ES2281759T3 - Dispositivo para cortar una banda de material. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para cortar una banda de material con un elemento de corte dispuesto transversalmente a la dirección de avance de dicha banda de material, el cual puede ser movido por un accionamiento con movimiento de traslación en dirección a la banda de material, estando concebido el accionamiento como un accionamiento electromagnético (2) con el que se pueden generar fuerzas electromagnéticas en la dirección de movimiento del elemento de corte (15), y estando construido el accionamiento electromagnético (2) al menos con una fase, caracterizado porque el accionamiento (2) presenta dos elementos electromagnéticos por fase, siendo móvil al menos uno de los elementos, y porque un elemento electromagnético de la fase está construido en forma de una bobina cortocircuitada (4).

Description

Dispositivo para cortar una banda de material.

La presente invención concierne a un dispositivo para cortar una banda de material con un elemento de corte dispuesto transversalmente a la dirección de avance de dicha banda de material, el cual puede ser movido en traslación por medio de un accionamiento en dirección a la banda de material, estando concebido el accionamiento como un accionamiento electromagnético con el cual se pueden generar fuerzas electromagnéticas en la dirección de movimiento del elemento de corte y estando construido el accionamiento electromagnético con al menos una fase.

En el documento EP 1 025 307 B1 se describe un dispositivo de corte de bandas en el que una cuchilla de corte está montada en un pistón móvil dentro de una cámara de éste. La cuchilla de corte, el pistón y la cámara del pistón se extienden por toda la anchura de la banda que se ha de cortar. Con la ayuda de canales de unión entre la cámara del pistón y unas cámaras de presión y también con el pistón, que actúa al mismo tiempo como una válvula entre la cámara del pistón y una de las cámaras de presión, se generan depresiones y sobrepresiones. Abriendo unas válvulas que unen canales con presiones diferentes, la presión del aire por debajo del pistón aumenta fuertemente en un espacio de tiempo muy breve, de modo que el pistón realiza un movimiento rápido en dirección a la banda de material. La cuchilla de corte fijada al pistón es acelerada también en dirección a la banda de material, choca contra la banda y la corta en el sitio deseado.

Se conoce por el documento EP 1 063 087 B1 un dispositivo para cortar bandas de material en el que se acelera un elemento de corte con cuchilla con ayuda de un cilindro de aire comprimido. Con dos válvulas de tres vías y una unidad de control se prefija una presión del aire de aproximadamente 4,8 bares en un primer lado del cilindro de aire comprimido. Con una unidad de control se controla una transición del cilindro de aire comprimido desde el estado de ausencia de corte hasta el proceso de corte. En el cilindro de aire comprimido reina en un segundo lado de dicho cilindro una segunda presión de aproximadamente 6,2 bares. Con válvulas de salida rápida se reduce rápidamente la segunda presión hasta un valor por debajo de la primera presión prefijada para iniciar la operación de corte. Un elemento de corte unido con el cilindro de aire comprimido y accionado por éste corta la banda de material.

Asimismo, el documento EP 0 687 531 A1 revela un dispositivo para cortar una banda de material con un elemento de corte dispuesto transversalmente a la dirección de avance de la banda de material. El elemento de corte puede ser movido en traslación por un accionamiento en dirección a la banda de material, estando concebido el accionamiento como un accionamiento electromagnético con el que se pueden generar fuerzas electromagnéticas en la dirección de movimiento del elemento de corte, y estando construido el accionamiento electromagnético con al menos una fase.

En bandas de material de avance rápido que presentan velocidades de avance de, por ejemplo, 2000 m/min, se imponen exigencias especiales al corte de la banda de material. Se pretende cortar la banda de material en funcionamiento continuo sin una deceleración o detención de la banda. Es importante a este respecto que el proceso de corte no provoque daño alguno en la banda de material ni tampoco influye en el proceso de fabricación. Se pretende realizar el proceso de corte en fracciones de segundos.

La invención se basa en el problema de crear un dispositivo controlable para cortar bandas de material en el que el elemento de corte experimente una alta aceleración.

Este problema se resuelve en el dispositivo de la clase citada al principio por el hecho de que el accionamiento presenta dos elementos electromagnéticos por fase, siendo móvil al menos uno de los elementos, y porque el elemento electromagnético de la fase está construido como una bobina cortocircuitada.

En el dispositivo según la invención las fuerzas de repulsión o las fuerzas de atracción entre los dos elementos son provocadas por campos electromagnéticos. La acción de repulsión o de atracción de los campos electromagnéticos se aprovecha para acelerar un elemento en dirección a la banda de material. Asimismo, una bobina cortocircuitada es un elemento sencillo que puede estar instalado en forma móvil para realizar su función, ya que en la bobina no existen líneas de alimentación. Líneas de alimentación existentes tendrían que ser arrastradas al moverse la bobina para impedir una rotura de dichas líneas. Estas precauciones no son necesarias en el caso de una bobina cortocircuitada.

En una ejecución preferida de la invención los dos elementos electromagnéticos por fase están formados por dos bobinas eléctricas. Debido a la presencia de al menos una bobina se puede generar un campo electromagnético. El campo electromagnético de la primera bobina genera en la segunda bobina un campo contrario por acción de inducción. Por tanto, actúan fuerzas de repulsión o de atracción sobre las dos bobinas eléctricas.

Preferiblemente, los campos electromagnéticos se pueden acoplar a través de un núcleo de hierro entre los dos elementos electromagnéticos por fase. Esto tiene la ventaja de que los campos electromagnéticos pueden aprovecharse de una manera efectiva y se pueden mantener pequeñas las dispersiones de los campos.

Convenientemente, se puede unir el accionamiento con un dispositivo de excitación. El dispositivo de excitación puede suministrar energía a los elementos electromagnéticos del accionamiento, de modo que se pueden producir campos electromagnéticos. Este dispositivo de excitación puede ser, por ejemplo, una fuente de tensión con una frecuencia que sea mayor que cero, tal como, por ejemplo, una fuente de tensión alterna o un generador de impulsos.

Ventajosamente, con el dispositivo de excitación se puede generar una variación de la corriente en forma de impulsos. La aceleración de los elementos electro-magnéticos depende de la variación con el tiempo del flujo magnético a través de la superficie de los elementos electromagnéticos. Una variación de la corriente en forma de impulsos en un elemento electromagnético induce en el segundo elemento electromagnético una gran variación de flujo, de modo que actúa repentinamente sobre el segundo elemento electromagnético una fuerza que acelera a este elemento electromagnético alejándolo del primer elemento electromagnético o que lo acelera llevándolo hacia el primer elemento electromagnético.

En una ejecución alternativa se ha previsto que el dispositivo de excitación presente al menos un acumulador de energía que pueda unirse a través de un elemento de conexión por fase con al menos uno de los elementos electromagnéticos del accionamiento de la fase. Un acumulador de energía puede mantener disponible de momento la energía electromagnética y esta energía es transferida al accionamiento al ser actuado el dispositivo de conexión. De esta manera, se tiene preparada la energía, con lo que ésta está inmediatamente disponible para los elementos electromagnéticos a fin de acelerar la cuchilla de corte.

En una realización práctica especialmente sencilla el dispositivo de excitación presenta un condensador que se puede unir al menos con uno de los elementos electromagnéticos del accionamiento. El condensador acumula energía eléctrica que puede ser entregada en forma de impulsos, durante una operación de descarga, a un elemento electromagnético conectado, es decir que dicho condensador forma un generador de impulsos.

En una primera variante de realización el dispositivo de excitación se puede unir con una fuente de tensión continua. Con una fuente de tensión continua se puede recargar directamente, por ejemplo, un condensador que a su vez puede utilizarse como acumulador de energía para proporcionar la energía electromagnética para el accionamiento.

En una segunda variante de realización se puede unir el dispositivo de excitación con una fuente de tensión alterna. La tensión alterna es la forma usual de la alimentación de energía generalmente disponible. La tensión alterna puede estar disponible en forma monofásica o polifásica y puede ser alimentada a los elementos electromagnéticos a través de un elemento de conexión por fase. Si se necesita una tensión continua, la tensión alterna puede ser transformada también en una tensión continua, por ejemplo con ayuda de diodos. Esto puede aprovecharse cuando se deba cargar un condensador actuante como acumulador de energía y no esté disponible ninguna tensión continua.

Preferiblemente, la fuente de tensión alterna por fase se puede unir, a través de un transformador, con al menos uno de los elementos electromagnéticos del accionamiento. Un transformador produce un desacoplamiento galvánico entre los bornes de entrada y los bornes de salida de dicho transformador. Según la relación de multiplicación elegida, el transformador puede asumir solamente la función de la separación galvánica o bien, además, puede proporcionar en una cuantía deseada tensión y corriente que puedan utilizarse para el accionamiento electromagnético.

Preferiblemente, el dispositivo de excitación es controlable. Por tanto, se puede iniciar en un momento seleccionable el proceso de aceleración de los elementos electromagnéticos que se repelen o se atraen. La unidad de control puede contener también componentes eléctricos que influyan sobre la evolución en el tiempo de la variación del potencial, por ejemplo resistencias eléctricas, condensadores eléctricos y explosores. Cuando se emplea un condensador como acumulador de energía, éste puede ser recargado previamente con, por ejemplo, una fuente de tensión alterna. Para el proceso de carga se necesitan entonces usualmente elementos rectificadores, como, por ejemplo, diodos. La descarga del condensador puede iniciarse, por ejemplo, con ayuda de un interruptor. La energía proporcionada durante el proceso de descarga viene determinada por la capacidad del condensador. Con ayuda de resistencias eléctricas, en combinación con la capacidad del condensador, se puede controlar la evolución de la descarga con el tiempo.

Se prefiere especialmente que el elemento de corte esté unido con el accionamiento a través de un elemento de guía móvil. Con ayuda del elemento de guía se controla el movimiento del elemento de corte acelerado y se le guía a un sitio definido de la banda de material. Con el elemento de guía se mejora también la precisión de la posición de corte. Además, debido al empleo de un elemento de guía no es necesario instalar directamente el accionamiento en la banda de material.

Ventajosamente, los elementos móviles del dispositivo están unidos con un elemento de amortiguación. Por tanto, por ejemplo, se puede amortiguar y finalmente frenar el movimiento del elemento de corte, del elemento de guía y de la bobina repelida después del corte de la banda de material. El elemento de amortiguación puede actuar también cuando se llevan los elementos móviles a su posición de partida.

Preferiblemente, el elemento de amortiguación actúa al menos en los tramos extremos de los movimientos de ida y vuelta. Después del corte de la banda de material, el elemento de corte deberá llegar nuevamente a su posición de partida. Para facilitar el frenado del movimiento de aceleración que es necesario sobre todo para el proceso de corte, se utiliza el elemento de amortiguación, con lo que el elemento de corte es decelerado y finalmente detenido en su movimiento. El movimiento de retroceso del elemento de corte a su posición de partida es facilitado también con una acción de frenado por el elemento de amortiguación hasta que dicho elemento de corte llegue a su posición de partida y permanezca allí sin ser movido hasta que se inicie la siguiente operación de
corte.

Preferiblemente, el accionamiento está rodeado por un blindaje electromagnético. Esto tiene la ventaja de que los campos electromagnéticos producidos por el accionamiento no actúen como campos perturbadores en el entorno del accionamiento. Los campos perturbadores pueden poner en marcha funciones erróneas en otros aparatos instalados. Un blindaje electromagnético actúa también en dirección contraria, es decir, impide que campos externamente generados influyan sobre el dispositivo para cortar la banda de material. Con el blindaje electromagnético, por ejemplo en forma de una envoltura metálica o bien en forma de blindajes en las líneas de alimentación del dispositivo, se mejora la compatibilidad electromagnética.

Se describe seguidamente la invención con más detalle haciendo referencia a un ejemplo de realización preferido en unión del dibujo. Muestran en éste:

La figura 1, una representación esquemática de la invención,

La figura 2, otra forma de realización de la invención y

La figura 3, un ejemplo de una ejecución polifásica de la invención.

En la figura 1 está instalado en las inmediaciones de la banda de material 1 el accionamiento electromagnético 2 con dos elementos electromagnéticos. Estos dos elementos están materializados en forma de bobinas eléctricas 3, 4, siendo estacionaria la primera bobina 3 y pudiendo moverse la segunda bobina 4 con un elemento de guía 5. La segunda bobina 4 está construida como una bobina cortocircuitada. La primera bobina 3 puede conectarse en sus terminales 6 a un dispositivo de excitación 7.

En la forma de realización representada está previsto en el dispositivo de excitación 7 un condensador 8 para una variación de corriente en forma de impulsos. El condensador 8 es recargado a través de un dispositivo de carga 9 que está constituido, por ejemplo, por un diodo 10 y una resistencia eléctrica 11. En los terminales 12 del dispositivo de carga 9 está conectado como fuente de energía un generador de una tensión alterna 13. Para cargar el condensador 8 se puede emplear también un dispositivo de carga 9 de otra clase cualquiera, siendo posible, por ejemplo, una conexión directa de una fuente de tensión continua al condensador 8.

Tan pronto como se ha cargado suficientemente el condensador 8, se cierra un interruptor 14 y se inicia la operación de corte de la banda de material 1. Debido al cierre del interruptor 14 se descarga el condensador 8 en forma de impulsos y circula una corriente a través de la primera bobina 3. Esta corriente produce un campo electromagnético que está presente también en la segunda bobina 4 dispuesta en la primera bobina 3. La segunda bobina 4 establece, a consecuencia de la acción de inducción, un segundo campo electromagnético que contrarresta el primer campo electromagnético. Se produce una fuerza de repulsión entre las dos bobinas 3, 4. Dado que la primera bobina 3 es aquí estacionaria, la segunda bobina 4 es acelerada en dirección a la banda de material 1. Con la segunda bobina 4 se mueven también un elemento de guía 5 y un elemento de corte 15 fijado al elemento de guía 5. La longitud del elemento de corte 15 presenta en esta variante de realización la anchura de la banda de material 1, de modo que el elemento de corte 15 incide en la banda de material 1 por efecto del proceso de aceleración y corta esta banda en una sola operación. El elemento de guía 5 prefija la dirección del movimiento del elemento de corte 15. Además, el elemento de guía 5 está unido con un elemento de amortiguación 16 en el extremo del mismo que queda enfrente del elemento de corte 15. El elemento de amortiguación 16 amortigua tanto el movimiento de los elementos acelerados, aquí la segunda bobina 4, el elemento de guía 5 y el elemento de corte 15, inmediatamente después del corte de la banda de material 1, como también el movimiento de los elementos para volver a su posición de partida.

El accionamiento electromagnético 2 con la primera bobina 3 y la segunda bobina 4 y aquí también el condensador 8 con el dispositivo de carga 9 son envueltos con un blindaje electromagnético 17, de modo que no influyan campos electromagnéticos del accionamiento sobre aparatos circundantes de fabricación de la banda de material ni tampoco influyan campos electromagnéticos externos sobre el dispositivo según la invención.

En la figura 2 se representa otra forma de realización de la invención. Un acumulador de energía 18 que se unió previamente con una fuente de tensión continua o una fuente de tensión alterna 13 con ayuda del elemento de conexión 14, proporciona energía electromagnética a la primera bobina eléctrica 3 al ser actuado el elemento de conexión 14. Debido a la acción de los campos electromagnéticos de la primera bobina 3 se pone en movimiento la segunda bobina 4. El acoplamiento de los campos electromagnéticos entre las dos bobinas eléctricas 3, 4 se efectúa a través de un núcleo de hierro 20.

La figura 3 representa una posible disposición polifásica. En este caso, se alimenta el accionamiento 2 con las bobinas 3, 4 a través de una acometida trifásica L1, L2, L3. Sin embargo, es imaginable también que cada fase del accionamiento 2 esté conectada a una misma fase de un sistema de alimentación de energía o bien que cada fase esté conectada a una fuente de energía diferente. La acometida trifásica L1, L2, L3 puede unirse con las bobinas eléctricas 3 a través de los elementos de conexión 14. Entre los elementos de conexión 14 y las tres bobinas eléctricas 3 se encuentra un transformador 19. Este separa galvánicamente el accionamiento 2 respecto de la acometida trifásica L1, L2, L3 y, según la relación de multiplicación elegida, puede proporcionar también tensión y corriente en una cuantía deseada. El transformador 19 está construido aquí en forma trifásica, siendo posible también, en lugar de esto, tres transformadores individuales 19. La energía así proporcionada es transmitida, a través del núcleo de hierro 20, de las primeras bobinas eléctricas 3 a las segundas bobinas eléctricas 4, las cuales se mueven alejándose de las primeras bobinas 3 debido a la acción de repulsión entre las bobinas eléctricas 3, 4 e inician así operaciones de corte.

Claims (15)

1. Dispositivo para cortar una banda de material con un elemento de corte dispuesto transversalmente a la dirección de avance de dicha banda de material, el cual puede ser movido por un accionamiento con movimiento de traslación en dirección a la banda de material, estando concebido el accionamiento como un accionamiento electromagnético (2) con el que se pueden generar fuerzas electromagnéticas en la dirección de movimiento del elemento de corte (15), y estando construido el accionamiento electromagnético (2) al menos con una fase, caracterizado porque el accionamiento (2) presenta dos elementos electromagnéticos por fase, siendo móvil al menos uno de los elementos, y porque un elemento electromagnético de la fase está construido en forma de una bobina cortocircuitada (4).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los dos elementos electromagnéticos por fase están formados por dos bobinas eléctricas (3, 4).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se pueden acoplar campos electromagnéticos a través de un núcleo de hierro (20) entre los dos elementos electromagnéticos (3, 4) por fase.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se puede unir el accionamiento (2) con un dispositivo de excitación (7).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque se puede generar con el dispositivo de excitación (7) una variación de la corriente en forma de impulsos.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo de excitación (7) presenta al menos un acumulador de energía (18) que se puede unir, a través de un elemento de conexión (14) por fase, con al menos uno de los elementos electromagnéticos (3, 4) del accionamiento (2) de la fase.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el dispositivo de excitación (7) presenta un condensador (8) que se puede unir al menos con uno de los dos elementos electromagnéticos (3, 4) del accionamiento (2).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque se puede unir el dispositivo de excitación (7) con una fuente de tensión continua.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque se puede unir el dispositivo de excitación (7) con una fuente de tensión alterna (13).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque se puede unir la fuente de tensión alterna (13) por fase, a través de un transformador (19), con al menos uno de los elementos electromagnéticos (3, 4) del accionamiento (2).

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque el dispositivo de excitación (7) es controlable.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el elemento de corte (15) está unido con el accionamiento (2) a través de un elemento de guía móvil (5).

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los elementos móviles del dispositivo están unidos con un elemento de amortiguación (16).

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque el elemento de amortiguación (16) actúa en los tramos extremos de los movimientos de ida y vuelta.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el accionamiento (2) está rodeado por un blindaje electromagnético (17).