Rueda (19) de corte destinada a cortar hilos (14) continuos en tramos (14a) de una longitud predeterminada,

que comprende un elemento de apoyo constituido por un tambor rotatorio equipado con lamas (22) dispuestas perpendicularmente a su periferia y, entre las lamas (22), elementos que deben garantizar bajo el efecto de la fuerza centrífuga la compresión de los hilos (14) contra la superficie de un tambor (18) de apoyo, después el corte de los hilos en tramos (14a), y la expulsión de los tramos cortados, estando constituidos los elementos que garantizan la compresión de los hilos por aletas solidarias con un anillo (26, 27a, 27b) deformable dispuesto bajo la base de las lamas (22) y cuyo eje coincide con el eje de rotación de dicha rueda (19) de corte, estando la rueda de corte caracterizada porque el anillo (26, 27a, 27b) deformable comprende en cada lado un flanco recto paralelo que se extiende desde la base del anillo (26, 27a, 27b) deformable hasta la base de las aletas.

Rueda de corte perfeccionada

Sector de la técnica

La presente invención se refiere al campo de la fabricación de hilos cortados de material de alto rendimiento, o hilos de material termoplástico, concretamente hilos de vidrio, y se refiere más específicamente a perfeccionamientos aportados a una rueda de corte.

Estado de la técnica

Se conocen numerosos dispositivos susceptibles de realizar tales fabricaciones. Estos sistemas comprenden generalmente al menos una hilera a partir de la cual se estiran hilos de vidrio y se llevan hasta un dispositivo de corte constituido lo más frecuentemente por una “rueda de corte” equipada con una multitud de lamas cuya separación relativa contribuye a cortar la fibra a la longitud deseada y con una contra-rueda de recorte denominada “rueda de apoyo” lo más frecuentemente constituida por una banda de elastómero sobremoldeada o añadida sobre una culata desmontable fijada sobre la máquina de corte. El corte en continuo de la fibra se obtiene mediante la rotación a gran velocidad de este equipo de ruedas y la puesta a presión de la rueda de corte sobre la rueda de apoyo por medio de un medio de apriete adaptado.

Los procedimientos de corte de hilos de vidrio desde hace algunas décadas se han convertido en procedimientos en continuo en los que los hilos de vidrio se cortan directamente a la salida de la hilera tras el estirado. Estos procedimientos denominados “directos” o “directos bajo hilera” son procedimientos a gran velocidad en los que la velocidad de corte es compatible con la velocidad de estirado de los hilos.

Durante el proceso de corte, la rueda de corte y la rueda de apoyo deben actuar de manera que:

- el corte permanezca constante durante periodos lo más largos posibles,

- los elementos constitutivos de las ruedas deben conservar su integridad y no perjudicar a la seguridad del personal,

- el coste de los productos consumibles debe ser lo más bajo posible.

La solicitud de patente EP 0 040 145 da a conocer un dispositivo para cortar hilos continuos en tramos de longitud predeterminada. El dispositivo comprende un tambor de apoyo rotatorio y un segundo tambor que gira alrededor de un eje paralelo al anterior, equipado por un lado con lamas dispuestas en su periferia y fijadas por sus únicos extremos, por otro lado con elementos que están constituidos por aletas solidarias con un anillo deformable dispuesto bajo la base de las lamas. Los bordes del anillo deformable están achaflanados.

Más particularmente, se concibe entonces que la calidad del corte de la fibra en particular su densidad y su integridad dinámica, está directamente asociada a la aptitud de los materiales presentes (que constituyen las lamas y la contra-rueda) para conservar sus características (conservación de los parámetros geométricos de las lamas, resistencia al desgaste por abrasión y a marcas del elastómero de la rueda de apoyo) .

La primera gran dificultad que debe solucionarse en el corte bajo hilera es la aptitud de la rueda para cortar la fibra de vidrio al tiempo que se estira a gran velocidad sin deslizamiento.

La operación de estirado sin deslizamiento es difícil. En efecto, tras una operación de corte, la lama siguiente (algunas veces alejada de la anterior por tan sólo 3 mm) , se apoya sobre la fibra de vidrio con riesgo de cortarla y de perderla debido a que se tira de esta última por detrás por la tensión de fibrado.

El incumplimiento de esta última limitación conduciría a la producción de hilos cortados de longitud aleatoria inferior a la longitud deseada.

Por otro lado, en el momento del corte, las fibras húmedas están unidas entre sí únicamente por fuerzas capilares y en el momento del impacto ejercido por la lama esta estructura frágil podrían explotar y conducir a la producción de un conjunto de fibrillas (comúnmente denominadas “fibras finas”) .

Además, tras el corte, el elemento cortado tiene tendencia a atascarse entre las 2 lamas consecutivas por el efecto de apuntalamiento, para evitar que en cada giro de la rueda de corte se queden atrapados elementos entre las lamas y conduzcan a un atascamiento generalizado del sistema, es necesario que un dispositivo particular ejerza un esfuerzo de extracción que expulse la hebra cortada fuera de las lamas y esto justo hasta la zona de corte.

Se conocen ruedas de corte que comprenden por un lado un elemento de apoyo constituido por un tambor rotatorio de elastómero y por otro lado lamas dispuestas perpendicularmente a su periferia y, entre las lamas, elementos que deben garantizar bajo el efecto de la fuerza centrífuga la sucesión de las siguientes etapas: la compresión del hilo contra la superficie de un tambor de apoyo para su estirado, el corte del hilo y la expulsión de los tramos cortados.

Los elementos que garantizan la compresión del hilo están constituidos por aletas solidarias con un anillo deformable, generalmente a base de elastómero, por ejemplo de polietileno, dispuesto bajo la base de las lamas y cuyo eje coincide con el eje de rotación de la rueda de corte. Estas ruedas de corte son satisfactorias y responden a las exigencias mencionadas anteriormente.

No obstante, los inventores se han percatado, usando ruedas de este tipo para volúmenes de producción de tramos cortados importantes y velocidades importantes, que era muy difícil, incluso imposible, obtener resultados satisfactorios.

Los inventores han buscado el origen del fenómeno que genera una limitación de las velocidades de corte alcanzadas.

Tras un análisis, se ha constatado que una deformación no controlada de las lamas, y más particularmente una flexión de las lamas (tanto más importante cuanto que la rueda de corte está motorizada y que el número de hileras es importante) entre su punto de apoyo durante el ciclo de estirado, corte, expulsión de los hilos, cortados era el origen del problema.

Aún más precisamente, bajo el efecto de esta flexión de las lamas, las lamas tienen tendencia a acortarse y a generar un calentamiento, después un reblandecimiento a nivel de su zona de apoyo con anillos de apriete colocados a ambos lados del anillo deformable, ejerciendo estos anillos su fuerza de apriete sobre las extensiones inclinadas de las lamas. Bajo el efecto del reblandecimiento de los anillos de apriete, se crea un juego lateral a nivel de la zona de apriete con las lamas que conduce generalmente a su rotura.

Objeto de la invención

La presente invención se propone aportar una solución al conjunto de estas limitaciones proponiendo una tecnología de rueda de corte perfeccionada que permite velocidades de corte elevadas y un número de hileras más importante.

Para ello, la rueda de corte, destinada a cortar hilos continuos en tramos de una longitud predeterminada, que comprende un elemento de apoyo constituido por un tambor rotatorio equipado con lamas dispuestas perpendicularmente a su periferia y, entre las lamas, elementos que deben garantizar bajo el efecto de la fuerza centrífuga la compresión de los hilos contra la superficie de un tambor de apoyo, después el corte de los hilos en tramos, y la expulsión de los tramos cortados, estando los elementos que garantizan la compresión de los hilos constituidos por aletas solidarias con un anillo deformable dispuesto bajo la base de las lamas y cuyo eje coincide con el eje de rotación de dicha rueda de corte, se caracteriza porque el anillo deformable comprende en cada lado un flanco recto paralelo que se extiende desde la base del anillo deformable hasta la base de las aletas.

Gracias al uso de un anillo deformable de flancos rectos que se extienden por todo el diámetro, es posible, durante la inmovilización de las lamas mediante anillos de apriete inducir tensiones de apriete estrictamente normales a las paredes laterales del anillo deformable y que no provocan por tanto, durante la puesta en rotación a velocidad elevada de la rueda de corte, una deformación de los anillos de apriete en su zona de contacto con las lamas. El anillo deformable elimina la flexión de las lamas y por tanto su degradación. Los flancos rectos del anillo deformable evitan su fusión debido a que todos los esfuerzos se distribuyen por una superficie de apoyo más grande.

En modos de realización preferidos de la invención, puede recurrirse eventualmente además a una y/u otra de las siguientes disposiciones:

- el elemento deformable está al menos... [Seguir leyendo]

1. Rueda (19) de corte destinada a cortar hilos (14) continuos en tramos (14a) de una longitud predeterminada, que comprende un elemento de apoyo constituido por un tambor rotatorio equipado con lamas (22) dispuestas perpendicularmente a su periferia y, entre las lamas (22) , elementos que deben garantizar bajo el efecto de la fuerza centrífuga la compresión de los hilos (14) contra la superficie de un tambor (18) de apoyo, después el corte de los hilos en tramos (14a) , y la expulsión de los tramos cortados, estando constituidos los elementos que garantizan la compresión de los hilos por aletas solidarias con un anillo (26, 27a, 27b) deformable dispuesto bajo la base de las lamas (22) y cuyo eje coincide con el eje de rotación de dicha rueda (19) de corte, estando la rueda de corte caracterizada porque el anillo (26, 27a, 27b) deformable comprende en cada lado un flanco recto paralelo que se extiende desde la base del anillo (26, 27a, 27b) deformable hasta la base de las aletas.

2. Rueda (19) de corte según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento (27a, 27b) deformable está al menos en dos partes, separando un separador (29) las dos partes y estando montado de manera concéntrica con respecto al eje de rotación del tambor y sirviendo el separador (29) de punto de apoyo para dichas lamas (22) entre sus dos extremos.

3. Rueda (19) de corte según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque las lamas (22) por un lado están inmovilizadas a nivel de sus extremos y por otro lado descansan a nivel de al menos un punto situado entre esos extremos.

4. Rueda (19) de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los extremos de las lamas

(22) se insertan en muescas (23) practicadas en dos coronas (24a, 24b) montadas enfrentadas, de manera concéntrica al eje de rotación del tambor.

5. Rueda (19) de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los extremos de las lamas (22) se mantienen en el fondo de las muescas (23) practicadas en las coronas (24a, 24b) con ayuda de un par de anillos (25a, 25b) de elastómero y un par de bridas (21a, 21b) , estando dichas bridas (21a, 21b) adaptadas para inducir tensiones de apriete a nivel de los anillos (25a, 25b) de elastómero.

6. Rueda (19) de corte según la reivindicación anterior, caracterizada porque las bridas (21a, 21b) y los anillos (25a, 25b) de elastómero están montados enfrentados, de manera concéntrica al eje de rotación del tambor.

7. Rueda (19) de corte según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque todas o parte de las piezas elegidas de las bridas (21a, 21b) , los anillos (25a, 25b) de elastómero, las coronas (24a, 24b) , son piezas simétricas.

8. Rueda (19) de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento (26, 27a, 27b) deformable comprende un anillo dotado en su periferia de una pluralidad de aletas, formando las aletas y el anillo un conjunto monolítico.

9. Rueda (19) de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las aletas y el anillo se realizan de materiales diferentes.

10. Rueda (19) de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se dispone un espacio entre 2 aletas contiguas y está delimitado por la superficie de unión entre la base de las aletas y la base de una lama (22) .

11. Rueda (19) de corte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el transcurso del funcionamiento la cara superior de las aletas describe una superficie cilíndrica de revolución cuyo radio es diferente del del círculo que pasa por el vértice del filo de las lamas (22) .

12. Rueda (19) de corte según la reivindicación anterior, caracterizada porque la separación entre los dos radios es de algunas décimas de milímetro.

13. Máquina de corte destinada a la fabricación de hilos cortados de uso técnico, en particular hilos de material termoplástico y concretamente de hilos de vidrio, caracterizada porque comprende dicha máquina un bastidor tridimensional que presenta tres lados o más, al menos un conjunto de corte solidario con uno de los lados de dicho bastidor, usando dicho conjunto de corte una rueda de corte según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Método de fabricación de hilos cortados que permite la obtención de tramos de longitud predeterminada, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

proporcionar una rueda (19) de corte giratoria según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y un tambor (18) de apoyo;

estirar hilos (14) continuos entre dicha rueda (19) de corte y dicho tambor (18) de apoyo con el fin de cortar los hilos (14) en tramos (14a) ; y expulsar los tramos cortados.

15. Método según la reivindicación 14, caracterizado porque la longitud de los tramos (14a) está comprendida entre 3 mm y50 mm.

16. Método según una de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque se insertan entre dos lamas de corte 10 sucesivas una o varias lamas desprovistas de filo para regular la longitud de los tramos.

17. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizada porque se estiran dichos hilos a una velocidad comprendida entre 30 m/s y 50 m/s.