de dicho mecanismo de accionamiento central para corregir dicho desplazamiento angular.
Description
Dispositivo de desenrollado para bobinas de
material en banda con mecanismo de accionamiento doble y
procedimiento de desenrollado respectivo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de desenrollado para desenrollar bobinas o rollos de
material en banda y alimentar dicho material en banda a estaciones
posteriores de una línea de transformación o similar. Más
particularmente, aunque no exclusivamente, la presente invención se
refiere a un dispositivo del tipo mencionado anteriormente para
desenrollar bobinas de material de papel, tal como papel tisú, para
producir papel higiénico, papeles de cocina o similares, o
servilletas, pañuelos u otros productos.
La presente invención se refiere asimismo a un
procedimiento para desenrollar un material en banda de una bobina y
suministrarlo a una línea de transformación corriente abajo.
En muchos sectores industriales, en particular,
en el sector de la transformación del papel, resulta necesario
suministrar un material en banda, por ejemplo una lámina de papel,
de una bobina o un rollo inicial a una línea de transformación en
la cual el material en banda se manipula para producir productos
semiacabados o acabados. Por ejemplo, para producir papel en
rollos, tal como papel higiénico o de cocina, se disponen grandes
bobinas en unos dispositivos de desenrollado de los cuales el
material en banda de una o más bobinas se alimenta a una línea de
transformación para producir rollos, que se cortan posteriormente en
pequeños rollos destinados a ser embalados y comercializados.
Análogamente, se utilizan bobinas de material de papel en banda para
alimentar líneas para producir servilletas, pañuelos de papel o
similares. Se utilizan asimismo unos dispositivos de desenrollado
de bobinas matriz de grandes diámetros en el sector de tratamiento
de películas de plástico y materiales sin tejer para alimentar el
producto en banda enrollado en las bobinas hacia unos medios de
tratamiento corriente abajo.
Sobre todo, en el sector de transformación del
papel, los dispositivos de desenrollado presentan unos mecanismos
de desenrollado accionados por motor, compuestos generalmente por
unas correas accionadas por motor, que transmiten un par de torsión
a la bobina que se está desenrollando debido al rozamiento entre el
mecanismo de tracción y la superficie exterior de la bobina. Estos
dispositivos se mencionan como dispositivos de desenrollando con
accionamiento periférico, lo cual indica que el par de torsión
requerido para hacer girar a la bobina y por lo tanto alimentar el
material en banda se transmite mediante fricción por la superficie
exterior, que es la periferia, de la bobina. Se describen ejemplos
de dispositivos de desenrollado de este tipo en los documentos
GB-A-0793937;
US-A-3.740.296;
EP-A-0321887;
US-A-4.888.233;
US-A-3.202.376;
US-A-2.984.429;
WO-A-9534497;
WO-A-9633120.
En determinadas situaciones particulares, tales
como cuando la bobina de material en banda es excepcionalmente de
gran tamaño y/o presenta una densidad de enrollado limitada, la
tracción periférica no es adecuada, puesto que puede producir
fenómenos de deslizamiento recíproco entre las vueltas de material
enrollado en la bobina (particularmente en la zona central de la
bobina), debido a una mala adhesión de las vueltas de material
enrollado y/o de la gran inercia de la bobina y su eje central. Se
producen dificultades en el desenrollado en particular cuando las
dimensiones de la bobina son considerables y el material en banda
enrollado es particularmente blando y delicado, tales como cuando
se enrolla en la bobina y no puede apretarse y por lo tanto dicha
bobina presenta una densidad de enrollado baja.
Para evitar el deslizamiento recíproco entre las
vueltas de material en banda en estas circunstancias sería
necesario ejercer una gran presión sobre la bobina con los
mecanismos de desenrollado periférico. Esto no es aconsejable
puesto que produciría una deformación permanente del material en
banda con pérdida de las propiedades de blandura y volumen
obtenidas durante la producción del material utilizando
procedimientos especiales.
Para resolver estos problemas se han estudiado
unos dispositivos de desenrollado que aplican un par de torsión de
desenrollado en la bobina por el eje central de la misma. Se
describen ejemplos de dispositivos de desenrollado de este tipo en
los documentos US-A-5.906.333;
US-A-6.030.496;
EP-A-0872440 y
WO-A-9846509.
El documento
EP-A-1136406 describe un dispositivo
de desenrollado doble con una estructura de por sí conocida y
sustancialmente equivalente a la que se describe en el documento
WO-A-95344497, en el que el
desenrollado se obtiene por medio de un mecanismo de accionamiento
central del tipo equivalente al que se describe por ejemplo en el
documento WO-A-9846509. La patente
US nº 5.472.153 da a conocer otro dispositivo de desenrollado que
se considera como la técnica anterior más reciente.
Estos sistemas con accionamiento central no son
satisfactorios, particularmente cuando la bobina presenta un gran
diámetro y una gran inercia. Además, en algunos casos cada lado de
la bobina está provisto de un mecanismo en forma de un plato
giratorio, que presiona sobre la superficie plana para transmitir el
movimiento giratorio. Este mecanismo presenta un diámetro que puede
ser mayor que el diámetro de la bobina que se está enrollando,
particularmente cuando el diámetro de la bobina disminuye debido a
la alimentación del material. Cuando ocurre esto el material en
banda se rompe con frecuencia debido al hecho de que el borde de la
vuelta exterior del material se aprieta y retiene entre la
superficie frontal plana de la bobina y el correspondiente mecanismo
de plato giratorio. Al producirse esta retención se impide que el
material en banda se desenrolle y el material se rasga.
El objetivo de la presente invención consiste en
producir un dispositivo de desenrollado para desenrollar bobinas de
material en banda que pueda manipular eficazmente asimismo bobinas
de grandes diámetros y/o bobinas con muy poca densidad de enrollado
y/o de material blando y delicado y que sea particularmente adecuado
para manipular bobinas de papel tisú.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en producir un dispositivo de desenrollado que pueda desenrollar
bobinas de material en banda sin el riesgo de un deslizamiento
recíproco entre las vueltas de material en banda y de deterioro del
material.
Estos y otros objetivos y ventajas resultarán
evidentes a los expertos en la materia a partir de la lectura del
texto siguiente se alcanzan en esencia con un dispositivo de
desenrollado que comprende:
- -
- unos soportes para soportar por lo menos una bobina en una posición de desenrollado;
- -
- por lo menos un mecanismo de accionamiento periférico que actúa en la superficie cilíndrica de la bobina que se está desenrollando y transmite periféricamente a dicha bobina un par de torsión para arrastrarla en rotación;
- -
- por lo menos un mecanismo de accionamiento central que transmite un par de torsión auxiliar al centro de dicha bobina para arrastrarla en rotación en combinación con el par de torsión transmitido por dicho mecanismo de accionamiento periférico;
- -
- un sistema de control para coordinar recíprocamente el funcionamiento de dicho mecanismo de accionamiento periférico y de dicho mecanismo de accionamiento central.
En esencia, en el dispositivo según la
invención, el par de torsión total aplicado a la bobina para
producir la rotación y, por lo tanto, el desenrollado del material
en banda se ejerce en parte de manera periférica, a través del
mecanismo de accionamiento periférico, y en parte centralmente,
mediante el eje de la bobina, por medio del mecanismo de
accionamiento central. El control del par de torsión aplicado a los
dos mecanismos de accionamiento, de manera que estos estén
equilibrados, es decir, aplicado de manera adecuada, garantiza el
desenrollado correcto, sin un deslizamiento recíproco entre las
vueltas de la bobina.
Además de la ventaja de obtener un desenrollado
regular sin el riesgo de un arrugamiento del material en banda y/o
de deslizamiento entre las vueltas del material enrollado en la
bobina, con el dispositivo según la invención es posible asimismo
obtener unas aceleraciones rápidas de la bobina incluso cuando
presente una gran inercia. De esta manera es posible alcanzar la
velocidad de funcionamiento muy rápidamente cada vez que sea
necesario sustituir una bobina que se haya terminado o deteriorado
por una bobina nueva, lo cual requiere normalmente que se detenga
la línea de producción.
El hecho de que la nueva bobina pueda acelerarse
rápidamente a la velocidad de funcionamiento regular hace posible
reducir los tiempos de parada y aumentar el nivel de producción
medio de la línea de producción.
La presencia de un mecanismo de accionamiento
doble hace posible asimismo obtener la ventaja adicional de adoptar
un modo de desenrollado variable según la naturaleza del material en
banda y las características de las bobinas que se están
desenrollando. De hecho, el sistema de control puede programarse
asimismo para que regule los mecanismos de accionamiento central y
periférico para desactivar uno de los dos. Si la naturaleza del
material y las características de la bobina aconsejan un
desenrollado únicamente periférico, es posible desactivar mediante
el sistema de control el mecanismo de accionamiento central. Por
otra parte, si las características del material y de la bobina
aconsejan el desenrollado central, el sistema de control puede
desactivar el mecanismo de accionamiento periférico.
En la práctica, resulta ventajoso que el
mecanismo de accionamiento central esté subordinado al mecanismo de
accionamiento periférico, en el sentido de que las condiciones de
funcionamiento del mecanismo de accionamiento central se modifiquen
por medio de una señal de retroacción que mantiene las condiciones
de desenrollado de la bobina bajo control. Por otra parte, el
mecanismo de accionamiento periférico se regula de la manera
habitual, para mantener constante o sustancialmente constante la
tensión del material en banda suministrado a la línea de
transformación corriente abajo del dispositivo de desenrollado.
En una posible forma de realización el mecanismo
de accionamiento central o en todo caso el mecanismo de
accionamiento subordinado se controla regulando el par de torsión
aplicado. En esencia, en este caso el control modifica las
condiciones de funcionamiento del mecanismo de accionamiento de
manera que el par de torsión que se aplica en la bobina se mantiene
sustancialmente constante en cualquier caso dentro de un intervalo
de valores predeterminados. Dichos valores predeterminados pueden
ser, de hecho, una función del par de torsión aplicado mediante el
otro mecanismo de accionamiento. Por ejemplo, el par de torsión
total aplicado puede estar distribuido igualmente entre los dos
mecanismos de accionamiento. En este caso, el valor aplicado
mediante el mecanismo de accionamiento central no se mantiene en un
valor absoluto fijo o dentro de un intervalo determinado por el
valor absoluto fijo, sino en un valor o dentro de un intervalo de
valores determinado momento a momento como una función de las
condiciones de funcionamiento, es decir del par de torsión total
requerido para mantener la bobina en rotación.
Según otra forma de realización de la invención,
se realiza el control detectando cualquier deslizamiento del
material en banda. Para este fin puede proporcionarse el material en
banda con una referencia que es leída por un sensor determinado. Un
segundo sensor detecta una segunda referencia aplicada en el eje de
la bobina, o en cualquier caso en una posición angular fijada con
respecto al eje. La distancia angular entre las dos referencias
debe continuar siendo la misma. Cuando existen variaciones en esta
distancia angular ello implica que el material en banda tiende a
deslizarse sobre la bobina. Debe evitarse este estado y las
condiciones de funcionamiento del mecanismo de accionamiento
subordinado (particularmente del mecanismo de accionamiento
central) se controlan y modifican por medio de una señal de
retroacción proporcional a este posible resbalamiento o
deslizamiento del material en banda, es decir, según una señal que
detecta (preferentemente con cada vuelta de la bobina y en
cualquier caso de forma repetida durante el desenrollado) una
variación en la distancia angular comprendida entre las dos
referencias.
referencias.
Según una mejora de la presente invención, el
dispositivo de desenrollado puede estar provisto de un sensor para
leer el diámetro exterior de la bobina. Dicho sensor puede ser un
sensor por láser, un transductor ultrasónico u otro sensor
adecuado. La determinación del diámetro puede realizarse como un
promedio, por ejemplo basado en una pluralidad de lecturas tomadas
durante una vuelta de la bobina. Ello hace posible obtener un valor
medio cuando la bobina presenta una forma de óvalo o en cualquier
caso está deformada y no es perfectamente cilíndrica.
El diámetro detectado de este modo puede
permitir un control más preciso del dispositivo. De hecho, cuando
se requiere hacer que gire la bobina, por ejemplo después de
sustituir una bobina terminada, la velocidad periférica a la que
debe recogerse dicha bobina, y con qué ley de aceleración, son
conocidas a partir de los datos de funcionamiento de la unidad de
control. Ello hace posible regular el mecanismo de accionamiento
periférico, cuya velocidad será igual a la velocidad requerida para
el material en banda desenrollado de la bobina. Sin embargo, la
velocidad a la que debe girar el mecanismo de accionamiento central
no es conocida a priori. Conociendo el diámetro de la bobina
es posible determinar (a partir del diámetro y de la velocidad
periférica; es decir, de la velocidad de alimentación del material
en banda) la velocidad angular que debe presentar la bobina. Este
valor de velocidad angular se utiliza para regular el mecanismo de
accionamiento central.
Si se lee el diámetro de manera continua durante
el desenrollado, el valor del diámetro y la velocidad de
alimentación requerida para el material en banda (igual a la
velocidad periférica de la bobina y, por lo tanto, del mecanismo de
accionamiento periférico) hacen posible calcular momento a momento
la velocidad teórica del mecanismo de accionamiento central. La
señal de retroacción anteriormente mencionada anula la señal de
control basada en la velocidad teórica. De este modo se obtiene una
regulación y un control sumamente precisos del desenrollado. Si el
movimiento del mecanismo de accionamiento central determinado por el
valor calculado de la velocidad angular no es suficiente para
impedir el deslizamiento del material en banda, o produce un
desequilibrio de los dos pares de torsión aplicados por los dos
mecanismos de accionamiento, la señal de retroacción corrige las
condiciones de funcionamiento del mecanismo de accionamiento
central, actuando en uno de sus parámetros de funcionamiento, por
ejemplo, el par de torsión o la velocidad.
En las reivindicaciones subordinadas adjuntas se
indican otras características ventajosas y formas de realización de
la invención.
La presente invención se refiere asimismo a un
procedimiento para desenrollar una bobina de material en banda y
alimentar dicho material en banda a una línea de transformación, en
el que se aplica un primer par de torsión de desenrollado
periféricamente con respecto a dicha bobina mediante unos medios de
contacto con la superficie cilíndrica de la bobina y en el que se
aplica un segundo par de torsión de desenrollado al eje de dicha
bobina y en el que dichos primer y segundo par de torsión de
desenrollado están coordinados entre sí para desenrollar
correctamente el material en banda de la bobina.
En una forma de realización de la invención
posible, el procedimiento comprende: disponer un mecanismo de
accionamiento periférico en contacto con la superficie cilíndrica de
la bobina y aplicar el primer par de torsión de desenrollado
mediante dicho mecanismo de accionamiento periférico; disponer un
mecanismo de accionamiento central en acoplamiento con el eje de la
bobina y aplicar dicho segundo par de torsión de desenrollado
mediante dicho mecanismo de accionamiento central.
En la práctica, en una posible forma de
realización de la invención, el procedimiento comprende las fases
de:
- -
- detectar durante la rotación de dicha bobina por lo menos una primera señal de referencia solidaria con el eje central de dicha bobina;
- -
- detectar durante la rotación de dicha bobina por lo menos una segunda señal de referencia aplicada en el material en banda en dicha bobina;
- -
- detectar una posible variación en la distancia angular entre dichas primera y segunda referencias y producir una señal de retroacción como una función de dicha variación;
- -
- producir una señal de retroacción como una función de dicha variación;
- -
- modificar un parámetro de funcionamiento de dicho mecanismo de accionamiento central como una función de dicha señal de retroacción.
En una forma de realización mejorada, el
procedimiento de la presente invención puede comprender las fases
siguientes:
- -
- hacer funcionar dicho mecanismo de accionamiento periférico a una velocidad periférica;
- -
- detectar el diámetro de la bobina;
- -
- calcular una velocidad angular a partir de dicha velocidad periférica y dicho diámetro;
- -
- disponer el mecanismo de accionamiento central a dicha velocidad angular y verificar que el motor central realiza la instrucción recibida, con el control del deslizamiento reciproco de las vueltas de material en banda o del par de torsión.
Puede producirse asimismo una señal de
retroacción para controlar dicho mecanismo de accionamiento central,
modificando dicha señal de retroacción las condiciones de
funcionamiento del mecanismo de accionamiento central como una
función de las condiciones de desenrollado de la bobina.
En las reivindicaciones subordinadas adjuntas se
indican otras características ventajosas y formas de realización
del procedimiento según la invención.
A continuación se explicará con mayor detalle la
invención haciendo referencia a la descripción y a los dibujos
adjuntos, que muestran un ejemplo práctico no limitativo de la
misma. En el dibujo:
La figura 1 muestra una vista lateral, por la
línea I-I de la figura 2, de un dispositivo de
desenrollado que incorpora la presente invención;
la figura 2 muestra una vista frontal por
II-II de la figura 1; y
la figura 3 muestra una sección ampliada del
mecanismo de accionamiento central.
A continuación se describe la invención aplicada
a un dispositivo de desenrollado que comprende un carro doble para
soportar de manera simultánea dos bobinas, estando una de las mismas
en espera y la otra desarrollándose. Este tipo de dispositivo de
desenrollado se utiliza para cambiar la bobina terminada de manera
automática. Sin embargo, debe comprenderse que los principios
subyacentes de la invención pueden asimismo aplicarse a un
dispositivo de desenrollado de otro tipo.
La estructura total del dispositivo de
desenrollado que incorpora la presente invención se muestra en las
figuras 1 y 2. En esta forma de realización el dispositivo de
desenrollado comprende un carro doble 1, que se desplaza según la
doble flecha f1 (figura 2), provisto de dos pares de soportes
laterales 3A, 5A y 3B, 5B para soportar de manera simultánea dos
bobinas B1 y B2. Cada una de las dos bobinas B1, B2 está enrollada
en un eje o núcleo central, indicado mediante las referencias A1 y
A2 para las dos bobinas B1 y B2 respectivamente.
La bobina B1 está en una posición de
desenrollado, que corresponde a una línea de tratamiento a la que se
alimenta el material en banda N desenrollado de la bobina. La
bobina B2 está en una posición de espera lateral para sustituir la
bobina B1 cuando se haya terminado. La sustitución se realiza por
ejemplo tal como se describe en el documento
WO-A-9534497, cuya descripción
deberá consultarse para mayores detalles.
En la posición de desenrollado (bobina B1),
representada en particular en la figura 1, el material en banda N
es conducido alrededor de un cilindro 9 hacia las estaciones
posteriores en la que se somete a las transformaciones requeridas
para obtener los productos semiacabados o acabados requeridos, por
ejemplo rollizos de papel tisú. En esta posición está prevista una
estructura fija 11 (representada únicamente de manera esquemática en
la figura 2) para soportar un mecanismo de accionamiento
periférico, indicado en general mediante el número de referencia
13, que aplica una fuerza y, por lo tanto, un par de torsión de
desenrollado en la superficie cilíndrica de la bobina para hacer
que gire alrededor de su eje. En el ejemplo representado el
mecanismo de accionamiento periférico 13 está compuesto por una
pluralidad de correas paralelas entre sí, una de las cuales es
visible en la figura 1 y está indicada en la misma mediante el
número de referencia 15. Cada correa 15 es conducida alrededor de
dos poleas 17, 19 soportadas en unos ejes fijos con respecto a un
brazo 21 que oscila alrededor del eje de la polea 17 con respecto a
la estructura 11 que soporta el brazo. Deberá entenderse que en la
práctica pueden preverse varios brazos paralelos 21 para soportar
las diversas correas de desenrollado 15. La polea 17 está accionada
por un motor indicado esquemáticamente mediante el número de
referencia 23, para hacer que gire la correa 15. Ésta es asimismo
conducida alrededor de una tercera polea 25 soportada por un brazo
pequeño 27 articulado al brazo 21 y asociado con un accionador de
pistón-cilindro 29. El brazo 21 esta suspendido por
medio de un cable 31 arrollado alrededor de un torno de techo 33. La
disposición descrita anteriormente es de por sí conocida y el
procedimiento de funcionamiento de este mecanismo de accionamiento
también es conocido. En resumen, a medida que el diámetro de la
bobina B1 disminuye debido a la alimentación del material en banda,
el brazo pequeño 27 gira en sentido antihorario para mantener la
tensión de la correa 15, hasta que alcanza una posición extrema del
accionador 29. En este punto el torno 33 hace que el brazo 21
descienda desenrollando un tramo de cable 31 y produciendo así el
reposicionamiento del brazo pequeño 27.
Esta prevista una zona central del carro 1 entre
los soportes laterales 5B y 3A de las bobinas B1 y B2, para cada
bobina, con un mecanismo de accionamiento central, diseñado para
aplicar un par de torsión de desenrollado en el eje de la bobina
momentáneamente en la posición de alimentación (bobina B1 en la
disposición de la figura 1). Los mecanismos de accionamiento
central, representados de manera indicativa en la figura 2 y
representados con mayor detalle en la figura 3, son simétricos
entre sí y se describirá en adelante únicamente el mecanismo de
accionamiento central asociado con los soportes 3A, 5A para la
bobina B1. Los mecanismos de accionamiento centrales se indican en
general, mediante los números de referencia 41 y 43.
Haciendo referencia a la figura 3, el mecanismo
de accionamiento central 41 comprende un motor de velocidad
variable 45, por ejemplo un motor sin escobillas o un motor
vectorial. Este transmite el movimiento, por medio de un piñón 47
chaveteado sobre su eje de motor, a un par de ruedas dentadas 49
solidarias entre sí, soportadas libres en un eje central 51, común
a los dos mecanismos de accionamiento central 41, 43. La segunda
rueda dentada 49 engrana con otra rueda dentada 53, montada libre
en un eje fijo 55, que a su vez transmite movimiento a una corona
57 chaveteada sobre un eje 59 provisto frontalmente de un dentado 61
que forma parte de un acoplamiento ranurado correspondiente y está
diseñado para acoplarse en una ranura 63 correspondiente, mecanizada
frontalmente en el eje A1 de la bobina B1.
El eje 59 está soportado libre en el interior de
un manguito 65 que se desliza axialmente en un elemento tubular 67
acoplado rígidamente a una columna 69 que soporta asimismo el motor
45 y el eje 55. En la parte exterior del manguito 65 está dispuesto
un anillo con unas juntas herméticas respectivas sobre la superficie
cilíndrica interior del elemento tubular 67. El manguito 65 forma
de este modo un pistón que se desliza dentro de un cilindro
compuesto por el elemento tubular 67 y los dos elementos juntos
forman un accionador de pistón-cilindro que manda
el movimiento de acoplamiento y desacoplamiento del acoplamiento
ranurado entre el eje 59 y el eje A1 de la bobina.
El mecanismo de accionamiento central 41 ó 43
puede soltarse de este modo de la bobina respectiva, permitiendo
que se sustituya la bobina terminada por una nueva bobina. Además,
puede acoplarse al eje de la bobina y utilizarse para hacer que
gire asimismo la bobina en la posición de espera lateral (bobina B2
en la figura 2) para colocar el borde inicial del material en banda
N. En la posición de desenrollado (bobina B1) el eje 59 está
acoplado al eje A1 de la bobina para aplicar un par de torsión al
centro de la bobina; dicho par de torsión, en combinación con el
par de torsión aplicado mediante el mecanismo de accionamiento
periférico 13 arrastra y mantiene la bobina en rotación durante el
desenrollado del material en banda.
El dispositivo está provisto asimismo de una
unidad de control indicada esquemáticamente en la figura 1 y
designada en la misma mediante el número de referencia 71. La unidad
central esta acoplada a los dos motores 45 del mecanismo de
accionamiento central 41 y 43 y al motor 23 del mecanismo de
accionamiento periférico 13. Además, con la unidad central 71 están
interconectados unos sensores u otros medios de detección, para
suministrar una serie de información, tal como se describe a
continuación. Algunos de dichos sensores pueden omitirse según el
tipo de procedimiento de control, tal como se describe con mayor
detalle a continuación.
Dichos sensores o medios de detección comprenden
un sensor 73 montado en la estructura 11 para detectar el diámetro
de la bobina B1 en la posición de desenrollado. El sensor 73 puede
ser un sensor por rayo láser, infrarrojo, por ultrasonido u otro
sensor adecuado para este fin. En el brazo 21 está montado un sensor
75 para leer las marcas impresas en el borde de la bobina B1 o B2
en la posición de desenrollado. Estas marcas se aplican por ejemplo
trazando una línea recta en la cara plana de la bobina con un
rotulador o de otra manera. En la figura 1 la marca se indica
mediante la referencia M. El sensor 75 puede ser, por ejemplo, un
sensor óptico. La marca M no deteriora el material, puesto que de
todas formas el borde del material está destinado a ser retirado
del producto acabado. Alternativamente, puede utilizarse una marca
invisible a simple vista, que se absorba, por ejemplo, en el campo
de la radiación de rayos ultravioleta. El sensor 75 funcionará de
manera correspondiente en el mismo intervalo de
frecuencias.
frecuencias.
Se utiliza otro sensor 77 asociado con cada uno
de los soportes de las bobinas B1 y B2 para leer una referencia
solidaria con el eje A1 o A2 de la bobina en la posición de
desenrollado. En la figura 3 la referencia está indicada con una R.
La referencia R puede ser por ejemplo un imán y el sensor 77 un
sensor electromagnético, o un sensor capacitivo o incluso puede
utilizarse un sensor óptico. La referencia R se diseñará, por lo
tanto, según el tipo de sensor y de manera que pueda ser detectada
por dicho sensor.
Un indicador de presiones u otro transductor
puede estar asociado con el cilindro de transmisión 9 del material
en banda, para detectar la tensión del material. El indicador de
presiones u otro transductor puede estar asociado asimismo con un
mecanismo de transmisión distinto del material en banda.
Por último, la unidad central 71 puede estar
interconectada con una unidad de control asociada con otras máquinas
de la línea, corriente abajo del dispositivo de desenrollado, que
recibe el material en banda N.
Con estos mecanismos y sensores, el dispositivo
descrito puede funcionar de la manera siguiente:
Se introduce una nueva bobina B1 en la posición
de desenrollado (bobina B1 en la figura 1) y el borde frontal del
material en banda N se une a un borde posterior del material
desenrollado de la bobina anterior. En este punto debe hacerse
girar la bobina B1 y mantenerla girando a una velocidad adecuada
para alimentar la línea de transformación para la que está
destinado el material en banda N, manteniéndolo en la tensión
requerida por la línea corriente abajo. Para este fin, según la
forma de realización preferida de la invención, la unidad central
71 recibe (por ejemplo de la unidad de control central de una
máquina rebobinadora corriente abajo de la máquina de desenrollado)
una información con respecto a la velocidad a la que debe
alimentarse el material en banda N y si es necesario con respecto a
la rampa de aceleración a la que debe someterse la bobina. Esta
velocidad coincide con la velocidad que el mecanismo de
accionamiento periférico 13 debe proporcionar a la periferia de la
bobina. El diámetro de la bobina se detecta mediante el sensor 73 y
por lo tanto se calcula la velocidad angular en la que el mecanismo
de accionamiento central 41 debe arrastrar al eje A1 de la bobina
en rotación.
Después de este cálculo, puede ponerse en marcha
el dispositivo y los dos mecanismos activos, el mecanismo
periférico 13 y el mecanismo central 41 respectivamente, se accionan
a la velocidad calculada.
Mediante el sensor de tensión, por ejemplo el
indicador de presiones en el cilindro 9, se detecta la tensión del
material en banda y si es necesario la unidad central 71 controla
por tanto la velocidad de las correas 15 del mecanismo de
accionamiento periférico 13. Si la tensión detectada es demasiado
alta se aumenta la velocidad del mecanismo de accionamiento
periférico y viceversa. Por lo tanto, según la medición del diámetro
obtenida con el sensor 73 se corrige asimismo la velocidad angular
del mecanismo de accionamiento 41.
Para garantizar que los dos mecanismos de
accionamiento entran en acción en la bobina B1 de manera correcta y
combinada, con una distribución adecuada de los pares de torsión, y
sin que resbalen las vueltas exteriores de la bobina con respecto a
las vueltas interiores y por lo tanto en rotación con respecto al
eje central A1 de la bobina (lo cual puede tener lugar, por
ejemplo, en bobinas muy grandes y bobinas pesadas o si se enrollan
las vueltas de manera floja), se proporciona un sistema de
retroacción.
En un primer modo de control posible, la unidad
central 71 detecta un dato en relación con el par de torsión
aplicado desde los motores 23 y 45. Si el mecanismo de accionamiento
periférico 13 es el mecanismo principal o "maestro" (como es
preferible), y el mecanismo de accionamiento central 41 es el
mecanismo subordinado o "satélite", la unidad 71 producirá una
señal de retroacción posible cuando el par de torsión aplicado por
el mecanismo de accionamiento central sea distinto al de un
intervalo de valores prefijados para reequilibrar el sistema. Por
ejemplo, si el par de torsión aplicado por el mecanismo de
accionamiento central 41 tiende a disminuir por debajo del valor
fijado, ello implica que el mecanismo de accionamiento central
tiende a ser conducido por la bobina, en lugar de aplicar un par de
torsión de impulsión al mismo. La señal de retroacción producirá
una aceleración positiva del mecanismo de accionamiento central. Por
otra parte, si el par de torsión aplicado por el mecanismo de
accionamiento central 41 tiende a elevarse por encima de un límite
prefijado, ello implica que el mecanismo de accionamiento 41 tiende
a prevalecer sobre el mecanismo de accionamiento periférico 13 y la
señal de retroacción tenderá, por lo tanto, a reducir su velocidad
angular. Cuando se adopta este modo de funcionamiento, los sensores
75 y 77 no están activos o podrían incluso no estar previstos.
En un modo de funcionamiento distinto,
utilizando los sensores 75, 77, el mecanismo de accionamiento
central está controlado por una señal de retroacción producida
según las lecturas de los dos sensores 75, 77. En condiciones de
funcionamiento normales, la distancia angular entre cada una de las
marcas M en las diversas vueltas del material N y la referencia R
es fija. Si la(s) vuelta(s) exterior(es) del
material en banda tiende(n) a deslizarse sobre las vueltas
de debajo, se producirá una variación en la distancia angular entre
la lectura de marcado por el sensor 75 y la referencia leída por el
sensor 77. La variación en la distancia angular presenta un signo
que puede ser positivo o negativo según la tendencia de la vuelta
exterior a apretarse o aflojarse con respecto al material en banda
interior. La señal de retroacción relativa producida por esta
variación en la distancia angular tenderá a anular el
deslizamiento. Por lo tanto, si la variación en la distancia angular
corresponde a una tendencia de la vuelta exterior a hacerse más
apretada sobre el material de debajo, ello implica que el eje de la
bobina debe acelerarse y, por lo tanto, la velocidad angular del
mecanismo de accionamiento central 41 aumentará. Tendrá lugar una
reacción opuesta si la vuelta exterior del material en banda tiende
a aflojarse. De hecho, en el primer caso la señal de retroacción
indicará que la vuelta exterior o parte de vuelta exterior del
material tiende a "desplazarse más rápido" que el eje de la
bobina y que la zona más interior de la bobina y que el eje debe
por tanto acelerarse. En el segundo caso la señal de retroacción
indicará la posición opuesta: la(s) vuelta(s)
exterior(es) del material en banda tiende(n) a
desacelerarse con respecto al núcleo de la bobina, que tiende a
moverse más rápido que la periferia.
\newpage
La señal de retroacción puede únicamente retener
la variación en la distancia angular o puede restablecer la
distancia angular al valor original, para evitar la acumulación de
resbalamiento recíproco entre las vueltas de material en banda. En
general, se menciona esta acción en ambos casos como la corrección
del descentrado.
Se comprenderá que el dibujo muestra únicamente
una posible forma de realización de la invención, que puede
variarse en sus formas y disposiciones sin apartarse por ello no
obstante del alcance del concepto subyacente de la invención.
Cualquier presencia de números de referencia en las reivindicaciones
adjuntas tiene el único objeto de facilitar la lectura de las
mismas, haciendo referencia a la descripción anterior y a los
dibujos adjuntos, y no limita el alcance de la protección tal y
como está definido por las reivindicaciones.
Claims (37)
1. Dispositivo de desenrollado para desenrollar
bobinas de material en banda enrollado alrededor de un eje central
y suministrar dicho material en banda a una línea de transformación,
que comprende:
- -
- unos soportes para soportar por lo menos una bobina en una posición de desenrollado;
- -
- por lo menos un mecanismo de accionamiento periférico que actúa sobre la superficie cilíndrica de la bobina que se está desenrollando y transmite periféricamente a dicha bobina un par de torsión para arrastrarla en rotación;
- -
- por lo menos un mecanismo de accionamiento central que transmite centralmente a dicha bobina un par de torsión auxiliar para arrastrarla en rotación en combinación con el par de torsión transmitido por dicho mecanismo de accionamiento periférico;
- -
- un sistema de control para coordinar recíprocamente el funcionamiento de dicho mecanismo de accionamiento periférico y de dicho mecanismo de accionamiento central;
caracterizado porque
comprende un sistema de detección para detectar, durante el
desenrollado, cualquier desplazamiento angular del material en
banda exterior sobre la bobina con respecto al eje central de la
bobina, controlándose el funcionamiento de dicho mecanismo de
accionamiento central para corregir dicho desplazamiento
angular.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho sistema de control regula por lo
menos un parámetro de funcionamiento del mecanismo de accionamiento
central como una función de las condiciones de desenrollado.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicho sistema de control regula la
velocidad del mecanismo de accionamiento central.
4. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
velocidad de dicho mecanismo de accionamiento periférico se regula
para mantener un valor fijado de tensión del material en banda
suministrado por dicha bobina, estando asociado un sensor de tensión
con dicho sistema de control.
5. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicho sistema de control regula el par
de torsión aplicado por dicho mecanismo de accionamiento
central.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque dicho sistema de control está programado
para mantener el par de torsión aplicado por dicho mecanismo de
accionamiento central dentro de un intervalo predeterminado de
valores o en un valor predeterminado.
7. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho
sistema de control actúa sobre la velocidad del mecanismo de
accionamiento central para corregir dicho desplazamiento
angular.
8. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende:
un primer sensor para detectar por lo menos una primera referencia
solidaria con el eje central de dicha bobina; y un segundo sensor
para detectar por lo menos una segunda referencia aplicada al
material en banda de la bobina.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque dicho segundo sensor está soportado por
un brazo de soporte del mecanismo de accionamiento periférico.
10. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
un sensor para detectar el diámetro de dicha bobina, asociado con
dicho sistema de control.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque dicho sistema de control está programado
para regular el mecanismo de accionamiento central proporcionándole
una velocidad de rotación angular determinada como una función de
la velocidad del mecanismo de accionamiento periférico y del
diámetro de la bobina.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque dicho sistema de control está programado
para producir una señal de retroacción en dicho mecanismo de
accionamiento central, modificando dicha señal de retroacción el
funcionamiento del mecanismo de accionamiento central como una
función de las condiciones de desenrollado.
13. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha señal
de retroacción es una función de dicho desplazamiento angular.
14. Dispositivo según las reivindicaciones 6 y
12, caracterizado porque dicha señal de retroacción es una
función del valor del par de torsión aplicado a la bobina por dicho
mecanismo de accionamiento central.
15. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho
mecanismo de accionamiento periférico comprende una correa y unos
medios que presionan dicha correa sobre la superficie externa
cilíndrica de la bobina que se está desenrollando.
16. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho
mecanismo de accionamiento central comprende un eje provisto de
unos medios de acoplamiento que pueden acoplarse y desacoplarse con
respecto al eje central de la bobina.
17. Dispositivo según la reivindicación 16,
caracterizado porque dichos medios de acoplamiento comprenden
un acoplamiento ranurado.
18. Dispositivo según la reivindicación 16 ó 17,
caracterizado porque dicho eje es móvil axialmente para
acoplarse y desacoplarse con respecto al eje central de la
bobina.
19. Dispositivo según la reivindicación 18,
caracterizado porque dicho eje está soportado en un manguito
que se desliza axialmente en el interior de un elemento tubular,
constituyendo dicho elemento tubular el cilindro de un accionador
de pistón-cilindro, del cual dicho manguito forma el
pistón móvil.
20. Dispositivo según la reivindicación 19,
caracterizado porque en dicho eje está chaveteada una primera
rueda dentada, que engrana con una segunda rueda dentada cuyo
dentado presenta una longitud axial suficiente para mantener las
dos ruedas dentadas en contacto en cualquier posición axial del
eje.
21. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
unos soportes extremos centrales dobles para por lo menos dos
bobinas alineadas aproximadamente de manera axial, estando
dispuestos los mecanismos de accionamiento central para una y otra
de dichas bobinas entre los soportes para las dos bobinas.
22. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho
sistema de control está programado para desconectar uno u otro de
los mecanismos de accionamiento periférico y central.
23. Procedimiento para desenrollar una bobina de
material en banda y suministrar dicho material en banda a una línea
de transformación, en el que se aplica un primer par de torsión de
desenrollado periféricamente a dicha bobina mediante unos medios de
contacto con la superficie cilíndrica de la bobina y se aplica un
segundo par de torsión de desenrollado al eje de dicha bobina, en
el que dichos primer y segundo pares de torsión de desenrollado
están coordinados recíprocamente, caracterizado porque se
detecta cualquier desplazamiento angular del material en banda
exterior enrollado en dicha bobina con respecto al eje de la bobina
y porque el mecanismo de accionamiento central se regula como una
función de dicho desplazamiento angular.
24. Procedimiento según la reivindicación 23,
caracterizado porque: se dispone un mecanismo de
accionamiento periférico en contacto con la superficie cilíndrica
de la bobina y se aplica dicho primer par de torsión de
desenrollado mediante dicho mecanismo de accionamiento periférico;
un mecanismo de accionamiento central está dispuesto en conexión
con el eje de la bobina y dicho segundo par de torsión de
desenrollado es aplicado mediante dicho mecanismo de accionamiento
central.
25. Procedimiento según la reivindicación 24,
caracterizado porque se regula por lo menos un parámetro de
funcionamiento del mecanismo de accionamiento central como una
función de las condiciones de desenrollado de la bobina.
26. Procedimiento según la reivindicación 25,
caracterizado porque se regula la velocidad de rotación de
dicho mecanismo de accionamiento central.
27. Procedimiento según la reivindicación 24 ó
25, caracterizado porque el mecanismo de accionamiento
periférico se regula para mantener la tensión del material en banda
suministrado desde dicha bobina en un valor determi-
nado.
nado.
28. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 24 a 27, caracterizado porque el segundo par
de torsión, aplicado al eje de la bobina por dicho mecanismo de
accionamiento central, se regula como una función de las
condiciones de desenrollado de la bobina.
29. Procedimiento según la reivindicación 28,
caracterizado porque el segundo par de torsión aplicado a la
bobina se regula para mantenerlo dentro de un intervalo
preestablecido o un valor preestablecido.
30. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 24 a 29, caracterizado porque comprende las
fases siguientes:
- -
- detectar durante la rotación de dicha bobina por lo menos una primera señal de referencia solidaria con el eje central de dicha bobina;
- -
- detectar durante la rotación de dicha bobina por lo menos una segunda señal de referencia aplicada al material en banda enrollado en dicha bobina;
- -
- detectar cualquier variación en la distancia angular entre dichas primera y segunda referencias y producir una señal de retroacción como una función de dicha variación;
- -
- modificar un parámetro de funcionamiento de dicho mecanismo de accionamiento central como una función de dicha señal de retroacción.
31. Procedimiento según la reivindicación 30,
caracterizado porque se detectan dichas primera y segunda
referencias y se determina dicha variación en cada vuelta de la
bobina.
32. Procedimiento según la reivindicación 30 ó
31, caracterizado porque dicha primera referencia se aplica
a cada vuelta del material en banda enrollado en dicha bobina,
estando las referencias en cada vuelta alineadas originalmente a lo
largo de una misma posición angular.
33. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 24 a 32, caracterizado porque
- -
- dicho mecanismo de accionamiento periférico se hace funcionar a una velocidad periférica;
- -
- se detecta el diámetro de la bobina;
- -
- se calcula una velocidad angular a partir de dicha velocidad periférica y de dicho diámetro;
- -
- se acciona el mecanismo de accionamiento central a dicha velocidad angular.
34. Procedimiento según la reivindicación 33,
caracterizado porque se produce una señal de retroacción para
controlar dicho mecanismo de accionamiento central, modificando
dicha señal de retroacción las condiciones de funcionamiento del
mecanismo de accionamiento central como una función de las
condiciones de desenrollado de la bobina.
35. Procedimiento según las reivindicaciones 29
y 34, caracterizado porque dicha señal de retroacción se
produce como una función de dicho desplazamiento angular.
36. Procedimiento según las reivindicaciones 29
y 34, caracterizado porque dicha señal de retroacción se
produce como una función del segundo par de torsión aplicado a dicha
bobina por dicho mecanismo de accionamiento central.
37. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 24 a 36, caracterizado porque dicho primer
par de torsión se regula para mantener la tensión del material en
banda desenrollado de dicha bobina sustancialmente constante.
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