Dispositivo para el estirado longitudinal de elementos laminares.

Dispositivo de estirado longitudinal de elementos laminares de material sintético,

del tipo de un dispositivo de doble etapa de estirado, con cilindros de estirado y elementos de presión, en especial cilindros de presión, asociados a los cilindros de estirado, comprendiendo cuatro cilindros de estirado (6, 7, 8, 9) sobre los que pasa sucesivamente el elemento laminar (5) a estirar, con un primer cilindro de estirado (6) en particular de eje fijo (10), un segundo cilindro de estirado (7) de eje (12) desplazado hacia adelante y verticalmente con respecto al eje (10) del primer cilindro de estirado (6), un tercer cilindro de estirado (8) con eje (17) desplazado hacia adelante y verticalmente con respecto al eje (10) del segundo cilindro de estirado (7), y un cuarto cilindro de estirado (9) con eje (25) desplazado hacia adelante y verticalmente con respecto al eje (17) del tercer cilindro de estirado (8), comprendiendo asimismo el dispositivo (2) sistemas motorizados de impulsión en rotación de una parte o de la totalidad de los cilindros de estirado (6, 7, 8, 9), a velocidades diferenciadas, para formar una primera etapa de estirado entre el segundo cilindro (7) y el tercer cilindro (8), y formar una segunda etapa de estirado entre el tercer cilindro (8), y el cuarto cilindro (9), realizándose de esta manera el estirado del elemento laminar (5) a una y otra partes del tercer cilindro (8), poseyendo el primer cilindro de estirado (6) y el segundo cilindro de estirado (7) ejes respectivos fijos (10, 12), mientras que el tercer cilindro de estirado (8) posee un eje (17) de posición ajustable, de manera que regula la distancia de estirado (d, D) en la primera etapa de estirado formada entre el segundo cilindro (7) y el tercer cilindro (8).

Dispositivo para el estirado longitudinal de elementos laminares La presente invención se refiere a un dispositivo para el estirado longitudinal de elementos laminares de material sintético.

Los dispositivos de estirado longitudinal de elementos laminares utilizados en la industria comprenden de manera habitual desde arriba hacia abajo (con referencia al sentido de paso del elemento laminar a estirar) :

- un conjunto de rodillos de precalentamiento, cuyo número y diámetro se escogen en función del material constitutivo del elemento laminar a estirar, del espesor de este elemento laminar y de la velocidad de producción deseada;

-un grupo de estirado que presenta una sucesión de cilindros, siendo impulsados los primeros cilindros a una velocidad relativamente lenta y los cilindros siguientes estirados a una velocidad más rápida, de manera que se lleve a cabo el estirado de un elemento laminar entre cilindros sucesivos impulsados a velocidades diferentes y crecientes;

-un grupo de termoestabilización, cuya función consiste en asegurar la dilatación térmica y la estabilización del elemento laminar antes del estirado transversal subsiguiente del mismo.

En los dispositivos de estirado longitudinal del tipo anteriormente mencionado, los rodillos de precalentamiento y los cilindros de estirado, así como los rodillos del grupo de termoestabilización son mantenidos a temperatura, de manera tradicional, por un circuito de aceite caliente procedente de una caldera, cuyo aceite caliente es introducido en una doble envolvente de dichos rodillos o cilindros, mediante dispositivos del tipo de junta giratoria.

De manera más eficaz y mejor adaptada al objetivo de la presente invención, estos cilindros pueden ser también regulados en temperatura gracias a la presencia dentro de la doble envolvente de cada cilindro, de un dispositivo de tipo “caloduc”, es decir, una cámara cerrada estanca al vacío y que posee un relleno parcial de fluido, escogido de manera tal que sus características termodinámicas presentan, en el rango de temperaturas de funcionamiento de la máquina; una fase de vapor y una fase líquida.

La aportación de calor al interior del cilindro se realiza en este caso por una resistencia eléctrica de calentamiento, por radiación o por circulación de aire caliente, siendo por lo tanto transmitida la energía calorífica necesaria al elemento laminar a través de la envolvente de tipo “caloduc”, por vaporización más o menos completa del líquido que contiene; el vapor producido se condensa sobre las partes frías del cilindro para asegurar la isotermia de éste así como la transferencia rápida del calor entre el medio de calentamiento y el elemento laminar.

Este tipo de dispositivos presenta la ventaja de la economía de energía, un mejor coeficiente de intercambio térmico, mejor regulación de la temperatura, e igualmente permite evitar dispositivos tales como las juntas giratorias que, además de los problemas de mantenimiento intrínsecos de las mismas, sobre todo para las máquinas de gran velocidad, presentan el inconveniente, a causa de su constitución intrínseca, de un par de frenado importante sobre el cilindro. Este efecto de par de frenado es agravado por el hecho de que para permitir la circulación del aceite en los muñones del cilindro, estos deben tener una dimensión suficientemente importante, lo que comporta como consecuencia la presencia de rodamientos de grandes dimensiones que presentan por su parte un par resistente importante.

En lo que se refiere a la parte principal de la máquina, que es el grupo de estirado, los dispositivos más habitualmente utilizados son los llamados de doble etapa de estirado, tales como los descritos por ejemplo en la patente alemana DE 19622085 (BRUCKNER) o en la patente europea correspondiente EP 0 907 495, o también en la patente inglesa GB 1 174 313. La doble etapa de estirado se hace necesaria por la tendencia natural de los elementos laminares sintéticos sometidos a estirado longitudinal, en retraerse simultáneamente en sentido transversal.

Esta tendencia a la retracción transversal debe ser evitada por completo, puesto que la retracción transversal del elemento laminar, cuando tiene lugar su estirado longitudinal, no solamente altera la regularidad de la orientación de las cadenas moleculares (isotropía de la materia) , sino que presenta también el inconveniente de conducir a un mayor espesor de los bordes del elemento laminar, lo que altera el perfil de espesor del elemento laminar y aumenta de manera considerable el porcentaje de rechazo, puesto que estos bordes, que servirán posteriormente de zona de sujeción para las pinzas utilizadas para el estirado transversal, deben ser cortadas y eliminadas a la salida de dicho estirado transversal.

A efectos de reducir este fenómeno de retracción transversal, el estirado longitudinal del elemento laminar se hace de manera preferente entre dos cilindros a velocidades distintas, siendo la distancia tangencial la más corta posible; la adherencia del elemento laminar sobre los cilindros, cuya temperatura se mantiene a un valor apropiado, impide en estas condiciones que el elemento laminar siga su tendencia natural a la retracción transversal. Esta disposición bien conocida permite el estirado longitudinal de un elemento laminar entre dos cilindros a velocidades distintas y puede ser efectivamente utilizada para velocidades reducidas de producción.

Por el contrario, cuando la velocidad de producción y por lo tanto de estirado aumenta, lo que ocurre en las máquinas modernas, el hecho de mantener la distancia tangencial entre dos cilindros tiene como consecuencia el aumento en esta distancia corta de la aceleración a la que está sometido elemento laminar (aceleración que supera rápidamente la que puede aceptar la materia estirada) y conduce por lo tanto a la rotura del elemento laminar. Para evitar esta rotura, es posible aumentar la distancia tangencial entre los dos cilindros, lo que se traduce inmediatamente por un efecto de retracción transversal no deseada.

Para paliar este inconveniente se han propuesto dispositivos con doble etapa de estirado, tales como los citados anteriormente, dividiéndose el estirado total en dos etapas de estirado sucesivas, presentando cada una de ellas una distancia tangencial entre los cilindros de estirado lo más reducida posible, evitando así la retracción transversal.

En otros términos, la relación de estirado global que conduciría en una sola etapa de estirado a una aceleración demasiado importante, se reparte en dos etapas, reduciendo por este hecho la aceleración sin ofrecer por el contrario al elemento laminar la posibilidad de retracción transversal.

Esta la razón por la que los dispositivos llamados de doble etapa de estirado son utilizados habitualmente en la industria. Presentan generalmente seis cilindros en línea.

La necesidad de utilizar seis cilindros procede del hecho de que a efectos de conservar una distancia tangencial de estirado reducida, es necesario reducir el diámetro de los cilindros de estirado, lo que como consecuencia reduce la superficie de contacto entre elemento laminar y la superficie de cada cilindro. Cuando esta superficie resulta insuficiente para que la fricción entre el elemento laminar y el cilindro sea suficientemente elevada para impedir el deslizamiento del elemento laminar sobre los cilindros de estirado por el efecto del esfuerzo de estirado, se hace necesario prever un segundo cilindro síncrono del precedente, siendo la función de este segundo cilindro la de mantener el elemento laminar sin deslizamiento antes o después del estirado.

Un problema añadido que aparece en el aumento de la velocidad de producción procede del hecho de que el aire aprisionado por el elemento laminar constituye, entre éste y la superficie del cilindro, un colchón de aire que despega el elemento laminar con respecto a la superficie del cilindro, anulando por este hecho su resistencia a los esfuerzos de estirado. El elemento laminar empieza entonces ”flotar” simultáneamente en sentido longitudinal y en sentido transversal, si bien presenta irregularidades de estirado en sentido longitudinal.

A efectos de evitar la constitución de este colchón de aire, es necesario prever cilindros de presión que desgraciadamente la configuración actual en línea de los cilindros de estirado no pueden ser posicionados en el punto de entrada del aire.

Otro inconveniente de los dispositivos de doble etapa de estirado, con seis cilindros en línea, consiste en el hecho de que cada cilindro de estirado y también cada cilindro de presión que le acompaña es susceptible de perjudicar la superficie del elemento laminar, lo cual es... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de estirado longitudinal de elementos laminares de material sintético, del tipo de un dispositivo de doble etapa de estirado, con cilindros de estirado y elementos de presión, en especial cilindros de presión, asociados a los cilindros de estirado, comprendiendo cuatro cilindros de estirado (6, 7, 8, 9) sobre los que pasa sucesivamente el elemento laminar (5) a estirar, con un primer cilindro de estirado (6) en particular de eje fijo (10) , un segundo cilindro de estirado (7) de eje (12) desplazado hacia adelante y verticalmente con respecto al eje (10) del primer cilindro de estirado (6) , un tercer cilindro de estirado (8) con eje (17) desplazado hacia adelante y verticalmente con respecto al eje (10) del segundo cilindro de estirado (7) , y un cuarto cilindro de estirado (9) con eje

(25) desplazado hacia adelante y verticalmente con respecto al eje (17) del tercer cilindro de estirado (8) , comprendiendo asimismo el dispositivo (2) sistemas motorizados de impulsión en rotación de una parte o de la totalidad de los cilindros de estirado (6, 7, 8, 9) , a velocidades diferenciadas, para formar una primera etapa de estirado entre el segundo cilindro (7) y el tercer cilindro (8) , y formar una segunda etapa de estirado entre el tercer cilindro (8) , y el cuarto cilindro (9) , realizándose de esta manera el estirado del elemento laminar (5) a una y otra partes del tercer cilindro (8) , poseyendo el primer cilindro de estirado (6) y el segundo cilindro de estirado (7) ejes respectivos fijos (10, 12) , mientras que el tercer cilindro de estirado (8) posee un eje (17) de posición ajustable, de manera que regula la distancia de estirado (d, D) en la primera etapa de estirado formada entre el segundo cilindro

(7) y el tercer cilindro (8) .

2. Dispositivo de estirado longitudinal, según la reivindicación 1, caracterizado porque el tercer cilindro de estirado (8) está montado sobre un armazón móvil (18) , en particular articulado (en 19) sobre el bastidor (11) del dispositivo (2) , estando previstos sistemas motorizados tales cómo mínimo un conjunto de cilindro y pistón (20) para controlar el desplazamiento del armazón móvil (18) para ajustar la distancia de estirado (d, D) en la primera etapa de estirado.

3. Dispositivo de estirado longitudinal, según la reivindicación 2, caracterizado porque elementos de presión tales como cilindros de presión (13, 21, 26) , están asociados como mínimo al segundo cilindro de estirado (7) , al tercer cilindro de estirado (8) y al cuarto cilindro de estirado (9) , estando soportado elemento de presión (21) asociado al tercer cilindro de estirado (8) por el armazón móvil (18) para acompañar este tercer cilindro de estirado (8) en sus movimientos de ajuste.

4. Dispositivo de estirado longitudinal, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuarto cilindro de estirado (9) posee un eje fijo (25) , situado en particular a igual altura que el eje (12) del segundo cilindro de estirado (7) .

5. Dispositivo de estirado longitudinal, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuarto cilindro de estirado (9) posee un eje (25) de posición ajustable, por ejemplo montado sobre un armazón móvil, a efectos de ajustar la distancia de estirado en la segunda etapa de estirado, formada por el tercer cilindro (8) y el cuarto cilindro (9) .

6. Dispositivo de estirado longitudinal, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los sistemas motorizados de impulsión en rotación están previstos para impulsar el primer cilindro de estirado (6) y el segundo cilindro de estirado (7) en sincronismo o casi sincronismo, es decir, con una velocidad ligeramente más grande para el segundo cilindro (7) .

7. Dispositivo de estirado longitudinal, según la reivindicación 6, caracterizado porque los sistemas motorizados de impulsión en rotación se prevén para arrastrar de manera positiva los cuatro cilindros de estirado (6, 7, 8, 9) , siendo impulsado el tercer cilindro de estirado (8) a una velocidad superior a la del segundo cilindro (7) y definiendo la relación de estirado en la primera etapa de estirado, y el cuarto cilindro de estirado (9) es arrastrado a una velocidad superior a la del tercer cilindro de estirado (8) definiendo la relación de estirado en la segunda etapa de estirado.

8. Dispositivo de estirado longitudinal, según la reivindicación 6, caracterizado porque los sistemas motorizados de impulsión en rotación están previstos para impulsar positivamente en rotación solamente el primer cilindro de estirado (6) , el segundo cilindro de estirado (7) y el cuarto cilindro de estirado (9) , mientras que el tercer cilindro de estirado (8) gira impulsado por el elemento laminar (5) a una velocidad intermedia entre la del segundo cilindro (7) y la del cuarto cilindro (9) .

9. Dispositivo de estirado longitudinal, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque todos los elementos de presión están constituidos por cilindros de presión (13, 21, 26) , aplicados contra los cilindros de estirado asociados (7, 8, 9) en los puntos de tangencia del elemento laminar (5) o en las proximidades de estos puntos de tangencia.

10. Dispositivo de estirado longitudinal, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el elemento de presión asociado al tercer cilindro de estirado (8) está constituido por un sistema de aplicación electrostática preferentemente mediante banda.