ES2940734A1 - Cambiador automático de papel para abastecer una línea de producción de forma simultánea - Google Patents

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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • B65H19/18—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web
    • B65H19/1842—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web standing splicing, i.e. the expiring web being stationary during splicing contact
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Abstract

Cambiador automático de papel para abastecer una línea de producción de forma simultánea e ininterrumpidamente, dentro de procesos fabriles donde es necesario la incorporación de un material en bobina la cual debe ser desbobinado e integrado a la línea de producción caracterizado porque consta de una estructura-bastidor donde se alojan: un subconjunto de corte y pegado; un subconjunto de acumuladores; un subconjunto de ejes expansibles, un subconjunto de protecciones de seguridad un subconjunto de desvío inferior de papel, un subconjunto de desvío superior de papel y un subconjunto de arrastre y tracción.

Description

DESCRIPCIÓN
Cambiador automático de papel para abastecer una línea de producción de forma simultánea
Objeto de la invención
El objeto del invento se refiere a un cambiador automático de papel para abastecer una línea de producción de forma simultánea e ininterrumpidamente, dentro del sector de baterías y en el proceso de empastado donde es necesario la incorporación de varios materiales en bobina los cuales deben ser desbobinados e integrados al proceso de empastado en la línea producción.
Antecedentes de la invención
En el actual estado de la técnica ya se conocen distintos cambiadores de papel o cambiadores de rollos como los descritos en las patentes WO9512538A1, donde se detalla un dispositivo impresor con un cambiador automático para el mismo, así como en el documento WO2005108254A1, donde se describe el procedimiento para retirar el rollo de un material, en el documento US4903910A se describe un procedimiento para retirar del eje un rollo de material en un cambiador de rollos, siendo mayor una distancia entre los elementos de soporte que la longitud del núcleo.
Problema técnico a resolver
Actualmente, las líneas de empastado cuentan con unos desbobinadores simples, cuya única misión es la de desenrollar las bobinas de papel necesarias para la producción de placas de baterías (dos bobinas de papel inferior y dos bobinas de papel superior). Cada vez que estas bobinas se agotan, la línea de producción se detiene y es necesario que un operario realice la operación de unión entre las bobinas finalizadas y las nuevas de forma manual.
Algunos desbobinadores actuales, incorporan sistemas mecánicos para tensar el papel en el desenrollado y favorecer la aplicación axial dentro de la rejilla correcta y sin arrugas, pero son del todo ineficientes ya que la tensión de los materiales cambia durante el desenrollado y es necesaria la intervención de los operarios para corregir manualmente la posición.
El objeto del invento solventa la problemática que supone las paradas generadas en las líneas de producción por el cambio de una bobina gastada en la línea.
Descripción de la invención
Cambiador automático de papel para abastecer una línea de producción de forma simultánea e ininterrumpidamente, dentro de procesos fabriles donde es necesario la incorporación de un material en bobina la cual debe ser desbobinado e integrado a la línea de producción, consta de una estructura-bastidor donde se alojan:
Un subconjunto de corte y pegado; que consta de; un conjunto de cuchillas de corte, un conjunto de rodillos de aspiración, con un sistema de bloqueo neumático de dichos rodillos de aspiración, con un accionamiento neumático de ejes excéntricos para la aproximación de dichos rodillos de aspiración, y un conjunto de rodillos de paso del papel, un accionamiento rodillos de pegado. Este conjunto es el encargado de generar el corte del papel de la bobina que finaliza y el pegado de la nueva bobina mediante la cinta de doble cara que previamente se ha colocado.
Un subconjunto de acumuladores; donde se acumula el papel durante el proceso de corte y pegado para permitir el proceso de cambio de la nueva bobina sin que la línea de producción se vea interrumpida, que consta de; unos rodillos móviles que se mueven libremente sobre unas guías lineales en el que se acumula el papel accionados mediante un sistema neumático;
Este subconjunto es el encargado de acumular el papel necesario durante el proceso de corte y pegado para poder permitir el proceso de cambio de la nueva bobina sin que la línea de producción se vea interrumpida. El sistema neumático del que consta le permiten generar un fuelle de papel. Este fuelle de papel incrementara su tamaño como consecuencia de desplazar el conjunto de rodillos hacia atrás. Para ello será necesario que el accionamiento de la bobina suministre papel a una velocidad lineal mayor que la de la salida del acumulador, de tal forma que el exceso de papel que la línea de producción no consuma se quedará acumulado y el carro de rodillos móviles se desplazará hacia atrás. La posición de este carro de rodillos está controlada electrónicamente, adaptada a las condiciones de trabajo automático.
Un subconjunto de ejes expansibles; donde se mantiene la velocidad de producción para desenrollar las bobinas de papel, que consta de; unos ejes expansibles neumáticos, un mandril, y un pulsador.
Un subconjunto de protecciones de seguridad, que consta de unas tapas.
Cambiador automático de papel objeto del invento, a su vez, consta de un subconjunto de desvío inferior de papel y un subconjunto de desvío superior de papel.
Estos subconjuntos de desvío inferior y subconjunto de desvío superior comprenden un rodillo de paso inclinado, unos alineadores de banda automáticos y un sistema antirretorno.
Por último, consta de un subconjunto de arrastre y tracción, que permite equilibrar las sobretensiones del proceso y sincronizar la velocidad.
Las ventajas que aporta el objeto del invento son:
• Funciona sin interrupciones, las bobinas se empalman de forma automática sin necesidad de reducir los ritmos productivos lo que se traduce en un aumento de la disponibilidad de la línea de producción.
• La tensión del papel de cada bobina está controlada de forma independiente lo que asegura una aplicación homogénea desde el inicio de la bobina hasta el final.
• Detecta cuando se está agotando las bobinas para realizar el proceso de cambio de forma totalmente automática.
• Corrigen las desviaciones axiales del material y asegura una correcta posición en la aplicación dentro de la rejilla de plomo empastada sin necesidad de la intervención de ningún operario.
• Automatiza el proceso del cambio de las bobinas en operación de la línea de empastado en la fabricación de placas de batería.
• Evita que las sobretensiones del proceso de desbobinado afecten al proceso fabril.
• La línea de producción funciona de forma ininterrumpida.
• Se reduce el desecho de materia prima generado por los paros de producción.
Otras configuraciones y ventajas de la invención se pueden deducir a partir de la descripción siguiente, y de las reivindicaciones dependientes.
Descripción de los dibujos
Para comprender mejor el objeto de la invención, se representa en las figuras adjuntas una forma preferente de realización, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento. En este caso:
La figura 1 representa una vista general esquematizada del objeto del invento.
La figura 2 representa una vista en detalle de un subconjunto de corte y pegado.
La figura 3 representa una vista esquematizada de un subconjunto de acumuladores.
La figura 4 representa una vista esquematizada de subconjunto de ejes expansibles situada en el bastidor.
La figura 5 representa una vista en perspectiva del objeto del invento.
La figura 6 representa una vista en detalle de un subconjunto de arrastre y tracción.
Descripción detallada de una realización preferente
Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento. No se descartan en absoluto otros modos de realización en los que se introduzcan cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.
El cambiador automático de papel objeto del invento consta de una estructura-bastidor (1) que comprende:
a) un subconjunto de corte y pegado (2);
b) un subconjunto de acumuladores (3);
c) un subconjunto de ejes expansibles (4);
d) un subconjunto de protecciones (7);
e) un subconjunto de desvío inferior de papel (5);
f) un subconjunto de desvío superior de papel (6).
g) un subconjunto de arrastre y tracción (10).
Los distintos subconjuntos del cambiador automático de papel objeto del invento se relacionan entre sí de la siguiente manera:
La estructura-bastidor (1) actúa dando apoyo ordenado a los demás subconjuntos (2), (3), (4), (5), (6), (7) y (10). Los subconjuntos están unidos mediante uniones atornilladas a la estructura-bastidor (1).
El subconjunto de corte y pegado (2), está unido mediante uniones atornilladas a la estructurabastidor (1). El subconjunto de corte y pegado (2) recibe el papel desde unas bobinas (22) colocadas en unos ejes expansibles neumáticos (41). Se recibe siempre el papel por conjuntos operativos.
En este caso los conjuntos operativos son el (411), (412) y/o el (413), (414).
De esta manera si los ejes (411), (412) están operativas suministrando papel al subconjunto (2), los ejes (413), (414) están a la espera que los ejes (411), (412) se agoten y sus extremos puedan ser unidas mediante el sistema corte y pegado del subconjunto (2) a los extremos de los ejes (413),(414). Siempre uniendo los extremos de los ejes (411) al (413) y el (412) al (414).
El subconjunto de acumulación (3), está unido a la estructura-bastidor (1) mediante uniones atornilladas. El papel que sale desde el subconjunto de corte y pegado (2) se enhebra entre los rodillos superior e inferior (311) del subconjunto de acumulación (3), el papel pasa en un proceso de enhebrado entre los seis rodillos, divididos en dos grupos, inferior y superior de tres rodillos cada una y desde aquí va dirección a los subconjuntos de desvío inferior (5) y de desvío superior (6). Como su nombre indica es un sistema que acumula papel para que durante el proceso de corte y pegado en el subconjunto (2) en ningún momento pueda interrumpirse el suministro de papel a los subconjuntos (5) y (6). Este proceso de acumulado de papel se realiza separando los rodillos superiores de los inferiores (311). La acumulación de papel en el subconjunto (3) para no interrumpir el suministro de papel durante el proceso de corte y pegado en el subconjunto (2), se realiza justo antes del proceso corte y pegado. Para ello, se eleva el conjunto de tres rodillos superiores (311) en dirección vertical hasta conseguir aumentar los metros de papel necesarios enhebrados entre los rodillos (31), para garantizar que el suministro de papel pueda fluir sin problemas durante el tiempo de ejecución del proceso de corte y pegado. Una vez iniciado el proceso de corte y pegado en el subconjunto (2), el suministro de papel desde el subconjunto (2) al subconjunto (3) se interrumpe. En este instante el papel acumulado es suministrado a los subconjuntos (5) y (6) y de ahí al subconjunto de arrastre y tracción (10) de la línea de producción.
Una vez realizado el proceso de corte de los extremos de los ejes ya consumidas (411) y (412) se realiza el pegado de los extremos de los ejes (413) y (414) en el subconjunto (2). Una vez finalizada esta operación, los extremos enhebrados en el subconjunto de acumulación (3) pertenecientes a los ejes (411) y (412) tiran de los extremos pegados en el subconjunto (2) de los ejes (413) y (414). Consiguiendo enhebrar el nuevo papel que llega de los ejes (413) y (414) entre los rodillos superior e inferior (311) en el subconjunto de acumulación (3) y continuar así con el suministro continuo de papel a los subconjuntos (5) y (6) y desde ahí al subconjunto de arrastre y tracción (10).
El subconjunto de eje expansible (4), se compone de unos ejes expansibles neumáticos (41) distribuidos en la estructura-bastidor (1) y unidos mediante uniones atornilladas. Los ejes expansibles (41) se disponen en dos conjuntos operativos dispuesto de la siguiente manera:
-Eje expansible superior (411) y eje expansible inferior (412) del primer conjunto operativo.
-Eje expansible superior (413) y eje expansible inferior (414) del segundo conjunto operativo.
En cada eje expansible (41) se introduce una bobina de papel. Cada bobina de papel se sujeta al eje (41) mediante la expansión radial de las sujeciones del eje. Este sistema bloquea la bobina sobre el eje.
Siempre funcionarán por conjuntos operativos. Esto quiere decir, que funcionan los ejes y bobinas (411) y (412), o funcionan los ejes y bobinas (413) y (414).
Durante el primer enhebrado manualmente realizado de los extremos de las bobinas (411) y (412), estas pasan a través del subconjunto de corte y pegado (2) y continúan hasta el subconjunto de acumulación (3) donde continúan su proceso de enhebrado entre los rodillos (311) hasta llegar a los subconjuntos (5) y (6).
Una vez realizado este primer enhebrado, y una vez consumidas casi en su totalidad las bobinas (411) y (412) se prepara el proceso de corte y pegado en el subconjunto (2).
Tras realizar el corte del papel de las bobinas (411) y (412), se procede al pegado de los extremos cortados con los extremos de las bobinas situadas en el conjunto operativo (413) y (414).
Los subconjuntos (5) y (6) disponen de tres etapas diferenciadas: el desvío formado por varios rodillos de paso inclinado, alineadores de las bandas de papel y el antirretorno.
Los subconjuntos desvío (5), (6) son necesarios para poder orientar la dirección de la salida de las bandas de papel del cambiador de bobinas y alinearlo con la dirección de la línea de producción.
El objeto de estos subconjuntos (5) y (6), es la de recibir las dos bandas de papel desde la máquina cambiador de bobinas y desviarlos un ángulo hasta coincidir con el ángulo de la línea de producción. Una vez desviado y corregido el ángulo, es necesario alinear correctamente las dos bandas de papel a la línea de producción.
Para ello, las bandas de papel se reciben desde el conjunto de acumulación (3), introduciéndose en la entrada de los subconjuntos de desvío (5) o (6). Las bandas de papel pasan por unos rodillos de paso inclinado (561) a un ángulo determinado, que pueden disponer de soplado de aire o tratamiento anti fricción a fin de reducir la fricción entre el papel y el rodillo (561) a su paso. Este proceso cam bia la dirección de las bandas de papel.
A la salida del cambio de dirección y con la dirección corregida y orientada de las bandas de papel a la línea de producción, cada banda de papel pasa por un alienador de banda automático (562). Este alineador de banda (562) de papel corrige el error de alineamiento que puede provocar el desvío de la banda de papel proporcionando una correcta aplicación del papel en la línea de producción.
Finalmente, los subconjuntos (5), (6) disponen de un sistema antirretorno (563) que evita que las bandas de papel retrocedan hasta el subconjunto de acumulación (3) por efecto de la elasticidad de las bandas de papel, evitando tener que enhebrar las bandas de papel si se produjera una rotura posterior a los subconjuntos (5), (6).
Tanto el desvío como el alineamiento de las bandas de papel se realizan de forma continua y a la velocidad que marca el subconjunto de arrastre y tracción (10) que está sincronizado al ritmo de producción de la línea.
El subconjunto de arrastre y tracción (10) tiene dos utilidades diferenciadas, primeramente, arrastra el papel de forma sincronizada con la velocidad de producción de la línea, y en segundo lugar el sistema permite actuar como elemento antirretorno ante una rotura del material y el intento de este de retroceder por la elasticidad del material. Este sistema antirretorno tiene la misma funcionalidad que la ya descrita en los subconjuntos (5) y (6).
EL objeto de este subconjunto de arrastre y tracción (10) es la de recibir el papel desde los subconjuntos (5) y (6), aplica una fuerza de arrastre que permite el avance del material de forma continuada y sincronizada con la línea de producción, evitando variaciones de tensión y faltas de sincronismo entre el cambiador de bobinas y la línea de producción, que deriven en roturas de papel.
Debido a la forma constructiva y funcionalidad, este subconjunto de arrastre y tracción (10) actúa como un antirretorno en el caso de una rotura del material durante el proceso productivo evitando el retroceso del papel, posteriormente enhebrando los rodillos de los subconjuntos (3), (5)-(6), (10).
Esto garantiza la correcta aplicación del material a la línea de producción y sus distintos procesos. El sistema es capaz de detener la línea de producción cuando la posición de corrección del material supere el límite máximo de posicionamiento o existan diferencias de tensión que superen el valor mínimo y máximo.
Podrán ser variables los materiales, dimensiones, proporciones y, en general, aquellos otros detalles accesorios o secundarios que no alteren, cambien o modifiquen la esencialidad propuesta.
Los términos en que queda redactada esta memoria son ciertos y fiel reflejo del objeto descrito, debiéndose tomar en su sentido más amplio y nunca en forma limitativa.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. - Cambiador automático de papel para abastecer una línea de producción de forma simultánea e ininterrumpidamente, dentro del sector de la fabricación de baterías de ácido de plomo, integrándose en el proceso para el empastado de la rejilla de plomo caracterizado porque consta de una estructura-bastidor (1) donde se alojan:
a) un subconjunto de corte y pegado (2); que consta de; un conjunto de cuchillas de corte de sierra (21), un conjunto de rodillos de aspiración (22), con un sistema de bloqueo neumático (23) de dichos rodillos de aspiración, con un accionamiento neumático de ejes excéntricos (24) para la aproximación de dichos rodillos de aspiración (22), y un conjunto de rodillos de paso del papel (25), un accionamiento rodillos de pegado (26);
b) un subconjunto de acumuladores (3); donde se acumula el papel durante el proceso de corte y pegado para permitir el proceso de cambio de la nueva bobina sin que la línea de producción se vea interrumpida, que consta de; unos rodillos móviles (31) que se mueven libremente sobre unas guías lineales (32) en el que se acumula el papel accionados mediante un sistema neumático (33);
c) un subconjunto de ejes expansibles (4); donde se mantiene la velocidad de producción para desenrollar las bobinas de papel, que consta de; unos ejes expansibles neumático (41) que se disponen en dos pares de conjuntos operativos (411), (412) y/o (413), (414);
d) un subconjunto de protecciones (7); que consta de unas tapas de seguridad (8) y (9);
2. - Cambiador automático de papel según reivindicación 1, caracterizado porque consta de un subconjunto de desvío inferior de papel (5);
3. - Cambiador automático de papel según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un subconjunto de desvío superior de papel (6);
4. -Cambiador automático de papel según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los subconjuntos de desvío inferior (5) y subconjunto de desvío superior (6) constan de un rodillo de paso inclinado (561), unos alineadores de banda automáticos (562) y un sistema antirretorno (563).
5.- Cambiador automático de papel según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque consta de un subconjunto de arrastre y tracción (10), que actúa como un elemento que tracciona el papel hasta la máquina de empastado de la línea y actúa también como un antirretorno ante una rotura del papel durante el proceso productivo y enhebra el papel que llega desde el subconjunto de desvío superior (6).
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