ES2979223T3 - Aparato y método para fabricar una bobina de material de estiba - Google Patents

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Abstract

Un sistema de conversión de material de estiba (20) para fabricar una bobina de material de estiba (24) a partir de una lámina (22, 23) incluye una bobinadora (30), un bailarín móvil (32) aguas arriba de la bobinadora (30) e interpuesto en una trayectoria de la lámina, y un controlador (34) acoplado comunicativamente a cada uno de la bobinadora (30) y el bailarín móvil (32). La bobinadora está configurada para enrollar la lámina (22, 23), y el controlador está configurado para controlar la velocidad de la bobinadora (30) en función de la posición del bailarín móvil (32) para controlar la tensión de la lámina (22, 23) aguas arriba de la bobinadora. La lámina que se extiende alrededor del bailarín móvil (32) puede ser una lámina con ranuras que tiene una pluralidad de ranuras configuradas para expandirse bajo la tensión aplicada en una dirección de alimentación. El controlador (34) puede estar configurado para controlar la expansión del material en hojas cortadas aguas arriba de la bobinadora, lo que permite la conversión del material en hojas en una bobina (24) de material de estiba relativamente menos denso antes o durante el bobinado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para fabricar una bobina de material de estiba
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a sistemas de conversión de material de estiba para fabricar una bobina de material de estiba y, más en particular, a máquinas de sistemas de conversión de material de estiba que convierten un material en láminas en una bobina de material de estiba relativamente menos denso.
Antecedentes
En el proceso de envío de uno o más artículos de una ubicación a otra, un empacador normalmente coloca algún tipo de material de estiba en un contenedor de envío, como una caja de cartón, junto con el artículo o artículos a enviar. El material de estiba se usa normalmente para envolver los artículos, o para llenar parcial o completamente el espacio vacío o el volumen vacío alrededor de los artículos en el contenedor. Al llenar el volumen vacío, el material de estiba restringe o evita el movimiento de los artículos que podrían provocar daños durante el proceso de envío. El material de estiba puede realizar también funciones de bloqueo, de refuerzo o amortiguación.
Algunos productos de material de estiba comúnmente utilizados son cacahuetes de espuma plástica, paquete de burbujas de plástico, bolsas de aire y material de estiba de papel convertido. Muchos de estos productos de material de estiba se producen en longitudes sustancialmente continuas para almacenar o transportar estos productos de material de estiba. Hasta que esté listo para su uso, pueden enrollarse en una configuración enrollada. Cuando esté listo para su uso, longitudes discretas de material de estiba se separan de la bobina.
La publicación de solicitud de patente de Estados Unidos n.° US2016/001519 A1 divulga un sistema de conversión de material de estiba que incluye una máquina para convertir un material de reserva
Sumario
La presente invención proporciona un sistema de conversión de material de estiba mejorado para fabricar una bobina de material de estiba a partir de un material en láminas. Una forma no convertida del material en láminas puede convertirse en un material en láminas convertido relativamente menos denso, también denominado material de estiba o una tira de material de estiba, y enrollado en una bobina. Al controlar la velocidad del enrollado basándose en la tensión detectada en el material en láminas (no convertido, parcialmente convertido o totalmente convertido) aguas arriba de la bobinadora, el sistema puede proporcionar una bobina de material de estiba más consistente, restringiendo o evitando así el aplastamiento de las capas de material convertido enrollado en la bobina, rasgando el material en láminas o formando una bobina suelta que sea más difícil de almacenar, transportar, y después desenrollar cuando esté lista para su uso.
Como se usa en el presente documento, el término generalizado material en láminas puede referirse a material en láminas sin convertir, material en láminas parcialmente convertido, material en láminas completamente convertido, o una combinación de los mismos. Por ejemplo, un material en láminas sin convertir se puede convertir en un material en láminas convertido antes o mientras se enrolla, y una forma convertida del material en láminas se enrolla en una configuración enrollada.
Una realización de un sistema de conversión de material de estiba de acuerdo con la invención incluye una bobinadora, un elemento oscilante móvil aguas arriba de la bobinadora e interpuesto en una trayectoria del material en láminas entre un suministro de material en láminas y la bobinadora, y un controlador acoplado comunicativamente a cada uno de la bobinadora y el elemento oscilante móvil. La bobinadora está configurada para enrollar el material en láminas convertido en una configuración enrollada para formar una bobina de material de estiba. El controlador está configurado para controlar la velocidad de la bobinadora basándose en la posición del elemento oscilante móvil para controlar la tensión del material en láminas aguas arriba de la bobinadora.
El material en láminas estirado alrededor del elemento oscilante móvil hacia la bobinadora es un material en láminas con hendiduras que tiene una pluralidad de hendiduras configuradas para expandirse bajo la tensión aplicada a través de las hendiduras, como en una dirección de alimentación. El controlador está configurado para controlar la expansión del material en láminas con hendiduras aguas arriba de la bobinadora, lo que permite la conversión del material en láminas en un material de estiba relativamente menos denso antes de o mientras se enrolla en una bobina.
Más en particular, de acuerdo con un primer aspecto de la invención, hay un sistema de conversión de material de estiba para fabricar una bobina de material de estiba a partir de un material en láminas. El sistema de conversión de material de estiba incluye una bobinadora que está configurada para enrollar el material en láminas en una forma convertida en una configuración enrollada para formar una bobina de material de estiba. El sistema de conversión de material de estiba incluye también un elemento oscilante móvil interpuesto en una trayectoria del material en láminas, aguas arriba de la bobinadora, alrededor del que se estira el material en láminas, y un controlador acoplado comunicativamente a la bobinadora y al elemento oscilante móvil, donde el controlador está configurado para controlar la velocidad de la bobinadora en función de la posición del elemento oscilante móvil para controlar la tensión del material en láminas aguas arriba de la bobinadora y, por lo tanto, para controlar la expansión de un material en láminas con hendiduras.
De acuerdo con un aspecto adicional de la divulgación, hay otro sistema de conversión de material de estiba para fabricar una bobina de material de estiba a partir de un material en láminas. El sistema de conversión de material de estiba incluye una bobinadora que está configurada para enrollar el material en láminas en una forma convertida en una configuración enrollada para formar una bobina de material de estiba. El sistema de conversión de material de estiba incluye también un elemento oscilante móvil interpuesto en una trayectoria del material en láminas, aguas arriba de la bobinadora, sobre el que se estira el material en láminas, pudiendo pivotar el elemento oscilante móvil entre un área de detección de límite superior y un área de detección de límite inferior. Un controlador está acoplado comunicativamente a la bobinadora y al elemento oscilante móvil. El controlador está configurado para variar la velocidad de la bobinadora al pivotar el elemento oscilante móvil fuera de un área de detección por defecto dispuesta angularmente entre el área de detección de límite superior y el área de detección de límite inferior.
Las realizaciones de la invención pueden tener una o más de las siguientes características:
- El elemento oscilante móvil puede pivotar en respuesta a la tensión del material en láminas estirado entre un suministro del material en láminas y la bobinadora.
- El elemento oscilante móvil puede pivotar en respuesta al contacto con el material en láminas aguas arriba de la bobinadora, donde el controlador puede aumentar la velocidad de la bobinadora en respuesta a un movimiento pivotante del elemento oscilante móvil en una primera dirección, y el controlador puede disminuir la velocidad de la bobinadora en respuesta al movimiento pivotante del elemento oscilante móvil en una segunda dirección opuesta a la primera dirección.
- La bobinadora puede incluir un husillo giratorio motorizado que está configurado para girar a una velocidad variable en respuesta a la tensión variable del material en láminas en la ubicación del elemento oscilante móvil.
- La velocidad a la que el controlador está configurado para hacer funcionar la bobinadora puede ser inversamente proporcional a una tensión en el material en láminas estirado alrededor del elemento oscilante móvil.
- El sistema de conversión de material de estiba puede incluir además un codificador giratorio para medir la posición del elemento oscilante móvil con respecto a una posición por defecto, estando el codificador giratorio configurado para la comunicación con el controlador.
- El codificador giratorio puede configurarse para medir la posición angular del elemento oscilante móvil con respecto a la posición por defecto.
- El sistema de conversión de material de estiba puede estar en combinación con un conjunto de suministro que tiene un suministro de material en láminas recibido en el sistema de conversión de material de estiba, donde el material en láminas es un material en láminas con hendiduras que tiene una pluralidad de hendiduras configuradas para expandirse bajo la tensión aplicada en una dirección de alimentación transversal a las hendiduras.
- El conjunto de suministro puede incluir además un suministro de material en láminas separador, donde la bobinadora está configurada para recibir y enrollar simultáneamente el material en láminas separador y el material en láminas con hendiduras convertido en capas enrolladas alternas.
- El controlador puede configurarse para hacer funcionar la bobinadora a una primera velocidad cuando el elemento oscilante móvil está dispuesto en el área de detección por defecto y a una segunda velocidad mayor que la primera velocidad cuando el elemento oscilante móvil está dispuesto en el área de detección de límite inferior, y el controlador puede configurarse además para hacer funcionar la bobinadora a una tercera velocidad que es menor que cada una de la primera velocidad y la segunda velocidad cuando el elemento oscilante móvil está dispuesto en el área de detección de límite superior.
- El controlador puede configurarse para cambiar progresivamente la velocidad de la bobinadora en respuesta al movimiento del elemento oscilante móvil fuera del área de detección por defecto.
De acuerdo con un tercer aspecto de la divulgación, un sistema de conversión de material de estiba para fabricar una bobina de material de estiba a partir de un material de estiba incluye un medio de enrollado para enrollar material de estiba en una forma convertida en una configuración enrollada para formar una bobina de material de estiba. El sistema de conversión de material de estiba también incluye un medio oscilante móvil aguas arriba del medio de enrollado alrededor del que se estira el material en láminas, el medio oscilante móvil para aplicar tensión en el material en láminas entre el medio oscilante móvil y el medio de bobinado. El sistema de conversión de material de estiba incluye además un medio de control acoplado en comunicación al medio de enrollado y al medio oscilante móvil, el medio de control para controlar la velocidad del medio de bobinado en relación con un posicionamiento relativo del medio oscilante móvil para controlar la tensión en el material en láminas entre el medio oscilante móvil y el medio de bobinado.
El sistema de conversión de material de estiba puede incluir además un medio de medición para medir un ángulo de pivote del medio oscilante móvil a medida que el material en láminas se estira alrededor del medio de medición.
El medio de control está configurado para controlar una velocidad de enrollado de un material de láminas con hendiduras para controlar, aguas arriba del medio de bobinado, la conversión a través de la expansión del material en láminas con hendiduras en una tira expandida de material de estiba.
Según un cuarto aspecto de la divulgación, un método para fabricar una bobina de material de estiba a partir de un material en láminas incluye las etapas de (a) enrollar el material en láminas en una forma convertida en una configuración enrollada alrededor de un husillo para formar la bobina de material de estiba, (b) estirar el material en láminas aguas arriba del husillo alrededor de un elemento oscilante móvil, aplicando tensión el estirado en el material en láminas que se extiende entre el elemento oscilante móvil y el husillo, y (c) controlar la velocidad de giro del husillo para controlar la tensión en el material en láminas aguas arriba del husillo, controlándose la velocidad en una relación inversa con respecto a una tensión en el material en láminas estirado alrededor del elemento oscilante móvil.
La etapa de controlar la velocidad de giro del husillo puede incluir controlar la velocidad basándose en una posición angular del elemento oscilante móvil.
El material en láminas puede ser un material en láminas con hendiduras, y el método puede incluir además la etapa de conversión del material en láminas con hendiduras mediante la expansión del material en láminas con hendiduras, aguas arriba del husillo, en una tira expandida de material de estiba.
Las características anteriores y otras de la invención se describen en lo sucesivo en el presente documento y se señalan en particular en las reivindicaciones, la siguiente descripción y los dibujos adjuntos exponen en detalle una o más realizaciones ilustrativas de la invención. Estas realizaciones, sin embargo, son solo algunas de las diversas formas en las que se pueden emplear los principios de la invención. Otros objetivos, ventajas y características de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la invención cuando se considere junto con los dibujos.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de conversión de material de estiba ilustrativo de acuerdo con la invención, para hacer una bobina de material de estiba. El sistema de conversión de material de estiba se muestra en combinación con un conjunto de suministro de material.
La Figura 2 es una vista en perspectiva de un material en láminas con hendiduras a modo de ejemplo y un material en láminas separador a modo de ejemplo que se muestra por separado del conjunto de suministro de material de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista lateral en perspectiva de otro sistema de conversión de material de estiba ilustrativo de acuerdo con la invención, para hacer una bobina de material de estiba. El sistema de conversión de material de estiba se muestra en combinación con un conjunto de suministro de material.
La Figura 4 es otra vista lateral en perspectiva del sistema de conversión de material de estiba de la Figura 2.
La Figura 5 es una vista lateral en perspectiva del sistema de conversión de material de estiba de la Figura 2.
La Figura 6 es una vista lateral en perspectiva del sistema de conversión de material de estiba de la Figura 2, con la bobina de material de estiba retirada para mostrar aspectos adicionales del sistema.
La Figura 7 es una vista esquemática de una porción del sistema de conversión de material de estiba de la Figura 2.
Descripción detallada
La presente invención proporciona en general un sistema de conversión de material de estiba y un método para fabricar una bobina de material de estiba a partir de un material en láminas. Con referencia inicialmente a la Figura 1, un sistema de conversión de material de estiba 20 ilustrativo está configurado para convertir un material en láminas no convertido 22 de al menos una capa, y que es generalmente plano y bidimensional, en un material en láminas convertido 23, denominado también tira de material de estiba 23. El producto de material de estiba 24 tiene una forma tridimensional y un volumen aumentado por unidad de longitud, en comparación con el material en láminas original no convertido 22, El sistema de conversión de material de estiba 20 ilustrativo está configurado para enrollar a continuación el material en láminas convertido 23 en una bobina de material de estiba 24.
El sistema de conversión de material de estiba 20 incluye un medio de enrollado 30 para enrollar el material en láminas convertido 23, también denominado en el presente documento material en láminas 23 en una forma convertida, en la bobina de material de estiba 24. Se proporciona un medio oscilante móvil 32 para aplicar tensión en el material en láminas 22, 23 aguas arriba del medio de bobinado 30, por ejemplo, a medida que se estira de un suministro 25 respectivo. Un medio de control 34 está acoplado en comunicación a cada uno del medio de bobinado 30 y el medio oscilante móvil 32 para controlar la velocidad de enrollado del medio de bobinado 30 en relación con una posición del medio oscilante móvil 32, para controlar la tensión del material en láminas 22, 23 que se extiende entre el medio oscilante móvil 32 y el medio de bobinado 30.
El sistema de conversión de material de estiba 20 puede proporcionarse en combinación con un conjunto de suministro de material 26 que incluye un suministro a granel 25 de material de estiba sin convertir 22 para convertirlo en el material de estiba convertido 23 mientras se enrolla para formar la bobina de material de estiba 24. En algunas realizaciones, el medio de control 34 puede controlar, tal como un control por separado, una velocidad de desenrollado/desapilado del material en láminas sin convertir 22 del conjunto de suministro de material 26. En otras realizaciones, el enrollamiento del medio de bobinado 30 puede ser suficiente para estirar el material en láminas sin convertir 22 del conjunto de suministro de material 26.
En la realización representada, el suministro a granel 25 del material en láminas sin convertir 22 puede disponerse en un soporte o un carro del conjunto de suministro de material 26. El soporte o carro puede unirse o simplemente soportarse adyacente al sistema de conversión de material de estiba 20. El material en láminas sin convertir 22 del suministro a granel 25 puede tener una longitud sustancialmente continua y puede proporcionarse en forma de rollo o como una serie de hojas conectadas, generalmente rectangulares en una pila plegada en abanico. Los rollos o pilas se pueden empalmar a los respectivos suministros sucesivos para que aparezcan como un suministro interminable al sistema de conversión de material de estiba 20.
Se pueden usar múltiples rollos o pilas para proporcionar múltiples láminas o bandas de material de reserva para su conversión en un producto de material de estiba tridimensional. Como alternativa, un solo rollo puede incluir múltiples capas co-envueltas en el único rollo o una sola pila puede incluir múltiples capas co-plegadas en la única pila.
Los suministros adecuados de material en láminas incluyen papel, láminas de plástico o láminas de una combinación de las mismas. El material en láminas también puede estar laminado o puede incluir una combinación de material en láminas laminado y no laminado. Un material en láminas de ejemplo para su uso con el sistema de conversión de material de estiba 20 incluye un papel kraft de una sola capa o de múltiples capas. El papel kraft adecuado puede tener varios pesos base, tal como 9,07 kg (veinte libras) o 18,14 kg (cuarenta libras), por ejemplo, y las respectivas capas pueden tener diferentes pesos base. Un material en láminas ilustrativo puede ser un papel kraft de una sola capa que sea ecológico, reciclable, biodegradable y compuesto de un recurso renovable.
El material en láminas no convertido 22 es preferiblemente un material en láminas con hendiduras sin convertir 22 que tiene una pluralidad de láminas separadas longitudinalmente, filas de hendiduras 42 que se extienden transversalmente cortadas en la lámina. Más en particular, el material en láminas con hendiduras no convertido 22 de ejemplo con su pluralidad de hendiduras 42 está configurado para expandirse en una dirección de alimentación transversal a las hendiduras 42 y paralelo a una dimensión longitudinal del material en láminas no convertido 22 a medida que se desplaza en una dirección aguas abajo, tal como a través del sistema de conversión de material de estiba 20. Por ejemplo, bajo tensión a través de la hendidura 42, el material en láminas sin convertir 22 adyacente a un lado aguas arriba de la hendidura 42 se separa del material en láminas sin convertir 22 adyacente a un lado aguas abajo de la hendidura 42. Las hendiduras 42 pueden formarse cortando el material en láminas sin convertir 22, o debilitando de otro modo el material en láminas sin convertir 22 intermitentemente a través del material en láminas sin convertir 22 de modo que el material en láminas sin convertir 22 se separe a través de las hendiduras 42 bajo la tensión longitudinal proporcionada en la dirección del avance transversal de las hendiduras 42.
Como se usa en el presente documento, la dirección aguas abajo es la dirección de avance del material en láminas no convertido 22 y el material en láminas convertido 23, tal como a través del sistema de conversión de material de estiba 20. La dirección aguas abajo puede denominarse también dirección de alimentación. Una dirección aguas arriba es la dirección opuesta a la dirección de avance aguas abajo.
En la realización ilustrada, las hendiduras 42 se cortan a través del material en láminas sin convertir 22 y se extienden en una dirección lateral a través de la anchura del material en láminas sin convertir 22 entre los bordes laterales 44. La dirección lateral es transversal a la dirección de alimentación longitudinal del material en láminas sin convertir 22.
Normalmente, las hendiduras 42 se proporcionan en filas, tales como filas laterales separadas longitudinalmente, que están generalmente paralelas entre sí y generalmente periódicamente, y normalmente, igualmente, separadas longitudinalmente entre sí. Las hendiduras 42 se dispersan intermitentemente a través de las filas, estando las hendiduras 42 de cada fila generalmente escalonadas en relación con las hendiduras 42 de las filas directamente adyacentes. A través de cada fila de hendiduras 42, puede haber una mayor longitud de hendiduras combinadas 42 que una longitud de porciones no con hendiduras 46 dispuestas entre puntos finales de hendidura, proporcionando una cantidad óptima de expansión del material en láminas sin convertir 22.
El material en láminas con hendiduras sin convertir 22 de ejemplo está configurado para expandirse en una o más dimensiones, también denominado en el presente documento como expansión de volumen o expansión volumétrica. Cuando el material en láminas con hendiduras sin convertir 22 se estira en una dirección transversal a la dirección de las hendiduras 42, normalmente en la dirección de alimentación longitudinal, perpendicular a una dimensión de anchura, la longitud longitudinal y el espesor aumentan, mientras que la dimensión de anchura lateral disminuye. El espesor del material en láminas con hendiduras sin convertir 22 puede aumentar en un orden de magnitud, o más, en relación con su espesor original, cuando se estira de esta manera. El material en láminas con hendiduras expandido (convertido) 23 tiene una longitud aumentada, un espesor aumentado y una anchura reducida en comparación con el material en láminas con hendiduras no expandido (no convertido) 22 y, en general, un volumen aumentado. El volumen aumentado permite que el material en láminas con hendiduras expandido resultante 23, también denominado material de estiba 23 para servir como un relleno de hueco protector perforado o una envoltura de amortiguación para embalar artículos en recipientes.
Aunque la Figura 2 representa una disposición particular de las hendiduras 42, el sistema de conversión de material de estiba 20 proporcionado por la invención puede usarse con un suministro de material en láminas sin convertir 22 con una disposición diferente de las hendiduras 42. Por ejemplo, en otras realizaciones, las hendiduras o filas pueden disponerse adecuadamente entre sí.
Haciendo referencia de nuevo a la Figura 1, y también a la Figura 2, el conjunto de suministro de material 26 puede incluir también un suministro a granel 47 de material en láminas separador 48. Un material en láminas separador de ejemplo 48, también denominado en el presente documento intercalado, puede ser un papel de seda, un papel kraft fino tal como más fino que el material en láminas con hendiduras sin convertir 22, un plástico, una combinación de los mismos, etc. Al igual que el material en láminas con hendiduras sin convertir 22, el material en láminas separador 48 puede tener una longitud sustancialmente continua y puede proporcionarse en forma de rollo o como una serie de elementos conectados, hojas generalmente rectangulares en una pila plegada en acordeón. Los rollos o pilas se pueden empalmar a los respectivos suministros sucesivos para que aparezcan como un suministro interminable al sistema de conversión de material de estiba 20.
El material en láminas separador 48 puede enrollarse mediante el medio de enrollado 30, pero su trayectoria hacia el medio de bobinado 30 puede estar separada del medio oscilante móvil 32. Debido a que la intercalación 48 no se expande, controlar la tensión en el material en láminas 22, 23 es suficiente. El medio de bobinado 30 puede configurarse para recibir y enrollar simultáneamente tanto el material en láminas separador 48 como el material en láminas con hendiduras convertido 23 en capas enrolladas alternas.
Pasando ahora a las Figuras 3-7, se explica con mayor detalle otra realización ilustrativa de un sistema de conversión de material de estiba. El sistema de conversión de material de estiba 120 está configurado para fabricar una bobina de material de estiba 124 a partir de un material en láminas con hendiduras, y se muestra en combinación con un conjunto de suministro de material de estiba 126, que incluye tanto un suministro de un material en láminas con hendiduras sin convertir 122 como un suministro de material separador 134.
En resumen, el conjunto de suministro de material 126 incluye un bastidor de suministro 136 que está acoplado a un bastidor 150 del sistema de conversión de material de estiba 120, pero puede soportarse adyacente al bastidor 150 en otras realizaciones. El material en láminas con hendiduras sin convertir 122 y el material separador 134 se enrollan cada uno alrededor de núcleos huecos 138 que están soportados en varillas 140 acopladas de manera giratoria al marco de suministro 136. El sistema de conversión de material de estiba 120 está configurado para hacer una bobina de capas alternas de material en láminas con hendiduras expandido 123 y material separador 134. El material separador 134 puede omitirse de la bobina resultante de material de estiba 124 si se prefiere.
Pasando a los detalles del sistema de conversión de material de estiba 120, el sistema 120 incluye una bobinadora 154 que enrolla simultáneamente material en láminas, tal como el material en láminas con hendiduras convertido 123 y el material separador 134, en una configuración enrollada. Se proporciona un elemento oscilante móvil 156 aguas arriba de la bobinadora 154 y aplica tensión al material en láminas con hendiduras 122, 123, a medida que avanza hacia la bobinadora 154. Un controlador 160 se acopla en comunicación a la bobinadora 154 y al elemento oscilante móvil 156, y está configurado para controlar la bobinadora 154 en relación con una posición del elemento oscilante móvil 156 correlacionada con la tensión en el material en láminas 122, 123, que se analizará más en detalle. El controlador 160 puede estar acoplado en comunicación a un controlador de suministro 128 del conjunto de suministro de material 126 para controlar el desenrollado del suministro de material 122 y/o material de separador 134, como se muestra en la Figura 3. Cada una de las bobinadoras 154, el elemento oscilante móvil 156 y el controlador 160 están soportados con respecto al bastidor 150, que puede tener ruedas o ruedecillas 152 unidas al mismo.
Haciendo referencia en primer lugar a la bobinadora 154, la bobinadora 154 está configurada para enrollar el material en láminas convertido 123. La bobinadora 154 incluye un husillo motorizado 162 que está acoplado de manera giratoria a una unidad de accionamiento 164, que a su vez está acoplado al bastidor 150. La unidad de accionamiento 164 incluye un motor adecuado para accionar de manera rotatoria el husillo motorizado 162. En algunas realizaciones, el husillo 162 puede incluir un mecanismo de acoplamiento para sujetar de forma segura un extremo de avance del material en láminas convertido 123.
La bobinadora 154, y más en particular un husillo 162, está configurada para girar a una velocidad variable para permitir la expansión óptima del material en láminas con hendiduras sin convertir 122 y para enrollar el material en láminas convertido 123 en la bobina 124, mientras limita o evita el desgarro del material en láminas con hendiduras 122, 123, tal como entre hendiduras, u otros problemas. La velocidad variable de la bobinadora 154 puede controlarse en respuesta a una tensión variable del material en láminas con hendiduras 122, 123 en una ubicación del elemento oscilante móvil 156, donde generalmente se produce la expansión.
El elemento oscilante móvil 156 no solo aplica tensión en el material en láminas 122, 123 estirado alrededor del elemento oscilante móvil 156, sino que al hacerlo puede limitar o evitar el desplazamiento lateral del material en láminas convertido 123 a lo largo del husillo 162 a medida que el material en láminas convertido 123 se enrolla alrededor del huso 162. El elemento oscilante móvil 156 está acoplado de manera pivotante al bastidor 150 y pivota en respuesta a una tensión de tracción en el material en láminas con hendiduras 122, 123 que se extiende entre el elemento oscilante móvil 156 y la bobinadora 154. El elemento oscilante móvil 156 incluye un miembro de guía 170 alrededor del que se estira el material en láminas con hendiduras 122 entre el conjunto de suministro de material 126 y la bobinadora 154. Por tanto, el elemento oscilante móvil 156 y, en particular, el miembro de guía 170 está interpuesto en una trayectoria del material en láminas 122, 123 entre el conjunto de suministro de material 126 y la bobinadora 154.
El miembro de guía 170 está acoplado, tal como acoplado de forma giratoria, a al menos un brazo de tensión 172 que está acoplado, tal como acoplado de forma pivotante, al bastidor 150. Como se muestra, el miembro de guía 170 se extiende entre los brazos de tensión opuestos 172. El elemento oscilante móvil ilustrado 156 incluye también un sensor de posición, tal como un codificador giratorio 176, para detectar una posición de uno o ambos de un brazo de tensión 172 y el miembro de guía 170. Por tanto, el codificador giratorio 176 puede montarse en el bastidor 150 adyacente a un brazo de tensión 172. El codificador giratorio 176 incluye sensores de posición para medir la posición angular del elemento oscilante móvil 156 con respecto al bastidor 150. En particular, el codificador giratorio 176 mide la posición angular de uno o ambos de un brazo de tensión 172 y del miembro de guía 170 del elemento oscilante móvil 156 en relación con un área de detección por defecto 180 del elemento oscilante móvil 156 a medida que el elemento oscilante móvil 156 pivota en direcciones opuestas en respuesta a una tensión en el material en láminas con hendiduras que avanza 122, 123.
Como se muestra mejor en la Figura 7, el elemento oscilante móvil 156 puede pivotar entre un área de detección de límite superior 182 y un área de detección de límite inferior 184. El área de detección por defecto 180 del elemento oscilante móvil 156 está dispuesta angularmente entre el área de detección de límite superior 182 y el área de detección de límite inferior 184.
Cada una del área de detección por defecto 180, el área de detección de límite superior 182 y el área de detección de límite inferior 184 pueden ser de cualquier tamaño angular adecuado para proporcionar una expansión óptima del material en láminas con hendiduras sin convertir 122, o más en general, para proporcionar una tensión óptima del material en láminas 122, 123. Adicionalmente o, como alternativa, puede usarse cualquier número adecuado de áreas de detección.
El controlador 160 está generalmente configurado para trasladar la posición del elemento oscilante móvil 156 en una velocidad variable del husillo motorizado 162 de la bobinadora 154. El controlador 160 está acoplado de manera comunicativa a cada uno del codificador giratorio 176 del elemento oscilante móvil 156 y a la bobinadora 154, y está configurado para controlar la velocidad de la bobinadora 154 para controlar la tensión del material en láminas con hendiduras 122, 123 aguas arriba de la bobinadora 154.
La conexión comunicativa entre el controlador 160 y cada uno de la bobinadora 154 y el elemento oscilante móvil 156 puede ser por cable o inalámbrica, o una combinación de los mismos. El controlador 160 se muestra dispuesto en la unidad de accionamiento 164, aunque puede ubicarse de otra manera en otras realizaciones. El controlador 160 puede controlarse, tal como programarse, a través de un panel de control 186 dispuesto en una superficie externa de la unidad de accionamiento 164. El panel de control 186 puede incluir cualquier pantalla, llaves, entradas, salidas adecuadas, etc., para permitir el control del controlador 160. El panel de control 186 puede estar ubicado en otro lugar en otras realizaciones.
El controlador 160 incluye el software, firmware y hardware necesarios, incluyendo procesadores asociados, para proporcionar un entorno operativo para un medio legible por ordenador que tiene instrucciones ejecutables por procesador para interactuar con y controlar cada uno de la bobinadora 154 y el elemento oscilante móvil 156. De igual manera, la bobinadora 154 y el elemento oscilante móvil 156 incluyen el software, firmware y hardware necesarios, incluyendo entradas y salidas, para enviar y recibir datos hacia y desde el controlador 160.
A través de esta configuración, el controlador 160 está configurado para recibir datos de posición angular desde el codificador giratorio 176. El controlador 160 está configurado también para enviar señales de control a la bobinadora 154 basándose en la posición angular de uno o más de los brazos de tensión 172 y el miembro de guía 170 con respecto a cada una del área de detección por defecto 180, el área de detección de límite superior 182 y el área de detección de límite inferior 184.
De esta forma, el controlador 160 está configurado para cambiar progresivamente la velocidad de la bobinadora 154 en respuesta al movimiento del elemento oscilante móvil 156 fuera del área de detección por defecto 180. Por ejemplo, en una realización, el controlador 160 hace funcionar la bobinadora 154 a una primera velocidad por defecto cuando el elemento oscilante móvil 156 está dispuesto en el área de detección por defecto 180. El controlador 160 hace funcionar la bobinadora 154 a una segunda velocidad mayor que la primera velocidad cuando el elemento oscilante móvil 156 está dispuesto en el área de detección de límite inferior 184. El controlador 160 hace funcionar la bobinadora 154 a una tercera velocidad, que es menor que cada una de la primera velocidad y la segunda velocidad, cuando el elemento oscilante móvil 156 está dispuesto en el área de detección de límite superior 180.
En otras palabras, la velocidad a la que el controlador 160 está configurado para hacer funcionar la bobinadora 154 es inversamente proporcional a una tensión del material en láminas con hendiduras 122, 123 estirado alrededor del elemento oscilante móvil 156. Donde la tensión en el material en láminas con hendiduras 122, 123 disminuye y hace que el elemento oscilante móvil 156 pivote en una primera dirección, el controlador 160 aumenta la velocidad de enrollado del husillo motorizado 162. Por otro lado, donde la tensión en el material en láminas con hendiduras 122, 123 aumenta y hace que el elemento oscilante móvil 156 pivote en una segunda dirección opuesta a la primera dirección, el controlador 160 disminuye la velocidad de enrollado del husillo motorizado 162.
Cabe señalar, que las velocidades relativas a las áreas de detección se proporcionan con respecto a la construcción ilustrada del sistema de conversión de material de estiba 120 que tiene el material en láminas 122, 123 estirado debajo de una parte inferior del miembro de guía 170. En otras realizaciones, el sistema de conversión de material de estiba 120 puede construirse de tal manera que el material en láminas 122, 123 se arrastre sobre la parte superior del miembro de guía 170.
También se proporciona un método para fabricar la bobina de material de estiba 24, 124 a partir de un material en láminas 22, 23, 122, 123. El método incluye las etapas de (a) enrollar el material en láminas 23, 123 en una forma convertida a una tensión controlada en una configuración enrollada alrededor de un husillo 30, 162 para formar la bobina de material de estiba 24, 124, (b) estirar el material en láminas 22, 23, 122, 123 aguas arriba del husillo 30, 162 alrededor de un elemento oscilante móvil 32, 156, aplicando tensión el estirado en el material en láminas 22, 23, 122, 123 que se extiende entre el elemento oscilante móvil 32, 156 y el husillo 30, 162, y (c) controlar la velocidad de giro del husillo 30, 162 para controlar la tensión en el material en láminas 22, 23, 122, 123 aguas arriba del husillo 30, 162, controlándose la velocidad en una relación inversa con respecto a una tensión en el material en láminas 22, 23, 122, 123 estirado alrededor del elemento oscilante móvil 32, 156. Controlar la velocidad de giro del husillo 30, 162 puede incluir controlar la velocidad basándose en la posición angular del elemento oscilante móvil 32, 156. El material en láminas 22, 23, 122, 123 puede ser un material en láminas con hendiduras. El método puede incluir además la etapa de expandir el material en láminas con hendiduras 22, 23, 122, 123 aguas arriba del husillo 30, 162.
A modo de resumen, un sistema de conversión de material de estiba 20, 120 para fabricar una bobina de material de estiba 24, 124 a partir de un material en láminas 22, 23, 122, 123 incluye (i) un medio de enrollado 30, 154 para enrollar el material en láminas 23, 123 en una forma convertida en una configuración enrollada para formar la bobina de material de estiba 24, 124, (ii) un medio oscilante móvil 32, 156 aguas arriba del medio de bobinado 30, 154 alrededor del que se estira el material en láminas 22, 122, el medio oscilante móvil 32, 156 para aplicar tensión en el material en láminas 22, 122 entre el medio oscilante móvil 32, 156 y el medio de bobinado 30, 154, y (iii) un medio de control 34, 160 acoplado en comunicación al medio de bobinado 30, 154 y al medio oscilante móvil 32, 156, el medio de control 34, 160 para controlar la velocidad del medio de bobinado 30, 154 en relación con un posicionamiento relativo del medio oscilante móvil 32, 156 para controlar la tensión en el material en láminas 22, 122 entre el medio oscilante móvil 32, 156 y el medio de bobinado 30, 154. El sistema de conversión de material de estiba 20, 120 puede incluir además (d) un medio de medición 176 para medir un ángulo de pivote del medio oscilante móvil 32, 156 a medida que el material en láminas 22, 23, 122, 123 se estira alrededor del medio de medición 176. El medio de control 34, 160 puede configurarse para controlar una velocidad de enrollado de un material en láminas con hendiduras 22, 23, 122, 123 para controlar, aguas arriba del medio de bobinado 34, 160, la conversión a través de la expansión del material en láminas con hendiduras 22, 23, 122, 123 en una tira expandida de material de estiba 23, 123.
Resumido de otra manera, la presente invención proporciona un sistema de conversión de material de estiba 20, 120 para fabricar una bobina de material de estiba 24, 124 a partir de un material en láminas 22, 23, 122, 123, e incluye una bobinadora 30, 154, un elemento oscilante móvil 32, 156 aguas arriba de la bobinadora 30, 154 e interpuesto en una trayectoria del material en láminas 22, 23, 122, 123, y un controlador 34, 160 acoplado en comunicación a cada uno de la bobinadora 30, 154 y el elemento oscilante móvil 32, 156. La bobinadora 30, 154 está configurada para enrollar el material en láminas convertido 23, 123 en una configuración enrollada para formar una bobina de material de estiba 24, 124. El controlador 34, 160 está configurado para controlar la velocidad de la bobinadora 30, 154 basándose en la posición del elemento oscilante móvil 32, 156 para controlar la tensión del material en láminas 22, 122 aguas arriba de la bobinadora 30, 154. El material en láminas 22, 23, 122, 123 estirado alrededor del elemento oscilante móvil 32, 156 hasta la bobinadora 30, 154 puede ser un material en láminas con hendiduras 22, 23, 122, 123, por ejemplo, que tiene una pluralidad de hendiduras 42 configuradas para expandirse bajo la tensión aplicada a través de las hendiduras 42, como en una dirección de alimentación. El controlador 34, 160 puede configurarse para controlar la expansión del material en láminas con hendiduras 22, 23, 122, 123 aguas arriba de la bobinadora 30, 154, lo que permite la conversión del material en láminas 22, 23, 122, 123 en un material de estiba relativamente menos denso 23, 123 antes de o mientras se enrolla en una bobina 24, 124.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de conversión de material de estiba (20, 120) para fabricar una bobina de material de estiba (24, 124) a partir de un material en láminas con hendiduras (22, 122), comprendiendo el sistema de conversión de material de estiba (20, 120):
una bobinadora (30, 154) que está configurada para enrollar el material en láminas con hendiduras (22, 122) en una configuración enrollada para formar una bobina de material de estiba (24, 124);
un elemento oscilante móvil (32, 156) interpuesto en una trayectoria del material en láminas con hendiduras (22, 122), aguas arriba de la bobinadora (30, 154) alrededor de la que se estira el material en láminas con hendiduras (22, 122), y
un controlador (34, 160) acoplado comunicativamente a la bobinadora (30, 154) y al elemento oscilante móvil (32, 156), donde el controlador (34, 160) está configurado para controlar la velocidad de la bobinadora (30, 154) basándose en la posición del elemento oscilante móvil (32, 156) para controlar la tensión del material en láminas con hendiduras (22, 122) aguas arriba de la bobinadora (30, 154),
caracterizado por que el controlador (34, 160) está configurado para controlar una velocidad de enrollado del material de láminas con hendiduras (22, 122) para controlar la conversión del material de láminas con hendiduras (22, 122) mediante la expansión del material de láminas con hendiduras (22, 122) aguas arriba de la bobinadora (30, 160).
2. El sistema de conversión de material de estiba (20, 120) de la reivindicación 1, donde el elemento oscilante móvil (32, 156) pivota en respuesta a la tensión del material en láminas con hendiduras (22, 122) estirado entre un suministro (25, 126) del material en láminas con hendiduras y la bobinadora (30, 154).
3. El sistema de conversión de material de estiba (20, 120) de la reivindicación 1, o de cualquier reivindicación anterior, donde el elemento oscilante móvil (32, 156) pivota en respuesta al contacto con el material en láminas con hendiduras (22, 122) aguas arriba de la bobinadora (30, 154), y donde el controlador (34, 160) aumenta la velocidad de la bobinadora (30, 154) en respuesta a un movimiento pivotante del elemento oscilante móvil (32, 156) en una primera dirección, y el controlador (34, 160) disminuye la velocidad de la bobinadora (30, 154) en respuesta al movimiento pivotante del elemento oscilante móvil (32, 156) en una segunda dirección opuesta a la primera dirección.
4. El sistema de conversión de material de estiba (120) de la reivindicación 1, o de cualquier reivindicación anterior, donde la bobinadora (154) incluye un husillo giratorio motorizado (162) que está configurado para girar a una velocidad variable en respuesta a la tensión variable del material en láminas con hendiduras en la ubicación del elemento oscilante móvil (156).
5. El sistema de conversión de material de estiba (20, 120) de la reivindicación 1, o de cualquier reivindicación anterior, donde la velocidad a la que el controlador (34, 160) está configurado para hacer funcionar la bobinadora (30, 154) es inversamente proporcional a una tensión en el material en láminas con hendiduras (22, 122) que se estira alrededor del elemento oscilante móvil (32, 156).
6. El sistema de conversión de material de estiba (120) de la reivindicación 1, o de cualquier reivindicación anterior, que incluye además un codificador giratorio (176) para medir la posición del elemento oscilante móvil (156) con respecto a una posición por defecto, configurándose el codificador giratorio (176) para su comunicación con el controlador (160).
7. El sistema de conversión de material de estiba (120) de la reivindicación 6, donde el codificador giratorio (176) está configurado para medir la posición angular del elemento oscilante móvil (156) con respecto a la posición por defecto.
8. El sistema de conversión de material de estiba (20, 120) de la reivindicación 1, o de cualquier reivindicación anterior, en combinación con un conjunto de suministro (26, 126) que tiene un suministro de material en láminas con hendiduras (22, 122) recibido en el sistema de conversión de material de estiba (20, 120), donde el material en láminas con hendiduras (22, 122) es un material en láminas con hendiduras que tiene una pluralidad de hendiduras (42) configuradas para expandirse bajo tensión aplicada en una dirección de alimentación transversal a las hendiduras.
9. El sistema de conversión de material de estiba (20, 120) de la reivindicación 8, donde el conjunto de suministro (26, 126) incluye además un suministro (47, 134) de material en láminas separador (48, 123), y donde la bobinadora (30, 154) está configurada para recibir y enrollar simultáneamente el material en láminas separador (48, 123) y el material en láminas con hendiduras (22, 122) en capas enrolladas alternas.
10. Un método para fabricar una bobina de material de estiba (24, 124) a partir de un material en láminas con hendiduras (22, 122), incluyendo el método las etapas de:
enrollar el material en láminas con hendiduras (22, 122) en una forma convertida en una configuración enrollada alrededor de un husillo para formar la bobina de material de estiba (24, 124),
estirar el material en láminas con hendiduras (22, 122) aguas arriba del husillo alrededor de un elemento oscilante móvil (32, 156), aplicando tensión el estirado sobre el material en láminas con hendiduras (22, 122) que se extiende entre el elemento oscilante móvil (32, 156) y el husillo, y
controlar la velocidad de giro del husillo para controlar la tensión del material en láminas con hendiduras (22, 122) aguas arriba del husillo, controlándose la velocidad en una relación inversa con respecto a una tensión en el material en láminas con hendiduras (22, 122) estirado alrededor del elemento oscilante móvil (32, 156), incluyendo además la etapa de convertir el material en láminas con hendiduras (22, 122) mediante la expansión del material en láminas con hendiduras (22, 122) aguas arriba del husillo, en una tira extendida de material de estiba.
11. El método de fabricación de una bobina de material de estiba (24, 124) de la reivindicación 10, donde la etapa de controlar la velocidad de giro del husillo incluye controlar la velocidad basándose en una posición angular del elemento oscilante móvil (32, 156).
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