Dispositivo y método para la fabricación de haces de fibras.

Dispositivo para el devanado de haces de fibras, particularmente de haces de membrana de fibras huecas,

particularmente para la fabricación de filtros de diálisis, con un soporte del devanador (10) que puede rotar alrededorde un eje principal, y con, al menos, dos devanadores (7) que se encuentran alojados de manera que puedan rotaren el soporte del devanador (10), en donde los ejes de rotación de los devanadores (7) se encuentran dispuestosperpendiculares al eje principal del soporte del devanador (10), en donde la distancia de los ejes de rotación de losdevanadores (7) en relación con el eje principal del soporte del devanador (10) es menor que el radio de rotación delos devanadores (7).

Dispositivo y método para la fabricación de haces de fibras La presente invención hace referencia a dispositivos y métodos para la fabricación de haces de fibras, particularmente de haces de membrana de fibras huecas, particularmente para la fabricación de filtros de diálisis.

El área de aplicación principal de esta clase de haces de fibras, es la fabricación de filtros de diálisis, es decir, de filtros para métodos hemoterapéuticos extracorporales, por ejemplo, para la hemodiálisis, la hemofiltración y la hemodiafiltración. De acuerdo con el estado del arte, las fibras para esta clase de filtros se fabrican mediante instalaciones de hilado de fibras huecas, que opera de manera continua. Las fibras huecas que salen continuamente de la instalación de hilado de fibras huecas, generalmente se enrollan de manera discontinua, por ejemplo, sobre ruedas del devanador que rotan lentamente. Las ruedas del devanador disponen de mandriles distribuidos de manera uniforme en la periferia, sobre los cuales se apoyan las fibras huecas. De esta manera, las fibras huecas se tensan de manera libre entre los mandriles. Las distancias entre los mandriles se seleccionan de manera tal que respectivamente entre dos mandriles se presenten uno o dos haces de fibras huecas. Dichos haces de fibras huecas se envuelven a mano con una lámina de enrollado delgada de material plástico, y se fija de manera manual. En tanto que el haz de fibras huecas se fija de esta manera, se corta, nuevamente a mano, con un dispositivo de corte en la longitud deseada. Finalmente, el haz de fibras huecas se introduce en un cartucho cilíndrico del filtro, y se retira la lámina de enrollado de material plástico. Esta clase de métodos de fabricación se conocen, por ejemplo, de la patente USA 4, 276, 687.

La fabricación de un haz de fibras largas, que después del devanado y de la envoltura, se corta en una pluralidad de haces individuales, se conoce de la patente JP 10-194606 A. Además, la fibra de membrana se enrolla sobre una rueda receptora o una rueda del devanador, cuya periferia corresponde a un múltiplo de la longitud de un haz de fibras huecas fabricado. En cuanto se enrolla la cantidad deseada de fibras huecas, la hebra completa de fibras huecas se corta en un punto, y se extrae de la rueda receptora o bien, de la rueda del devanador, de manera que exista una hebra lineal de fibra hueca que se envuelve en forma de espiral con una cinta de fijación, y a continuación se corta con la longitud deseada de los haces individuales. Para lograr un funcionamiento aproximadamente continuo, se accionan de manera paralela dos ruedas receptoras fijas. La transferencia alternada de las fibras huecas sobre una u otra rueda receptora, se realiza mediante un suministro móvil de las fibras huecas. Sin embargo, dicho método presenta la desventaja que consiste en que se deben ejercer fuerzas de tracción sobre la hebra de fibra hueca, y se genera un movimiento relativo afectado por la fricción, entre las fibras huecas exteriores de la hebra de fibras huecas y los elementos de conducción de la máquina. Además, en el desenrollado cambia también forzosamente la posición de las fibras huecas individuales en el interior de un haz de fibras huecas, dado que cuando se desenrolla se incrementa la periferia para la envoltura individual en el sentido radial. Además, la envoltura en forma de espiral con una cinta de fijación resulta extremadamente costosa en el sentido técnico, y conduce a una reducción de la eficacia del método.

De la patente DE 198 06 293 A1 se conoce un método para envolver un haz de fibras, en el que el haz de fibras se coloca sobre una lámina en una chapa de acero curvada, la cual puede retornar elásticamente a su posición sin tensión, en la que conforma un cilindro y, de esta manera, envuelve el haz de fibras con la lámina. Sin embargo, en este caso, la fuerza ejercida sobre el haz de fibras se puede controlar de manera insuficiente, dado que depende esencialmente de la fuerza de retorno de la chapa de acero, de manera que se afecta la exactitud del haz de fibras producido.

La patente GB 1 277 513 revela un dispositivo de devanado que presenta un soporte del devanador. Además, el dispositivo presenta dos devanadores que se encuentran dispuestos de manera que puedan rotar en el soporte del devanador. Los devanadores se encuentran dispuestos de manera que sus ejes de rotación no corten el eje principal del soporte del devanador. Además, los devanadores se encuentran dispuestos de manera que la distancia de los ejes de rotación de los devanadores en relación con el eje principal del soporte del devanador, es mayor que el radio de rotación de los devanadores.

Por consiguiente, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar dispositivos y métodos para la fabricación de haces de fibras, que presentan una automatización completa, una fabricación aproximadamente continua, así como una elevada eficacia y precisión.

Dicho objeto se resuelve mediante un dispositivo y un método para el devanado de haces de fibras, de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 12. Los acondicionamientos ventajosos de la presente invención son objeto de las reivindicaciones relacionadas.

El dispositivo conforme a la presente invención para el devanado de haces de fibras, particularmente de haces para la membrana de fibras huecas, particularmente para la fabricación de filtros de diálisis, comprende un soporte del devanador que puede rotar alrededor de un eje principal y, al menos, dos devanadores que se encuentran alojados de manera que puedan rotar en el soporte del devanador. Además, los ejes de rotación de los devanadores se encuentran dispuestos perpendiculares al eje principal del soporte del devanador, es decir, que cada eje de rotación de los devanadores se extiende en un plano dispuesto de manera ortogonal al eje principal del soporte del devanador.

Dicha disposición presenta la ventaja de que se puede devanar una hebra de fibra hueca sobre un primer devanador, mientras que los haces de fibras ya devanados se pueden procesar posteriormente sobre los devanadores restantes. Cuando se finaliza el devanado sobre el primer devanador, el soporte del devanador continúa rotando una etapa, de manera que el primer devanador rote hacia el interior con el haz de fibras devanado, hacia una zona de procesamiento posterior, mientras que un nuevo devanador vacío rota en la zona de devanado. De esta manera, los dispositivos para la provisión de la hebra de fibra, como por ejemplo, una máquina de hilar y las máquinas de procesamiento posterior, como por ejemplo, una máquina de envolver, se pueden encontrar dispuestas de manera fija, mientras que los devanadores continúan rotando respectivamente en su zona. De esta manera, la hebra de fibra no se debe desplazar de un lado a otro, hecho que permite un procesamiento cuidadoso de las fibras. También los devanadores individuales resultan mucho más simples de acceder, hecho que simplifica particularmente el procesamiento posterior. Además, los haces de fibras pueden permanecer en los devanadores durante la envoltura. De esta manera, se puede realizar un procesamiento efectivo aproximadamente continuo de la hebra de fibra.

Dado que los ejes de rotación de los devanadores se disponen perpendiculares al eje principal del soporte del devanador, se puede utilizar una construcción del soporte del devanador y de los devanadores que economice un espacio considerable, en la que se puede mantener reducida la zona que se mantiene libre para la rotación del soporte del devanador con los devanadores. Dicha conformación incrementa la accesibilidad al dispositivo conforme a la presente invención, particularmente para las etapas del procesamiento posterior. En particular, el soporte del devanador puede presentar esencialmente una longitud igual al diámetro de los devanadores, mientras que dichos devanadores se encuentren dispuestos lateralmente en el soporte del devanador. En el caso que los devanadores se utilicen con más de dos púas, de esta manera sólo se pueden disponer dos devanadores en lados respectivamente enfrentados, mientras que cuando se utilizan devanadores de dos púas, también se pueden utilizar más de dos devanadores. De cualquier forma, se logra una conformación extremadamente compacta, en la que particularmente también los momentos a desplazar por el soporte del devanador, también se pueden mantener reducidos en el caso de devanadores de gran tamaño.

De manera ventajosa, los, al menos dos, devanadores están compuestos respectivamente de manera esencial por una barra de devanado con cabezales del devanador dispuestos en los extremos de la barra de devanado, con mandriles. En la presente invención, esta clase de devanadores de dos púas presentan particularmente la gran ventaja de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para el devanado de haces de fibras, particularmente de haces de membrana de fibras huecas, particularmente para la fabricación de filtros de diálisis, con un soporte del devanador (10) que puede rotar alrededor de un eje principal, y con, al menos, dos devanadores (7) que se encuentran alojados de manera que puedan rotar en el soporte del devanador (10) , en donde los ejes de rotación de los devanadores (7) se encuentran dispuestos perpendiculares al eje principal del soporte del devanador (10) , en donde la distancia de los ejes de rotación de los devanadores (7) en relación con el eje principal del soporte del devanador (10) es menor que el radio de rotación de los devanadores (7) .

2. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los, al menos dos, devanadores (7) están compuestos de manera esencial respectivamente por una barra de devanado con cabezales del devanador dispuestos en los extremos de la barra de devanado, con mandriles (8) .

3. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la distancia entre los cabezales del devanador presenta, al menos, el triple de la longitud de las secciones de filtro de los filtros de diálisis, fabricadas con los haces de membrana de fibras huecas.

4. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 2, en donde los cabezales del devanador comprenden dispositivos de estiramiento/compresión, con los cuales los mandriles se pueden desplazar de manera que se pueda estirar o comprimir el haz de fibras devanado, y en donde de manera ventajosa los dispositivos de estiramiento/compresión desplazan de manera lineal los mandriles (8) a lo largo de la extensión principal de la barra de devanado.

5. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, en donde se proporcionan dos devanadores (7) que se encuentran dispuestos en lados enfrentados del soporte del devanador (10) , y cuyos ejes de rotación se encuentran dispuestos particularmente de manera paralela o coaxial.

6. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, con accionamientos respectivamente activados por separado, para la rotación de los devanadores (7) , en donde de manera ventajosa los accionamientos para la rotación de los devanadores (7) se encuentran dispuestos en el soporte del devanador (10) .

7. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, con un accionamiento para la rotación del soporte del devanador (10) alrededor de una zona angular fija, particularmente alrededor de 180º.

8. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el soporte del devanador (10) está conformado por un tambor.

9. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los devanadores (7) comprenden respectivamente pinzas para la sujeción del comienzo y del final de una hebra de fibra.

10. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, con uno o una pluralidad de los siguientes elementos:

- una pinza de transferencia (14) para recibir una hebra de fibra de uno de los devanadores, y para la transferencia de la hebra de fibra al próximo devanador,

- un dispositivo de corte para cortar la hebra de fibra,

- un dispositivo de aspiración (13) para aspirar los extremos sueltos de la hebra de fibra,

- un dispositivo para proporcionar una hebra de fibra, particularmente de una máquina de hilar.

11. Dispositivo para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el eje de rotación del soporte del devanador (10) coincide con su eje longitudinal, y en donde de manera ventajosa el eje de rotación del soporte del devanador se dispone de manera horizontal.

12. Método para el devanado de haces de fibras, particularmente de haces de membrana de fibras huecas, particularmente para la fabricación de filtros de diálisis, en un sistema de devanadores con un soporte del devanador

(10) que puede rotar alrededor de un eje principal, y con, al menos, dos devanadores (7) que se encuentran alojados de manera que puedan rotar en el soporte del devanador, en donde los ejes de rotación de los devanadores (7) se encuentran dispuestos perpendiculares al eje principal del soporte del devanador (10) , en donde la distancia de los ejes de rotación de los devanadores (7) en relación con el eje principal del soporte del devanador (10) es menor que el radio de rotación de los devanadores (7) , que comprende las siguientes etapas:

- devanado de un haz de fibras sobre un primer devanador

- rotación del soporte del devanador alrededor del eje principal

- procesamiento posterior del haz de fibras sobre el primer devanador, y simultáneamente el devanado de un haz de fibras sobre el siguiente devanador.

13. Método para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la hebra de fibra se enrolla durante el devanado mediante la rotación de una barra de devanado alrededor de mandriles (8) dispuestos en sus extremos, de manera que el haz de fibras devanado se extienda a lo largo de la barra de devanado.

14. Método para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la longitud del haz de fibras presenta, al menos, el triple de la longitud de las secciones de filtro de los filtros de diálisis, fabricadas con los haces de membrana de fibras huecas.

15. Método para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 12, en donde mediante la rotación del soporte del devanador (10) alrededor del eje principal, el siguiente devanador (7) adopta la posición adoptada anteriormente por el primer devanador (7) .

16. Método para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el eje de rotación del soporte del devanador (10) coincide con su eje longitudinal, y los devanadores (7) están compuestos respectivamente de manera esencial por una barra de devanado con cabezales del devanador dispuestos en los extremos de la barra de devanado, con mandriles (8) , en donde antes de la rotación del soporte del devanador (10) las barras de devanado se conducen a una posición esencialmente paralela al soporte del devanador.

17. Método para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 12, en donde durante la etapa de procesamiento posterior, la barra de devanado permanece en su posición esencialmente paralela al soporte del devanador (10) .

18. Método para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la hebra de fibra se proporciona de manera continua, particularmente mediante el hilado continuo de la hebra de fibra, y la hebra de fibra se almacena temporalmente en un dispositivo de almacenamiento, mientras que mediante la rotación del soporte del devanador (10) se proporciona el siguiente devanador (7) .

19. Método para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el comienzo de la hebra de fibra se inmoviliza en el devanador, en vista de ello se inicia el devanado y finaliza después de una cantidad establecida de giros, con lo cual también se inmoviliza el final de la hebra de fibra en el devanador y/o en donde después del devanado del haz de fibras en un primer devanador, la hebra de fibra es recogida por una pinza de transferencia (14) , se corta y después de la rotación del soporte del devanador, se transfiere al siguiente devanador y/o en donde los extremos sueltos de las hebras de fibra son aspirados mediante un dispositivo de aspiración (13) .

20. Método para el devanado de haces de fibras de acuerdo con la reivindicación 13, en donde para el procesamiento posterior del haz de fibras, se reduce la tensión de tracción en el haz de fibras mediante el desplazamiento de los mandriles (8) .